本发明专利技术实施例提了一种气体系统，包括：设置有第一气体控制单元的第一气体管路，所述第一气体控制单元用于控制所述第一气体管路上的气体流量或气体压力；设置有第二气体控制单元的第二气体管路，所述第二气体控制单元用于控制所述第二气体管路上的气体压力；气体压力平衡控制单元，跨接于所述第一气体管路和第二气体管路之间，用于产生压力控制信号，该压力控制信号作为第二气体控制单元的输入信号，使得所述第二气体管路与所述第一气体管路的气体压力保持平衡，从而使得第一气体管路和第二气体管路的气体压力基本不会波动，使得反应腔室的源气体的浓度以及质量的稳定，提高了外延工艺的稳定性和重复性，改善了形成的外延材料层的质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学气相沉积(CVD)
，特别涉及用于化学气相沉积的气体系统。
技术介绍
MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)工艺是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。它以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长的源材料，以热分解反应方式在基座上进行气相外延，生长各种II1-V族、I1-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。下面对现有的MOCVD工艺的原理进行说明。具体地，请参考图1所示的现有的MOCVD设备的结构示意图。外延沉积腔室10内形成有相对设置的喷淋头11和基座12。所述气体供给单元可以为喷淋头(Showerhead，SH)，该喷淋头内可以设置多个小孔。所述基座12上通常放置多片衬底121，所述衬底121的材质通常为价格昂贵的蓝宝石。所述基座12的下方还形成有加热单元13，所述加热单元13对所述衬底121进行加热，使得所述衬底121表面的温度达到外延工艺需要的温度。在进行MOCVD工艺时，源气体自喷淋头11的小孔进入衬底12上方的反应区域(靠近衬底121的表面的位置)，所述衬底121由于加热单元13的热辐射作用而具有一定的温度，从而该温度使得源气体之间进行化学反应，从而在衬底121表面形成外延材料层。所述外延材料层中至少包含一层发光层，所述发光层在电流的驱动下能够发出光。通常，在MOCVD工艺完成后，需要将形成有外延材料层的衬底从MOCVD设备的外延沉积腔室中取出，然后在MOCVD设备的外部对衬底上使得外延材料层的特性参数进行测试。在实际中经过测试，发现现有的外延工艺的稳定性和重复性不好，形成的外延材料层的质量不能满足应用的要求。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的问题是提供了一种新的气体系统，该气体系统的两路气体管路在不同的气体源切换的过程中的气体压力平衡，从而有利于气体源中的压力以及进入反应腔室的源气体的浓度以及质量的稳定，提高外延工艺的稳定性和重复性，改善了形成的外延材料层的质量。 为解决上述问题，本专利技术实施例提了一种气体系统，包括:第一气体管路，设置有第一气体控制单元，所述第一气体控制单元用于控制所述第一气体管路上的气体流量或气体压力；第二气体管路，设置有第二气体控制单元，所述第二气体控制单元用于控制所述第二气体管路上的气体压力；气体压力平衡控制单元，跨接于所述第一气体管路和第二气体管路之间，用于采集所述第一气体控制单元和第二气体控制单元的信号，并且根据所述信号获得压力控制信号，所述压力控制信号作为第二气体控制单元的输入信号。可选地，所述第一气体控制单元为质量流量控制器或压力控制器。可选地，所述第二气体控制单元包括串联的质量流量控制器和压力控制器，所述质量流量控制器位于所述压力控制器的上游，所述压力控制信号作为所述压力控制器的输入信号。可选地，所述第二气体控制单元还包括:分压单元，所述分压单元与所述压力控制器并联于所述第二气体管路上，所述分压单元用于在所述第二气体管路的压力超过所述压力控制器的调压范围时，将第二气体管路的部分气体分流。 可选地，所述第二气体控制单元还包括:流量范围设定单元，用于基于所述压力控制信号，调节所述第二气体管路上的质量流量控制器的量程，使得所述量程与所述压力控制器的调压范围一致。可选地，所述第二气体控制单元为质量流量控制器。可选地，所述气体系统应用于化学气相沉积设备。可选地，所述气体压力平衡控制单元为差压式薄膜规。与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下优点:本专利技术实施例在所述气体系统中设置气体压力平衡控制单元，通过所述气体压力平衡控制单元调节第二气体管路的气体压力，使得所述第二气体管路的气体压力与所述第一气体管路的气体压力保持平衡，从而使得第一气体管路和第二气体管路切换时，该两路气体管路的气体压力基本不会波动，从而有利于气体源中的压力以及进入反应腔室的源气体的浓度以及质量的稳定，提高外延工艺的稳定性和重复性，改善了形成的外延材料层的质量;进一步优化地，所述第二气体控制单元包括串联的质量流量控制器和压力控制器，所述质量流量控制器位于所述压力控制器的上游，所述气体压力平衡控制单元的压力控制信号作为所述压力控制器的输入信号。附图说明图1是现有的MOCVD设备的结构示意图；图2是本专利技术第一实施例的气体系统的结构示意图；图3是本专利技术第二实施例的气体系统的结构示意图。具体实施例方式现有的MOCVD工艺的稳定性和重复性不好，形成的外延材料层的质量不高。经过专利技术人研究发现，由于两路气体管路在不同的气体源切换的过程中的压力不平衡，在源气体切换过程中源气体的压力波动、进入反应腔室的气流不稳定，造成了参与反应的MOCVD的气体的浓度以及质量的不稳定，从而影响了外延材料层的稳定性以及重复性。为了解决上述问题，本专利技术提出一种气体系统，该气体系统中设置气体压力平衡控制单元，通过所述气体压力平衡控制单元调节第二气体管路的气体压力，使得所述第二气体管路的气体压力与所述第一气体管路的气体压力保持平衡，从而使得第一气体管路和第二气体管路切换时，该两路气体管路的气体压力基本不会波动，有利于消除在源气体切换过程中源气体的压力波动，使得进入反应腔室的气流更加稳定，提高了参与反应的MOCVD的气体的浓度以及质量的稳定性，有利于改善外延材料层的稳定性以及重复性。下面将结合具体的实施例对本专利技术的技术方案进行说明。为了更好地说明本专利技术的技术方案，请结合图2所示的本专利技术第一实施例的气体系统的结构示意图。所述气体系统包括:第一气体管路21，设置有第一气体控制单元15，所述第一气体控制单元15用于控制所述第一气体管路21上的气体流量或气体压力，所述第一气体管路21的一端与第一吹扫气体源11相连接，另一端与工艺腔室19相连接，所述第一吹扫源11用于提供吹扫气体，所述吹扫气体自第一吹扫气体源11经过第一气体控制单元15流向工艺腔室19 ；第二气体管路22，设置有第二气体控制单元16，所述第二气体控制单元16用于控制所述第二气体管路22上的气体压力，使得所述第二气体管路22的气体压力与所述第一气体管路21的气体压力平衡，所述第二气体管路22的一端与第二吹扫气体源12相连接，另一端与泵20相连接，所述第二吹扫源12用于提供吹扫气体，所述吹扫气体自所述第二吹扫源12经过第二气体控制单元16流向泵20 ； 气体压力平衡控制单元17，跨接于所述第一气体管路21和第二气体管路22之间，用于采集所述第一气体控制单元15和第二气体控制单元16的信号，并且根据所述信号获得压力控制信号，所述压力控制信号作为第二气体控制单元16的输入信号。作为本专利技术的一个实施例，所述气体系统应用于MOCVD设备。当然，本专利技术所述的气体系统还可以应用其他的化学气相沉积设备，该设备需要采用两路甚至更多路气体，该设备的两路甚至更多路气体之间需要保持压力平衡，比如，本专利技术的气体系统可以用于炉管、LPCVD、CVD、PEDVD 等。作为一个实施例，所述第一气体管路21和第二气体管路22还分别连接第一工艺气体阀23和第二工艺气体阀24，所述第一工艺气体阀23和第二工艺气体阀24均为三通阀。如图所示，所述第一工艺气体阀23的两个端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体系统，其特征在于，包括：第一气体管路，设置有第一气体控制单元，所述第一气体控制单元用于控制所述第一气体管路上的气体流量或气体压力；第二气体管路，设置有第二气体控制单元，所述第二气体控制单元用于控制所述第二气体管路上的气体压力；气体压力平衡控制单元，跨接于所述第一气体管路和第二气体管路之间，用于采集所述第一气体控制单元和第二气体控制单元的信号，并且根据所述信号获得压力控制信号，所述压力控制信号作为第二气体控制单元的输入信号。
【技术特征摘要】
1.一种气体系统，其特征在于，包括: 第一气体管路，设置有第一气体控制单元，所述第一气体控制单元用于控制所述第一气体管路上的气体流量或气体压力； 第二气体管路，设置有第二气体控制单元，所述第二气体控制单元用于控制所述第二气体管路上的气体压力； 气体压力平衡控制单元，跨接于所述第一气体管路和第二气体管路之间，用于采集所述第一气体控制单元和第二气体控制单元的信号，并且根据所述信号获得压力控制信号，所述压力控制信号作为第二气体控制单元的输入信号。2.如权利要求1所述的气体系统，其特征在于，所述第一气体控制单元为质量流量控制器或压力控制器。3.如权利要求1所述的气体系统，其特征在于，所述第二气体控制单元包括串联的质量流量控制器和压力控制器，所述质量流量控制器位于所述压力控制器的上游，所述压力控制信号作为所...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶芷飞，梁秉文，
申请(专利权)人：光达光电设备科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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