一種用于mocvd反應腔室的盤體溫度控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體技術領域，尤其是指一種用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置。
【背景技術】
[0002]MOCVD (Me ta 1-Organ i c Chemical Vapor Deposit1n 金屬有機化合物化學氣相沉積)是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種新型氣相外延生長技術。MOCVD是制備化合物半導體外延材料的核心設備，以m族、π族元素的有機化合物和ν、νι族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，主要用于生長各種m-v族、π-νι族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料，涵蓋了所有常見半導體，有著非常廣闊的市場前景。
[0003]金屬有機化合物與氫化物以一定的速度從MOCVD反應腔室頂部進入反應腔，在反應腔內反應后，尾氣從反應腔底部排氣口排出。化學反應在高溫的狀態下進行，為了保護反應腔室的外圍電氣設備，須對腔體進行冷卻。尾氣在從底盤排除的過程中，尾氣中的P(磷)等固體顆粒遇到溫度較低的底盤時，會產生沉積，達到一定沉積程度后，則需停止MOCVD機臺后，拆出腔體進行清理，頻繁拆卸腔體不但影響設備的使用壽命，還嚴重影響生產效率。
[0004]MOCVD盤體溫度的傳統控制方法是直接通冷卻水，對冷卻水流量進行控制，此方法對盤體溫度的控制的精度不高，特別是當反應腔室內加熱絲調整反應室反應溫度時，傳統方法的控溫效果較慢，還可能會出現較大的超調。底盤溫度的波動會加速固體顆粒的沉積，進而影響生廣效率。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置，能夠有效克服溫度的波動及滯后性，從而達到對底盤溫度的快速精確閉環控制。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為:一種用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置，包括:
[0007]循環水管，螺旋盤繞在MOCVD反應腔室的底盤上；
[0008]循環栗，設置在MOCVD反應腔室外，與所述循環水管連接，使水在循環水管的管路中不斷循環，從而形成循環水回路；
[0009]調節閥，裝于所述循環水管上，用于控制冷卻水進入循環水管的進水量；
[0010]熱電偶，裝于MOCVD反應腔室的底盤上，用于溫度檢測；
[0011]溫度控制器，用于接收所述熱電偶的檢測信號，而后輸出控制信號給所述調節閥，所述調節閥接收控制信號并實時調整閥門開度，從而控制冷卻水進水量。
[0012]所述循環栗為離心栗。
[0013]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果:
[0014]本實用新型能對生產過程中變化幅度較大的擾動有較好的抑制作用，較好的克服溫度的滯后性，有著近似于串級控制的效果，通過對底盤溫度的精確控制，減少了工藝氣體從上向下流動的過程中P(磷)等顆粒在底盤的沉積，從而降低反應腔室的清理頻率，延長了機臺的連續工作時間，間接地提高了生產效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型所述盤體溫度控制裝置的安裝結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型的溫度閉環控制原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1所示，本實施例所述的用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置，包括:
[0019]循環水管，螺旋盤繞在MOCVD反應腔室的底盤上；
[0020]循環栗(具體為離心栗)，設置在MOCVD反應腔室外，與所述循環水管連接，使水在循環水管的管路中不斷循環，從而形成循環水回路；
[0021]調節閥，裝于所述循環水管上，用于控制冷卻水進入循環水管的進水量；
[0022]熱電偶，裝于MOCVD反應腔室的底盤上，用于溫度檢測，有較高的精度，能靈敏地反應實際溫度；
[0023]溫度控制器，用于接收所述熱電偶的檢測信號，進行PID運算后輸出控制信號給所述調節閥，所述調節閥接收控制信號并實時調整閥門開度，從而控制冷卻水進水量，冷卻水的進入導致循環水回路壓力升高，以致部分熱水會從出水口閥門處排出，從而使循環水回路的壓力保持穩定。
[0024]如圖2所示，溫度控制器能實時顯示反應腔底盤實測溫度值PV，同時能直接設置希望的溫度控制點SP，根據PV、SP值自動進行PID運算，自動整定PID參數，并輸出控制信號給調節閥。
[0025]當設定溫度SP與實測溫度PV間偏差大時，溫度控制器控制調節閥輸出一個相對較大的開度，冷卻水以較大流量進入循環回路，受壓力的作用大部分熱水直接從出水口閥門處排出，從而直接對底盤溫度進行快速調節，使設定溫度SP與實測溫度PV的偏差快速縮小，對生產過程中變化幅度較大的擾動有較好的抑制作用。
[0026]當設定溫度SP與實測溫度PV相差較小時，溫度控制器控制調節閥輸出一個較小的開度，此時只有少量的冷水進入循環回路，此時因循環水的不斷快速循環，所以循環水的溫度和底盤的溫度非常接近，對循環水的調節可以近似的看成是對底盤的調節，能較好的克服溫度的滯后性，從而達到對底盤溫度的快速精確控制，最終使PV=SP。
[0027]從產生的效果上看，本裝置有著近似于串級控制的效果，與串級控制相比卻少了內環的負反饋，因而本裝置能以相對較低的硬件要求去實現相對較高的控制效果，減少了工藝氣體從上向下流動的過程中P(磷)等顆粒在反應腔底盤的沉積，從而降低反應腔室的清理頻率，延長了機臺的連續工作時間，間接地提高了生產效率，值得推廣。
[0028]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍o fr J
【主權項】
1.一種用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置，其特征在于，包括: 循環水管，螺旋盤繞在MOCVD反應腔室的底盤上； 循環栗，設置在MOCVD反應腔室外，與所述循環水管連接，使水在循環水管的管路中不斷循環，從而形成循環水回路； 調節閥，裝于所述循環水管上，用于控制冷卻水進入循環水管的進水量； 熱電偶，裝于MOCVD反應腔室的底盤上，用于溫度檢測； 溫度控制器，用于接收所述熱電偶的檢測信號，而后輸出控制信號給所述調節閥，所述調節閥接收控制信號并實時調整閥門開度，從而控制冷卻水進水量。2.根據權利要求1所述的一種用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置，其特征在于:所述循環栗為離心栗。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于MOCVD反應腔室的盤體溫度控制裝置，包括：循環水管，螺旋盤繞在MOCVD反應腔室的底盤上；循環泵，設置在MOCVD反應腔室外，與循環水管連接，使水在循環水管的管路中不斷循環，從而形成循環水回路；調節閥，裝于循環水管上，用于控制冷卻水進入循環水管的進水量；熱電偶，裝于MOCVD反應腔室的底盤上，用于溫度檢測；溫度控制器，用于接收熱電偶的檢測信號，而后輸出控制信號給調節閥，調節閥接收控制信號并實時調整閥門開度，從而控制冷卻水進水量。本實用新型通過對底盤溫度的精確控制，減少了工藝氣體從上向下流動的過程中P(磷)等顆粒在底盤的沉積，從而降低反應腔室的清理頻率，延長了機臺的連續工作時間，提高生產效率。
【IPC分類】C30B25/16, C23C16/52
【公開號】CN205258604
【申請號】CN201520923950
【發明人】方聰, 靳愷, 楊翠柏, 張楊, 張露, 王雷
【申請人】中山德華芯片技術有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月19日