1、目錄目錄一一.MOCVD.MOCVD簡介簡介二二. .反應腔介紹反應腔介紹三三.TS .TS 機臺的氣體運輸系統機臺的氣體運輸系統四四.TS.TS機臺運行檢查及維護保養機臺運行檢查及維護保養第1頁/共23頁 MOCVD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。 Metal-organic Chemical Vapor Deposition 金屬有機化合物化學氣相沉淀原理MOCVD是以族、族元素的有機化合物和V、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，生長各種-V族、-族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系

2、統中的晶體生長都是在常壓或低壓(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不銹鋼)反應室中進行，襯底溫度為500-1200,用射頻感應加熱石墨基座(襯底基片在石墨基座上方),H2通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機物到生長區。一一.MOCVD.MOCVD簡介簡介第2頁/共23頁系統組成 因為MOCVD生長使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物質，并且要生長多組分、大面積、薄層和超薄層異質材料。因此在MOCVD系統的設計思想上，通常要考慮系統密封性，流量、溫度控制要精確，組分變換要迅速，系統要緊湊等。一般系統組成：加熱系統，冷卻系統，氣體運輸系統及尾氣處理系統，控制系統。第3頁/共23頁第4頁/共2

3、3頁二二. .反應腔介紹反應腔介紹由于反應腔對外延生長非常重要，所以目由于反應腔對外延生長非常重要，所以目前市面上主要的反應腔設計為以下四種：前市面上主要的反應腔設計為以下四種：1.1.近耦合噴淋設計（近耦合噴淋設計（AIXTRON TSAIXTRON TS系列）系列）第5頁/共23頁2.2.三層式氣體噴嘴設計三層式氣體噴嘴設計（AIXTRON GAIXTRON G系列）系列）第6頁/共23頁3.3.旋轉式反應腔（旋轉式反應腔（VeecoVeeco） 注： 旋轉式反應腔,是一種帶有旋轉盤的立式反應腔。襯底片放置在高速旋轉的盤上并被加熱到合適的生長溫度，反應物在初始階段因高速旋轉盤的牽引力被豎直

4、向下地泵入,然后偏斜形成一個與襯底片托盤平行的流動區域，可以使反應物獲得最佳的反應條件。第7頁/共23頁4.4.雙氣流反應腔（日亞）雙氣流反應腔（日亞）第8頁/共23頁 因為我們公司主要生產機臺為因為我們公司主要生產機臺為AIXTRON AIXTRON TSTS機臺和機臺和G5G5機臺，所以針對機臺，所以針對TSTS和和G5G5由我和王由我和王明軍作一個簡單的反應腔介紹。明軍作一個簡單的反應腔介紹。 TS TS 近耦合噴淋反應腔近耦合噴淋反應腔A ThermocoupleB Tungsten heaterC Gas inletD ShowerheadE Reactor lidF Optical

5、 probeG Showerhead water coolingH Double O-ring sealI SusceptorJ Water cooled chamberK Quartz linerL Susceptor supportM Exhaust第9頁/共23頁 Upper plenum:Feeds the group III elements using metal organics Lower plenum:Feeds the group V elements using hydride gases such as NH3 or AsH3A Showerhead CapB Show

6、erhead BodyC Upper plenumD Lower plenumE Water coolingShowerhead第10頁/共23頁Tungsten heater Zone A: Center Zone B: Middle Zone C: Outside第11頁/共23頁Temperature control unitA Eurotherm controllerB Thermocouple in the center of the heater coils第12頁/共23頁第13頁/共23頁三三.TS.TS機臺氣體運輸系統機臺氣體運輸系統 氣體輸運系統的作用為向反應室輸送各種反應

7、氣體。該系統要能夠精確的控制反應氣體的濃度、流量、流速以及不同氣體送入的時間和前后順序，從而按設計好的工藝方案生長特定組分和結構的外延層。氣體輸運系統包括源供給系統，Run/Vent 主管路，吹掃管路，檢漏管路和尾氣處理系統。第14頁/共23頁Gas symbols diagram第15頁/共23頁S S2 2位位4 4通換向閥通換向閥第16頁/共23頁N2 purifierH2 purifier HygrometerGas dosing unit for hydride sourceGas dosing unit for MO sourceMO bubblerGas supply for h

8、ydride sourcesGas supply for run linesHydride run lineHydride vent lineGas supply for auxiliary gas pipesPurging - reactor sight glassMO1 run lineMO1 vent lineMO run bypassMO2 run lineMO2 vent lineGas supply for ventingGas supply for MO2 sourcesGas supply for MO1 sourcesMO vacuum (for changing the MO bubblerNH3 purifier第17頁/共23頁Reactor purges第18頁/共23頁Hydride source