CN109750278A - 一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片、再将整个托盘和衬底一起放入预装室，吹扫去除水氧、然后将托盘和衬底一起放入所述金属有机物化学气相沉积设备的反应室，进行生长。本发明所述方法不但克服了现有技术的多个难题，还使金属有机物化学气相沉积设备生产效率大大提高。通过超净工作台保证衬底表面的洁净度。通过在超净工作台设置轴承和旋转盖板，保证托盘可以旋转装片，操作更加容易，不容易污染衬底。在超净工作台改进装片工具：增加了外置吸笔小泵，吸笔小泵的吸笔在工作台内，使用吸笔进行装片操作，避免使用镊子产生镊子印记，污染衬底，从而提升产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，属于提升金属有机物化学气相淀积***生产效率的技术领域。
背景技术
德国金属有机物化学气相淀积设备生产厂商爱思强(AIXTRON)生产的CRIUS II型金属有机物化学气相淀积(MOCVD)***，该***的核心工作主要是在反应室内完成，也就是在特定的压力和温度下，在反应室腔体内发生化学反应，形成化合物，再沉积到蓝宝石(Al2O3)衬底上，就产生了外延的产品-外延片。
整个生产流程是：在手套箱内的反应室上盖打开后，用吸笔向反应室内托盘的槽内放置衬底-衬底放置完毕，关闭反应室上盖-开始运行程序进行外延生长-长完后，打开反应室上盖-用吸笔将外延片从托盘槽内取出-用毛刷刷反应室上盖的灰尘-更换烘烤过的洁净托盘-用吸笔在手套箱内向托盘槽内放置衬底，整个流程，如图1所示，其中的装片操作基本都是在手套箱内部完成，在手套箱内部装片，因为要戴着厚厚的手套操作，特别不方便，装片速度又比较慢，而且还比较容易产生波长异常的外延片。
手套箱内装片，需要带一副塑胶手套，装一炉衬底55片，大约需要15分钟，时间太长，效率太低，如果在炉外装片大约需要7分钟左右，这样仅仅装片时间，就节约了一半时间。由于装片时手臂距离托盘槽的距离不同，所以装片时需要用手随时转动托盘，以便于更容易把衬底装入托盘槽内，由于手套箱内的灰尘比较多，手套上也会沾染灰尘，用手转盘的时候手套碰上托盘，很容易将托盘弄脏，会导致外延片表面有颗粒，进而影响外延片品质。手套箱内装片，由于手臂需要长期戴着手套，手臂会出很多汗，也比较累，操作时不容易一次将衬底完全放入槽内，导致第二次触碰衬底，这样容易污染衬底，也会导致外延片表面颗粒。
目前，德国金属有机物化学气相淀积设备生产厂商爱思强(AIXTRON)生产的CRIUSII型金属有机物化学气相淀积(MOCVD)***，还都是在手套箱内部装片，这种办法效率低，外延片的质量差，需要进一步改善。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法。本发明所述的方法用于提高金属有机物化学气相淀积***生产效率、提高生产产量，具体的来说就是提高装片效率，缩短操作时间，减轻劳动强度。
本发明的技术方案如下：
一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片、再将整个托盘和衬底一起放入预装室，吹扫去除水氧、然后将托盘和衬底一起放入所述金属有机物化学气相沉积设备的反应室，进行生长。本发明所述方法可对德国金属有机物化学气相淀积设备生产厂商爱思强(AIXTRON)生产的CRIUS II型金属有机物化学气相淀积(MOCVD)***进行改进，针对其在手套箱内部装片，效率低，外延片的质量差的现状，将手套箱内装片改为手套箱外装片，然后再将整个托盘和衬底一起放入预装室，进行吹扫，去除其中的水氧，然后直接将托盘和衬底一起放入反应室，进行生长。
根据本发明优选的，在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片的方法：利用超净工作台对所述托盘进行装片，即在超净工作台内将所述衬底装入所述托盘。通过长时间摸索和探索，对现有技术的改进遇到很多难题，例如，如何保证在炉外装片达到和在手套箱内装片一样的效果，这是首先要解决的问题，初期炉外装片后，所述托盘表面比较脏，本发明则针对该技术难题引用了超净工作台进行炉外装片，保证托盘表面和衬底表面的洁净度。
根据本发明优选的，在所述超净工作台内设置有旋转装置，所述托盘通过轴承与所述超净工作台旋转连接。此处设计的原因在于，使用户利用超净工作台装片能达到和现有技术相同的装片效率。
根据本发明优选的，在所述轴承上固定设置有旋转盖板，优选的，所述旋转盖板为钢化玻璃板。优选的，所述轴承的直径为280-320mm、厚度为8-12mm，本发明所选用或设计的轴承的厚度不能太厚，也不能太薄，太厚装片难度大；轴承厚度太薄，所述托盘无法在上面实现旋转，要求转轴承上有三个固定孔，使用三个螺丝可以将旋转轴承固定到超净工作台上。
优选的，所述钢化玻璃板的直径为380-410mm，厚度为8-10mm。如图5所示，钢化玻璃板的强度不能太小，因为托盘的重量比较大，如果无法承受托盘的质量，可能导致钢化玻璃断裂。
根据本发明优选的，在所述轴承和旋转盖板之间设置有塑胶垫。防止旋转盖板在装片工作时侧滑移位。
根据本发明优选的，在所述钢化玻璃板的上表面设置有防滑夹片。优选的，所述防滑夹片的厚度为5-8mm。此处设计的优点在于，在托盘的表层有一层碳化硅涂层，如果所述涂层被划伤，很快托盘主体的碳会被腐蚀掉，进而导致托盘报废，因此，本发明特意在所述钢化玻璃板和托盘之间设置防滑夹片，将钢化玻璃盖板和托盘隔开，有效保护托盘，延长托盘寿命。
根据本发明优选的，所述防滑夹片为扇形分布设置在所述钢化玻璃板的上表面。
根据本发明优选的，在所述超净工作台内设置吸笔小泵。此处设计的优点在于，利用吸笔进行装片操作，避免使用镊子装片对其产生镊子印记，污染衬底，从而提升产品质量。
本发明的技术优势在于：
本发明所述方法不但克服了现有技术的多个难题，还使金属有机物化学气相沉积设备生产效率大大提高。
1、通过超净工作台保证衬底表面的洁净度。
2、通过在超净工作台设置轴承和旋转盖板，保证托盘可以旋转装片，操作更加容易，不容易污染衬底。
3、在超净工作台改进装片工具：增加了外置吸笔小泵，吸笔小泵的吸笔在工作台内，使用吸笔进行装片操作，避免使用镊子产生镊子印记，污染衬底，从而提升产品质量。
附图说明
图1是现有生产操作的流程示意图；
图2是利用本发明所述方法形成的生产操作流程示意图；
图3是轴承的整体结构示意图；
图4是钢化玻璃板的结构示意图；
图5是钢化玻璃板和托盘之间设置的防滑夹片结构图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
如图1-5所示。
实施例1、
一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片、再将整个托盘和衬底一起放入预装室，吹扫去除水氧、然后将托盘和衬底一起放入所述金属有机物化学气相沉积设备的反应室，进行生长。本发明所述方法可对德国金属有机物化学气相淀积设备生产厂商爱思强(AIXTRON)生产的CRIUS II型金属有机物化学气相淀积(MOCVD)***进行改进，针对其在手套箱内部装片，效率低，外延片的质量差的现状，将手套箱内装片改为手套箱外装片，然后再将整个托盘和衬底一起放入预装室，进行吹扫，去除其中的水氧，然后直接将托盘和衬底一起放入反应室，进行生长。
在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片的方法：利用超净工作台对所述托盘进行装片，即在超净工作台内将所述衬底装入所述托盘。通过长时间摸索和探索，对现有技术的改进遇到很多难题，例如，如何保证在炉外装片达到和在手套箱内装片一样的效果，这是首先要解决的问题，初期炉外装片后，所述托盘表面比较脏，本发明则针对该技术难题引用了超净工作台进行炉外装片，保证托盘表面和衬底表面的洁净度。
实施例2、
如实施例1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其区别在于，在所述超净工作台内设置有旋转装置，所述托盘通过轴承与所述超净工作台旋转连接。
在所述轴承上固定设置有旋转盖板，优选的，所述旋转盖板为钢化玻璃板。优选的，所述轴承的直径为300mm、厚度为10mm，本发明所选用或设计的轴承的厚度不能太厚，也不能太薄，太厚装片难度大；轴承厚度太薄，所述托盘无法在上面实现旋转，要求转轴承上有三个固定孔，使用三个螺丝可以将旋转轴承固定到超净工作台上。
优选的，所述钢化玻璃板的直径为400mm，厚度为9mm。如图5所示，钢化玻璃板的强度不能太小，因为托盘的重量比较大，如果无法承受托盘的质量，可能导致钢化玻璃断裂。
炉外装片的整个操作，具体步骤如下：
(1)每炉外延结构生长至P型氮化镓结束后，用户戴上乳胶手套，从氮气柜中取出下一炉需要使用的洁净托盘，轻轻放置在超净工作台上的钢化玻璃板上；
(2)托盘边缘将整个钢化玻璃板全部盖住，要求托盘中心点和钢化玻璃板中心点对齐；
(3)首先手动旋转一下托盘，验证托盘放置是否合适，是否居中；
(4)取出全新衬底，打开衬底盒，此步骤可用吸笔开始进行装片操作；
(5)装片时，由外圈到内圈的顺序进行装片；
(6)衬底装完后，打开预装室外门，拉出预装室上层抽屉，将托盘和衬底一块放进预装室上层抽屉，然后将抽屉退回预装室中，关闭预装室外门，进行吹扫预装室，此时查看手套箱上方的绿色指示灯，绿色指示灯停止闪烁，说明吹扫已完成，此时可以开预装室内门；
(7)打开预装室内门，进行换盘操作，然后将衬底及托盘转移至反应室进行生长。
实施例3、
如实施例2所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其区别在于，在所述轴承和旋转盖板之间设置有塑胶垫。
实施例4、
如实施例2、3所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其区别在于，在所述钢化玻璃板的上表面设置有防滑夹片。
实施例5、
如实施例4所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其区别在于，所述防滑夹片为扇形分布设置在所述钢化玻璃板的上表面。
实施例6、
如实施例1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其区别在于，在所述超净工作台内设置吸笔小泵。
根据上述实施例总体来说，本发明所述炉外装片时间被节省下来，因为更换托盘后就可以直接运行程序进行生长，不需要再占用炉间操作时间，每炉节省时间10min。炉外装片无需带着厚厚的手套箱手套，动作轻松自如很多，装片质量较戴着手套装片大大提升，本发明采用超净工作台提高了操作环境的洁净度，大大减少衬底上的落尘，从而提高外延片的表面质量。
Claims (8)
1.一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片、再将整个托盘和衬底一起放入预装室，吹扫去除水氧、然后将托盘和衬底一起放入所述金属有机物化学气相沉积设备的反应室，进行生长。
2.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在金属有机物化学气相沉积设备外进行装片的方法：利用超净工作台对所述托盘进行装片，即在超净工作台内将所述衬底装入所述托盘。
3.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在所述超净工作台内设置有旋转装置，所述托盘通过轴承与所述超净工作台旋转连接。
4.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在所述轴承上固定设置有旋转盖板，优选的，所述旋转盖板为钢化玻璃板。
5.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在所述轴承和旋转盖板之间设置有塑胶垫。
6.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在所述钢化玻璃板的上表面设置有防滑夹片。
7.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，所述防滑夹片为扇形分布设置在所述钢化玻璃板的上表面。
8.根据权利要求1所述的一种提高金属有机物化学气相沉积设备生产效率的炉外装片方法，其特征在于，在所述超净工作台内设置吸笔小泵。
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