CN111719139A - 一种mocvd托盘的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种MOCVD托盘的处理方法，主要根据AlAs材料易于氧化的特性，在托盘上镀覆AlAs材料和AlGaAs材料，方便后续对托盘处理时、可对托盘上的材料进行氧化，从根基对生长材料进行破坏，加快材料的脱落速率。同时，结合bake炉的高温处理特性，对材料行进二次处理，从而让材料更加容易处理，保证托盘的完整性与稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种对金属有机化合物气相沉淀(MOCVD)设备使用托盘的处理方法以达到使托盘能够快速简易清理的目的，属于半导体技术领域。
背景技术
伴随着现代社会的发展，资源问题日益突出，如何能够寻找无污染、可再生的资源成为摆在我们面前的首要问题，可持续发展与生态环境的保护也日益成为我们工作关注的重点。如何在不耽误现有生产力的基础上，找到更好的能源替代者，或者减少能源消耗，已经逐渐的成为了我们现有工作的方向。
于是在这种情况下，基于LED的特性，它开始得到广泛的应用。LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，以达到我们节能降耗的目的。LED有着广泛的用途以及不可替代的优势：一、体积小，LED基本上都是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻；二、耗电量低，LED耗电相当低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电能不超过0.1W，这就为我们在能源方面的工作提出了指导性的意义；三、使用寿命长，LED光源固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上；四、高亮度、低热量，LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多；五、环保，环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用；六、坚固耐用，LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的；七、高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100％，相同照明效果比传统光源节能80％以上；八、多变幻，LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
由于LED具有如此不可忽略与替代的优势，如何制造出高亮度、符合我们要求的产品又成为我们的工作重点。金属有机物化学气相沉积(Metal Organic Chemical VapourDeposition，简称MOCVD)设备是目前世界范围内进行所有半导体化合物生长的成熟技术。
MOCVD技术自二十世纪六十年代首先提出以来，经过七十至八十年代的发展，九十年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子材料外延片制备的核心生长技术。目前已经在砷化镓、磷化铟等光电子材料生产中得到广泛应用。
外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在，金属有机物化学气相淀积(Metal-Organic Chemical VaporDeposition，简称MOCVD)技术是生长III-V族，II-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要方法。II、III族金属有机化合物通常为甲基或乙基化合物，如：Ga(CH3)3，In(CH3)3，Al(CH3)3，Ga(C2H5)3，Zn(C2H5)3等，它们大多数是高蒸汽压的液体或固体。用氢气或氮气作为载气，通入液体中携带出蒸汽，与V族的氢化物(如NH3，PH3，AsH3)混合，再通入反应室，在加热的衬底表面发生反应，外延生长化合物晶体薄膜。
MOCVD设备作为能够进行快速大量生产的设备，在市场上收到广泛好评。而托盘作为承载生长的介质，如何能够保证快速且高效的处理托盘，为生长提供一个稳定的条件，就成为限制批量生长的条件。
目前常见的托盘处理方法一般包含设备自身的腐蚀或者高温处理的方法，在一定程度上影响了设备的使用效率，长期使用对托盘以及整个MOCVD系统都有一定的影响。
发明内容
针对现有的托盘使用方法，本发明提供一种MOCVD托盘的处理方法，对托盘进行一定程度的预处理后，进行正常使用后，利用高温bake炉对托盘处理的方法，使用后既不影响后期正常的托盘使用，又能够在托盘使用完成后，对托盘进行快速集中处理，且不会对托盘有任何影响。
术语解释：
1、MOCVD：金属有机化学气相沉积，MOCVD法是半导体化合物生长的常规技术。MOCVD设备主要包括六大系统：气体输运系统、源供给系统、反应室和加热系统、尾气处理系统、安全控制系统、计算机控制系统。MOCVD设备为半导体技术领域的常用设备。
2、托盘：作为MOCVD反应室内晶片生长的承载物，为外延片的生长提供一个稳定的环境。
3、反应室：MOCVD主要组成部分，根据前端控制系统要求提供材料生长腔体。
4、LED：发光二极管的简称，具有低电压，高效能，无污染等优点。
5、陪片：为保证托盘在生长过程中，保证托盘槽清洁度而对槽进行覆盖保护的外延片。
本发明的技术方案如下：
一种MOCVD托盘的处理方法，包括步骤如下：
(1)、在托盘上预装废弃陪片；
(2)、将新托盘置于MOCVD设备中，对托盘进行高温处理，去除托盘中包含的水氧；
(3)、在托盘上覆盖一层AlAs材料；利用AlAs结构疏松，不致密，与托盘结合力较弱，后期正常生产过程中，托盘上生长的材料易于在后期处理过程中去除；
(4)、在AlAs材料上覆盖一层AlGaAs材料；利用Al材料易吸收水氧的特点，再次降低托盘中的水氧含量、再次去除水氧，同时AlGaAs材料更易于后期生长的材料结合，让正常生产的材料稳固且不失配；
(5)、覆盖材料后，在托盘上形成一层新的界面，托盘可正常使用；
(6)、当托盘达到更换条件后，将托盘置于空气中，利用AlAs易氧化的特点，对生长的材料从基层开始氧化24h，从而对材料根基进行破坏；
(7)、将托盘置于bake炉中，在高温条件下对托盘进行烘烤，同时利用标准气体对托盘进行吹扫，所述标准气体为氢气和氮气的混合气；在烘烤的过程中，保证气体的吹扫，利用氢气的还原特性，将材料分解，同时保证高温反应环境压力稳定，分解出的材料及时利用氮气吹扫干净；
(8)、托盘处理后，利用洁净布之类的材料对托盘进行处理，清理掉托盘表面在高温处理过程中残余的材料，然后用高压氮气对托盘表面进行吹扫；
(9)、处理完成后，将托盘置于N2环境中保存，下次待用。
本方法主要针对砷磷体系使用托盘进行处理。
根据本发明优选的，步骤(2)中，对托盘进行高温处理的温度为700℃-800℃。
根据本发明优选的，步骤(3)中，以650±50℃的温度在托盘上覆盖AlAs材料，该温度为接近生长正常材料的温度。
根据本发明优选的，步骤(3)中，所覆盖的AlAs材料的厚度为1000-2000埃。
根据本发明优选的，步骤(4)中，所覆盖的AlGaAs材料的厚度为2-4um。
根据本发明优选的，步骤(7)中，托盘置于bake炉后达到的高温条件为1200-1300℃。
根据本发明优选的，步骤(7)中，所述标准气体为7％的氢气和93％的氮气的混合气。
本发明的有益效果在于：
传统的托盘处理方式，一般有两种处理方式；第一种直接物理处理方式，将托盘上的材料用质地较硬的材料(例如金属之类)将材料敲掉，对托盘损伤较大；第二种采取设备HCl腐蚀的办法，该办法对设备要求高，且HCl对设备腐蚀性较大，对设备有损伤，且在腐蚀过程中，对托盘材料有影响，后期托盘恢复困难。本办法较传统办法，在使用完成后，通过自然氧化结合高温分解的作用，轻松对托盘上的材料进行分解处理，对托盘影响及损伤小，不影响后期使用，且可利用高温bake炉进行批量处理，效率高，且成本较低，处理完成后可直接使用，恢复快。
附图说明
图1为利用本发明的步骤对托盘进行二次覆盖示意图；
其中：1、托盘，2、AlAs材料，3、AlGaAs材料。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
一种MOCVD托盘的处理方法，包括步骤如下：
(1)、在托盘上预装废弃陪片。
(2)、将新托盘置于MOCVD设备中，以700℃温度对托盘进行高温处理，去除托盘中包含的水氧。
(3)、以600℃的温度在托盘上覆盖一层AlAs材料，所覆盖的AlAs材料的厚度为1000埃；利用AlAs结构疏松，不致密，与托盘结合力较弱，后期正常生产过程中，托盘上生长的材料易于在后期处理过程中去除。
(4)、在AlAs材料上覆盖一层AlGaAs材料，所覆盖的AlGaAs材料的厚度为2um；利用Al材料易吸收水氧的特点，再次降低托盘中的水氧含量、再次去除水氧，同时AlGaAs材料更易于后期设置的材料结合，让正常生产的材料稳固且不失配。
(5)、覆盖材料后，在托盘上形成一层新的界面，托盘可正常使用。
(6)、当托盘达到更换条件后，将托盘置于空气中，利用AlAs易氧化的特点，对生长的材料从基层开始氧化24h，从而对材料根基进行破坏。
(7)、将托盘置于bake炉中，以1200℃的温度在高温条件下对托盘进行烘烤，同时利用标准气体对托盘进行吹扫，所述标准气体为7％的氢气和93％的氮气的混合气；在烘烤的过程中，保证气体的吹扫，利用氢气的还原特性，将材料分解，同时保证高温反应环境压力稳定，分解出的材料及时利用氮气吹扫干净。
(8)、托盘处理后，利用洁净布之类的材料对托盘进行处理，清理掉托盘表面在高温处理过程中残余的材料，然后用高压氮气对托盘表面进行吹扫。
(9)、处理完成后，将托盘置于N2环境中保存，下次待用。
实施例2：
一种MOCVD托盘的处理方法，其步骤如实施例1所述，所不同的是，步骤(2)中，对托盘进行高温处理的温度为800℃。
实施例3：
一种MOCVD托盘的处理方法，其步骤如实施例1所述，所不同的是，步骤(3)中，以700℃的温度在托盘上覆盖AlAs材料。
实施例4：
一种MOCVD托盘的处理方法，其步骤如实施例1所述，所不同的是，步骤(3)中，所覆盖的AlAs材料的厚度为2000埃。
实施例5：
一种MOCVD托盘的处理方法，其步骤如实施例1所述，所不同的是，步骤(4)中，所覆盖的AlGaAs材料的厚度为4um。
实施例6：
一种MOCVD托盘的处理方法，其步骤如实施例1所述，所不同的是，步骤(7)中，托盘置于bake炉后达到的高温条件为1300℃。
Claims (7)
1.一种MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)、在托盘上预装废弃陪片；
(2)、将新托盘置于MOCVD设备中，对托盘进行高温处理，去除托盘中包含的水氧；
(3)、在托盘上覆盖一层AlAs材料；
(4)、在AlAs材料上覆盖一层AlGaAs材料；
(5)、覆盖材料后，在托盘上形成一层新的界面，托盘可正常使用；
(6)、当托盘达到更换条件后，将托盘置于空气中，对生长的材料从基层开始氧化24h；
(7)、将托盘置于bake炉中，在高温条件下对托盘进行烘烤，同时利用标准气体对托盘进行吹扫，所述标准气体为氢气和氮气的混合气；
(8)、托盘处理后，清理掉托盘表面在高温处理过程中残余的材料，然后用高压氮气对托盘表面进行吹扫；
(9)、处理完成后，将托盘置于N2环境中保存，下次待用。
2.根据权利要求1所述的MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，对托盘进行高温处理的温度为700℃-800℃。
3.根据权利要求1所述的MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，以650±50℃的温度在托盘上覆盖AlAs材料。
4.根据权利要求1所述的MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所覆盖的AlAs材料的厚度为1000-2000埃。
5.根据权利要求1所述的MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，所覆盖的AlGaAs材料的厚度为2-4um。
6.根据权利要求1所述的MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，步骤(7)中，托盘置于bake炉后达到的高温条件为1200-1300℃。
7.根据权利要求1所述的MOCVD托盘的处理方法，其特征在于，步骤(7)中，所述标准气体为7％的氢气和93％的氮气的混合气。
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| CN113936995A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-01-14 | 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 | 一种半导体外延结构及其制备方法 |
| CN113936995B (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-04 | 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 | 一种半导体外延结构及其制备方法 |
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