[发明专利]MOCVD设备的尾气颗粒过滤系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于MOCVD（Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀）技术领域，涉及一种化学气相淀积气体颗粒过滤系统，特别是涉及一种MOCVD设备的尾气颗粒过滤系统及方法。 

背景技术

MOCVD反应后产生的尾气有以下几个特点：流量大、携带的颗粒较多、温度高（250°C）、易燃烧、有毒性，因此需要及时抽出反应腔体尾气，以免破坏晶体生长质量。生产型MOCVD出气量较大，最大可达300L/min，所携带的颗粒数也较大，一般尾气过滤器吸附能力有限，且维护周期短，故而影响产能；同时，未过滤掉的颗粒直接进入后端机械泵体中对设备也会造成较大的危害。 

目前行业内气体颗粒过滤器主要为双筒圆柱形并联或单筒型，可基本实现尾气初步过滤，同时也存在以下三点缺陷： 

1）气体经过这类颗粒过滤器时的温度较高，通常高达100-150℃。虽然氟橡胶密封圈能耐高温100-150℃，但是对KF密封圈的损害仍然较大，而且极易使密封圈发生形变造成过漏率下降。此外，外延工艺生长对CVD设备的真空度要求较高，通常小于1.0x10-9mbar-L/s，从而导致系统工艺出现异常。 

2）反应过后的尾气通常携带大量的颗粒，且颗粒较小，对过滤器工作方式和滤芯规格的要求较高，一般过滤器过滤效果差。反应过后的尾气携带颗粒通过过滤器时，会因为滤芯导致气体流速下降，在过滤器前端容易造成前端反应室气流发生变化从而影响工艺稳定，甚至会造成前端气体管路堵塞。其次，CVD尾气颗粒半径较小，多为微米颗粒、亚微米颗粒、以及超细颗粒，从而对滤芯规格的要求较高，滤芯滤网网孔密度及网孔直径的设计直接影响到气体流速以及气体过滤效果。 

3）利用效率低、维护周期短、拆装维护困难、维护成本高、无法重复利用。首先，过滤器使用周期主要受设备工艺持续稳定的生产实验以及对过滤器后端真空机械泵保护这两点制约。其次，过滤器利用效率不高，通常气体颗粒会受到重力作用，下端过滤器较脏时，上端仍然比较干净，利用率只达到一半效果。 

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种MOCVD设备的尾气颗粒过滤系统及方法，用于解决现有技术中MOCVD设备的尾气温度高携带大量热量以及吸附效率低的问题。 

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种MOCVD设备的尾气颗粒过滤系统及方法，其中，所述MOCVD设备的尾气颗粒过滤系统包括：用于吸附所述MOCVD设备的尾气颗粒的一级颗粒吸附系统、冷却系统和二级颗粒吸附系统；所述冷却系统设置于所述一级颗粒吸附系统中，用以与所述一级颗粒吸附系统结合实现对所述MOCVD设备的尾气的快速降温和颗粒吸附；所述二级颗粒吸附系统与所述一级颗粒吸附系统相连，用以实现所述MOCVD设备的尾气颗粒的再吸附。 

优选地，所述一级颗粒吸附系统为第一不锈钢腔室；所述第一不锈钢腔室内设置有金属过滤网丝；所述第一不锈钢室设有一级过滤进气口和一级过滤排气口；所述一级过滤进气口连接在所述MOCVD设备的反应室后端。 

优选地，所述冷却系统为一循环水水管，所述循环水水管内外交替缠绕于所述第一不锈钢腔室的侧壁。 

优选地，所述冷却系统包括一内循环水水管，所述内循环水水管均匀分布内置于所述第一不锈钢腔室中。 

优选地，所述冷却系统还包括一外循环水水管，所述外循环水水管均匀分布设置于所述第一不锈钢腔室的外表面；所述外循环水水管的一端口与所述内循环水水管的一端口相接。 

优选地，所述循环水水管的接头采用swagelok快插头直接接在所述MOCVD设备的循环水预留插口；所述内循环水水管的另一端口与所述外循环水水管的另一端口均采用swagelok快插头直接接在所述MOCVD设备的循环水预留插口。 

优选地，所述二级颗粒吸附系统为第二不锈钢腔室；所述第二不锈钢腔室内设有滤芯；所述第二不锈钢室设有二级过滤进气口和二级过滤排气口，所述二级过滤进气口通过波纹管与所述一级过滤排气口相接；所述二级过滤排气口连接在所述MOCVD设备的机械泵前端。 

所述MOCVD设备的尾气颗粒过滤方法包括： 

步骤一，利用冷却系统和一级颗粒吸附系统相结合的方式对所述MOCVD设备的尾气同时进行降温和一级颗粒吸附过滤； 

步骤二，利用二级颗粒吸附系统对经过一级颗粒吸附过滤后的尾气进行二级颗粒吸附过滤。