一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，所述装置包括信号处理计算装置、超声波发射探头、超声波接收探头和超声波能量转换器；当进行结垢检测时，所述超声波发射探头置于管道外壁处并发射超声波，信号处理计算装置经管道外壁处的超声波接收探头对超声波回波进行处理以探测管道内的结垢情况；当进行结垢清理时，所述超声波能量转换器的动力输入端与超声波发射探头相连，动力输出端驱动管道震动以除垢；本实用新型专利技术能快速掌握管道内部结垢厚度，并且可管道正常工况下对管道内部结垢进行清理。部结垢进行清理。部结垢进行清理。

【技术实现步骤摘要】
一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置


[0001]本技术涉及半导体设备
，尤其是一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着半导体工业的发展以及高速光电信息时代的来临半导体激光器的应用覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学核心技术。一系列化合物半导体材料的研究和器件制造需求与MOCVD的技术发展紧密相关，MOCVD的技术发展并且促进新型器件的研制，目前各种主要类型的化合物半导体器件都用到MOCVD技术，用于制作高端器件，极大推动了微电子、光电子技术的发展。
[0003] MOCVD自身也存在一些缺点，采用有机金属作为源材料，使得在使用MOCVD设备时不可避免的对人体和环境产生一定危害，MOCVD在生长过程中，所用的反应源（例如PH3、AsH3、Si2H6）都是有剧毒的物品，所以在设计思想上，通常考虑其密封性，流量、温度、精确控制，一般由MO源供给系统、气体输运系统、流量控制系统、电力系统、反应腔室、尾气系统、安全系统、操作系统等构成。
[0004]在生长InP基光通信半导体激光器时，使用的有氢气、砷烷、磷烷、乙硅烷等易燃易爆剧毒性气体，在运行期间，尽量减少拆卸设备频率，因为MOCVD设备工作过程中，反应气体经反应腔室后大部分热分解，但还有部分尚未完全分解的残留，副产物均属于易燃易爆且含有多种有害性气体，另外有可能使氧气进去腔体，影响外延片质量。
[0005]MOCVD在生长InP基光通信半导体激光器时，会产生砷、磷及碳化合物，所以在MOCVD设计理念上，进行合理的尾气处理时非常有必要的，MOCVD机台配备活性炭罐、Pall过滤器、真空PUMP以及压力控制器使尾气尽可能过滤、更快到达后端尾气处理系统，尾气终端处理方式是使用化学药剂桶（Scrubbber）固化吸收，待处理后的气体在达到半导体作业空气污染管制及排放标准后排放至大气，占地小，停机维护时间短，甚至可以实现设备100%在线时间。设备的安装简单，定期更换药剂桶药剂，几乎不需要维护，需要做的就是用KF50管道连接Scrubber设备进气口和MOCVD设备尾气排气口，由于Scrubber以及尾气残留的不确定性，一般尾气处理的Scrubber放在远离车间及人员日常活动区域，中间KF50管道必须有一定的距离，MOCVD的反应产物会因为温差，遇冷沉积在尾气管道以及KF50管道，长期会影响机台待机压力、机台蝶阀开角等一系列情况，最终会使机台在运行过程种出现报警、宕机等情况发生，严重影响机台性能、寿命，故需要定期清理管道内部结垢物质，由于反应残留物属于易燃且有毒的物质，需要专业设备人员戴上只给式呼吸器（SCBA）清洁堵塞管路，同时操作具有很大的危险性，而且需要花费大量的人力物力，影响产量。
[0006]现有技术连接Scrubber设备进气口和MOCVD设备尾气排气口的KF50管道在现有技术下，不能很好的监控和检测其内壁堵塞情况，在机台不同负荷状态下，对于密封的管道内部不能很好的去判断其黏附及堵塞情况，长期以往，有可能会出现机台报警、宕机情况时常发生，对于严重堵塞时，只能停机，拆管，维护，在现有尾气处理系统下，需要定期维护尾排
管道且维护尾排管道只能通过拆管，自然氧化，效率较慢且危险系数较高、效果差，而且拆管频率，大概需要2个月定期拆管一次，通过拆管、氧化等步骤，维护一次需停产2
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3天，并且需要提前进行管道吹扫，之后需要拆管后吹扫、保养，才能复机达到生产要求，从开始到结束大概需要停机停产5
‑
6天。

技术实现思路

[0007]本技术提出一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，能快速掌握管道内部结垢厚度，并且可管道正常工况下对管道内部结垢进行清理。
[0008]本技术采用以下技术方案。
[0009]一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，所述装置包括信号处理计算装置、超声波发射探头、超声波接收探头和超声波能量转换器；当进行结垢检测时，所述超声波发射探头置于管道外壁处并发射超声波，信号处理计算装置经管道外壁处的超声波接收探头对超声波回波进行处理以探测管道内的结垢情况；当进行结垢清理时，所述超声波能量转换器的动力输入端与超声波发射探头相连，动力输出端驱动管道震动以除垢。
[0010]所述信号处理计算装置与数据存储装置相连以存储探测数据，还与显示器相连以显示探测数据。
[0011]当进行结垢检测时，所述超声波发射探头置于管道外壁超声波检测位处的耦合剂涂层上。
[0012]当进行结垢清理时，所述超声波能量转换器的输出端置于管道外壁的超声波检测位处。
[0013]所述超声波发射探头的超声波输入端经传输装置与超声波信号发射装置相连；所述超声波信号发射装置与控制装置相连；所述控制装置可调节超声波发射探头、超声波接收探头的工作频率，还与信号处理计算装置相连以调整其测量模式并对其进行校准。
[0014]所述管道为末端与药剂桶相通的MOCVD尾气系统管道；所述装置还包括设于管道后端处的风机；当进行结垢清理时，所述风机驱动管道内部气流流动以把管道内壁脱落的垢物吹至管道后端的药剂桶处。
[0015]当进行结垢检测时，超声波接收探头的接收面与管道外壁相接并朝向超声波发射探头的超声波发射端。
[0016]本技术采用超声波检测技术，根据超声波脉冲反射原理进行厚度测量，当探头发射的超声波通过被测物体达到材料分界面时，脉冲波被反射回来，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料厚度，主要根据声波在材料中传播速度乘以传播时间的一半得到材料的厚度，因此能够随时掌握管道内部结垢厚度，在达到一定的厚度时，能够使用超声自行清理，不用停机停产，不用通过拆管氧化等步骤清洁管道，大大减少机台报警、宕机事件发生，能够增加设备运行稳定性，减少机台维护时间，增加运行时间，有效提高产能和产品质量，同时能够减少设备人员拆管频率，杜绝有害物质对设备工程师的危害，保护外延人员生命及公司人员安全。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：
[0018]附图1是本技术所述MOCVD尾气系统管道在结垢检测时的示意图；
[0019]附图2本技术所述MOCVD尾气系统管道在清除结垢时的示意图；
[0020]附图3是本技术结垢检测的原理示意图；
[0021]图中：1
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管道；2
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超声波接收探头；3
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超声波发射探头；4
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超声波信号发射装置；5
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信号处理计算装置；6
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显示器；7
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数据存储装置；8
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药剂桶；9
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超声波能量转换器；10
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风机。
具体实施方式
[0022]如图所示，一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，所述装置包括信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，其特征在于：所述装置包括信号处理计算装置、超声波发射探头、超声波接收探头和超声波能量转换器；当进行结垢检测时，所述超声波发射探头置于管道外壁处并发射超声波，信号处理计算装置经管道外壁处的超声波接收探头对超声波回波进行处理以探测管道内的结垢情况；当进行结垢清理时，所述超声波能量转换器的动力输入端与超声波发射探头相连，动力输出端驱动管道震动以除垢。2.根据权利要求1所述的一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，其特征在于：所述信号处理计算装置与数据存储装置相连以存储探测数据，还与显示器相连以显示探测数据。3.根据权利要求1所述的一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，其特征在于：当进行结垢检测时，所述超声波发射探头置于管道外壁超声波检测位处的耦合剂涂层上。4.根据权利要求3所述的一种MOCVD尾气系统管道结垢检测及清理装置，其特征在于：当进行结垢清...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐通通，罗海林，钟祺，
申请(专利权)人：福建中科光芯光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：