MOCVD的风险辨识及管控措施

工艺原理：

MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃,用直流加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。一般由源供给系统、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统组成。

风险辨识如下：

（1）源供给系统使用氢气作为载体，生长气源多为易燃、易爆、有毒化学品（如硅烷、磷烷、氨气等），反应室清洗气使用氯气，若发生进气管道、阀门有缺陷、通风装置失灵、报警装置失效、操作人员误操作等，可能会造成气体泄漏，引发火灾、爆炸、中毒事故。

（2）生长所用的有机化合物具有较大危险性，比如三甲基镓、三甲基铝均为自燃液体，遇空气自燃。

（3）反应室温度可达上千度，若设备未配备温度显示、温度控制、超温报警控制系统等，可能出现局部过热，引发爆炸；若设备冷却水中断，设备过热，也可能发生爆炸事故。

（4）设备尾气未有效处置，仍具有易燃易爆、有毒的风险，可能发生火灾、爆炸或中毒事故。

（5）MOCVD设备属于高温设备，若设备本身未采取隔离设施或出料时，人员不佩戴防护手套，可能发生高温灼烫。

管控措施：

（1）易燃、有毒气体的输运管道采用不锈钢管道，为了防止存储效应，管内进行电解抛光。管道的接头用氢弧焊或VCR及Swagelok方式连接，并进行正压检漏及或He泄漏检测，保证反应系统无泄漏。

（2）MOCVD设备本身具有气体检漏系统，在控制系统面板上设有阀门开关、各个管路气体流量、温度的设定及数字显示，发生异常能自动报警。

（3）金属有机化合物（三甲基镓、三甲基铝等)装在特制的不锈钢的鼓泡器中，由通入的高纯H2携带输运到反应室，不直接接触室外空气。

（4）设备、管道以及易产生静电的其他设施按照《防止静电事故通用导则》GB12158的有关规定采取防静电措施，管道、关键阀门等连接严密。

（5）MOCVD所在工艺室设置可燃气体报警器，发生气体泄漏，能联锁切断特气进气管道的进气阀，并开启事故排风设施。工艺室内的事故排风系统单独设置，不与厂房内一般空调系统通用。且应设置备用排风机和排风机应急电源。

（6）保证MOCVD冷却水充足，还应备有高纯从旁路系统，在断电或其它原因引起的不能正常工作时，通入纯N2进行保护。在停止生长期间也有常通高纯N2保护系统。

（7）反应气体经反应室后大部分热分解，但还有部分尚未完全分解，仍具有较大危险性，尾气应进行处理后排放。

（8）为作业人员配备出料用的防烫手套和镊子。