MOCVD设备气体输运与加热控制系统设计

论文摘要

随着半导体技术的不断发展,半导体材料得到了广泛的使用,尤其是宽禁带的Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料在发光二极管、激光器、光探测器和大功率电子器件等方面都有着很好的应用前景。MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition,金属有机物化学气相沉积）是用于生长Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体最主要的设备,但是国内目前对于它的研究还比较少,所以具有很大的研究价值。本论文在充分了解和研究了国内外主流的几款MOCVD系统的前提下,总结出MOCVD系统的结构特点和运行过程,提出了对MOCVD气路系统和加热系统进行控制的方法,全文主要从三个方面对MOCVD系统进行了研究:首先,对MOCVD的原理、MOCVD系统的结构以及MOCVD系统的运行过程进行了详细的研究,给出了本项目组设计的MOCVD系统整体结构,对系统的各组成部分和系统的运行过程进行了详细的介绍。其次,针对MOCVD系统气路部分的三个关键控制量:MO源钢瓶压力控制、Run管路和Vent管路的压差控制以及Run管路的气体补偿控制,提出了相应的控制方案。最后,对MOCVD系统温度控制的特点进行了分析,对比了感应加热和红外辐射加热的优缺点,提出以红外辐射加热的方式来对加热电炉进行设计,随后对加热电炉发热体材料和绝缘材料进行了选择,给出了加热电炉的整体结构设计方案,并对加热电炉水冷系统的结构进行了设计。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 MOCVD 概述

1.2 国内外研究现状

1.3 市场应用前景

1.4 研究内容和论文安排

2 MOCVD 原理及MOCVD 系统

2.1 外延生长

2.2 MOCVD 原理

2.3 MOCVD 系统结构

2.4 MOCVD 系统运行过程

2.5 本章小结

3 MOCVD 气路控制

3.1 MOCVD 气路控制系统概述

3.2 MO 源钢瓶压力控制

3.3 RUN 管路和 VENT管路的压差控制

3.4 RUN 管路的气体补偿控制

3.5 本章小结

4 MOCVD 温度控制

4.1 MOCVD 温度控制系统概述

4.2 感应加热

4.3 红外辐射加热

4.4 加热系统设计

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 对后续工作的展望

致谢

参考文献

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