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MOCVD设备气体
输运
与加热控制系统设计
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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。
wang5945
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MOCVD设备气体
输运
关键技术的研究
.pdf
MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)是生长高质量半导体薄膜材料的
技术,在LED、半导体激光器、太阳能电池等多个领域都有应用。现有MOCVD 设备
的成本非常高,且完全依赖进口,进行MOCVD 设备研究对国内半导体产业、新能源
领域以及国防高端技术的发展都很有必要。
MOCVD 设备可以分为核心的腔体反应室、加热器、冷却系统、气体输运系统以
及整体控制系统。本文重点研究了气体输运系统的设计,包括结构组成和部分控制难
点,并对该系统今后的发展陈述了自己的观点。
气体输运系统的作用是把包括载气和源气在内的所有气体输送至腔体参与反应,
并把反应后的气体输送至排气管路进行尾气处理。气体输运包括源供给系统,Run/Vent
主管路,源管路系统,吹扫气路系统,尾气处理系统及检漏管路。H2 (或 N2)在源供给
系统经纯化干燥后,一部分进入Run/Vent 主管路作为稀释气体,一部分经源管路系
统,作为载气将MO 源携带出来,再流经Run/Vent 主管路后进入腔体反应室,同时将
反应室内多余的气体带入尾气处理系统。由于腔体内管路很复杂,而且避免MO 源的
壁面沉积,需要用H2 (或 N2)对气体流经的关键管路持续吹扫。基于安全考虑,设备需
要定期进行泄漏检查。
气体输运系统中对压力温定和流量横定的控制很重要。压力稳定涉及三个相关方
面:由位于排气管路的压力传感器(薄膜规)、蝶阀和压力控制器组成的对腔体反应室
的闭环压力控制系统;通过安装在金属有机源输送管路下游的电子压力控制器(PC)
实现对钢瓶内压力的稳定设置,保证了对金属有机源输送的精确控制;通过对
Run/Vent 主管路压力的闭环控制,保证了Run 管路压力无扰动和并为腔体反应室提供
了稳定的流场。基于自动补偿原理而设计的两路Make up 管路,通过工艺生长过程中
的动态切换,实现了金属有机源Run 主管路上流量在经常性切换开关动作的情况下恒
定不变。
wang5945
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第五章 流体动力学(控制体雷诺输运定理)-流体力学_图文
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