MOCVD设备气体输运与加热控制系统设计.pdfVIP

华中科技大学 硕士学位论文 MOCVD设备气体输运与加热控制系统设计 姓名:王属 申请学位级别:硕士 专业:精微制造工程 指导教师:甘志银 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 Chernical 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。 关键词: 金属有机物化学气相沉积;气路控制系统;温度控制系统;加热电炉 Abstract With the continuous development of semiconductor technology, semiconductor materials have been widely used in light-emitting diodes , lasers , optical detectors and high-power electronic devices , especially the wide band gap III- V and II -VI compound semiconductor material. MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) is the main equipment to grow III- V and II -VI compound semiconductor films , but for now its domestic research is still relatively limited, so its worthwhile to do the research on the MOCVD. On the bases of overall research and study on the current domestic and intemational MOCVD systems, the structure and operating characteristics of the MOCVD system are summed up , methods to control the gas delivery system and