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MOCVD温度控制系统设计的开题报告
一、选题背景
在现代化工、材料学、微电子学、信息技术等领域，化合物半导体材料已经成为了一种非常有前景的材料，如GaAs、InP、GaN等。其中，将这些材料制成具有微细结构的器件，通常需要使用金属有机化学气相沉积技术（MOCVD），由此产生的各种材料。
然而，MOCVD技术的一个重要问题是温度控制，因为副产物和不理想的热解反应可能会产生有害的气体或化学化合物，同时过高或过低的温度都会导致沉积材料的质量下降。因此，建立一种有效的温度控制系统对于削减副产物、提高材料质量、改善器件性能等方面都非常重要。
二、选题重要性和研究意义
MOCVD温度控制系统设计是半导体器件制作中的重要环节，其直接关系到制造出的器件的性能和质量。对于已经应用的成熟技术，MOCVD技术具有高转换效率、高质量、低能耗等优点。因此，设计一种高效、智能化、稳定的温度控制系统对此技术的发展非常重要。
三、研究内容和研究思路
本文将主要研究MOCVD温度控制系统的设计和实现。具体来讲，将采用传感器测量MOCVD系统的多个点的温度，并利用单片机设计智能PID算法进行温度反馈控制，从而实现对MOCVD反应器内部气氛的温度控制以及反应器内生长晶体材料的质量控制。
四、研究进度安排
第一阶段：了解MOCVD技术原理和温度控制系统的设计目标，进行材料获取和系统分析，并设计控制系统算法；
第二阶段：分析温度控制系统结构，进行硬件系统的设计和构建，根据MOCVD反应器的先前测试数据准备调节相应反应器参数；
第三阶段：根据实验结果进行算法/硬件的修改和优化，并对温度控制系统进行长期实验和验证。
五、预期成果
完成一种基于单片机的MOCVD反应器温度控制系统设计，具有以下优点：
1.高效稳定的温度控制功能；
2.可操作、可靠的控制系统设计；
3.以智能化的方式进行PID算法控制；
4.系统具有良好的实现性。
六、研究难点
1.MOCVD反应器复杂的结构和高温高压工作环境；
2.系统设计中反应器不同位置温度测量的难度；
3.智能PID控制算法的编写和精度控制；
七、参考文献
[1]JianhuiZhang.DesignandimplementationofintelligenttemperaturecontrolsystemforMOCVD[D].ZhejiangUniversity,2015.
[2]XiangjinLuo,PengjianJiang,HouboChen.StudyontemperatureuniformityofMOCVDreactor[J].OpticalCommunication,2018,35(7):70-74.
[3]WuyuanLi,ZhifangWang,TianqiJin.AtemperaturecontrolsystemforCVDreactorbasedonfuzzycontrol[J].JournalofAppliedSciences,2015,25(4):366-369.