MOCVD设备反应室的设计与分析.pdf

西安电子科技大学

硕士学位论文

MOCVD设备反应室的设计与分析

姓名：董佳鑫

申请学位级别：硕士

专业：微电子与固体电子学

指导教师：张进城

20080101
摘要年代已经成为砷化镓、磷化铟等半导体材料外延生长制备的核心技术。到目前为止，从材料和器件性能及生产成本综合来看还没有其它方法能与之相比。因为MOCVD在制备GaN蓝光LED等方面具有广泛的应用前景和显著的市场需求。在产业化规模加大的同时，也导致国际性相互之间严重的技术保密和封严重阻碍了研究的进展速度。从III族氮化物半导体研究的现状和发展趋势看，这种情况短时期内不会有大的改变。由于进口设备价格和维护费用非常昂贵，MOCvD设备，必须尽快实现技术突破和产业化。未解决的问题很多，比如自主知识产权，成本控制，计算机模拟仿真等，都与国际水平相差甚远。大多数研究机构由于种种原因，甚至于完全没有能力自主制造本文即在此背景下对MOCVD设备的结构，尤其是反应室设计与改进等内容进行了较深入的研究。主要研究结果如下：1．成功地参与了GaN晶体生长用MOCVD系统研制。本人所在课题组在西电第一代MOCVD设备研制的基础上经过深入研究，提出第二代MOCVD系统设计方案。并着重在第一代反应室设计的基础上进行完善与优化，设计一个可满足3片2英寸基片生长的反应室。解决的关键技术问题有：石墨基座转动机构的设计、三个石墨基座的同步加热、生长的准确测量与控制、反应室气流分布和石墨基座共同合作将MOCVD设备反应室优化设计后的温度场和气体流场进行了墨基座内的电磁场分布、感应焦耳热分布及反应室内气体流场压力图和流速图。从理论上证明了本设备设计具有明显的优点。关键词：金属有机物化学气相沉积ANSYS氮化镓材料生长金属有机物化学气相淀积(MetalDeposition，简称MOCVD)自20世纪60年代首次提出以来，经过70年代至80年代的发展，90锁，我国必须要进行该领域研究，必须要有自己的核心工艺和核心设备，尤其是我国现阶段MOCVD设备研制尚处于起步阶段，很多核心技术都不成熟。尚MOCVD设备。温度分布的设计。模拟分析。通过ANSYS有限元建模分析的方法，模拟得到MOCVD反应室和石ChemicalOrganicVapor2．
demandbecamesemiconductor,thisextremelysystemremainproblemsachievementssystem，problems，suchtemperaturechamber．unsolved．Theimproved．Thetechnologybetweenunderwaytechnologiesinches)once．WeAbstractMetalDeposition(MOCVD)，whiandepitaxialperformancecost，theadvantageMOCVDenormouseconomicefficiency．Butadvantagesaccompanieddisadvantages，duringenlargingcountriesserious，andprogressseriously．Accordingtrenddevelopmentgroupchangedmaintenanceimportedequipmentexpensive，thecorrelationcountrycountry，manyimmature，andmanyControl，computerorganizations．studied，especiallymajorlisted．home-madegrowthdevelopedXiDiandesignedsubstrates(2solveddifficultgraphitesusceptors，thecurrentsusceptorChemicalmentionedcomematerialthematerialsmarketsinmeetmassivemarketasaremorehindersituationofeitherdomainresearchmustproductionstudygreetstandard，suchintellectualsimulation，etc．Forreasons，makingimpossiblemostdissertation，thegalliumoptimizingwhichgrowrotationformonitorcontrol，thegasOrganicVaporchwasfirstly1960s，andhadthroughperiod970s980s，hasalreadykeyGaAsInNafter990s．Consideri