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控制技术在GaN薄膜生长过程中的应用

王知学  
【摘要】: 以GaN为主的Ⅲ-Ⅴ族氮化物是近年来光电子材料领域研究的热门课题。它具有 宽直接带隙、热导率高、抗辐射能力强等特性,是最有潜力的高温半导体材料。我室在 1995年初设计研制成功国内第一台先进的ECR辅助MOCVD装置(见图2-1)。并从1995 年下半年起,先后在蓝宝石、Si和GaAs衬底上低温(≤600℃)生长出六方GaN单晶 薄膜。接着又在GaAs衬底上生长出纯立方GaN薄膜。 但实验装置存在一个重要的问题就是实验过程中大部分操作要靠手动来完成,误操 作和偶然因素的引入大大的影响了实验的精度和实验的可重复性。作者在对实验装置和 加工工艺进行深入的了解后,利用现代计算机控制技术,为本装置设计了一套自动控制 系统,并为系统编制了监控软件。从而使大部分靠手动来完成的工作转变成自动控制, 以确保实验精度和试验的可重复性。控制系统的功能包括以下几点: 1、各种参数的设定(包括流量、温度、时间) 2、各种参数的检测(包括流量、温度、真空度、时间) 3、实验过程中状态的自动切换。 4、报警和提示。 其主要目的有两个: 1、减少实验过程中因手动操作引入的偶然因素和误操作、提高实验精度和实验的 可重复性。 2、记录实验过程中各参数的变化,用于实验结果的分析。 3、尽量减少操作人员在有害操作环境中的滞留时间。


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