LP-MOCVD生长InGaAlP系统中源气流量的动力学研究

分析了LP-MOCVD生长InGaAlP外延层时,气路系统中ⅢA族源气的输运和扩散过程,从理论上推导出源气流量的计算公式,讨论了生长控制参数、气路管道几何尺寸和源气性质等对注入反应室的源气流量的影响,为精确控制气相中ⅢA族源物质的百分含量提供了理论依据。     

LP—MOCVD生长InGaAlP系统中源气流的动力学研究

分析了ＬＰ－ＭＯＣＶＤ生长ＩｎＧａＡｌＰ外延层时，气路系统中ＩＩＩＡ族源气的输运和扩散过程，从理论止推导出源气流量的计算公式，讨论了生长控制参数、气路管道几何尺寸和源气性质等对注入反应室的源气流量的影响，为精确控制气相中ＩＩＩＡ族源物质的百分含量提供了理论依据。     

径向三重流MOCVD反应器输运过程的数值模拟

对径向三重流MOCVD反应器的输运过程进行了二维数值模拟研究．在模拟计算中，分别改变反应腔几何尺寸、导流管位置、流量、压强、温度等条件，得到反应器流场、温场、浓度场的相应变化．根据对模拟结果的分析，发现反应腔内涡旋首先在流动的转折处产生，上下壁面温差的加大使涡旋增大，中管进口流量的增加对涡旋产生抑制作用，内管和外管流量的增加对涡旋产生扩大作用．得出输运过程的优化条件为：反应腔上下壁靠近，导流管水平延长，中管进口流量尽量大于内、外管流量，压强尽量低于10.5Pa，上下壁面温差尽量减小等．     

径向三重流MOCVD反应器输运过程的数值模拟

对径向三重流MOCVD反应器的输运过程进行了二维数值模拟研究.在模拟计算中,分别改变反应腔几何尺寸、导流管位置、流量、压强、温度等条件,得到反应器流场、温场、浓度场的相应变化.根据对模拟结果的分析,发现反应腔内涡旋首先在流动的转折处产生,上下壁面温差的加大使涡旋增大,中管进口流量的增加对涡旋产生抑制作用,内管和外管流量的增加对涡旋产生扩大作用.得出输运过程的优化条件为:反应腔上下壁靠近,导流管水平延长,中管进口流量尽量大于内、外管流量,压强尽量低于105Pa,上下壁面温差尽量减小等.     

矩形波导谐振腔微波化学反应器的研究

改变矩形波导谐振腔微波化学反应器的结构尺寸如:耦合膜片的形状、尺寸,反应管的直径、管壁厚度、材料和位置,利用HFSS软件计算不同结构尺寸反应器的S参数,仿真的最优结果与实验结果一致,得到了最优结构尺寸的反应器.反应管和短路活塞位置会影响反应器内的电磁场分布,因而直接影响微波化学反应器的工作.在反应管位置z₀为106mm,短路活塞位置L₀为146mm的最优结构尺寸反应器中,反应管以及内部的甲烷气体处在电场最强的位置且场分布均匀,这有利于甲烷得到足够的能量产生放电.仿真结果和我们的实验结果符合较好.     

LIGA技术制作微反应器的研究

介绍了微反应器的基本原理，根据化学反应传质和传热的需求，对反应微管道的几何形状和尺寸进行了初步设计，并利用LIGA技术制作完成了一种用于催化反应的微反应器。     

矩形反应管实验小结

我车间试用外延矩形反应管工作已结束。在试验过程中迂到一些问题,经过若干次摸索试验有的问题已得到解决,有的处在探索和研究阶段。本文就是对此试验工作的小结。 一、气体流动的模型 圆形外延管与矩形外延管,其反应室的几何形状是不同的,气体流经两外延反应管的模型也是不同的。气体以旋转方向流经圆管,管子中间部位的气体线速度比周围的要大些。气体以接近直线方向流经方管,对矩形管来讲,截面积的线速度比圆管要大得多,中间与四周的气体线速度几乎相等,这就使得生长外延片的横向厚度均匀。在实践中也证实此道理,在石墨的外表面生长碳化硅膜时,可看到气体在两种不同几何形状的管子里流经的轨迹。见图1、2所示。     

SiC外延工艺中的气体流体模型

构建了热壁CVD法生长α-SiC外延的气体流体力学模型,并通过COMSOL模拟软件计算对基座的几何形状进行设计.结果表明基座的几何形状改变,影响衬底表面的气流分布;基座有一定的倾斜角度,可以使其表面气流分布均匀,有利于得到高质量的α-SiC外延片.     

SiC外延工艺中的气体流体模型

构建了热壁CVD法生长α-SiC外延的气体流体力学模型,并通过COMSOL模拟软件计算对基座的几何形状进行设计.结果表明基座的几何形状改变,影响衬底表面的气流分布;基座有一定的倾斜角度,可以使其表面气流分布均匀,有利于得到高质量的α-SiC外延片.     

基于层流模型的CVD外延流场仿真

在化学气相沉积(CVD)过程中运用COMSOL Multiphysics建立硅外延生长的层流模型,研究了不同气流设置条件下反应腔体内的气流状态和流速分布。通过优化流场设置,获得了稳定且均匀的气流分布,同时,分析了气流分布对硅外延片生长速率和厚度均匀性的影响。利用LPE-3061D平板式外延炉进行了工艺验证,在重掺Sb衬底上进行硅外延沉积,在优化流场下制备出的硅外延片厚度标准偏差达到0.38%。     

高均匀和无缺陷的外延淀积工艺

对于迅速发展中的、应用硅外延层的半导体器件和集成电路来说,制得厚度均匀与电阻率可控、表面质量良好的外延层是很重要的。淀积工艺的若干改进促使实现这种均匀性和表面质量。主要包括反应管的形状和合理的结构设计。用于硅汽相淀积的反应器的设计基本上有三种:即立式、桶式、和卧式。立式反应器采用转动或不转动的台式基座,由反应室外部加热。反应气体可以由反应室的顶部或底部引入反应室。这两种情况中,当气体接近基座和在不同的垂直面碰撞衬底时产生骚动。桶式反应器一次可淀积大量的片子。片子放置在反应室外部加热的旋转的圆筒基座上。在卧式结构中,片子     

在蓝宝石衬底上低压MOVPE生长GaN单晶

研究用水平反应室低压金属有机物汽相外延方法在Ｃ面及Ｒ面蓝宝石衬上外延生长ＣａＮ单晶。讨论了反应室中气流分布和汽相反应对ＧａＮ外延生长的影响提出了不同的衬底晶向对外延ＧａＮ表面形貌产生影响的机制。     

液相外延设备温度控制系统研究

水平液相外延设备是目前生产碲镉汞薄膜材料的主要设备,其温度控制的精度、温度场的均匀性等是设备的关键性能指标.为了满足液相外延设备对温度控制的要求,设计了多段独立控制的加热系统,并采用串级控温方式对炉体中反应管內温度进行精准控制;通过在不同加热阶段对串级参数进行动态调整,提升反应管內温度的动态跟随性能;开发了设备控制软件...     

反应管内的气流模式

一、引言 众所周知,制造半导体器件的平面工艺要求精密地控制氧化层厚度、扩散浓度及深度、外延层厚度以及这些参数在工艺过程中的纵向、横向均匀性。实验发现,气体的流量、流速、温度对这些参数有比较明显的影响,特别是温度的影响更为显著。随着半导体工艺技术的迅速发展,大规模集成电路的大量投产,硅片的尺寸也愈来愈大。这样,为了提高元、器件的成品率和优品率,在氧化、扩散、外延等工艺中,必须要求精密控制温度、气流速度等工艺条     

GaAs原子层外延技术的现状及发展

综述了原子层外延(ALE)技术的现状及其发展趋势。研究了晶体生长的程序设计和实验装置、生长的动力学模型及反应机制。对ALE薄膜的组成和结构进行了Raman和质谱分析。采用SPA原位诊断技术控制ALE的晶体生长,可有效地实现选择外延和图形化的晶体生长。大量实验表明:ALE技术可以实现原子级尺寸的超薄层晶体外延生长。用此技术已成功地研制出GaAs/GaAlAs量子阱器件。     

气体流型对硅外延层厚度均匀性的影响

目前国内外广泛采用的硅外延生长法是卧式反应器的化学汽相沉积法,生长的外延层厚度一致性较差.在同一炉内,加热体首尾不同位置衬底生长的外延层厚度是不一致的;加热体边缘和中央位置衬底生长的外延层厚度也是不一致的.尽管多方消除加热体各处温差,外延层厚度不一致性仍然存在.一般情况,为了得到高质量的外延层、生长温度必须相当高,大多数的外延过程是在质量转移控制区域内进行的.显然,要改善外延层厚度一致性必须考虑决定气相质量转移的机构.本文着重讨论反应气体流经加热体时所受阻力及气体流型对硅外延层厚度均匀性的影响,并作了实验研究,硅外延层厚度均匀性得到明显改善.     

高温外延炉气体压力控制系统的实现

针对碳化硅外延工艺过程中压力控制范围大、控制精度高的要求,以及受到温度、气流变化大的影响,介绍了一种用于碳化硅高温外延工艺的高温外延炉腔内压力控制系统。通过分析碳化硅外延炉压力控制系统,提出了模糊自适应PID控制算法。在国产碳化硅外延设备上进行验证,实验结果表明压力控制系统具有较快的响应速度和较低的超调量,效果良好,能满足碳化硅高速外延需求。     

GaAs MESFET平面型变容管高频特性分析

本文分析了用于GaAs MMIC调频器件MESFET平面型变容管的微波特性,讨论了器件几何结构与直流参数、S参数之间的关系.重点研究了器件串联电阻对微波特性的影响,给出了变容管变电容比与器件几何尺寸.     

GaAs,AlxGa1—xAs外延层少子扩散长度及霍耳迁移率的无接触测试

用微波介质波导法无接触测试了生长在半绝缘衬底上的ＧａＡｓ、ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ外延层的微波光是导谱和横向磁阻，给出了从微波光电导谱计算了少子扩散长度和从横向磁阻计算霍耳迁移率的方法，并且由此算得外延层的少子扩散长度和霍耳迁移度，本方法对波测样品的几何形状和尺寸无特殊要求，测试区域小于５×５ｍｍ＾２，具有无损伤，不污染的优点，并配有微机控制，测试迅速方便。     

GaAs、Al_xGa_（1－x）As外延层少子扩散长度及霍耳迁移率的无接触测

用微波介质波导法无接触测试了生长在半绝缘衬底上的ＧａＡｓ、ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ外延层的微波光电导谱和横向磁阻，给出了从微波光电导谱计算少子扩散长度和从横向磁阻计算霍耳迁移率的方法，并且由此算得外延层的少于扩散长度和霍耳迁移率．本方法对被测样品的几何形状和尺寸无特殊要求，测试区域小于５×５ｍｍ２，具有无损伤、不污染的优点，并配有微机控制，测试迅速方便．