科研方向

MOCVD材料生长等关键设备开发

MOCVD (金属有机化学气相沉积)设备,特别适合化合物半导体功能结构材料的规模化工业生产,是LED产业链上最关键的核心设备之一。尤其是在启动“国家半导体照明工程”后,面对巨大的LED消费市场,急需有自主知识产权的国产化MOCVD设备来支撑。

本课题主要本着“引进、消化、吸收、再创新”的原则,走“产学研”一体化道路,完成了MOCVD设备系统设计和制造关键技术的自主创新研发,研制出一次可以生长七片2英寸氮化镓基半导体材料的MOCVD整机,为我国半导体照明重大装备的国产化打下基础。主要研究成果包括:

在生长室设计方面,经过流场仿真模拟,优化并确定了反应室顶棚设计,避免III族和V族反应物提前接触,并获得反应室气流在径向和纵向上高度均匀、平稳;在衬托设计时,考虑了不同尺寸衬底的拓展,采用环形对称设计,实现高平稳旋转和多区域参数可调节,简化了原位检测装置的设计;采用多段炉丝加热,通过每段炉丝加热功率的独立控制和炉丝形状尺寸的设计,实现大面积温度均匀可控;在气体输运系统方面,通过各种优化设计,实现快速切换时气路的平稳无扰动和压力精确控制技术;开展了自动控制系统软件的自主研发,实现了手动、自动两种控制模式和友好、易用的人机界面。