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随着半导体技术的不断发展,半导体材料已经发展到了第三代,GaN单晶体材料凭借其优越的性能,成为第三代半导体材料中迄今理论上电光转换效率最高的材料体系。MOCVD技术主要用于生长高质量的GaN薄膜材料。氢化物气相外延(HVPE)技术是制备GaN衬底的主要方法,研究HVPE技术,并将其与MOCVD技术结合,从而实现同质外延,是一项比较迫切并且有意义的研究工作。 本文首先介绍了MOCVD和HVPE技术在LED半导体产业中的应用,以及发展HVPE进行氮化镓制备的意义。简单介绍了HVPE技术原理进行,并对实现氮化镓衬底批量生产问题,介绍了本课题组设计的新型HVPE反应腔体。提出了将该新型HVPE反应腔和MOCVD反应腔结合的双腔体设备方案,以实现氮化镓衬底制备和LED结构生长的流水线式生产。 其次,对MOCVD源气输送系统设计提出了分离式管路设计思路,以满足大腔体和多腔体设备对大流量源气的设计要求。并且对MOCVD和HVPE双腔体源气输送系统进行了分离式设计。 最后对MOCVD和HVPE双腔体源气输送系统各部分子系统进行了着重介绍了,包括MO源供应管路、RUN-VENT主管路,载气纯化管路、氨气纯化管路以及HCl稀释管路。提出了零死区MO源供应管路方案以及零死区RUN-VENT管路方案,同时利用流体力学和稀物质传输方面的知识,对管路进行了相关的计算,提供优化设计方向。