發(fā)布時(shí)間：2017-05-18 04:00

  本文關(guān)鍵詞：學(xué)位論文題目氮化鎵有機(jī)化合物氣相淀積（GaN MOCVD）設(shè)備控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： GaN MOCVD設(shè)備是高亮度藍(lán)光LED生產(chǎn)線中技術(shù)難度最大、價(jià)格最為昂貴的設(shè)備,其控制對(duì)象包括溫控儀、流量計(jì)、壓控儀、伺服電機(jī)、真空泵、露點(diǎn)儀、報(bào)警器、純化器以及數(shù)量眾多的I／O控制與聯(lián)鎖,控制系統(tǒng)十分復(fù)雜。目前,國(guó)內(nèi)GaN MOCVD設(shè)備及控制技術(shù)較為落后,是半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)鏈中急待突破的瓶頸技術(shù),也是我國(guó)半導(dǎo)體照明工程實(shí)施中最大的障礙。 文章在對(duì)國(guó)外MOCVD設(shè)備控制方法進(jìn)行充分調(diào)研后,自主設(shè)計(jì)了GaNMOCVD設(shè)備工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)。總體控制方案采用“上位機(jī)+PLC”的兩級(jí)控制模式：上位機(jī)完成工藝編輯、數(shù)據(jù)管理和全中文、圖形化顯示功能；PLC完成所有模擬量、開關(guān)量的監(jiān)測(cè)與控制,通過以太網(wǎng)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并通過串行通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)各種儀器儀表的監(jiān)控。文章針對(duì)MOCVD系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵控制問題,如MO源精確輸運(yùn)控制、氣體無擾動(dòng)切換控制、壓力閉環(huán)自動(dòng)控制、溫度控制等,提出了實(shí)施方案,分析并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的系統(tǒng)。 鑒于反應(yīng)室溫度控制對(duì)MOCVD系統(tǒng)的重要性,文章重點(diǎn)研究了該問題,根據(jù)相關(guān)機(jī)理分析和相關(guān)試驗(yàn),指出該系統(tǒng)溫度控制的主要困難：(1)控制對(duì)象具有大滯后、非線性和參數(shù)溫變等特點(diǎn)；(2)溫控系統(tǒng)的檢測(cè)溫度(加熱盤底部中心溫度)和控制溫度(加熱盤表面溫度)不一致。針對(duì)這些問題,文章利用試驗(yàn)建立了不同溫度范圍的溫控對(duì)象模型,提出了利用試驗(yàn)方法研究系統(tǒng)溫度校正與加熱功率分配的方法,并提出了基于模糊PID的溫度控制方法。仿真分析和實(shí)測(cè)結(jié)果都表明文章提出的基于模糊PID的MOCVD溫控方案明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制,能夠滿足系統(tǒng)要求。 文章還介紹了系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)方法,包括上位機(jī)和PLC的硬件配置選型、程序設(shè)計(jì)和界面開發(fā)等。經(jīng)過兩年多的設(shè)計(jì)與制造,6個(gè)多月的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與工藝試驗(yàn),文章研究的GaN MOCVD設(shè)備在用戶單位成功外延出GaN藍(lán)光LED芯片,設(shè)備技術(shù)指標(biāo)和工藝指標(biāo)達(dá)到合同要求,受到項(xiàng)目驗(yàn)收專家組的好評(píng)。
【關(guān)鍵詞】：GaN-MOCVD 加熱器 溫度控制 模糊PID 仿真 PLC
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 課題的背景與意義12-14
• 1.2 半導(dǎo)體照明技術(shù)概況14-16
• 1.2.1 國(guó)外半導(dǎo)體照明技術(shù)概況14-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體照明技術(shù)概況15-16
• 1.3 LED生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備概述16
• 1.4 GaN MOCVD設(shè)備概述16-21
• 1.4.1 國(guó)外GaN MOCVD設(shè)備的概述17-18
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)GaN MOCVD設(shè)備現(xiàn)狀18-19
• 1.4.3 GaN MOCVD設(shè)備的工藝特點(diǎn)19-21
• 1.5 GaN MOCVD設(shè)備控制系統(tǒng)概況21-24
• 1.5.1 GaN MOCVD設(shè)備的控制對(duì)象簡(jiǎn)介21
• 1.5.2 國(guó)內(nèi)外GaN MOCVD設(shè)備控制系統(tǒng)概況21-23
• 1.5.3 自主研發(fā)GaN MOCVD控制系統(tǒng)存在的主要問題23-24
• 1.6 本文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)24-25
• 1.6.1 主要研究?jī)?nèi)容24
• 1.6.2 本文組織結(jié)構(gòu)24-25
• 第二章 GaN MOCVD工藝分析與基本控制方案25-37
• 2.1 MOCVD工藝流程及控制需求25-27
• 2.1.1 MOCVD反應(yīng)原理簡(jiǎn)介25-26
• 2.1.2 MOCVD設(shè)備及控制需求26-27
• 2.2 MOCVD基本控制方案27-36
• 2.2.1 MOCVD總體控制方案27
• 2.2.2 MO源精確輸運(yùn)控制方案27-31
• 2.2.3 氣體無擾動(dòng)切換工作原理與控制方案31-34
• 2.2.4 閉環(huán)壓力自動(dòng)控制原理與設(shè)計(jì)方案34-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第三章 GaN-MOCVD系統(tǒng)溫度控制研究37-61
• 3.1 反應(yīng)器工作原理與基本溫控方案37-39
• 3.1.1 反應(yīng)器基本結(jié)構(gòu)與工作原理37-39
• 3.1.2 基本溫控方案39
• 3.2 表面溫度校正與加熱功率分配39-41
• 3.3 溫控對(duì)象建模研究41-45
• 3.3.1 溫度控制系統(tǒng)分析41-43
• 3.3.2 溫度控制對(duì)象模型辨識(shí)43-45
• 3.4 基于PID的GaN-MOCVD溫度控制45-48
• 3.4.1 基于PID的MOCVD溫度控制方法45-47
• 3.4.2 常規(guī)PID控制方法的局限和改進(jìn)方向47-48
• 3.5 基于模糊PID的GaN-MOCVD溫度控制48-56
• 3.5.1 模糊PID控制方法基本原理48
• 3.5.2 控制器參數(shù)模糊化48-49
• 3.5.3 模糊控制規(guī)則的建立49-52
• 3.5.4 模糊推理與控制量解模糊52-56
• 3.6 GaN-MOCVD溫控效果分析56-60
• 3.6.1 溫控系統(tǒng)仿真結(jié)果分析56-58
• 3.6.2 GaN-MOCVD溫控系統(tǒng)實(shí)測(cè)效果58-60
• 3.7 本章小結(jié)60-61
• 第四章 GaN MOCVD控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用61-75
• 4.1 GaN MOCVD控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)61-67
• 4.1.1 控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成61-62
• 4.1.2 上位機(jī)硬件配置選型62-63
• 4.1.3 PLC控制器63-64
• 4.1.4 輸入輸出硬件配置64-66
• 4.1.5 以太網(wǎng)通訊硬件配置66-67
• 4.1.6 串行通訊硬件配置67
• 4.2 GaN MOCVD控制系統(tǒng)軟件開發(fā)67-71
• 4.2.1 GaN MOCVD控制系統(tǒng)軟件的功能67-68
• 4.2.2 上位機(jī)軟件系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)68-69
• 4.2.3 上位機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)69-71
• 4.3 GaN MOCVD控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果71-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第五章 結(jié)束語75-77
• 5.1 完成的主要工作75
• 5.2 進(jìn)一步的工作75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：學(xué)位論文題目氮化鎵有機(jī)化合物氣相淀積（GaN MOCVD）設(shè)備控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：375042