MOCVD襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)技術(shù).pdf

1、MOCVD（金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積）設(shè)備是寬禁帶GaN基半導(dǎo)體材料研究和生產(chǎn)的關(guān)鍵高端設(shè)備，其決定整個(gè) LED產(chǎn)業(yè)外延和芯片水平。作為MOCVD設(shè)備中核心的部件之一的襯底承載系統(tǒng)由承載襯底外延片、進(jìn)行金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)的托盤，以及驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸組成。但是由于襯底承載系統(tǒng)所處的環(huán)境中受到熱、流場(chǎng)、濃度場(chǎng)及其材料本構(gòu)等耦合影響，容易發(fā)生振動(dòng)或顫振，這使得生產(chǎn)的外延片容易發(fā)生沉積不勻的現(xiàn)象從而導(dǎo)致產(chǎn)品合格率下降。本論文以“MOCVD襯

2、底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)技術(shù)”為題，通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)補(bǔ)償，提高襯底承載盤運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，使外延片均勻生長(zhǎng)提高產(chǎn)品合格率。論文主要研究包括襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)建模、襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)影響因素提取、襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)建模，這對(duì)促進(jìn)智能化制造的發(fā)展與應(yīng)用，具有重要的價(jià)值和意義。
　　論文從分析襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程入手，得到襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)影響因素，科學(xué)提取襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)影響因素、振動(dòng)影響因

3、素權(quán)重評(píng)價(jià)方法和振動(dòng)補(bǔ)償是研究的關(guān)鍵技術(shù)。論文的主要工作包括：
　　一、開(kāi)展襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)分析研究，指出影響襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的因素非常復(fù)雜、多樣，必須對(duì)影響因素進(jìn)行提取。討論襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)力學(xué)模型的有限元仿真及求解，得出承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)與作用力、材料結(jié)構(gòu)參數(shù)、反應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素之間的關(guān)系。若將所有的振動(dòng)影響因素作為后續(xù)預(yù)測(cè)模型的輸入將會(huì)形成非常復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所以必須對(duì)襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響因素

4、進(jìn)行提取。
　　二、采用PCA與灰色關(guān)聯(lián)分析法提取襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響因素。利用PCA分析法降維的思想，將復(fù)雜的眾多因素轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合因素，減少因素之間的相互影響，從而影響因素的提取更加簡(jiǎn)化且客觀合理。以振動(dòng)影響因素作為決策的方案集X，其相關(guān)屬性作為方案的屬性集C，由PCA分析法賦予的權(quán)重w作為各個(gè)屬性權(quán)重，將設(shè)備的成品率作為振動(dòng)影響因素的評(píng)價(jià)指標(biāo)(理想方案)，成品率的變化程度隨某影響因素的變化越明顯，則該因素越有影響

5、性。利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法計(jì)算影響因素的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度 r，當(dāng) r越大即意味著該方案與理想方案關(guān)聯(lián)程度越大，即該因素影響性越大。
　　三、提出襯底承載盤高速旋轉(zhuǎn)振動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)PTS-FNN建模方法，結(jié)合聚類分析與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法的優(yōu)點(diǎn)。該方法由可能性 c均值聚類算法 PCM、Takagi-Sugeno(T-S)型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法有效結(jié)合，TS-FNN模型是一種具有學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、逼近非線性函數(shù)映射能力好的建模方法。TS-FNN前件