1. 應(yīng)用需求與挑戰(zhàn)
在MOCVD工藝中,前驅(qū)體通過鼓泡器汽化后由載氣輸送至反應(yīng)腔室。然而,前驅(qū)體濃度的穩(wěn)定性受多重因素影響:
鼓泡器溫度均勻性:即使采用恒溫槽,仍難以完全消除溫度波動;
前驅(qū)體狀態(tài)變化:固態(tài)前驅(qū)體的表面積或液態(tài)前驅(qū)體的液位變化均可能導(dǎo)致輸送不穩(wěn)定。
為實現(xiàn)工藝優(yōu)化,需對前驅(qū)體濃度進(jìn)行實時監(jiān)測,并通過反饋調(diào)節(jié)氣體流量、溫度、壓力等參數(shù),形成閉環(huán)控制。
技術(shù)選擇:非色散紅外(NDIR)氣體分析技術(shù)具有響應(yīng)快、精度高、體積小等優(yōu)勢,是MOCVD前驅(qū)體濃度監(jiān)測的理想方案。
國產(chǎn)化迫切性:目前此類設(shè)備依賴歐美日進(jìn)口,但根據(jù)2025年《政府工作報告》要求,突破關(guān)鍵核心技術(shù)、實現(xiàn)國產(chǎn)替代已成為國家戰(zhàn)略需求,對保障產(chǎn)業(yè)鏈安全至關(guān)重要。
圖1 MOCVD工藝原理圖
2. 解決方案
圖2 Gasboard-2062紅外氣體傳感器
2.1 測量原理
Gasboard-2062采用雙光束紅外吸收檢測技術(shù):紅外光源發(fā)射特定波長光,通過被測氣體;氣體分子選擇性吸收光信號,強(qiáng)度衰減與濃度成正比;通過對比樣品信號與參比信號(雙光束設(shè)計),計算氣體濃度,確保長期穩(wěn)定性。
2.2 核心優(yōu)勢
雙光束紅外(NDIR)技術(shù):采用電調(diào)制光源和集成雙通道探測器,顯著提升抗干擾能力;
環(huán)境適應(yīng)性:通過參考通道補(bǔ)償溫度、濕度及交叉氣體干擾,確保測量穩(wěn)定性;
原位高精度測量:原位測量,準(zhǔn)確度≤±1.0% F.S.,響應(yīng)時間T90≤4秒。
圖3 Gasboard-2062紅外氣體傳感器光學(xué)結(jié)構(gòu)
2.3產(chǎn)品性能
實驗室測試顯示,傳感器的線性準(zhǔn)確度(圖4)、響應(yīng)時間(圖4)、重復(fù)性和檢出限等均滿足MOCVD前驅(qū)體氣體濃度在線監(jiān)測需求。
圖4 Gasboard-2062紅外氣體傳感器的線性檢查與響應(yīng)時間檢查
2.4 安裝方案
圖5 Gasboard-2062紅外氣體傳感器的安裝示意圖


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