Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

42 3 Experimentelles
e) Druckmessung
Zur Regelung des Prozessdrucks wird ein Baratron mit einem Messbereich bis 1000mbar
verwendet. Bei einer angegebenen absoluten Messgenauigkeit von 0,1%, was 1mbar entspricht,
liegt der Messfehler für den Prozessdruck in derselben Größenordnung. Die neueren
Reaktoren für Oxidabscheidung der Firma AIXTRON sind bereits mit zwei verschiedenen
Druckmessgeräten mit jeweils unterschiedlichen Druckbereichen ausgestattet. Jedoch ist die
Auflösung und Kurzzeitstabilität deutlich höher, so dass das Regelverhalten auch bei kleinerem
Druck sehr stabil bleibt. Dies zeigt der Vergleich der Druckwerte mit der Öffnung des
Schmetterlingsventils, das die gesamte, abgeführte Gasmenge regelt, siehe Abbildung 3.9. Bei
dem verwendeten Trägergasfluss von 100 bzw. 2500sccm werden Drücke bis zu 0,5 bzw.
1,5mbar erreicht, ohne dass das Schmetterlingsventil voll öffnet und damit aus dem Regelbereich
läuft. Der Einlass aller weiteren am Depositionsprozess beteiligten Gasflüsse erzeugt
einen minimalen Druck von 2,0mbar. Hier wird die Druckstabilität nur noch durch die Konstanz
der MFCs und der Pumpleitung gewahrt.
Druck [mbar]
5
4
3
2
1
0
100sccm
2500sccm
20 40 60 80 100
Öffnung des Schmetterlingsventils [%]
f) Satellitenrotation
Abbildung 3.9: Reaktordruck
als Funktion der Öffnung des
Schmetterlingsventils. Bei einem
Trägergasfluss von 100
bzw. 2500sccm liegt ein Arbeitsdruck
von >0,5mbar,
bzw. >1.5mbar im Regelbereich
des Ventils.
Die Satellitenrotation wird im Gegensatz zum direkten, mechanischem Antrieb der Rotation
des Suszeptors über ein Gaspolster angesteuert und ist deshalb, wie in Abbildung 3.10 dargestellt,
druckabhängig. Zur Bestimmung dieser Werte wurde die Ceiling entfernt, um die Satelliten
direkt beobachten zu können. Die Rotation steigt verständlicherweise mit sinkendem
Druck wegen größerer Gasgeschwindigkeit und verminderter Reibung. Unterhalb von
1,5mbar fällt die Rotationsgeschwindigkeit allerdings rapide ab. Vermutlich kommt es zu
Turbulenzen im Gaspolster. Wie bereits oben erwähnt liegt die Auflösung des Druckmessgeräts
bei einem Millibar. Unterhalb kann die Druckskala in Abb. 3.10 als gestaucht betrachtet
werden, was diesen plötzlichen Abfall der Rotationsgeschwindigkeiten erklären würde. Interessanterweise
zeigt eine Erhöhung der Flussmenge von 40 nach 200sccm bei konstantem
Druck von 1,5mbar keine Geschwindigkeitsveränderung. Genau wie die Suszeptorrotation
von 8rpm wurde dieser Parameter nie verändert.
Rotation [U/min]
80
60
40
20
0
0 10 20 30
Druck [mbar]
Abbildung 3.10: Umdrehungszahl
der Satelliten bei
einem Fluss von 40ml/min für
verschiedene Drücke im Reaktor.