MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition金属有机化合物气相沉积)是生长LED(Light Emitting Diode)材料的主要方式,MOCVD设备的研制是半导体薄膜材料研究的基础。MOCVD设备功能完备、结构复杂,原位监测系统是其最重要组成部分之一,良好的原位监测系统设计可提升MOCVD的性能。原位监测系统实时监测外延生长过程参数,有助于技术人员及时分析外延过程和调整参数设定,以提高生长薄膜材料的品质,这对分析和研究材料特性的影响因素也有着极其重要的作用。本文设计主要包括原位信号采集系统和上位监控软件两部分。信号采集系统主要由信号调理电路设计、高精度模数转换、数字滤波算法设计和以太网通信设计四部分组成。信号采集与处理的核心控制处理器是TMS320F28335。鉴于红外测温信号的非线性,信号调理采用程控二级放大电路,第二级放大倍数通过SPI(Serial Peripheral Interface)串口通信控制;模拟信号转换部分采用具有六通道的16位精度AD7656,采样频率固定且由DSP输出PWM(Pulse Width Modulation)决定;基于滤波效果与时序要求,数字滤波处理设计了无限脉冲响应的二阶直接型低通滤波器;以太网TCP/IP通信采用W5300芯片实现了下位机与上位机实时采样数据和控制参数的快速传送。上位机监控软件采用Delphi语言开发,主要包含数据处理、数据存储、人机界面三个部分。考虑数据量和实时性要求,上位机与信号采集系统的数据通信通过数据流方式读取数据,读取的数据经过验证和筛选处理后用于显示和存储;数据存储采用数据读写快、文件占用空间小且单个存储的二进制文件格式;人机界面主要由石墨盘衬底设计、实时绘图、历史绘图和设置校准等模块组成,石墨盘衬底依据实际石墨盘结构设计,简洁清晰,实时绘图与历史绘图同步对比直观,易于观察,参数设置校准可以让上位机服务于不同实际情况。为了达到辅助监测目的和远端数据访问安全,采用DataSnap设计了三层架构的服务器与移动端的客户端,实现了局域网范围内的便捷监测。实际应用测试结果表明,下位机可以准确采集数据并滤波处理,与上位机的以太网通信连接稳固、速度快速稳定,上位机能够满足外延人员需求,界面合理、操作便捷,移动端有较好辅助监测作用。