一般，石墨基座下方的加热器由多个环形温区组成，也呈中心对称分布，衬底表面的温度均匀性主要通过改变各个温区的加热功率来调节。基于反应室内气流场的模拟结果，对石墨基座位置及气流分别进行了优化设计，实现气流平稳，分布均匀，无滞后。通过对反应室气流和温度分布进行综合设计，形成稳定的生长边界层，提高了外延材料性能的均匀性，GaN缓冲层厚度不均匀性为2.26%(图1(a)，方块电阻不均匀性为1.26%(图1(b)。
图1 Gan HEMT外延片缓冲层厚度(a)和方块电阻(b)分布图
外延工艺的稳定性及重复性是MOCVD GAN HEMT材料需要解决的重要问题。MOCVD GAN是一个复杂的非平衡态过程，外延材料性能受不确定因素干扰大。因此，要提高外延工艺的稳定性及重复性，需要从设计上着手，选择较宽的工艺窗口，降低外延设备可能出现的微扰的影响。工艺的稳定性及重复性通过外延材料片间不均匀性来表征。方块电阻片间不均匀性计算以一个月为周期，设定一个月内共生长n个外延片，对应n个方阻平均值( Rmean-1， Rmean-2，…， Rmean-n)，然后计算这n个值的标准偏差(S)和平均值(R)，利用标准偏差与平均值的比值(S/R)来表示这一个月内外延片的方块电阻片间不均匀性。可采用统计过程控制(SPC)对GAN HEMT材料方块电阻及其不均匀性进行统计和分析。