PMOCVD的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、由于InAlN材料在In含量為17.6％時(shí)，可以與GaN晶格實(shí)現(xiàn)的無應(yīng)力狀態(tài)的晶格匹配，因而受到了廣泛的關(guān)注和研究。但是由于受到了InN和AlN材料特性差異、TMAl與NH3寄生反應(yīng)等一系列問題的影響，使得如何生長(zhǎng)出高質(zhì)量的InAlN薄膜成為了一個(gè)國(guó)際性的難題。
　　由西安電子科技大學(xué)提出的脈沖金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積(PMOCVD)工藝方法便是為了解決這一難題而提出的，PMOCVD是指將三種源氣體三甲基銦、三甲基鋁和氨氣以脈沖的形

2、式分時(shí)段進(jìn)入反應(yīng)室中，以此方式來抑制預(yù)反應(yīng)、提高原子在襯底表面的遷移能力，在InAlN的生長(zhǎng)方面起到了很好的效果。
　　基于計(jì)算流體力學(xué)理論和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論，本文對(duì)PMOCVD生長(zhǎng)InAlN的流體動(dòng)力學(xué)行為和氣相學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了深入研究，重點(diǎn)對(duì)InAlN生長(zhǎng)過程中的流體分布以及TMAl與NH3的氣相化學(xué)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的仿真與分析。論文使用Gambit軟件，建立了MOCVD反應(yīng)室網(wǎng)格；使用FLUENT軟件的UDF模塊，對(duì)脈沖金屬

3、有機(jī)氣相化學(xué)淀積的通入方式進(jìn)行了設(shè)置；采用FLUENT軟件，分別對(duì)連續(xù)流量的傳統(tǒng)MOCVD生長(zhǎng)InAlN和脈沖流量的PMOCVD生長(zhǎng)InAlN進(jìn)行仿真模擬，并對(duì)基座上方各物質(zhì)的摩爾分布進(jìn)行了對(duì)比分析；模擬結(jié)果表明，PMOCVD在降低預(yù)反應(yīng)、提高材料質(zhì)量方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　論文采用正交法，對(duì)PMOCVD生長(zhǎng)InAlN的工藝進(jìn)行了優(yōu)化。通過正交法設(shè)計(jì)了模擬試驗(yàn)的正交計(jì)劃，建立了正交表格，并對(duì)PMOCVD過程中的溫度、壓強(qiáng)以及TMI