PMOCVD的計算流體動力學研究.pdf

1、由于InAlN材料在In含量為17.6％時，可以與GaN晶格實現的無應力狀態(tài)的晶格匹配，因而受到了廣泛的關注和研究。但是由于受到了InN和AlN材料特性差異、TMAl與NH3寄生反應等一系列問題的影響，使得如何生長出高質量的InAlN薄膜成為了一個國際性的難題。
　　由西安電子科技大學提出的脈沖金屬有機物化學氣相淀積(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、式分時段進入反應室中，以此方式來抑制預反應、提高原子在襯底表面的遷移能力，在InAlN的生長方面起到了很好的效果。
　　基于計算流體力學理論和化學反應動力學理論，本文對PMOCVD生長InAlN的流體動力學行為和氣相學反應進行了深入研究，重點對InAlN生長過程中的流體分布以及TMAl與NH3的氣相化學反應機理進行了系統(tǒng)的仿真與分析。論文使用Gambit軟件，建立了MOCVD反應室網格；使用FLUENT軟件的UDF模塊，對脈沖金屬

3、有機氣相化學淀積的通入方式進行了設置；采用FLUENT軟件，分別對連續(xù)流量的傳統(tǒng)MOCVD生長InAlN和脈沖流量的PMOCVD生長InAlN進行仿真模擬，并對基座上方各物質的摩爾分布進行了對比分析；模擬結果表明，PMOCVD在降低預反應、提高材料質量方面有明顯的優(yōu)勢。
　　論文采用正交法，對PMOCVD生長InAlN的工藝進行了優(yōu)化。通過正交法設計了模擬試驗的正交計劃，建立了正交表格，并對PMOCVD過程中的溫度、壓強以及TMI