用于GaN材料制備的HVPE外延系統(tǒng)反應(yīng)室模擬.pdf

1、結(jié)合863,973任務(wù)該課題組自行設(shè)計(jì)的一套專門用于厚膜GaN材料生長(zhǎng)的水平式雙溫區(qū)HVPE系統(tǒng).為了優(yōu)化反應(yīng)室的結(jié)構(gòu),該論文利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型對(duì)GaCl、NH<,3>和載氣N<,2>在反應(yīng)室中的濃度分布進(jìn)行了模擬研究,并根據(jù)模擬結(jié)果結(jié)合材料生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題對(duì)反應(yīng)室的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化.該文的主要工作包括:1.建立了HVPE系統(tǒng)的流體計(jì)算模型;2.針對(duì)不同的反應(yīng)室結(jié)構(gòu)配置,采用有限元法對(duì)反應(yīng)室里的組分流場(chǎng)過程進(jìn)行了模擬計(jì)算,并根據(jù)結(jié)

2、果對(duì)反應(yīng)室的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化.該工作得到的主要結(jié)論包括:1.確定了從反應(yīng)室進(jìn)氣口注入的N<,2>總載氣在到達(dá)GaCl和NH<,3>管道出口之前能夠均勻分布;2.GaCl在襯底托上的濃度分布嚴(yán)重依賴于其在垂直方向上的間距,濃度隨著距離增加急劇減少;因?yàn)檩d氣的推動(dòng),其對(duì)水平方向的距離依賴較弱;3.NH<,3>管道出口在同一高度時(shí),研究發(fā)現(xiàn)NH<,3>濃度隨著水平距離的增加降低很慢,依賴關(guān)系很弱;4.NH<,3>在襯底托上的濃度分布與NH<,3