MOCVD反应器热流场的数值模拟研究

人工晶体学报, 2008, 37(6): 1342-1348.

MOCVD反应器热流场的数值模拟研究

钟树泉 ^1, , 任晓敏 ^2, , 王琦 ^3, , 黄辉 ^4, , 黄永清 ^5, , 张霞 ^6, , 蔡世伟 ^7,

1.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

2.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

3.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

4.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

5.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

6.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

7.北京邮电大学光通信与光波导教育部重点实验室,北京100876

基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA03Z416) 国家自然科学基金(10773002) 教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT0609) 教育部跨世纪优秀人才培养计划(NCET-05-0111) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2003CB314901) 国家自然科学基金(90601002) 北京市科技新星计划项目(2006A46) 北京市教委共建项目(XK100130637) 高等学校学科创新引智计划(B07005)

关键词： MOCVD , 反应器 , 输运过程 , 热对流

Numerical Simulation of Flow and Temperature Field in MOCVD Reactor

本文以低压、旋转、垂直喷淋结构的MOCVD反应器为对象,应用二维数学模型分析与计算,对反应器内部的质量输运过程进行了比较详细的研究与讨论.通过计算发现:在一定范围内,增加进气流量Q、降低操作压力P、设定适宜的生长温度t、保持合理的基座转速ω等,不仅可以非常有效地抑制热浮力效应,同时也使衬底表面流体的流动速度进一步增加,从而实现反应器内部的流场和温度场的均匀分布.研究的结果,不仅为高品质的外延生长提供了有效的解决方案,而且也为MOCVD反应器的优化设计提供了重要的参考依据.

参考文献

[1]	Fotiadis D I;Kremer A M;McKenna D R et al.Complex Flow Phenomena in Vertical MOCVD Reactor:Effects on Deposition Uniformity and Interface Abruptness[J].Journal of Crystal Growth,1987,85:154-164.
[2]	Stock L;Richter W .Vertical Versus Horizontal Reactor:An Optical Study of the Gas Phase in a MOCVD Reactor[J].Journal of Crystal Growth,1986,77:144-150.
[3]	Nami Z.;Erbil A. .Reactor design considerations for MOCVD growth of thin films[J].IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing: A Publication of the IEEE Components, Hybrids, and Manufacturing Technology Society, the IEEE Electron Devices Society, the IEEE Reliability Society, the IEEE Solid-State Circuits Council,1997(2):295-306.
[4]	Dauelsberg M;Martin C;Protzmann H et al.Modeling and Process of Ⅲ-Nitride MOVPE at Near-atmospheric Pressure in Close Coupled Showerhead and Planetary Reactors[J].Journal of Crystal Growth,2007,298:418-424.
[5]	B. Mitrovic;A. Gurary;L. Kadinski .On the flow stability in vertical rotating disc MOCVD reactors under a wide range of process parameters[J].Journal of Crystal Growth,2006(2):656-663.
[6]	Jin X Z;Cong Z X;Liu M D .Numerical Simulation of Vortex Distribution in Horizontal MOCVD Reactor[J].Chinese Journal of Semiconductors,1993,14(01):21-27.
[7]	Zhang J W;Gao H K;Zhang J K et al.Numerical Simulation of Return Flow in MOCVD Reactor[J].Chinese Journal of Semiconductors,1994,15(04):268-272.
[8]	左然,张红,刘祥林.径向三重流MOCVD反应器输运过程的数值模拟[J].半导体学报,2005(05):977-982.
[9]	刘奕,陈海昕,符松.GaN-MOCVD设备反应室流场的CFD数值仿真[J].半导体学报,2004(12):1639-1646.
[10]	郭文平,邵嘉平,罗毅,孙长征,郝智彪,韩彦军.MOCVD生长GaN材料的模拟[J].半导体学报,2005(04):735-739.
[11]	左然,张红,徐谦.径向流动MOCVD输运过程的数值模拟和反应器优化[J].人工晶体学报,2005(06):1011-1017.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网