【摘要】：第一、二代半導(dǎo)體材料為工業(yè)進(jìn)步、社會發(fā)展做出了貢獻(xiàn),如今第三代新型半導(dǎo)體材料以SiC、GaN為代表憑借優(yōu)異的性能正在迅速崛起。關(guān)于新型半導(dǎo)體材料的相關(guān)制備工藝是學(xué)術(shù)及工業(yè)界的關(guān)注熱點,與制備工藝密切有關(guān)的化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備的研發(fā)同樣受到重視。由于制備反應(yīng)過程中復(fù)雜的氣體流動及尾氣系統(tǒng)對反應(yīng)腔內(nèi)部壓力的控制直接影響著材料的生長質(zhì)量、厚度均勻性等,且發(fā)生的復(fù)雜的氣體化學(xué)反應(yīng)及砷、磷等氫化物具有較強的毒性,對設(shè)備氣路系統(tǒng)尤其是尾氣系統(tǒng)提出了很高的要求。本文首先簡要介紹了MOCVD設(shè)備在LED半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,以及設(shè)備整體組成系統(tǒng)。重點介紹了氣路系統(tǒng)及其子系統(tǒng)尾氣系統(tǒng),結(jié)合氣路工作原理圖,通過對尾氣系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析,提出關(guān)鍵技術(shù):尾氣處理、對反應(yīng)腔內(nèi)部壓力有影響的相關(guān)元件選取和設(shè)計。其次,對尾氣處理的關(guān)鍵部件--顆粒過濾器進(jìn)行仿真分析。基于計算流體力學(xué)(CFD)的基本理論,建立顆粒過濾器濾芯數(shù)學(xué)模型,分析濾芯內(nèi)部氣體流場分布情況。并在此模型的基礎(chǔ)上,計算顆粒過濾器濾芯相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)(褶數(shù)、夾角、褶寬等)對過濾器壓損的影響,提出減小顆粒過濾器中濾芯部分產(chǎn)生的壓力損失的方案。最后,根據(jù)顆粒過濾器的殼體結(jié)構(gòu),建立相應(yīng)模型,利用有限元法對殼體內(nèi)部的流場進(jìn)行模擬仿真分析,通過改變殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提高流場分布均勻性,進(jìn)一步減小顆粒過濾器造成的壓損。
[Abstract]:The first and second generation semiconductors have contributed to the progress of industry and social development. Nowadays, the third generation of new semiconductor materials, represented by SiC,GaN, is rising rapidly by virtue of its excellent properties. The research and development of chemical vapor deposition (CVD) equipment, which is closely related to the preparation process, is a hot topic in academic and industrial fields. Because of the complex gas flow and the control of the pressure in the reaction chamber during the preparation process, the material growth quality and thickness uniformity are directly affected, and the complex gas chemical reaction and arsenic occur. The hydrogen compounds, such as phosphorus, have strong toxicity, and put forward very high requirements for the equipment gas system, especially the tail gas system. In this paper, the application of MOCVD equipment in LED semiconductor industry and the whole system are briefly introduced. The gas path system and its subsystem tail gas system are introduced emphatically. Combined with the working principle diagram of the gas path, the working principle of the exhaust gas system is analyzed, and the key technology: tail gas treatment is put forward. Selection and design of relevant components that have an effect on the internal pressure of the reaction chamber. Secondly, the particle filter, the key component of tail gas treatment, is simulated and analyzed. Based on the basic theory of computational fluid dynamics (CFD), the mathematical model of particulate filter element is established, and the distribution of gas flow field in the filter element is analyzed. On the basis of the model, the influence of the relevant structural parameters (fold number, angle, width, etc.) on the pressure loss of the filter is calculated, and a scheme to reduce the pressure loss of the filter element in the particle filter is put forward. Finally, according to the shell structure of the particle filter, the corresponding model is established, and the flow field inside the shell is simulated and analyzed by finite element method. The optimization design of the shell structure is carried out to improve the uniformity of the flow field distribution. Further reduce the pressure loss caused by particle filter.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.055

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本文編號：2399612