本文關(guān)鍵詞：氫化物氣相外延生長GaN的數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文采用有限元分析軟件,根據(jù)數(shù)值模擬原理,對(duì)生長GaN用的氫化物氣相外延(HVPE)反應(yīng)室進(jìn)行了模擬。網(wǎng)格劃分采取非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與適應(yīng)性網(wǎng)格相結(jié)合的方式。 對(duì)襯底高度的改變(即改變?cè)礆怏w出氣口到襯底之間的距離)是否影響GaCl和NH_3的濃度分布進(jìn)行了二維與三維的模擬計(jì)算,通過對(duì)GaCl和NH_3摩爾濃度矢量圖和XY Plot圖的分析,發(fā)現(xiàn)襯底高度的改變對(duì)GaCl和NH_3在襯底表面的分布都有一定的影響,認(rèn)為襯底高度的改變使得氣體輸運(yùn)到襯底表面的距離發(fā)生了改變,隨著距離的增大,氣體向四周擴(kuò)散或形成渦流。距離控制在10-20mm之間有利于GaCl和NH_3在襯底上方的濃度分布。 對(duì)主載氣N_2的入口流速是否影響源氣體的濃度分布進(jìn)行了二維與三維的模擬計(jì)算,在二維計(jì)算中流速的改變對(duì)GaCl和NH_3在襯底上方的濃度影響不大;在三維模擬中由于NH_3管道的位置,發(fā)現(xiàn)N_2與NH_3之間相互影響較大,且認(rèn)為這和管道的布局有關(guān),在原來的基礎(chǔ)上又增加了兩個(gè)N_2管道和一個(gè)NH_3管道,這樣均勻性得到了明顯改善。 三維模擬中能夠?qū)崿F(xiàn)襯底的旋轉(zhuǎn),就襯底轉(zhuǎn)速的改變?cè)斐傻挠绊戇M(jìn)行了模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)襯底轉(zhuǎn)速對(duì)GaCl和NH_3的分布影響不是很大,有利于NH_3在襯底上方的均勻擴(kuò)散,建議采取小轉(zhuǎn)速。 利用模擬軟件大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本,為制備高質(zhì)量GaN的最佳生長工藝提供了理論依據(jù),對(duì)實(shí)際生長有一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：GaN 氫化物氣相外延 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TN304.055
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• §1-1 GaN材料的性質(zhì)及應(yīng)用10-14
• 1-1-1 GaN的相態(tài)與結(jié)構(gòu)10-12
• 1-1-2 GaN的化學(xué)性質(zhì)12
• 1-1-3 GaN的電學(xué)性質(zhì)12
• 1-1-4 GaN的光學(xué)性質(zhì)12
• 1-1-5 GaN材料的應(yīng)用前景12-14
• §1-2 外延GaN薄膜的生長技術(shù)及襯底材料14-16
• 1-2-1 金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)14
• 1-2-2 分子束外延(MBE)技術(shù)14-15
• 1-2-3 鹵化物氣相外延(HVPE)技術(shù)15
• 1-2-4 襯底材料15-16
• §1-3 HVPE生長GaN的研究進(jìn)展16-18
• §1-4 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 流體力學(xué)基本知識(shí)和計(jì)算流體力學(xué)相關(guān)理論19-26
• §2-1 流體力學(xué)基本知識(shí)19-22
• 2-1-1 流體基本物理性質(zhì)19-20
• 2-1-2 描述流體運(yùn)動(dòng)的方法20
• 2-1-3 流體力學(xué)中的幾種基本方程20-22
• §2-2 計(jì)算流體力學(xué)相關(guān)理論22-26
• 2-2-1 計(jì)算流體力學(xué)概念22-24
• 2-2-2 常用的數(shù)值方法介紹24-25
• 2-2-3 模擬的主要步驟25-26
• 第三章 HVPE系統(tǒng)反應(yīng)室的二維模擬計(jì)算26-37
• §3-1 HVPE系統(tǒng)二維模型的建立26-29
• §3-2 邊界條件29-30
• §3-3 襯底高度的改變對(duì)氣流濃度場的影響30-33
• 3-3-1 計(jì)算模型30
• 3-3-2 結(jié)果與分析30-33
• §3-4 主載氣N_2的流量對(duì)氣流濃度場的影響33-36
• 3-4-1 計(jì)算模型33
• 3-4-2 結(jié)果與分析33-36
• §3-5 小結(jié)36-37
• 第四章 HVPE系統(tǒng)反應(yīng)室的三維模擬計(jì)算37-56
• §4-1 HVPE系統(tǒng)三維模型的建立37-38
• §4-2 邊界條件38
• §4-3 襯底高度的改變對(duì)氣流濃度場的影響38-44
• 4-3-1 計(jì)算模型38
• 4-3-2 結(jié)果與分析38-44
• §4-4 主載氣N_2的流量對(duì)氣流濃度場的影響44-49
• 4-4-1 計(jì)算模型44
• 4-4-2 結(jié)果與分析44-49
• §4-5 襯底轉(zhuǎn)速的改變對(duì)氣流濃度場的影響49-55
• 4-5-1 計(jì)算模型49-50
• 4-5-2 結(jié)果與分析50-55
• §4-6 小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61-62
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果62

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 翟靜會(huì);垂直式HVPE系統(tǒng)制備GaN襯底材料的數(shù)值模擬研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：氫化物氣相外延生長GaN的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：277186