金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（Metal-organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD）是制備微電子和光電子領(lǐng)域所需的半導(dǎo)體薄膜材料的最主要技術(shù)。這些領(lǐng)域?qū)Ρ∧げ牧虾穸鹊木鶆蛐浴⒔M成的均勻性、層與層之間的界限要求非常嚴(yán)格,而影響材料這些屬性的關(guān)鍵因素就是MOCVD設(shè)備反應(yīng)室石墨基座上表面的溫度均勻性。本文基于有限單元法利用C++編程語言開發(fā)了MOCVD石墨基座溫度場的專用仿真軟件,并以該軟件為平臺對石墨基座的加熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了石墨基座和加熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對石墨基座溫度場的影響,本文的主要工作和結(jié)論如下:（1）對石墨基座和加熱器的結(jié)構(gòu)模型和計算模型進(jìn)行了基本假設(shè),通過對熱傳遞和輻射換熱原理的研究,確定了有內(nèi)熱源的二維軸對稱不穩(wěn)定溫度場的微分方程和定解條件,提出了熱物性參數(shù)的非線性問題的處理方法,推導(dǎo)了有限元法的不穩(wěn)定溫度場的求解計算過程。（2）利用C++編程語言開發(fā)了MOCVD石墨基座溫度場的專用仿真軟件,改進(jìn)了逐點插入的Lawson網(wǎng)格劃分算法,研究了稀疏矩陣的二維鏈表存儲法及矩陣方程的求解方法,通過具體的編程實現(xiàn)驗證了網(wǎng)格劃分算法的穩(wěn)定性以及稀疏矩... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MOCVD反應(yīng)流程

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1）源供給系統(tǒng)與氣體輸運(yùn)系統(tǒng)CVD 的源材料氣體存儲在特制的鼓泡器內(nèi)，將載氣通入鼓泡器，源的攜帶下通過密封的管道系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)室。半導(dǎo)體材料生長對各種成很高的要求，這就需要在各氣體的管道入口處安裝精準(zhǔn)的、反應(yīng)速度感器和電磁氣閥，分別做為控制系統(tǒng)的輸入和輸出的執(zhí)行部件。圖 1技大學(xué)自主研發(fā)的 MOCVD 設(shè)備的源供給系統(tǒng)。

為大尺寸的石墨基座加熱，基于電阻式加熱的這些優(yōu)點已經(jīng)成為主流 MOCVD 設(shè)備的加熱方式。圖 1.3 是電阻片加熱器的三維模型圖。圖1.3 電阻片加熱器的三維模型（3）尾氣處理及安防報警系統(tǒng)在反應(yīng)室內(nèi)，大部分源材料氣體參與了化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成物沉淀在外延襯底上，殘余氣體和反應(yīng)生成的廢氣需要排出，這些氣體往往對人體有害而不能直接排到大氣環(huán)境中，需要做一定化學(xué)處理。一般的處理方法是：先對尾氣進(jìn)行高溫處理使其熱分解，再通入裝有 KMnO4 溶液的吸濾瓶進(jìn)行處理；也可以將尾氣用硫酸或氫氧化鈉溶液處理；也可以用霧化的水去淋洗尾氣。圖 1.4 是西安電子科技大學(xué)自主研發(fā)的MOCVD 設(shè)備的尾氣處理系統(tǒng)。圖1.4 MOCVD 設(shè)備的尾氣處理系統(tǒng)MOCVD 設(shè)備生長材料所需的載氣有易燃易爆氣體（如氫氣），在尾氣中有有毒氣體。盡管 MOCVD 設(shè)備有密封性設(shè)計，但是也難免會發(fā)生意外事故造成氣體泄漏

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3437433