發(fā)布時(shí)間：2023-06-03 17:21

　　高溫MOCVD生長氮化鋁既可以增加表面鋁原子的橫向遷移率,又可以使大顆粒污染物因熱泳力作用遠(yuǎn)離襯底表面,從而降低表面缺陷和提高薄膜質(zhì)量。高溫MOCVD生長氮化鋁為深亞微米器件開拓了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域,并在實(shí)現(xiàn)深紫外器件方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,逐漸成為業(yè)內(nèi)量產(chǎn)化技術(shù)的主流方向。但目前,高溫MOCVD生長氮化鋁的仿真模擬尚未有報(bào)道。本文針對自主研發(fā)的高溫MOCVD設(shè)備,建立了三維反應(yīng)室結(jié)構(gòu)模型和化學(xué)反應(yīng)模型。研究了高溫條件下大幅調(diào)節(jié)操作壓強(qiáng)和基座轉(zhuǎn)速對流態(tài)穩(wěn)定性的影響,繪制出“壓強(qiáng)-轉(zhuǎn)速”映射圖譜,得到了不同工藝參數(shù)下的三種臨界流態(tài)的特征和差異。研究發(fā)現(xiàn)氣體流量為50 slm時(shí),操作壓強(qiáng)最大不能超過240 Torr。浮力驅(qū)動流受到反應(yīng)室高度影響很大,自上而下的受迫對流可以抑制反向的自然對流。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動流相比穩(wěn)定活塞流通常在襯底邊緣和反應(yīng)室壁面容易產(chǎn)生渦旋。通過降低壓強(qiáng)或增加氣體流速的方式可以避免基座轉(zhuǎn)速過大而產(chǎn)生渦旋。以上研究為設(shè)置相應(yīng)的工藝參數(shù)提供了一定的理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,針對主要工藝參數(shù)進(jìn)行了大量單因素仿真模擬試驗(yàn),系統(tǒng)地研究了工藝參數(shù)對反應(yīng)室內(nèi)部和襯底表面的熱流場耦合分布的影響。研究發(fā)現(xiàn)氣...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氮化鋁的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.2.1 氮化鋁的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 氮化鋁的性質(zhì)
    1.3 研究意義
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 高溫MOCVD設(shè)備研究現(xiàn)狀
        1.4.2 高溫MOCVD生長氮化鋁研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的研究工作及章節(jié)安排
第二章 高溫MOCVD生長氮化鋁的流態(tài)穩(wěn)定性研究
    2.1 高溫MOCVD生長氮化鋁機(jī)理
        2.1.1 MOCVD生長氮化鋁的過程
        2.1.2 反應(yīng)室內(nèi)的熱場與流場耦合
        2.1.3 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
    2.2 流體力學(xué)基本理論
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 基本方程組
    2.3 反應(yīng)室仿真模型
        2.3.1 反應(yīng)室結(jié)構(gòu)模型
        2.3.2 邊界條件
    2.4 高溫MOCVD生長氮化鋁的流態(tài)穩(wěn)定性研究
        2.4.1 流體流動狀態(tài)和判斷標(biāo)準(zhǔn)
        2.4.2 流態(tài)映射研究方法
        2.4.3 流態(tài)映射仿真結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 高溫MOCVD熱場與流場耦合模擬研究
    3.1 反應(yīng)室內(nèi)的熱流場耦合分布模擬及分析
        3.1.1 基準(zhǔn)條件反應(yīng)室仿真模擬與分析
        3.1.2 氣體流量對反應(yīng)室熱流場的影響
        3.1.3 基座轉(zhuǎn)速對反應(yīng)室熱流場的影響
        3.1.4 基座溫度對反應(yīng)室熱流場的影響
        3.1.5 操作壓強(qiáng)對反應(yīng)室熱流場的影響
    3.2 襯底表面的熱流場耦合分布模擬及分析
        3.2.1 基座溫度對襯底表面熱流場的影響
        3.2.2 基座轉(zhuǎn)速對襯底表面熱流場的影響
        3.2.3 氣體流量對襯底表面熱流場的影響
        3.2.4 操作壓強(qiáng)對襯底表面熱流場的影響
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于正交試驗(yàn)法的高溫MOCVD優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
    4.1 正交試驗(yàn)法
        4.1.1 正交試驗(yàn)法簡介
        4.1.2 正交試驗(yàn)分析方法和差異
    4.2 正交試驗(yàn)及結(jié)果分析
        4.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.2 模擬結(jié)果的極差分析
        4.2.3 模擬結(jié)果的矩陣分析
        4.2.4 模擬結(jié)果的方差分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3829724