PMOCVD的計算流體動力學(xué)研究.pdf

1、由于InAlN材料在In含量為17.6％時，可以與GaN晶格實現(xiàn)的無應(yīng)力狀態(tài)的晶格匹配，因而受到了廣泛的關(guān)注和研究。但是由于受到了InN和AlN材料特性差異、TMAl與NH3寄生反應(yīng)等一系列問題的影響，使得如何生長出高質(zhì)量的InAlN薄膜成為了一個國際性的難題。
　　由西安電子科技大學(xué)提出的脈沖金屬有機物化學(xué)氣相淀積(PMOCVD)工藝方法便是為了解決這一難題而提出的，PMOCVD是指將三種源氣體三甲基銦、三甲基鋁和氨氣以脈沖的形

2、式分時段進入反應(yīng)室中，以此方式來抑制預(yù)反應(yīng)、提高原子在襯底表面的遷移能力，在InAlN的生長方面起到了很好的效果。
　　基于計算流體力學(xué)理論和化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)理論，本文對PMOCVD生長InAlN的流體動力學(xué)行為和氣相學(xué)反應(yīng)進行了深入研究，重點對InAlN生長過程中的流體分布以及TMAl與NH3的氣相化學(xué)反應(yīng)機理進行了系統(tǒng)的仿真與分析。論文使用Gambit軟件，建立了MOCVD反應(yīng)室網(wǎng)格；使用FLUENT軟件的UDF模塊，對脈沖金屬

3、有機氣相化學(xué)淀積的通入方式進行了設(shè)置；采用FLUENT軟件，分別對連續(xù)流量的傳統(tǒng)MOCVD生長InAlN和脈沖流量的PMOCVD生長InAlN進行仿真模擬，并對基座上方各物質(zhì)的摩爾分布進行了對比分析；模擬結(jié)果表明，PMOCVD在降低預(yù)反應(yīng)、提高材料質(zhì)量方面有明顯的優(yōu)勢。
　　論文采用正交法，對PMOCVD生長InAlN的工藝進行了優(yōu)化。通過正交法設(shè)計了模擬試驗的正交計劃，建立了正交表格，并對PMOCVD過程中的溫度、壓強以及TMI