本文關鍵詞：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,對生長GaN用的氫化物氣相外延(HVPE)反應室進行了模擬。網(wǎng)格劃分采取非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與適應性網(wǎng)格相結(jié)合的方式。 對襯底高度的改變(即改變源氣體出氣口到襯底之間的距離)是否影響GaCl和NH_3的濃度分布進行了二維與三維的模擬計算,通過對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GaCl和NH_3在襯底表面的分布都有一定的影響,認為襯底高度的改變使得氣體輸運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。 對主載氣N_2的入口流速是否影響源氣體的濃度分布進行了二維與三維的模擬計算,在二維計算中流速的改變對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,且認為這和管道的布局有關,在原來的基礎上又增加了兩個N_2管道和一個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)速的改變造成的影響進行了模擬計算,發(fā)現(xiàn)襯底轉(zhuǎn)速對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散,建議采取小轉(zhuǎn)速。 利用模擬軟件大大節(jié)省了實驗成本,為制備高質(zhì)量GaN的最佳生長工藝提供了理論依據(jù),對實際生長有一定的指導作用。
【關鍵詞】：GaN 氫化物氣相外延 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：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的化學性質(zhì)12
• 1-1-3 GaN的電學性質(zhì)12
• 1-1-4 GaN的光學性質(zhì)12
• 1-1-5 GaN材料的應用前景12-14
• §1-2 外延GaN薄膜的生長技術及襯底材料14-16
• 1-2-1 金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)技術14
• 1-2-2 分子束外延(MBE)技術14-15
• 1-2-3 鹵化物氣相外延(HVPE)技術15
• 1-2-4 襯底材料15-16
• §1-3 HVPE生長GaN的研究進展16-18
• §1-4 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 流體力學基本知識和計算流體力學相關理論19-26
• §2-1 流體力學基本知識19-22
• 2-1-1 流體基本物理性質(zhì)19-20
• 2-1-2 描述流體運動的方法20
• 2-1-3 流體力學中的幾種基本方程20-22
• §2-2 計算流體力學相關理論22-26
• 2-2-1 計算流體力學概念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)反應室的二維模擬計算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 襯底高度的改變對氣流濃度場的影響30-33
• 3-3-1 計算模型30
• 3-3-2 結(jié)果與分析30-33
• §3-4 主載氣N_2的流量對氣流濃度場的影響33-36
• 3-4-1 計算模型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)反應室的三維模擬計算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 襯底高度的改變對氣流濃度場的影響38-44
• 4-3-1 計算模型38
• 4-3-2 結(jié)果與分析38-44
• §4-4 主載氣N_2的流量對氣流濃度場的影響44-49
• 4-4-1 計算模型44
• 4-4-2 結(jié)果與分析44-49
• §4-5 襯底轉(zhuǎn)速的改變對氣流濃度場的影響49-55
• 4-5-1 計算模型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57-61
• 致謝61-62
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果62

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 翟靜會;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;2011年

  本文關鍵詞：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：277186