硅基应变材料生长动力学计算流体动力学fluent仿真硕士论文

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1、基于CFD的硅基应变材料生长动力学研究【摘要】硅MOS器件尺寸遵循摩尔定律不断缩小,现已接近其物理极限。硅基应变材料(锗硅和应变硅)以迁移率高、能带结构可调、且与传统的体硅工艺兼容等诸多优点,成为保持半导体行业继续遵循摩尔定律发展的新材料技术。论文讨论了硅基应变材料生长动力学,研究了硅基应变技术的原理,深入讨论了硅基应变材料的能带结构以及其传输特性,解释了硅基应变材料提高迁移率的原理。论文深入研究了硅基应变材料CVD生长的边界层理论、Grove理论及菲克第一定律。基于CVD生长动力学的计算流体动力学理论,论文重点研究了硅基应变材料CVD生长动力学中的计算流体

2、动力学物理参数模型。采用计算流体动力学软件FLUENT,论文构建了基于RPCVD技术的反应室腔体模型,定义了反应室腔体模型的气体进出口边界条件和壁面边界条件。利用FLUENT软件,论文模拟仿真了反应室腔体的温度分布、气体浓度分布、压力分布和气体速度矢量分布,分析了进口流速、托盘转速和反应室压强对温度分布、密度分布、压力分布和速度矢量分布的影响。 更多还原【Abstract】ThesizeofSiliconMOSdeviceiscomingclosetoitsphysicallimits,whichisshrinkingaccordingtoMoore’sLa

3、w.Silicon-basedstrainedmaterials(SixGe1-xandstrainedsilicon)hasbecamethenextgenerationsemiconductormaterialtofollowMoore’sLawforitsadvantages,suchashighmobility,adjustablebandstructureandcompatiblewithconventionalsilicontechnology.Inthisthesis,differentgrowthkineticsfordifferentgro

4、wthtechniqueshavebeendiscussed.Theprincipleofsilicon-baseds... 更多还原【关键词】硅基应变材料；生长动力学；计算流体动力学；FLUENT仿真；【Keywords】ComputationalFluidDynamics；silicon-basedstrainedmaterials；growthkinetics；FLUENTsimulation；摘要3-4Abstract4第一章绪论7-171.1硅基应变材料的发展现状和前景7-91.2硅基应变材料生长技术发展9-121.2.1分子束外延9-101.2.

5、2化学气相淀积10-121.3材料生长动力学研究现状12-161.3.1表面反应动力学模型12-141.3.2流体力学动力学模型14-161.4本文的主要内容和内容安排16-17第二章硅基应变技术原理与材料特性17-232.1硅基应变技术原理17-182.2硅基应变材料的类型与制备方法18-212.2.1全局方案18-192.2.2局部方案19-212.3硅基应变材料的能带结构21-222.4硅基应变材料的输运特性22-23第三章硅基应变材料CVD生长理论研究23-333.1边界层理论23-283.1.1泊松流243.1.2边界层理论24-253.1.3粘性

6、系数25-283.2GROVE理论28-323.3菲克第一定律32-33第四章CVD生长动力学的计算流体动力学理论33-404.1流体动力学微分方程33-344.2CVD生长动力学的计算流体动力学物理参数模型34-404.2.1混合气体密度模型34-354.2.2混合气体粘性系数模型35-374.2.3混合气体的热传导模型37-384.2.4组分输运及反应流模型38-40第五章硅基应变材料RPCVD生长动力学的FLUENT模拟研究40-525.1计算流体力学软件40-425.1.1CFD软件的种类与用途40-415.1.2FLUENT软件41-425.2RP

7、CVD反应室结构FLUENT模型的建立42-445.3FLUENT模拟的边界条件定义44-465.3.1进气口边界条件的定义44-455.3.2出气口边界条件的定义45-465.3.3壁面边界条件的定义465.4FLUENT模拟结果与分析46-525.4.1温度分布模拟结果及分析475.4.2浓度分布模拟结果及分析47-485.4.3压力分布模拟结果及分析48-505.4.4速度矢量分布模拟结果及分析50-52第六章总结52-54致谢54-55参考文献