pmocvd的计算流体动力学研究

《pmocvd的计算流体动力学研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、PMOCVD的计算流体动力学研究作者姓名牛瑞导师姓名、职称戴显英教授一级学科物理学二级学科凝聚态物理申请学位类别理学硕士提交学位论文日期2014年11月2学校代码10701学号1211122661分类号TN3密级公开西安电子科技大学硕士学位论文PMOCVD的计算流体动力学研究作者姓名：牛瑞一级学科：物理学二级学科：凝聚态物理学位类别：理学硕士指导教师姓名、职称：戴显英教授提交日期：2014年11月4StudyoncomputationalfluiddynamicsofPMOCVDAthesissubmittedtoXIDIANUN

2、IVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinPhysicsByNiuRuiSupervisor:Prof.DaixianyingNovember20142西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它

3、教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西

4、安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要由于InAlN材料在In含量为17.6%时，可以与GaN晶格实现的无应力状态的晶格匹配，因而受到了广泛的关注和研究。但是由于受到了InN和AlN材料特性差异、TMAl与NH3寄生反应等一系列问题的影响，使得如何生长出高质量的InAlN薄膜成为了一个国际性的难题。由西安电子科技大学提出的脉冲金属有机物化学气相淀积(PMOCVD)工艺方法便是为了解决这一难题而提出的，PMOCVD是指将三种源气体三甲基铟、三甲基铝和氨气以脉冲的形式分时段进入反

5、应室中，以此方式来抑制预反应、提高原子在衬底表面的迁移能力，在InAlN的生长方面起到了很好的效果。基于计算流体力学理论和化学反应动力学理论，本文对PMOCVD生长InAlN的流体动力学行为和气相学反应进行了深入研究，重点对InAlN生长过程中的流体分布以及TMAl与NH3的气相化学反应机理进行了系统的仿真与分析。论文使用Gambit软件，建立了MOCVD反应室网格；使用FLUENT软件的UDF模块，对脉冲金属有机气相化学淀积的通入方式进行了设置；采用FLUENT软件，分别对连续流量的传统MOCVD生长InAlN和脉冲流量的PMO

6、CVD生长InAlN进行仿真模拟，并对基座上方各物质的摩尔分布进行了对比分析；模拟结果表明，PMOCVD在降低预反应、提高材料质量方面有明显的优势。论文采用正交法，对PMOCVD生长InAlN的工艺进行了优化。通过正交法设计了模拟试验的正交计划，建立了正交表格，并对PMOCVD过程中的温度、压强以及TMIn脉冲宽度这三个工艺参数进行了方差和极差的分析和优化得到了生长InAlN的最优条件：933K、200torr、18s。与试验得到的结果基本一致。关键词：脉冲金属有机化学气相淀积，铟铝氮，气相化学反应，Fluent，计算流体动力学论

7、文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIAbstractABSTRACTInAlNmaterialhasdrawnlotsofattentionduetoitscharacterthatitcanachieveperfectlatticematchtoGaNatfreestrainconditionwhenIncontentis17.6%.ButgrowinghighqualityInAlNthinfilmisainternationalproblembecauseofaseriersofreasonsliketh

8、ereactionsbetweenTMAlandNH3,thedifferencesbetweenthecharacterofInNandAlNetc.PMOCVD(pulsedmetalorganicchemicalvapordeposition