1、MOCVD技術是制備微電子和光電子包括激光和微波器件的關鍵技術，經(jīng)過30多年的發(fā)展，它已經(jīng)成為半導體技術的一項重要支柱。在CVD反應器中，存在著復雜的流體流動、傳熱、傳質等輸運過程，伴隨著許多物理化學現(xiàn)象的發(fā)生。在CVD過程中，存在著大的溫度差和濃度差，將引發(fā)自然對流和濃度擴散，它們又與氣體的強迫流動以及反應器的幾何尺寸和形狀相互影響。此外還存在著熱物性對溫度的依賴性、由高溫引起的熱擴散以及高溫襯底對壁面的熱輻射等。所有這些都耦合在一起

2、，影響薄膜生長的速率和質量。因此，深入了解CVD反應器內的輸運過程，對于控制薄膜生長速率和提高薄膜生長質量，優(yōu)化反應器設計，具有重要意義。 行星式反應器是近年來迅速發(fā)展的一種新型反應器，這種反應器采用二重進口、徑向流動、基片作行星式旋轉。二重進口有效地避免了反應粒子提前混和從而進行預反應；基片的公轉和自轉使反應粒子在基片上方濃度均勻，這種反應器非常適合于規(guī)?；a(chǎn)。目前對行星式反應器的模擬研究都限定于特定的反應器結構和生長過程，

3、缺少各種參數(shù)的變化對反應器的影響。本文所研究的內容，就是利用計算機二維數(shù)值方法，采用FLUENT軟件，對中科院半導體所自行設計的垂直三重進口行星式MOCVD反應器的輸運過程及其與外部參數(shù)的關系進行模擬研究，并提出反應器的優(yōu)化方案。 在模擬計算中，分別改變流量、溫度、壓強等操作參數(shù)、反應器的尺寸和幾何形狀，分析它們對輸運現(xiàn)象的影響。通過模擬發(fā)現(xiàn)，單獨增大中管氣體流量、降低壓強、減小上下壁面的溫差、反應器倒置、降低反應腔的高度等，均

4、可削弱由于流道擴張和自然對流所產(chǎn)生的渦旋。襯底高速旋轉則更容易產(chǎn)生渦旋。通過對反應器形狀和尺寸進行優(yōu)化，使其趨向于流線的形狀，可以大大地削弱甚至消除由流道擴張引起的渦旋。模擬還發(fā)現(xiàn)：在影響熱對流渦旋的幾何參數(shù)中，反應腔的高度H起主要作用，而反應器的直徑D影響較小。在襯底同一位置處，較均勻的流場對應的反應物濃度較高。熱擴散則使TMGa在襯底處的濃度變得更低。文章最后還模擬了MOCVD反應器內的Benard對流，發(fā)現(xiàn)發(fā)生Benard對流的臨