MOCVD生长GaN的数值模拟和喷淋式反应室结构优化  

MOCVD Process Numerical Simulation of GaN and Geometrical Optimization of the Showerhead Reactor

作　　者：殷海波[1,2,3] 王晓亮[1,2,3] 冉军学[1,2,3] 胡国新[1,2,3] 肖红领[1,2,3] 王翠梅[1,2,3] 杨翠柏[1,2,3] 李晋闽[1,2,3] 侯洵[3] 

机构地区：[1]中国科学院半导体研究所材料科学中心 [2]中国科学院半导体照明研发中心 [3]中国科学院半导体研究所-西安交通大学信息功能材料与器件联合实验室,北京100083

出　　处：《半导体技术》2008年第S1期123-126,共4页Semiconductor Technology

基　　金：国家自然科学基金(60576046;60606002);国家"973"重点基础研究(2006CB604905;613270805);国家"863"高技术研究发展计划(2006AA03A141);中国科学院知识创新工程(YYYJ-0701-02)

摘　　要：对喷淋式MOCVD反应室内的输运过程及GaN的材料生长进行了二维数值模拟研究。在模拟计算中,分别改变反应腔体几何形状、顶盘入气小孔分布方式等条件,得到反应室内流场、热场及薄膜沉积速率的相应变化。根据对模拟结果的分析,发现基座上方没有涡旋的平直流场及较大的温度梯度有利于提高沉积速率及其均匀性,通过旋转基座可以实现上述结果;腔体内壁的圆弧化、小口径的顶盘入气孔等反应室结构优化方式有助于材料生长的均匀性。Two-dimensional numerical study on transport phenomena and growth of GaN in the showerhead MOCVD reactor were conducted.By varying the reactor geometry and distribution mode of inlet,the corresponding flow,thermal fields and film deposition rate inside the reactor were calculated.It is found that flat flow lines without swirl and thin temperature gradient above the susceptor are crucial to improve the rate and uniformity of the film deposition by susceptor rotation.The circular geometrical reactor and small diameter inlet holes can be employed to improve the uniformity of the film growth.

关 键 词：GAN MOCVD 数值模拟 流场 沉积速率 几何结构 

分 类 号：TN304.055[电子电信—物理电子学]