MOCVD反应室流场分析及其对GaN生长的影响

为了优化设计金属有机[化合物]CVD反应室,以生长出高质量的GaN材料,对一种垂直喷淋式金属有机[化合物]CVD系统中生长GaN材料的生长过程进行了模拟.模拟结果表明,反应室中衬底石墨基座的旋转速度和反应室的高度对GaN生长过程中的气相传输过程和材料质量均有影响.随着基座旋转速度的升高,反应室内部的流场分布趋向均匀,衬底表面的气体流速变快,GaN生长速率升高,并且厚度均匀性也变好,但是速度超过一定限度后会使生长速率降低;在同样的生长条件下,反应室的高度越高,反应室内部的流场分布越均匀,这有利于提高材料的均匀性,同时GaN生长速率先降低后升高,但气相传输中的气相预反应会逐渐增强.

垂直式MOCVD中生长参数对GaN材料生长的影响

为了更好地研究GaN材料生长过程,笔者对一种垂直喷淋式金属有机物化学气相淀积系统生长GaN材料过程中反应物的传递和反应过程进行了模拟.模拟结果表明,反应室压力和进入反应室的气流速度对GaN的生长速率和厚度均匀性均有影响.随着反应气体进入反应室的速度升高,反应室内预反应会增强,GaN生长速率升高,同时GaN厚度的不均匀性也会升高;在同样的进气速率下,反应室压强减小,可在一定范围内提高GaN生长速率,但同时增加衬底中央区域厚度,导致厚度不均匀增加.

GaN薄膜外延过程的动力学蒙特卡洛仿真

为更好研究GaN材料的生长机理,提出了一种在金属有机物化学气相淀积系统中生长GaN的化学反应生长模型,并结合动力学蒙特卡罗方法模拟了垂直喷淋式金属有机物化学气相淀积系统中GaN的生长过程.模拟结果表明,在垂直喷淋式金属有机物化学气相淀积系统中生长GaN时,首先发生加合反应,随着反应物逐步接近高温衬底,再转变为热解反应,最终生成GaN.GaN的生长速率随温度的升高而升高,而衬底的表面温度均匀性会直接影响最终材料的表面形貌.文中还在动力学蒙特卡罗方法中模拟了反应粒子在衬底表面的扩散和脱附过程,这些过程均主要受温度的影响,并影响材料的表面形貌和生长速率.