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切向喷射式MOCVD反应器的设计与数值模拟
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.3[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]江苏大学能源与动力工程学院,镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金(60376006)、江苏省研究生创新计划项目(CXIOB_260Z)资助
中文摘要:

提出垂直喷淋式原子层沉积(vertical showehead atom layer depositon reactor,VS-ALDR)反应器的概念。依据原子层沉积的基本原理,对VS-ALDR进行了四种形式的进口设计方案,分别为(1)无间隙扇形分隔进口设计;(2)带中心孔的无间隙扇形分隔进口设计;(3)间隙扇形分隔进口设计;(4)带中心孔的间隙扇形分隔进口设计。在fluent软件中对上述4种设计方案进行流场、温场以及浓度场模拟。根据模拟结果并应用传质理论,对VS-ALDR反应器中反应物浓度的分布进行分析和讨论。分析结果表明中心孔对于TMG和NH3的分隔作用明显。间隙扇形进口有利于TMG和NH3的分隔,并使得衬底处MO源和NH3的浓度集中在喷口下方,与分隔气体的互扩散减少。针对带中心孔的间隙扇形分隔进口反应器,讨论了不同的进口设计方案、高度、分隔气体扇形角、压强、衬底转速、流速以及不同的分隔气体对衬底处浓度分隔效果的影响。该研究结果适用于VS-ALDR输运过程及生长参数确定。为原子层沉积反应器的改进设计提供参考。

英文摘要:

The vertical showehead atom layer depositon reactor(VS-ALDR) reactor is introduced.Based on the basic principles of atomic layer deposition,four forms of VS-ALDR is designed.Respectively(1) No aperture fan-shaped inlet design;(2)No aperture fan-shaped inlet design with center hole;(3)No aperture fan-shaped inlet design;(4) Aperture fan-shaped inlet design with center hole.The simulation of flow field,temperature field and concentration field in the CFD software are performed.According to the simulation results and mass transfer theory,the concentration distribution is discussed on the VS-ALDR.The results show that the center hole had obvious effect for the separation of TMG and NH3.Separating fan-shped inlet design is conducive to sepreate TMG and NH3.It makes the MO source and NH3 concentrate under the inlet region below with the separating gas inter-diffusion reduction.For the aperture fan-shaped inlet with center hole reactor design,the numerical simulation results show that there exists an optimum separated condition for different inlet design,reactor height,seperated angle,chamber pressure,substrate rotation,inlet velocity and different carrier gas.The result is useful for VS-ALDR transport processes,growth parameters determined and the improvement of reactor design.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9943