喷淋式MOCVD反应器中AlN的生长速率和化学反应路径的数值模拟研究

作者：万旭; 左然^*

来源：人工晶体学报, 2021, 50(06): 1002-1009.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20210528.001

• MOCVD
• AlN
• 喷淋式反应器
• 气相反应
• 数值模拟

利用数值模拟方法,结合反应动力学和气体输运过程,研究喷淋式MOCVD反应器中AlN的生长速率和气相反应路径与反应前体流量(NH3和H2)、进口温度、压强、腔室高度等参数的关系。研究发现:薄膜生长前体和纳米粒子前体的浓度决定了不同的生长速率和气相反应路径。在低Ⅴ/Ⅲ比(2 000)、高H2流量(12 L/min)、高进口温度(700 K)、低压强(2 kPa)、低腔室高度(5 mm)等条件下,气相反应路径由加合路径和热解路径并存,生长速率较高。反之,化学反应路径则由加合路径主导,生长速率较低。上述参数对反应路径的影响原因包括:气体流量(NH3和H2)较大,反应前体被带出生长区域或被稀释;低压强和低腔室高度使粒子碰撞频率降低、驻留时间缩短,进而削弱了寄生反应;进口温度导致温度梯度的变化。

• 单位
  江苏大学