| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-31页 |
| 1.1 选题背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 氮化镓材料概述 | 第13-16页 |
| 1.3 氮化镓外延生长基础 | 第16-23页 |
| 1.3.1 MOCVD技术简述 | 第16-18页 |
| 1.3.2 MOCVD生长设备 | 第18-21页 |
| 1.3.3 氮化镓的MOCVD生长方法 | 第21-23页 |
| 1.4 国内外研究现状 | 第23-28页 |
| 1.4.1 化学反应机理 | 第23-25页 |
| 1.4.2 热质输运过程 | 第25-26页 |
| 1.4.3 反应室参数研究 | 第26-28页 |
| 1.5 研究内容与研究目标 | 第28-31页 |
| 第2章 多物理场建模及研究方法 | 第31-56页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 基本假设 | 第31-32页 |
| 2.3 控制方程 | 第32-37页 |
| 2.3.1 流动与传热 | 第32-34页 |
| 2.3.2 组分输运 | 第34-37页 |
| 2.4 化学反应 | 第37-41页 |
| 2.4.1 化学反应动力学基础 | 第37-38页 |
| 2.4.2 气相反应 | 第38-40页 |
| 2.4.3 表面反应 | 第40-41页 |
| 2.5 边界条件 | 第41-44页 |
| 2.6 数值计算方法 | 第44-50页 |
| 2.6.1 离散方法和离散格式 | 第44-48页 |
| 2.6.2 SIMPLE算法 | 第48-49页 |
| 2.6.3 氮化镓生长过程求解流程 | 第49-50页 |
| 2.7 多组分物性计算 | 第50-54页 |
| 2.7.1 基本物性参数 | 第51-53页 |
| 2.7.2 输运相关物性参数 | 第53-54页 |
| 2.8 本章小结 | 第54-56页 |
| 第3章 氮化镓生长过程模拟与验证 | 第56-67页 |
| 3.1 引言 | 第56页 |
| 3.2 生长指标定义 | 第56-57页 |
| 3.2.1 生长速率 | 第56-57页 |
| 3.2.2 标准差均匀性 | 第57页 |
| 3.2.3 高低差系数 | 第57页 |
| 3.3 反应室模型 | 第57-61页 |
| 3.4 多物理场耦合模型验证 | 第61-63页 |
| 3.5 基准状态结果分析 | 第63-66页 |
| 3.6 本章小结 | 第66-67页 |
| 第4章 化学反应机理及反应路径研究 | 第67-102页 |
| 4.1 引言 | 第67页 |
| 4.2 氮化镓薄膜生长化学反应机理 | 第67-76页 |
| 4.2.1 裂解反应路径 | 第67-68页 |
| 4.2.2 加合物反应路径 | 第68-69页 |
| 4.2.3 自由基及氨气相关反应 | 第69-70页 |
| 4.2.4 气相成核与颗粒生长 | 第70-71页 |
| 4.2.5 表面反应 | 第71-73页 |
| 4.2.6 本文总结的反应机理 | 第73-76页 |
| 4.3 工艺参数对反应路径的影响 | 第76-89页 |
| 4.3.1 反应室压力对化学反应路径影响 | 第79-81页 |
| 4.3.2 入口气体温度化学反应路径影响 | 第81-84页 |
| 4.3.3 生长温度对化学反应路径影响 | 第84-87页 |
| 4.3.4 指前系数对化学反应路径影响 | 第87-89页 |
| 4.4 裂解实验 | 第89-100页 |
| 4.4.1 实验样品及装置 | 第90-91页 |
| 4.4.2 实验步骤 | 第91-92页 |
| 4.4.3 实验结果与分析 | 第92-100页 |
| 4.5 本章小结 | 第100-102页 |
| 第5章 MOCVD反应室工艺参数研究及优化 | 第102-135页 |
| 5.1 引言 | 第102页 |
| 5.2 组分输运与入口状态影响分析 | 第102-114页 |
| 5.2.1 入口气体温度的影响 | 第102-105页 |
| 5.2.2 入口气体流速的影响 | 第105-107页 |
| 5.2.3 入口气体Ⅴ/Ⅲ比的影响 | 第107-109页 |
| 5.2.4 预混入口与非预混入口的影响 | 第109-114页 |
| 5.3 反应室状态影响分析 | 第114-126页 |
| 5.3.1 反应室压力的影响 | 第114-117页 |
| 5.3.2 水冷温度的影响 | 第117-119页 |
| 5.3.3 基座温度的影响 | 第119-122页 |
| 5.3.4 基座旋转速度的影响 | 第122-124页 |
| 5.3.5 基座与喷淋头之间高度的影响 | 第124-126页 |
| 5.4 实验设计方法 | 第126-128页 |
| 5.5 正交实验设计分析及优化 | 第128-133页 |
| 5.6 本章小结 | 第133-135页 |
| 第6章 总结与展望 | 第135-140页 |
| 6.1 结论 | 第135-137页 |
| 6.2 创新点 | 第137-138页 |
| 6.3 工作展望 | 第138-140页 |
| 致谢 | 第140-142页 |
| 参考文献 | 第142-153页 |
| 附录1 攻读学位期间的主要成果 | 第153-155页 |
| 附录2 计算中采用的部分程序源代码 | 第155-159页 |
| 附录3 本文用到的化学物质的中文名称、化学式及其缩写 | 第159-160页 |
| 附录4 无量纲碰撞积分系数 | 第160-162页 |