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氮化镓薄膜制备过程多物理场研究及优化

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

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