感应加热式MOCVD反应室的仿真与设计
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-29页 |
| ·研究背景及意义 | 第13-20页 |
| ·金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备概述 | 第13-16页 |
| ·几种常见的MOCVD反应室 | 第16-19页 |
| ·MOCVD研究目的和意义 | 第19-20页 |
| ·国内外MOCVD技术发展及现状 | 第20-26页 |
| ·MOCVD国外研究现状 | 第20-23页 |
| ·国内MOCVD设备的发展和研究现状 | 第23-26页 |
| ·本文主要的研究工作 | 第26-29页 |
| 第二章 感应加热式MOCVD反应室的数学模型 | 第29-41页 |
| ·感应加热原理 | 第30-31页 |
| ·感应加热 | 第30页 |
| ·集肤效应和集肤深度 | 第30-31页 |
| ·几何模型 | 第31-32页 |
| ·控制方程 | 第32-34页 |
| ·磁场方程 | 第32-34页 |
| ·热传递方程 | 第34页 |
| ·边界条件的确定 | 第34-35页 |
| ·电磁边界条件 | 第34页 |
| ·热边界条件 | 第34-35页 |
| ·数值计算方法 | 第35-37页 |
| ·有限元法简介 | 第35-36页 |
| ·有限元分析软件 | 第36-37页 |
| ·仿真过程 | 第37页 |
| ·网格划分和物性参数 | 第37-39页 |
| ·本章小结 | 第39-41页 |
| 第三章 MOCVD反应室的电磁场分析 | 第41-53页 |
| ·反应室内磁场分布与外加参数间关系 | 第41-44页 |
| ·线圈匝数与磁场间的关系 | 第41-42页 |
| ·电流频率与磁场间的关系 | 第42-43页 |
| ·电流强度对磁场分布的影响 | 第43-44页 |
| ·焦耳热与外加参数间的关系 | 第44-50页 |
| ·感生电流和焦耳热的分布 | 第44-45页 |
| ·线圈匝数对焦耳热分布的影响 | 第45-46页 |
| ·激励电流频率对焦耳热分布的影响 | 第46-47页 |
| ·激励电流强度对焦耳热分布的影响 | 第47-49页 |
| ·线圈间距对焦耳热分布的影响 | 第49-50页 |
| ·单片二英寸反应室电磁场的三维仿真 | 第50-51页 |
| ·本章小结 | 第51-53页 |
| 第四章 MOCVD反应室内温度场分析 | 第53-67页 |
| ·不同对流换热系数对温度分布的影响 | 第53-55页 |
| ·不同加热时间对温度分布的影响 | 第55-56页 |
| ·外加电流参数对温度分布的影响 | 第56-57页 |
| ·电流强度与衬底温度分布的关系 | 第56-57页 |
| ·电流频率与衬底温度分布的关系 | 第57页 |
| ·线圈匝数、间距和半径对温度分布的影响 | 第57-59页 |
| ·线圈匝数与衬底温度分布的关系 | 第58页 |
| ·线圈间距与衬底温度分布的关系 | 第58-59页 |
| ·线圈半径与衬底温度的关系 | 第59页 |
| ·基座与线圈的相对位置及基座的高对温度的影响 | 第59-62页 |
| ·基座与线圈的相对位置对温度的影响 | 第60-61页 |
| ·基座高度对衬底温度的影响 | 第61-62页 |
| ·热偶孔的大小对温度的影响 | 第62-66页 |
| ·热偶孔的高度对温度的影响 | 第62-64页 |
| ·热偶孔的半径对温度的影响 | 第64-66页 |
| ·本章小结 | 第66-67页 |
| 第五章 MOCVD反应室内温度场的优化 | 第67-83页 |
| ·基座优化的基本思想 | 第67-68页 |
| ·刻槽基座的优化分析 | 第68-72页 |
| ·槽深D对衬底温度分布的影响 | 第68-69页 |
| ·槽顶距L对衬底温度分布的影响 | 第69-70页 |
| ·槽高W对衬底温度分布的影响 | 第70页 |
| ·基座高H对衬底温度分布的影响 | 第70-72页 |
| ·刻槽基座的热分析 | 第72-74页 |
| ·基座温度分布随加热时间的变化 | 第72-73页 |
| ·槽上一线的温度分布随时间的变化 | 第73-74页 |
| ·衬底温度随时间的变化 | 第74页 |
| ·刻槽优化基座的热稳定性分析 | 第74-78页 |
| ·电流频率对衬底温度分布稳定性的影响 | 第75-76页 |
| ·线圈匝数对衬底温度分布稳定性的影响 | 第76-77页 |
| ·外加电流强度对衬底温度分布稳定性的影响 | 第77-78页 |
| ·四、六英寸刻槽结构基座的优化 | 第78-80页 |
| ·本章小结 | 第80-83页 |
| 第六章 大直径MOCVD感应加热结构及优化 | 第83-91页 |
| ·两种不同的反应室模型 | 第83-84页 |
| ·优化过程分析 | 第84-87页 |
| ·线圈匝数对衬底温度分布的影响 | 第85页 |
| ·线圈中心到基座底面的距离L对衬底温度分布的影响 | 第85-86页 |
| ·基座高度H对衬底温度分布均匀性的影响 | 第86页 |
| ·优化前后衬底温度分布的比较 | 第86-87页 |
| ·外加电流参数对衬底温度分布的影响 | 第87-89页 |
| ·电流强度对衬底温度分布的影响 | 第88页 |
| ·电流频率对衬底温度分布的影响 | 第88-89页 |
| ·八英寸和十二英寸衬底加热结构的优化 | 第89-90页 |
| ·本章小结 | 第90-91页 |
| 第七章 MOCVD反应室内流场的分析与优化 | 第91-105页 |
| ·反应室结构和仿真模型 | 第92页 |
| ·MOCVD反应室流场仿真的数学模型 | 第92-96页 |
| ·控制方程 | 第92-93页 |
| ·边界条件 | 第93页 |
| ·气体的热物性参数 | 第93-96页 |
| ·基本假设和基准条件 | 第96页 |
| ·实验方法 | 第96-97页 |
| ·仿真结果分析与讨论 | 第97-101页 |
| ·涡旋、TMG的分布与压强的关系 | 第98-99页 |
| ·涡旋、TMG的分布与壁面温度的关系 | 第99-100页 |
| ·涡旋、TMG的分布与入口大小的关系 | 第100-101页 |
| ·反应室流场的三维分析 | 第101-103页 |
| ·本章小结 | 第103-105页 |
| 第八章 结束语 | 第105-109页 |
| ·本文的主要结论 | 第105-106页 |
| ·未来的工作 | 第106-109页 |
| 致谢 | 第109-111页 |
| 参考文献 | 第111-117页 |
| 论文期间研究成果 | 第117-119页 |