【Fluent實例】化學氣相沉積模擬

2021-02-15 CFD之道

本案例演示利用Fluent模擬計算化學氣相沉積（CVD）過程。案例數據來自Fluent Tutorials文檔。

工程上常採用化學氣相沉積方法（chemical vapor deposition，CVD）生產半導體砷化鎵GaAs，其反應裝置示意圖如下圖所示。

工藝氣體三甲基鎵(Ga(CH3)3)和砷化氫(AsH3)通過頂部的進氣道以溫度293k進入反應器。氣體在旋轉的熱圓盤上流動，從而在圓盤上沉積薄薄的鎵和砷層。圓盤旋轉產生徑向抽運效應，迫使氣體以層流的方式流動到生長表面並向外穿過圓盤，最終從反應器中排出。

案例涉及到的化學反應：

入口氣體包含三甲基鎵（質量分數0.15)、砷化氫（質量分數0.4）以及氫氣。入口混合物速度為0.02189 m/s，圓盤旋轉速度80 rad/s。反應器頂部壁面（wall-1邊界）加熱至437 K，側壁面（wall-2）溫度維持在343 K，基座（wall-4）加熱至均勻溫度1023 K，下壁面（wall-6）溫度303 K。

計算網格如圖所示。

1、材料庫中添加材料

註：這裡沉積相固相的材料定義時按流體材料屬性定義。

2、定義混合物

註：確保h2位於組分列表的最下方

3、定義化學反應

本案例需定義兩個化學反應：

1、velocity-inlet邊界設置

2、outlet邊界設置

3、wall-1邊界設置

4、wall 2邊界設置

5、wall-4邊界設置

6、wall- 5邊界設置

7、wall 6邊界

註：若計算收斂困難，可先關閉化學反應，待計算收斂後再開啟化學反應計算。

連結：

https://pan.baidu.com/s/1DEYr7isnsczgooxb8oOGnA 

提取碼：1z64

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