HVPE-reaktorin optimointi ja simulointi GaN-alustakiteen valmistukseen

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Mattila, Marco
dc.contributor.author Nordlund, Henri
dc.date.accessioned 2012-03-12T07:08:22Z
dc.date.available 2012-03-12T07:08:22Z
dc.date.issued 2010
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/3256
dc.description.abstract Työssä simuloitiin kaupallisella ohjelmistolla hydridikaasufaasiepitaksiaalireaktorin (engl. hydride vapor phase epitaxy, HVPE) -reaktorin toimintaa. Simuloinnilla mallinnetaan reaktorissa tapahtuvaa galliumnitridi (GaN) -puolijohdekiekon kasvua reaktoriin syötettävistä lähtöaineista. Mallinnuksessa pyritään ottamaan huomioon kaikki merkittävät fysikaaliset ilmiöt ja parametrit, jotka vaikuttavat kiteen kasvuun, kuten lämpötila ja sen johtuminen, eri kaasujen konsentraatiot, viskositeetit, virtausnopeudet, diffuusio ja reaktorin geometria. Mallissa muutettiin reaktorikammion geometriaa, kaasujen V/III -suhdetta, reaktorin painetta sekä kaasujen virtausnopeutta. Reaktorikammion geometriaa muutettaessa huomattiin, miten sisääntuloputkien etäisyys alustasta vaikutti kasvuprofiilin. Sisääntuloputkien ollessa kaukana alustasta kasvuprofiili oli tasaisempi, mutta kaasufaasireaktiot saattavat tällöin lisääntyä. Sisääntuloputkien ollessa lähellä alustaa tuli kaasujen diffuusio ja tasainen jakautuminen ongelmaksi. Suurin V/III -suhde ei aina tuottanut parasta kasvuprofiilia. Paineen muuttamisella ei ollut niin suurta vaikutusta kasvunopeuteen kuin muilla muuttujilla, mutta paine vaikuttaa virtauksien laminaarisuuteen. Kaasujen virtausnopeuksilla on suuri vaikutus alustan päälle syntyvään pyörteeseen, joka pienensi kasvunopeutta ja muutti kasvuprofiilia. Simulaatiomallilla pystytään optimoimaan kasvunopeutta, kasvun tasaisuutta sekä kasvureaktioon osallistuvien lähtöaineiden kulutusta. fi
dc.description.abstract Operation of hydride vapor phase epitaxy (HVPE) reactor was simulated with commercial software in this thesis. Simulation models gallium nitride (GaN) semiconductor wafer growth from precursor materials which are fed in to the reactor chamber. Simulation model tries to take into account all significant physical phenomena and parameters which have an influence on growth process like temperature and its conduction, concentrations, viscosities and flow velocities of different gas species, diffusion and reactor geometry. Reactor chamber geometry, V/III ratio of gases, reactor pressure and flow velocity of gases were changed in this model. It was seen how distance between inlet tubes and substrate effects growth profile. When inlet tubes were far away from substrate growth profile was more fiats but this might increase gas phase reactions. Diffusion and even distribution of gases were problem when inlet tubes were close to substrate. Highest V/III ratio did not always give the best growth profile. Pressure changes did not have as large an influence on growth rate as other parameters but pressure affects flow laminarity. Flow velocities have big impact on vortex that arises on substrate which decreases growth rate and changes growth profile. Affects of turbulent and eddy gas flows to uneven growth process can he seen from simulation results. Simulation model can he used to optimize growth rate on substrate wafer, flatness of the growth surface and consumption of the precursor materials. en
dc.format.extent 80
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso fi en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.title HVPE-reaktorin optimointi ja simulointi GaN-alustakiteen valmistukseen fi
dc.title Optimization and simulation of HVPE reactor in growth of GaN substrate wafer en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta fi
dc.subject.keyword HVPE en
dc.subject.keyword simulation en
dc.subject.keyword GaN en
dc.subject.keyword CFD en
dc.subject.keyword FEM en
dc.subject.keyword reactor optimization en
dc.subject.keyword substrate en
dc.subject.keyword HVPE fi
dc.subject.keyword simulointi fi
dc.subject.keyword GaN fi
dc.subject.keyword CFD fi
dc.subject.keyword FEM fi
dc.subject.keyword reaktorin optimointi fi
dc.subject.keyword alustakide fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201203131487
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Optoelektroniikka fi
dc.programme.mcode S-104
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Sopanen, Markku
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account