haku: @supervisor Sopanen, Markku / yhteensä: 17
viite: 9 / 17
Tekijä:Nordlund, Henri
Työn nimi:HVPE-reaktorin optimointi ja simulointi GaN-alustakiteen valmistukseen
Optimization and simulation of HVPE reactor in growth of GaN substrate wafer
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2010
Sivut:vii + 80      Kieli:   fin
Koulu/Laitos/Osasto:Mikro- ja nanotekniikan laitos
Oppiaine:Optoelektroniikka   (S-104)
Valvoja:Sopanen, Markku
Ohjaaja:Mattila, Marco
Elektroninen julkaisu: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203131487
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto  1241   | Arkisto
Avainsanat:simulation
reactor optimization
substrate
HVPE
simulointi
GaN
CFD
FEM
reaktorin optimointi
alustakide
Tiivistelmä (fin): 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.
Tiivistelmä (eng): 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.
ED:2010-08-18
INSSI tietueen numero: 40134
+ lisää koriin
INSSI