مدل سازي و شبيه سازي اثر دماي زير لايه بر واكنش هاي سطحي در رشد فيلم نازك GaAs به روش تبخير شيميايي

Modeling and simulation of Substrate temperature effect on surface reaction kinetics in GaAs thin films growth prepared via Chemical Vapor Deposition method

در اين كار، شبيه سازي رشد لايه ي نازك GaAs به كمك روش تبخير شيميايي در محيط نرم افزار COMSOL Multiphysics انجام گرديده است. به منظور مقايسه نتايج شبيه سازي با نتايج تجربي، تمامي جزييات شبيه سازي و واكنش هاي مربوط به تشكيل GaAs بر مبناي يك آزمايش تجربي و نتايج آن صورت گرفت.جزئيات مراحل تعريف واكنش ها، طراحي محفظه، مطالعه روابط شيميايي و ترموديناميكي مربوطه و تحليل مش ها شرح داده شد. پارامتر هايي از قبيل سرعت شار بخار، فشار آن و توزيع دما درون محفظه لايه نشاني مورد بررسي قرار گرفته و به منظور مطالعه و تحليل، نتايج آن به صورت نمودارهاي مناسب ارائه گرديد. همچنين وابستگي دماي زير لايه روي نرخ رشد ماده و الگوي توزيع جرم در نمونه لايه نازك بررسي گرديد. با مقايسه ي نتايج شبيه سازي و داده هاي آزمايشگاهي، علاوه بر بررسي دقت مدل ارائه شده مي توان توصيفي مناسب از ارتباط بين نرخ تشكيل لايه با دماي زير لايه را يافت.

In this paper, using COMSOL Muliphysics software, GaAs فاهد film growth prepared by the chemical vapour deposition Method was simulated. A mixed multiphysics model was used for this purpose. In order to compare the simulation results with those of from experiment, all of the steps and details regarding the GaAs growth reactions were utilized on the basis of an experimental research. Simulation steps including model designing, mesh analysis, chemical and thermodynamic relations and complete sets of chemical Reactions were investigated. Crucial parameters such as the flow rate, pressure and the temperature distribution within the chamber were studied and the graphical results were presented for analyzing.Then, the effect of substrate temperature on growth rate and mass distribution of thin film was investigated. Comparison between the simulation result and experimental data determines the accuracy of the represented model and also provide a promising description for dependency of film growth on substrate temperature.