垂直式CVD反應器內流場之研究

Abstract

本研究是以數值方法探討在大尺寸的垂直式化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition 簡稱CVD)反應器內的流場。描述流場傳輸現象的統禦 方程式被建構在非正交曲線座標上，利用有限體積法將方程式離散化，並 配合非交錯式格點安排的網格，再以SIMPLE型式的法則求解該代數方程式 。結果顯示當晶座加熱到夠高的溫度，流場受到浮力的影響在晶座上方產 生迴流，造成晶座上熱傳遞量的減弱及不均勻的熱流通量。藉由旋轉晶座 可以抑制迴流的產生，但是卻又會在晶座外緣產生和浮力驅動的迴流方向 相反的另一種型式的迴流。因為浮力和離心力的大小正比於反應流體的密 度，亦既正比於操作壓力，所以降低反應器的操作壓力是消除這兩種迴流 的有效方法。另外結果也顯示在某一特定的晶座溫度和轉速範圍內，可能 存在多重解的流場(Multiple-flow)，此顯示CVD反應器內的流場可能和操 作的起始程序有關。