本論文主要是以電腦軟體為工具，運用化學氣相沉積技術，模擬二氧化矽層在矩形腔體內的矩形基座上沉積的狀況。全文的重點是在研究基座表面的沉積率，探討雷諾數、入口至基座距離、入口區域大小、入口氣體溫度，和基座溫度、等五個變數所造成的影響。
研究的結果發現，不論是增加基座溫度或是入口溫度，的確都有助於二氧化矽膜的生成，但是也發現一但溫度超過特定範圍後，影響力會大幅下降。另外，基座的邊緣與角落區域是最容易發生沉積不勻的狀況；且不論變因為何，基座中央都會有一塊較為均勻的區域，適當的條件能讓此均勻區域更大，平均沉積率更高。

This study employed a commercial code to simulate a chemical vapor deposition process in a rectangular chamber for deposition of a silicon dioxide layer on a rectangular substrate. We focus on the deposition rate on the substrate surface. We discuss the effects of the Reynolds number, the distance from inlet to substrate, the size of inlet region, the temperature of the inlet region, and the temperature of substrate.
The results show that as the temperature increase, the deposition rate on the substrate grows highly. This effect will decrease if the temperature is above the specific range. Besides, it is easily deposited unequally on the edge and corner region of the substrate. However, the central region on the substrate is still uniform. We could get bigger uniform area to adjust the proper conditions.

目錄

目錄 I
圖目錄 IV
表目錄 VI
論文摘要(中文) VIII
論文摘要(英文) IX
符號說明 X

第一章 緒論
1-1 前言 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究方法 2
1-4 文獻回顧 3

第二章 理論分析
2-1 CVD方法 5
2-2 CVD反應步驟 7
2-3 CVD類型 8
2-4 基本假設 8
2-5 統御方程式 9
2-6 無因次化 10
2-7 混和氣體物理特性 12

第三章 數值方法
3-1 數值模擬簡述 15
3-2 模擬軟體簡介 15
3-3 Fluent離散方法 17
3-4 層流有限率法 18
3-5 速度與壓力連結 20
3-6 數值求解流程 23
3-7 物理模型與邊界條件 24

第四章 模擬驗證分析
4-1 模擬結果驗證 28
4-3 網格驗證 28
4-5 變動參數 29

第五章 模擬結果與討論
5-1 研究內容 35
5-2 雷諾數對基座沉積率的影響 35
5-3 腔體高度對基座沉積率的影響 36
5-4 入口大小對基座沉積率的影響 36
5-5 入口溫度對基座沉積率的影響 37
5-6 基座溫度對基座沉積率的影響 37
5-7 沉積率之標準化 38

第六章 結論與建議
6-1 結論 61
6-2 建議與未來展望 62

參考文獻 63

[1] 顧鴻壽編著,光電液晶平面顯示器-技術基礎及應用,新文京開發出版 股份有限公司,2004
[2] 松本正一,角田市良,劉瑞翔譯,液晶之基礎與應用,國立編譯館,1991
[3] 陳秋雲編著,VLSI製造技術,全華科技圖書股份有限公司,1998
[4] 林明獻編著,矽晶圓半導體材料技術,全華科技圖書股份有限公司,1999
[5] Hong Xiao,半導體製程技術導論,學銘圖書有限公司,2003
[6] H.Moffat and K. Jense,"Complex Flow Pattern in MOCVD Reactors:I Horizontal Reactors"J.C.Growth vol.77(1986),pp108
[7] S. Patnaik, R. A. Brown. C. A. Wang, “Hydrodynamic Dispersion in Rotation-Disk OMVPE Reactor:Numerical simulation and Experimental measurements”, J. C. Growth Vol.96 .pp.153-174,1989
[8] W.Y.Chung ,D.H.Kim ,Y.S.Cho ,Modeling of Cu thin film growth by MOCVD processesin a vertical reactor" ,J. C. Growth Vol 180 ,pp691-697 ,1997
[9] A.P.Peskin ,G.R.Hardin ,"Gallium arsenide growth in a pancake MOCVD reactor" , J. C. Growth Vol.186 ,pp494-510 ,1998
[10] D. I. Fotiadis. A. M. Kremer. K. F. Jensen, “Complex Flow Phenomena in Vertical MOCVD Reactor:Effect on Deposition Uniformity and interface Abruptness” ,J. C. Growth Vol.85, pp.154-164, 1987
[11] D. I. Fotiadis. S. Kieda. K. F. Jensen, “Transport Phenomena in Vertical Reactor for Metalorganic Vapor Phase Epitaxy” ,J. C. Growth Vol.102, pp.441-470, 1990
[12] K.F.Jensen,"Trandport Phenomena and Chemical Reaction Issues in OMVPE of Compound Semiconductors", J.C.Growth,Vol.98,1991
[13] Z. Nami ,A. Erbil, “Reactor Design Considerations for MOCVD Growth of Thin Film” , IEEE Transaction on Semiconductor Manufacturing ,Vol.10,pp295-306, 1997
[14] H. V. Santen, C. R. Kleijn , Harry E. A. Van Den Akker , “On turbulent flows in cold-wall CVD reactors” , J. C. Growth vol.212 , pp299-310 , 2000
[15] K.F.Jensen,"Trandport Phenomena and Chemical Reaction Issues in OMVPE of Compound Semiconductors", J.C.Growth,Vol.98,1989
[16] T. Otto, H. Wolf, R. Streiter, A. Dehoff, K. Wandel, and T. Gessner, “Process and Equipment Simulation of Dry Silicon Etching in the Absence of Ion Bombardment”, Microelectronic Engineering ,vol.45, pp377-391 ,1999
[17] Bei Wu, Ronghui Ma and Hui Zhang “Epitaxy growth kinetics of GaN films ”Journal of Cryst Growth,vol.250,pp14-21,2003
[18] I. A. Shareef, G. W. Rubloff, M. Anderle, W. N. Gill, J.Cotte, D. H. Kin ”Subatmospheric chemical vapor deposition ozone/TEOS process for Sio2 trench filling” J. Vac. Sci. Technol. B 13 (4),1995
[19] FLUENT 6.1 Documentation , User’s Guide(2003) , http://www.fluentusers.com/
[20] Suhas. V. Patankar , Numerical Heat Transfer and Fluid Flow , Washington: Hemisphere Pub. Corp. ;New York :McGraw-Hill, 1980
[21] 利鴻正, 化學氣相沉積製程最適化設計 ,國立中興大學化學工程學系研究所碩士論文 , 2002
[22] 姜彥竹,化學氣相沉積技術運用於平面顯示器腔體之熱流模擬分析,國立中山大學機電所碩士論文,2004
[23] 邱柏清,液晶平面顯示器之二氧化矽層化學氣相沉積製程之熱質傳模擬分析,國立中山大學機電所碩士論文,2005
[24] 李鴻傑,有機金屬化學氣相沉積出口效應之數值模擬,國立中山大學機電所碩士論文,2002