MOCVD是當前業界生產微波器件及半導體光電器件等的關鍵生產設備。而作為MOCVD 系統的重要組成部分之一的加熱系統，其設計對于整個 MOCVD 系統的設計起著至關重要的作用。MOCVD 設備腔體內部的物應對于溫度有著嚴格要求，所以必須研制出具有溫度均勻性好、升溫降溫速度快、整體溫度的穩定快等特點的高性能加熱系統。

目前市場上已有的MOCVD 加熱體各式各樣，各有優缺點，但關鍵技術多掌握在國外手中，國內相對于這方面的研發相對落后，且其開發手段多是傳統的研發方式。通過CFD模擬仿真，掌握反應腔體內部的熱場流動情況，可以更合理地優化或設計出新的加熱體，不僅對我國MOCVD 生產廠商降低成本、減少能源損耗、提高產品質量有直接關系，而且對我國的整個半導體行業都有著重大的意義。

案例分析：旋轉式反應腔類型MOCVD加熱片仿真研究

在MOCVD生長GaN的工藝中，要求外延襯底快速升溫和降溫，因而加熱器的核心部件發熱體材料必須具有急熱、急冷、耐高溫等特性。 

加熱系統是 MOCVD 系統的重要組成部分。每個新穎的反應室設計，都需要與之相匹配的加熱裝置和控制技術。加熱系統對反應發生的基底進行加熱，提供反應發生所需要的溫度，并滿足加熱均勻、升溫降溫速度快、溫度穩定時間短等工藝要求。

而旋轉式反應腔MOCVD設備的加熱方式是通過電阻式片狀加熱器利用紅外熱輻射進行加熱的。而這種加熱方式通常存在發射率有限加熱效率較低，并且內部結構復雜，電阻絲流體阻力也較大等缺點，加熱片表面輻射率的大小會影響加熱片整體的加熱效果，會嚴重影響生長出的GaN薄膜的質量。可以通過調整石墨盤與加熱片的垂直距離、在加熱片拐角處使用波浪式處理，對加熱片的溫度分布進行精準把控，指導半導體設備研發。

應用CFD等仿真手段的優勢

1） 數據全面：利用CFD技術比通過實驗方法可以獲得更加全面的數據，而且還可以獲取一些通過實驗難于得到的數據；

2） 靈活性高：CFD模擬技術是基于基本物理定律的，當缺乏經驗關系型和實驗數據時可以利用CFD進行設計、預測和解決工程問題，加快進程，從而節省大量人力、物力和財力；

3） 優化設計：CFD模擬技術不僅可獲得對過程機理的深入理解，而且可判斷過程的故障根本原因，進而提出各種改造、優化方案；

4） 技術創新：在傳統開發環境中，設計者對于大量的創新思路或設想難以進行驗證，而在利用CFD輔助模擬技術，可直接進行驗證其新設想或思路，因此有利于技術創新。

（來源：氫芯智能科技）