氮化镓(GaN)外延生长是LED等光电产业的基础，高质量的GaN薄膜要求使用自支撑衬底进行外延。氢化物气相外延（HydrideVaporPhaseEpitaxy，简称HVPE）由于生长速率快，是制备GaN自支撑衬底最有效的方法。然而，HVPE的商业化应用仍受到许多技术问题的限制，如生长过程中存在较强的寄生反应、沉积均匀性低等。为减少寄生反应，源气体GaCl及NH3需通过分隔进口进入反应腔。具有同心环形分隔进口的反应器，可有效隔离两种反应气体，减少寄生反应的发生。但是若隔离效应过强，反应气体在衬底处难以均匀混合，又降低了沉积均匀性。　　 本文利用计算流体力学(CFD)软件FLUENT，对环形分隔进口HVPE反应器生长GaN的过程进行数值模拟研究，重点讨论了反应器环形进口数、衬底转速、压力、反应室高度及源气体进口位置等对GaN生长的影响，从而对反应器设计及过程参数进行优化。具体研究内容如下:　　 1.系统介绍了GaN-HVPE生长的热力学、动力学理论以及反应室内的物质输运过程及GaN生长过程。通过总结前人的研究工作，建立了GaN-HVPE的输运模型和输运-生长模型，在此基础上对环形分隔进口HVPE反应室进行了数值模拟分析。　　 2.综合流场、温场、浓度场、生长速率等模拟结果发现，4环、8环及12环分隔进口的反应室中，8环进口反应室生长速率适中、沉积均匀性高，因此最有利于GaN-HVPE的生长。　　 3.进一步对8环进口反应室的结构及过程参数进行模拟分析，结果发现:(1)增大衬底转速有助于薄膜生长速率及均匀性的提高;(2)GaN生长速率随着压强的下降而降低，并且衬底中心处生长速率降低的程度高于衬底边缘处;(3)反应室高度变化时，衬底表面生长速率的变化存在一分界线（该分界线位于第五环GaCl进口的正下方，即半径45mm处），在分界线内的衬底处生长速率随着反应室高度的上升而下降，而在分界线以外的部分，生长速率随高度的上升而增大，并且衬底表面的GaN生长速率最高点随着反应室高度的增大而朝衬底中心方向移动;(4)对换GaCl及NH3气体进口位置将造成源气体的浪费、生长速率下降以及侧壁沉积的加重等不利影响，因此，环形进口HVPE反应室中，GaCl进口位置最好位于NH3进口位置之内。