金属有机物化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,简称MOCVD)是制备半导体器件、金属及金属氧化物、金属氮化物薄膜材料的一种技术。该技术广泛应用于基于氮化鎵的异质结发光二极管、激光器件、高功率芯片和太阳能电池等领域。其中MOCVD反应腔的设计是保证薄膜材料的质量、厚度均匀性的关键因素。本文首先简要的介绍了国内外MOCVD反应腔的研究现状,阐述了MOCVD系统的组成以及分类,结合两种典型的垂直式和水平式反应腔体的特点,提出了一种具有自主知识产权的MOCVD分布缓冲式反应腔体结构。其次,在基本的流体力学和传热学理论基础上,结合MOCVD的气相化学反应和表面化学反应机制,建立了一个多物理场耦合模型来描述MOCVD反应腔体内的物理化学现象,采用有限体积法对建立的模型进行数值求解,并根据文献试验数据对所建立的模型进行了验证。最后采用建立的MOCVD反应腔数值模型,对自行设计的MOCVD分布缓冲式反应腔体进行模拟分析。依据腔体结构的特点,建立轴对称的模型,通过商业软件采用有限体积法对反应腔体内的流动、传热、物质输运和化学反应等多物理耦合场进行分析,通过模拟的方式直接得出反应室内薄膜的生长率。通过改变其中腔体的几何参数,生长工艺条件对这种分布缓冲式反应腔体进行优化设计,分析设计了几处跟反应腔有关的冷却设计。利用数值模拟的方法对设计进行分析,缩短了设计周期,降低了设计成本。