金属有机化学气相沉积(MOCVD)是制备LED、半导体激光器和大功率电子器件的关键技术。在MOCVD反应器中，存在着由于大的温度差引发的强烈的自然对流，由浓度差引起的浓度扩散，由高温引起的气相和表面化学反应，由高温引起的热扩散以及高温衬底对壁面的热辐射等。它们与反应器的形状和几何尺寸等因素耦合在一起，影响薄膜生长的速率和质量。因此，深入了解MOCVD反应器内的薄膜生长过程，对于优化反应器设计、控制薄膜生长速率和提高薄膜生长质量，具有重要意义。　　 随着LED产业的迅猛发展，在保证薄膜生长质量的基础上，实现MOCVD反应器的扩容是未来发展的趋势。本论文设计了一款适合于多片生长的多喷淋头式MOCVD反应器：反应气体从衬底上方的多个喷淋头喷向晶片，反应后的尾气从各个导流筒的周围向上返回，最后从位于托盘上方的出口排出。每个基片的生长环境只取决于单个基片上方的气流分布，与其他基片无关，从而在整体上消除了反应物浓度沿托盘径向的不均匀性，达到薄膜均匀生长的目的。　　 为了验证这种新型反应器的性能，利用FLUENT和CVDsim软件，对其薄膜生长过程及其与外部参数的关系进行了计算机数值模拟，并提出了反应器的优化方案。在此过程中，分别对考虑热辐射和化学反应的二维轴对称模型进行了数值模拟。通过变化反应器几何参数和操作参数，验证了设计方案的可行性。研究发现：衬底表面大部分区域具有均匀的温度场和良好的滞止流。适当的增大反应器高度和降低压强有利于衬底表面TMGa的浓度分布。综合考虑CVDsim中GaN生长的化学反应后，显示该模型中MMGa是薄膜生长的主要反应前体，衬底表面GaN生长速率均匀，源气体的利用率较高。但导流筒壁面的寄生沉积速率普遍偏高。通过优化设计，抑制了导流筒壁面的寄生沉积。　　 论文最后分析了化学反应动力学模型，提出了十步气相反应和四步表面反应，结果显示利用该化学反应模型模拟的GaN沉积速率沿基片径向均匀性较好，且与CVDsim的模拟结果在同一数量级。