高温MOCVD生长氮化铝既可以增加表面铝原子的横向迁移率,又可以使大颗粒污染物因热泳力作用远离衬底表面,从而降低表面缺陷和提高薄膜质量。高温MOCVD生长氮化铝为深亚微米器件开拓了一个新的应用领域,并在实现深紫外器件方面发挥关键作用,逐渐成为业内量产化技术的主流方向。但目前,高温MOCVD生长氮化铝的仿真模拟尚未有报道。本文针对自主研发的高温MOCVD设备,建立了三维反应室结构模型和化学反应模型。研究了高温条件下大幅调节操作压强和基座转速对流态稳定性的影响,绘制出“压强-转速”映射图谱,得到了不同工艺参数下的三种临界流态的特征和差异。研究发现气体流量为50 slm时,操作压强最大不能超过240 Torr。浮力驱动流受到反应室高度影响很大,自上而下的受迫对流可以抑制反向的自然对流。旋转驱动流相比稳定活塞流通常在衬底边缘和反应室壁面容易产生涡旋。通过降低压强或增加气体流速的方式可以避免基座转速过大而产生涡旋。以上研究为设置相应的工艺参数提供了一定的理论依据。在此基础上,针对主要工艺参数进行了大量单因素仿真模拟试验,系统地研究了工艺参数对反应室内部和衬底表面的热流场耦合分布的影响。研究发现气体流量增大使高温层变薄,有效地抑制了热泳力作用,减少气体预反应的发生。基座转速增大产生泵的轴向抽吸作用使气体流线更贴近衬底,反应源气体在衬底表面分布更加合理。在给定的低压和基座高速旋转的条件下,衬底温度升高可以很好地保持较低温度时的流场形态。操作压强增大可以抑制高温层拉升,使温度梯度增加,但是压强过大会破坏流场稳定性。采用正交试验法对衬底表面的热流场耦合分布进行优化设计。选取气体流量、操作压强、基座温度和基座转速作为试验因素,每个因素分别选择4个不同的参数水平。试验指标为密度分布、压强分布和温度分布。根据正交试验法原则,设计了4因素4水平正交试验计划表L₁₆（4⁴）,并进行了16组试验。根据硅片均匀性表征方法,对衬底表面5点处的模拟结果进行了极差、矩阵和方差分析,得到最优工艺组合方案为:转速400 rpm、压强40 Torr、流量50 slm、温度1550 K。