氧化镓（Ga₂O₃）是一种宽禁带的氧化物半导体材料,它是继Si C、Ga N后第三代半导体材料的新的一员。Ga₂O₃有着优异的光电特性,良好的热稳定性和化学稳定性。其中,β-Ga₂O₃薄膜在深紫外区域具有很高的透明度,非常适合用来制作紫外光电材料。β-Ga₂O₃的击穿场强为8MV/cm,比Si C和Ga N的击穿电场高很多,β-Ga₂O₃在场效应晶体管,肖特基二极管和其他电力电子器件的应用中具有很大的潜力。同时,Ga₂O₃材料的气敏特性也很优秀,是制备高温氧敏器件的候选材料。因此,Ga₂O₃材料已经是当今的一个研究热点。本文介绍了Ga₂O₃材料的结构特点、基本性质、制备工艺等,使用CFD仿真软件对HVPE生长Ga₂O₃薄膜的过程进行了仿真实验。与传统的实验方法相比,采用计算机软件模拟的方法可通过调节反应腔内温度,进气口流速以及腔体几何结构等条件获得不同条件下Ga₂O₃薄膜的生长情况,不仅可获得更多的信息,还大大节省了人力物力。在本次研究中,建立了HVPE生长6英寸Ga₂O₃薄膜的生长腔的二维模型,计算了仿真所需的物理化学参数。通过依次调整Ga Cl进气速度、O₂进气速度、N₂进气速度以及喷口到衬底间的距离等关键参数,对生长过程进行仿真,综合考虑Ga₂O₃薄膜的生长速度和相对均匀性对反应腔的参数进行优化。最终得出结论:在Ga Cl进气速度、O₂进气速度、N₂进气速度分别为9m/s,0.03m/s,1.8m/s,喷口到衬底间的距离为15cm时最适宜生长Ga₂O₃薄膜。此时衬底上Ga₂O₃薄膜生长速率的相对均匀度达到7.24%。研究发现,衬底上方O₂的浓度分布呈现中间高两边低,这是由于喷口与衬底之间的距离过大以及Ga Cl进气速度较高。此外,我们对仿真中不同的气体摩尔分数和反应活化能设置进行了对比实验,发现气体的摩尔分数对反应腔的参数设计有一定的影响,在实际实验中可以适当增加Ga Cl的进气速度。活化能参数虽对平均生长速率有明显影响,但对样品生长速率分布及均匀性的优化设计影响不大。