| 研究課題/領域番号 |
05453094
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
荻野 文丸 京都大学, 工学部, 教授 (50026069)
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| 研究分担者 |
河合 一穂 京都大学, 工学部, 助手 (00231267)
稲室 隆二 京都大学, 工学部, 助教授 (20263113)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1993年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
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| キーワード | CVD装置 / 淀み点流れ / 回転円板流れ / 境界層 / 回転円板 / 局所伝熱係数 / 熱伝達特性 / 循環流 / 強制対流伝熱 / 自然対流伝熱 |
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| 研究概要 |
半導体の薄膜製造において、従来のCVD装置の大部分は、チャンバー内に水平に置かれた基板に平行にガスを流すタイプである。このタイプの装置では、基板面上に形成される境界層の厚さは流れ方向に変化し、従って、薄膜の膜厚、膜内の各化学種の組成等を均一にするのが難しい。そこで、本研究では、淀み点流れと回転円板上の境界層厚さが一定であることに着目し、基板回転型のCVD装置を開発することを目的とし、チャンバー内の回転円板に垂直に流体が流れる場合の流れ場および温度場について実験的に調べた。その結果、以下のことが明かになった。
1.円板上の境界層が層流から乱流に遷移するレイノルズ数は約2×10^5である。また、円板上の境界層内の流速分布は、層流域では解析解とよく一致し、一方、乱流域では対数分布則が成り立つ。
2.吹き込み流量が小さい時には円板上部のチャンバー内に循環流が生じる。なお、上記の遷移レイノルズ数は吹き込み流速の影響をほとんど受けない。
3.回転レイノルズ数が小さい場合は流体と回転円板との間の伝熱係数は淀み点流れ支配になり、一方、回転レイノルズ数が大きくなると伝熱係数は吹き込みレイノルズ数に依存しなくなり回転円板支配の層流の解析解に一致する。
4.淀み点流れ支配においては、局所伝熱係数、温度変動強度ともに半径位置によらずほぼ一定値になる。また、回転円板流れ支配においては、回転レイノルズ数が約2×10^5以下であれば、ほとんど温度変動はなく、このとき局所伝熱係数も半径位置によらず一定値になる。
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