金属有机化学气相沉积MOCVD技术涉及到许多方面，主要包括热力学、动力学、流体力学、物理化学等，研究难度很大且MOCVD反应器中气体流动和温度分布具有复杂与不可观测的特点，通过CFD模拟反应室内热流场，为MOCVD反应室优化设计和GaN薄膜材料生产提供有价值的参考，最终节省工业研发成本，缩短产品研发周期。本文主要针对两种不同型号的垂直喷淋式MOCVD反应室开展的优化设计工作，利用CFD对GaN-MOCVD反应室气体沉积过程进行仿真，将部分结论与实验对比。研究的目标导向是讨论不同生长条件下反应室流态，壁面沉积，衬底表面TMG均匀性及TMG利用率等等。　　本文针对实验型MOCVD设备的小容量垂直喷淋式反应室优化设计研究，通过调试喷淋头高度及操作压强找出较佳的生长工艺条件。研究发现喷淋头高度越高，沉积均匀性越好，生长速率越慢，上壁沉积度越低，当喷淋头达到一定的高度，上壁沉积的浓度基本保持不变。另外通过对高喷淋式反应室微调压强，观察压强对GaN外延的生长影响，提出了生长最佳压强范围。发现减小压强有利于薄膜的均匀性，压强较大时，平均生长速率大，但压强较大时极易引起流场不稳。针对生产型MOCVD设备的大容量垂直喷淋式反应室优化设计研究，首先研究压强及石墨盘旋转速度大幅调节对反应室内的流场的影响。绘制“压强-旋转速度”的层流图谱，研究不同工艺参数条件下的三种临界流态的特点及差别，并且得到“提高流量，可以扩大GaN薄膜生长窗口”这一结论。接着描述了反应室喷淋高度的优化设计，发现反应室喷淋高度较低时，衬底表面的TMG沉积均匀性得到了明显改善但这样的结构改造虽提高了均匀性，却牺牲了TMG利用率。本文结尾提到一种针对TMG进口的优化设计，将TMG源集中释放，有利于提高TMG利用率，提高利用率的同时，沉积均匀性受到较小影响。