以氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料，是我国重要战略发展方向之一，而氢化物气相外 延（HVPE）作为一种重要材料生长技术，是有效制备单晶材料的工艺手段，本文提出了一种分层次递变流速下 HVPE 流场与温度场，在垂直腔结构条件下，模拟从腔体中间区域到边缘区域不同流速层次条件下，腔内材料生长区域反应前驱物分布，得出结论：在边缘喷射区域流速为中心区域流速三倍时，反应前驱物 可以有效分布在衬底托盘表面。最后，在蓝宝石衬底 GaN 籽晶表面进行 HVPE 材料生长，获得平均厚度为 20.1μm，均匀性起伏 6.9%的 GaN 单晶，证明理论优化设计下生长出良好的单晶薄膜材料。