化学气相沉积技术（CVD）是目前制备薄膜的一种主要方法，例如具有广阔的研究和应用前景的碳化硅、氮化镓、氧化锌和石墨烯等新型半导体材料都可采用CVD的方法进行制备。CVD设备的反应腔体是薄膜生长工艺能否实现，控制薄膜质量、尺寸大小和厚度的最重要因素。本文首先介绍了碳化硅、氮化镓、氮化锌和石墨烯这四种新型半导体材料的国内外应用和制备现状，阐述了材料制备的工艺和设备，结合CVD成膜的特点，提出了一种通过柔性配置，能适应碳化硅、氮化镓、氮化锌和石墨烯等新型半导体材料制备的新型CVD设备腔体。其次，在CVD成膜基础理论的基础下，结合流体力学、传质传热的数值分析方法，建立了用以研究CVD反应腔体中影响成膜的物理化学因素的多物理场耦合模型。再次，基于碳化硅、氮化镓、氮化锌和石墨烯成膜工艺与设备构架的研究，采用上述多物理场耦合模型，从三个方面，即生长机理和条件、反应物输运方式、化学反应过程及其特点对工艺与设备构架的关系进行了深入的研究和总结。最后，基于上述工艺与设备构架的关系，建立了可以柔性配置，用以适应多种新型半导体材料制备的新型CVD反应腔体。并通过仿真的方式验证了腔体能够实现不同温区工作模式、气液固三源工作模式、不同喷淋工作模式和不同腔体间距工作模式，即能够满足碳化硅、氮化镓、氮化锌和石墨烯的工艺条件。此外，研究了尾气出口、石墨盘形状、石墨盘厚度、加热片石墨盘间距几个要素对腔体流场温度场均匀性的影响，达到了优化腔体的目的。