大直徑區(qū)熔硅單晶生長設(shè)備電磁場及溫度場的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、單晶硅是一種最常用的半導(dǎo)體材料，它被廣泛地應(yīng)用于能源、交通、光伏、大規(guī)模集成電路等行業(yè)。近年來，隨著這些相關(guān)行業(yè)的迅猛發(fā)展，對單晶硅的要求越來越高，要求單晶硅向著大直徑、高純度、高電阻率等方向發(fā)展。目前，生長單晶硅的方法主要為直拉法和區(qū)熔法，直拉法生長出的單晶硅的純度和電阻率常不能滿足日益提高的要求，相比而言區(qū)熔法生長出的單晶則有更高的純度和電阻率，因而區(qū)熔單晶硅越來越多地被各行業(yè)使用。然而，目前市場上的區(qū)熔單晶硅基本上都是靠國外的設(shè)備

2、生長出來的，盡快研制出能夠生長大直徑區(qū)熔單晶硅的國產(chǎn)設(shè)備成為行業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。本文將圍繞區(qū)熔單晶爐高頻感應(yīng)加熱的電磁場和溫度場進行研究，主要包括區(qū)熔單晶爐電磁場和溫度場的數(shù)學(xué)模型、有限元仿真和溫度測量實驗等內(nèi)容。
　　本論文第一章綜述了區(qū)熔單晶爐及其溫度場的國內(nèi)外相關(guān)研究進展，介紹了生長單晶硅的方法，分析了課題研究背景及意義，規(guī)劃了課題研究內(nèi)容。
　　第二章，參照本課題正在研制的設(shè)備，介紹了區(qū)熔單晶爐的主要構(gòu)成及各部分功能

3、，然后簡單介紹了區(qū)熔單晶爐的晶體生長工藝。
　　第三章，從電磁場基本原理和傳熱學(xué)基本方程出發(fā)，結(jié)合區(qū)熔單晶爐實際情況，建立了區(qū)熔單晶爐電磁場和溫度場的數(shù)學(xué)模型。
　　第四章，使用通用有限元仿真軟件ANSYS對區(qū)熔單晶爐生長單晶時的電磁場及溫度場進行有限元仿真，從仿真結(jié)果可以看出加熱線圈臺階及反射環(huán)的作用。
　　第五章，用課題研制的區(qū)熔單晶爐生長6英寸區(qū)熔單晶硅，在生長過程中進行溫度測量實驗。
　　第六章，對本論文