基于有限元法的單晶爐熱場數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著半導體微電子學和半導體光電子學的發(fā)展,計算機、通訊技術等發(fā)生了根本改變,有力地推動了當代信息(IT)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而這些重大變革都是以半導體硅材料的技術突破為基礎的,半導體硅材料大都應該制備成硅單晶方可作為IC器件使用。Czochralski(CZ)方法是從熔體中生長單晶的重要方法之一。對于晶體生長的研究需要進行大量的拉晶試驗,由于長晶試驗的費用非常昂貴,并且數(shù)值模擬可以獲得實驗中無法得到而對研究又十分重要的信息數(shù)據(jù)。因此許多從事單晶

2、生長研究的科研人員都采用有限元法對長晶過程進行數(shù)值模擬。在硅單晶的生長過程中,熱場是單晶生長最重要最關鍵的因素,求解熱場是研究晶體生長的基礎。本文首先采用布賴斯提出的解析的方法對硅單晶熱場的進行建模,獲得硅單晶內部的傳熱機制。但由于解析解法的局限性,得到的結果并不能滿足工程實際的需要。于是,采用有限元法對熱場數(shù)值計算,然后在數(shù)值計算的基礎上使用專業(yè)有限元計算軟件對TDR-90爐進行穩(wěn)態(tài)熱場的數(shù)值模擬,最終再就模擬得到的結果作分析。在實際