懸浮區(qū)熔法生長大直徑單晶硅的數(shù)值模擬及其熱場分析.pdf

1、近年來，以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其高速發(fā)展的相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，成為當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱，并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟發(fā)展中增長最快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對單晶硅提出更高的要求，要求單晶硅朝著大直徑化、高純度、高均勻性和高完整性方向發(fā)展。目前，生長單晶硅的方法主要有直拉法和區(qū)熔法兩種，直拉法生長出的單晶硅的純度和電阻率有時不能滿足信息產(chǎn)業(yè)日益提高的要求，而區(qū)熔法生長出的單晶硅有更高的純度和電阻率，因此，對區(qū)熔單晶硅的需

2、求量大幅度增加。然而，隨著制備區(qū)熔單晶硅直徑的不斷增大，單晶硅制備的難度也加大，使得實驗費用也越來越高，而且一些數(shù)據(jù)很難通過直接測量獲得，因此用數(shù)值模擬的方法來分析區(qū)熔單晶硅生長過程備受關(guān)注。目前國內(nèi)大直徑區(qū)熔單晶硅大部分還是靠國外的生產(chǎn)技術(shù)生長出來的，盡快研制出能夠生長大直徑區(qū)熔單晶硅的生產(chǎn)技術(shù)成為我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的首要任務(wù)。
　　本文將用有限元分析的方法對區(qū)熔單晶硅生長過程中感應(yīng)加熱的電磁場和熱場進行仿真模擬，以期找到

3、區(qū)熔單晶硅生長的合適參數(shù)設(shè)置。
　　本論文第一章論述了單晶硅材料國內(nèi)外相關(guān)研究進展以及數(shù)值模擬研究概況，并介紹了單晶硅的生長方法和本論文的主要工作;第二章，介紹了導(dǎo)熱的基本理論以及有限元分析導(dǎo)熱的原理，為后續(xù)對區(qū)熔硅單晶生長過程進行熱分析打下基礎(chǔ);第三章，從導(dǎo)熱基本理論和有限元分析方法出發(fā)，結(jié)合區(qū)熔單晶硅生長的實際物理模型，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并用APDL語言建立有限元模型;第四章，用ANSYS13.0有限元分析軟件對懸浮區(qū)熔法生