高拉速低能耗φ200mm直拉硅單晶熱場(chǎng)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、直拉硅單晶是重要的半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于集成電路和太陽(yáng)能光伏電池的制造。熱場(chǎng)是直拉硅單晶生長(zhǎng)技術(shù)的核心，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本產(chǎn)生重要的影響。因此合理的設(shè)計(jì)熱場(chǎng)是硅單晶生產(chǎn)企業(yè)增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法。
　　本文基于公司開(kāi)發(fā)的CZ-95型單晶爐，在介紹晶體生長(zhǎng)相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，以提高晶體生長(zhǎng)速度和降低加熱電能消耗為目標(biāo)，設(shè)計(jì)出了適用于生長(zhǎng)Φ200m m直拉硅單晶的熱場(chǎng)。確定部件組成、設(shè)計(jì)順序、排氣路線和材質(zhì)等熱場(chǎng)的整體設(shè)計(jì)，以

2、石英坩堝的尺寸為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)坩堝支撐、加熱器和側(cè)保溫等部件。使用專(zhuān)業(yè)熱場(chǎng)模擬軟件對(duì)熱屏和底保溫設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了固液界面溫度梯度、加熱功率和熱場(chǎng)溫度分布，分析了熱屏內(nèi)表面形狀和反射板對(duì)晶體生長(zhǎng)速度及加熱電能消耗產(chǎn)生的影響，并進(jìn)行晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傾斜垂直的熱屏設(shè)計(jì)增強(qiáng)了晶體表面的熱輻射效果，晶體生長(zhǎng)速度增幅達(dá)到12mm/h，并將熱應(yīng)力的增加控制在位錯(cuò)產(chǎn)生的臨界值以內(nèi)；增加反射板的底保溫減小了加熱電能消耗