| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-10页 |
| 1 引言 | 第10-15页 |
| ·SiC晶体的特性及其生长方法 | 第10-12页 |
| ·材料特性及其典型应用 | 第10页 |
| ·SiC晶体的生长方法 | 第10-12页 |
| ·PVT法生长SiC晶体 | 第12-14页 |
| ·PVT法生长SiC晶体的发展历程及其基本工艺 | 第12页 |
| ·PVT法生长SiC晶体面临的主要技术挑战及其热分析的必要性 | 第12-13页 |
| ·PVT法生长SiC晶体热分析的研究现状 | 第13-14页 |
| ·本论文的主要研究内容 | 第14页 |
| ·本章小结 | 第14-15页 |
| 2 PVT法生长SiC晶体的热力学及其生长动力学 | 第15-27页 |
| ·热力学分析 | 第15-19页 |
| ·温度对生长腔内各气相组分平衡分压的影响 | 第15-18页 |
| ·温度对生长腔内Si与C化学计量比的影响 | 第18-19页 |
| ·生长动力学分析 | 第19-26页 |
| ·温度对气相组分质量输运的影响 | 第19-22页 |
| ·温度和温度梯度对SiC粉源石墨化的影响 | 第22-24页 |
| ·晶体生长速率与生长温度及其温度梯度的关系 | 第24-26页 |
| ·本章小结 | 第26-27页 |
| 3 生长系统各组件的传热分析 | 第27-38页 |
| ·生长腔的传热分析 | 第27-31页 |
| ·单相对流换热 | 第27-29页 |
| ·相变换热及斯蒂芬流换热 | 第29-30页 |
| ·辐射换热 | 第30-31页 |
| ·绝热层外壁的传热分析 | 第31-33页 |
| ·对流换热 | 第31-32页 |
| ·辐射换热 | 第32-33页 |
| ·粉料的传热分析 | 第33-37页 |
| ·粉料的传热机理 | 第33-34页 |
| ·粉料有效辐射热导率的解析模型 | 第34-35页 |
| ·粉料有效传导热导率的解析模型 | 第35-37页 |
| ·粉料总有效热导率 | 第37页 |
| ·本章小结 | 第37-38页 |
| 4 生长系统的热阻模型 | 第38-47页 |
| ·生长腔换热表面的辐射传热热阻模型 | 第39-42页 |
| ·角系数X_(3,2)、X_(w,2)和X_(w,3) | 第40-41页 |
| ·表面辐射热阻和空间辐射热阻 | 第41-42页 |
| ·换热表面辐射传热热阻的解析形式 | 第42页 |
| ·生长系统各组件换热系数模型 | 第42-44页 |
| ·生长腔导热热阻及其换热系数的解析形式 | 第42-43页 |
| ·坩埚组件换热系数的解析形式 | 第43页 |
| ·SiC粉源换热系数的解析形式 | 第43-44页 |
| ·热阻模型的建立与分析 | 第44-46页 |
| ·热阻模型的建立及关键节点温度的计算 | 第44页 |
| ·测温孔辐射换热量的计算与分析 | 第44-46页 |
| ·热阻分析模型的不足之处 | 第46页 |
| ·本章小结 | 第46-47页 |
| 5 热系统分析专用软件(PVT_SiC_HFES)的开发 | 第47-55页 |
| ·PVT_SiC_HFES系统开发的必要性 | 第47-48页 |
| ·PVT_SiC_HFES系统开发的主导思想 | 第48页 |
| ·PVT_SiC_HFES系统的设计 | 第48-49页 |
| ·设计原则 | 第48-49页 |
| ·主要功能 | 第49页 |
| ·PVT_SiC_HFES系统的基本构成 | 第49-54页 |
| ·计算模块 | 第49-50页 |
| ·VC接口模块 | 第50页 |
| ·用户界面模块 | 第50-52页 |
| ·后处理模块 | 第52-54页 |
| ·本章小节 | 第54-55页 |
| 6 生长设备分析模型的建立及其实验验证 | 第55-66页 |
| ·生长装置的几何模型 | 第55页 |
| ·材料的物理参数 | 第55-59页 |
| ·生长腔内气相组分的热物理属性 | 第55-58页 |
| ·生长系统中各固相材料的热物理属性 | 第58页 |
| ·SiC粉料的热物理属性 | 第58-59页 |
| ·边界条件的确定 | 第59-61页 |
| ·电磁感应边界条件 | 第59-60页 |
| ·热边界条件 | 第60-61页 |
| ·结果比较 | 第61-65页 |
| ·温度的测量值和理论值的比较 | 第61页 |
| ·粉料中的温度场与粉料实际升华形貌的比较 | 第61-64页 |
| ·生长腔内温度场与晶体生长形貌的比较 | 第64-65页 |
| ·本章小节 | 第65-66页 |
| 7 专用热分析系统应用于感应加热分析及其设计 | 第66-83页 |
| ·生长系统的感应加热 | 第66-69页 |
| ·生长系统中的感应磁场 | 第66-69页 |
| ·坩埚壁的感生电流及焦耳热 | 第69页 |
| ·功率对晶体生长的影响 | 第69-73页 |
| ·加热功率和损耗功率的瞬态分析 | 第69-72页 |
| ·功率对生长温度及其温度梯度的影响 | 第72-73页 |
| ·感应加热频率对晶体生长的影响 | 第73-77页 |
| ·感应加热频率对系统生热率的影响 | 第73-74页 |
| ·感应加热频率对生长温度的影响 | 第74-76页 |
| ·感应加热频率对晶体生长速率的影响 | 第76页 |
| ·感应加热频率的选取 | 第76-77页 |
| ·耦合间隙对晶体生长的影响 | 第77-79页 |
| ·感应磁场与耦合间隙的关系 | 第77页 |
| ·生热率与耦合间隙的关系 | 第77-78页 |
| ·耦合间隙对生长系统升温时间的影响 | 第78-79页 |
| ·耦合间隙的选取 | 第79页 |
| ·感应线圈的匝间距对晶体生长的影响 | 第79-81页 |
| ·系统生热率与线圈匝间距的关系 | 第79-80页 |
| ·对生长温度的影响 | 第80页 |
| ·匝间距的选取 | 第80-81页 |
| ·本章小结 | 第81-83页 |
| 8 专用热分析系统应用于热场的分析及其设计 | 第83-105页 |
| ·生长系统热场的瞬态分析 | 第83-90页 |
| ·传导、辐射和对流对生长腔及其生长晶体热场的影响 | 第83-86页 |
| ·生长腔轴向温度梯度的瞬态分析 | 第86-87页 |
| ·生长腔最大纵向温度梯度瞬态分析 | 第87-88页 |
| ·晶体生长面温度梯度瞬态分析 | 第88-89页 |
| ·粉源表面温度梯度瞬态分析 | 第89-90页 |
| ·坩埚组件对晶体生长的影响 | 第90-95页 |
| ·坩埚壁厚的优化 | 第90-92页 |
| ·坩埚腔体底部锥形台的作用 | 第92-94页 |
| ·腔内锥形档板的作用 | 第94-95页 |
| ·线圈与坩埚的不同相对位置对晶体生长的影响 | 第95-99页 |
| ·对系统生热率的影响 | 第95-96页 |
| ·对系统温度的影响 | 第96-98页 |
| ·对抑制粉料初始表面石墨化的作用 | 第98-99页 |
| ·生长厚度及其籽晶固定方式对晶体内热应力的影响 | 第99-103页 |
| ·生长厚度对晶体内热应力场的影响 | 第99-101页 |
| ·籽晶的固定方式对晶体内热应力场的影响 | 第101-103页 |
| ·本章小节 | 第103-105页 |
| 9 问题与展望 | 第105-110页 |
| ·工作总结 | 第105-108页 |
| ·主要创新点 | 第108-109页 |
| ·对今后工作的设想 | 第109-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
| 参考文献 | 第111-119页 |
| 作者在攻读博士学位期间的研究成果和参加的科研项目 | 第119-121页 |
| 附录A | 第121-122页 |
| 附录B | 第122-124页 |