摘要 | 第5-7页 |
Abstract | 第7-8页 |
1 绪论 | 第12-34页 |
1.1 硅单晶材料概述 | 第12-16页 |
1.1.1 硅单晶的制备及用途 | 第12-13页 |
1.1.2 直拉硅单晶炉结构 | 第13-16页 |
1.2 晶体生长物理基础 | 第16-24页 |
1.2.1 晶体生长热力学及动力学原理 | 第16-18页 |
1.2.2 晶体生长过程中的传热传质原理 | 第18-21页 |
1.2.3 生长速率起伏和固液界面 | 第21-23页 |
1.2.4 界面稳定性和组分过冷 | 第23-24页 |
1.3 直拉硅单晶制备过程中传热传质现象及其研究进展 | 第24-32页 |
1.3.1 直拉硅单晶生长过程中全局模拟的研究进展 | 第25-27页 |
1.3.2 直拉硅单晶熔体中氧杂质及微缺陷的研究进展 | 第27-30页 |
1.3.3 直拉硅单晶中熔体流动的磁场控制机理与应用研究进展 | 第30-32页 |
1.4 本文的研究目的和主要内容 | 第32-34页 |
1.4.1 本文研究目的 | 第32-33页 |
1.4.2 本文研究内容 | 第33-34页 |
2 数值分析模型、实验设备及测试仪器 | 第34-45页 |
2.1 控制方程和边界条件 | 第34-41页 |
2.1.1 控制方程 | 第34-35页 |
2.1.2 边界条件 | 第35-38页 |
2.1.3 湍流模型 | 第38-41页 |
2.2 数值计算流程 | 第41-42页 |
2.2.1 计算流程 | 第41页 |
2.2.2 数值建模 | 第41-42页 |
2.3 制备及表征技术 | 第42-45页 |
2.3.1 热处理炉 | 第42页 |
2.3.2 傅氏转换红外线光谱分析仪 | 第42页 |
2.3.3 二次离子质谱仪 | 第42-43页 |
2.3.4 电阻率测试仪 | 第43-44页 |
2.3.5 光学显微镜 | 第44-45页 |
3 热场对晶体生长影响的数值分析 | 第45-55页 |
3.1 引言 | 第45页 |
3.2 热屏对单晶生长影响的数值分析 | 第45-49页 |
3.3 液面位置对单晶生长影响的数值分析 | 第49-53页 |
3.3.1 液面位置对流场和温场的影响 | 第49-51页 |
3.3.2 液面位置对晶体内热应力的影响 | 第51-53页 |
3.4 本章小结 | 第53-55页 |
4 控制参数对晶体生长影响的数值分析 | 第55-81页 |
4.1 提拉速率对单晶生长影响的数值分析 | 第55-61页 |
4.1.1 提拉速率对温场和流场的影响 | 第55-58页 |
4.1.2 提拉速率对固液界面的影响 | 第58-59页 |
4.1.3 提拉速率对热应力的影响 | 第59-61页 |
4.2 氩气流量对单晶生长影响的数值分析 | 第61-66页 |
4.2.1 氩气流量对热应力的影响 | 第61-63页 |
4.2.2 氩气流量对氧含量的影响 | 第63-66页 |
4.3 晶体转速对单晶生长影响的数值分析 | 第66-73页 |
4.3.1 晶体转速对流场和温场的影响 | 第66-70页 |
4.3.2 晶体转速对氧含量的影响 | 第70-73页 |
4.4 坩埚转速对单晶生长影响的数值分析 | 第73-80页 |
4.4.1 坩埚转速对流场和温场的影响 | 第73-77页 |
4.4.2 坩埚转速对氧含量的影响 | 第77-80页 |
4.5 本章小结 | 第80-81页 |
5 400mm硅单晶制备及测试分析 | 第81-105页 |
5.1 引言 | 第81页 |
5.2 晶体直径对固液影响的数值分析 | 第81-83页 |
5.3 晶体长度对流场和温场分布的数值分析 | 第83-90页 |
5.3.1 熔体流场和温场分布的数值分析 | 第83-87页 |
5.3.2 晶体内温场分布的数值分析 | 第87-90页 |
5.4 400mm直径硅单晶的制备 | 第90-93页 |
5.5 400mm单晶样片的电学性质和化学成分分析 | 第93-98页 |
5.5.1 电阻率分析 | 第93-96页 |
5.5.2 氧含量分析 | 第96-98页 |
5.6 400mm单晶样片的缺陷分析 | 第98-103页 |
5.6.1 流动图形缺陷的表征和分析 | 第98-100页 |
5.6.2 铜缀饰的表征与分析 | 第100-103页 |
5.7 本章小结 | 第103-105页 |
6 磁场对450mm单晶生长的实验研究 | 第105-125页 |
6.1 引言 | 第105页 |
6.2 热场设计 | 第105-106页 |
6.3 磁场拉晶工艺 | 第106-117页 |
6.3.1 磁场强度的计算 | 第107-113页 |
6.3.2 等高斯面的计算 | 第113-117页 |
6.4 450mm直径硅单晶的制备 | 第117-122页 |
6.5 450mm单晶样片的电学性质和化学成分分析 | 第122-124页 |
6.6 本章小结 | 第124-125页 |
7 结论与展望 | 第125-128页 |
7.1 主要结论及创新点 | 第125-126页 |
7.1.1 主要结论 | 第125-126页 |
7.1.2 创新点 | 第126页 |
7.2 后续研究工作展望 | 第126-128页 |
参考文献 | 第128-145页 |
攻读博士学位期间取得的学术成果 | 第145-146页 |
致谢 | 第146-147页 |
作者简介 | 第147页 |