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大直径硅单晶的制备与数值分析

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

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