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本文從晶體生長物理基礎和流體力學的基本理論出發(fā),結合硅單晶制備過程中熱質輸運的分析,采用實驗和數(shù)值分析相結合的方法,以大直徑硅單晶制備為主要研究對象,研究熱場結構、控制參數(shù)和外加磁場對大直徑硅單晶生長的影響。通過數(shù)值分析的手段,研究了結構參數(shù)和控制參數(shù)對晶體生長特性的影響,確定了晶體制備的工藝條件;采用28inch和32inch熱場制備出400mm和45 藍寶石長晶爐回收，多晶硅鑄錠爐回收，提拉式長晶爐回收，多晶長晶爐回收，臥式長晶爐回收，拉式單晶爐、收購直拉式單晶爐-85型/90型/95型/100型種種整套單晶回收提爐裝備、分子泵回收，真空泵回收，真空流量計回收，plc編程回收，控制屏回收，離子泵回收，渦輪分子泵回收，螺桿真空泵回收，渦旋高真空泵回收，因此,避免提拉系統(tǒng)的晃動是單晶爐結構設計的關鍵點之一。在生產實際中發(fā)現(xiàn),某型號單晶爐的提拉系統(tǒng)在工作轉速接近13~14r/min范圍時,提拉系統(tǒng)的軟軸會出現(xiàn)明顯的晃動,這個問題一直制約著晶體生長的質量和生產效率的提高。以前雖然提出過很多的解決措施,但其效果均不明顯。本文擬采用有限元分析的方法,對單晶爐的提拉系統(tǒng)進行分析,找出引起提拉系統(tǒng)軟軸晃動

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而采用有限元法數(shù)值模擬是一種優(yōu)化單晶爐設計的重要工具。本文對采用矮加熱器的復合式熱場進行了數(shù)值模擬,得到了流場分布圖和熱場溫度分布圖。對新型熱屏和矮加熱器對晶體生長的影響進行了系統(tǒng)的理論分析和實驗驗工作。結果表明,新型熱屏不僅起到導流筒的作用,改進了流場,使單晶氧含量下降;而且熱屏解決了大直徑單晶生長中結晶潛熱難以散發(fā)的問題,大大提高了拉晶速率,降低了生產成本。