高拉速低能耗φ200mm直拉硅單晶熱場的設計與分析.pdf

1、直拉硅單晶是重要的半導體材料，廣泛應用于集成電路和太陽能光伏電池的制造。熱場是直拉硅單晶生長技術的核心，對產品的質量、產量和成本產生重要的影響。因此合理的設計熱場是硅單晶生產企業(yè)增強其市場競爭力的重要方法。
　　本文基于公司開發(fā)的CZ-95型單晶爐，在介紹晶體生長相關理論的基礎上，以提高晶體生長速度和降低加熱電能消耗為目標，設計出了適用于生長Φ200m m直拉硅單晶的熱場。確定部件組成、設計順序、排氣路線和材質等熱場的整體設計，以

2、石英坩堝的尺寸為基準設計坩堝支撐、加熱器和側保溫等部件。使用專業(yè)熱場模擬軟件對熱屏和底保溫設計進行數(shù)值模擬，得到了固液界面溫度梯度、加熱功率和熱場溫度分布，分析了熱屏內表面形狀和反射板對晶體生長速度及加熱電能消耗產生的影響，并進行晶體生長實驗驗證。
　　模擬和實驗結果表明，傾斜垂直的熱屏設計增強了晶體表面的熱輻射效果，晶體生長速度增幅達到12mm/h，并將熱應力的增加控制在位錯產生的臨界值以內；增加反射板的底保溫減小了加熱電能消耗