300mm直拉单晶硅生长过程中熔体—坩埚边界层的研究

发布时间：2017-11-25 07:06

  本文关键词：300mm直拉单晶硅生长过程中熔体—坩埚边界层的研究

  更多相关文章： 单晶硅 熔体-坩埚边界层 埚转 氩气流速 最佳工艺参数

【摘要】：在光伏产业的快速发展的今天,大直径化必将成为单晶硅未来生产的趋势之一。目前,以大规模集成电路为代表的半导体设备变得愈加完善,这对于直拉单晶硅的生长技术提出了更高的要求。因此,在大直径单晶硅的制备过程中,研究氧的引入机理和控制方法以及严格控制硅单晶里的氧浓度分布,对于提高单晶质量具有十分重要的现实意义。为此,基于理论突破和现实生产的需要,本文着重研究300mm大直径直拉单晶硅生长过程中熔体内熔体-坩埚边界层的研究。由于熔体-坩埚边界层不能直接测量,且试验成本过高,因此本文采用数值模拟的研究方法,采用专业晶体生长软件CGSim,系统地分析了埚转和氩气流速对熔体-坩埚边界层、坩埚壁附近对流强度的影响。首次利用“切线法”拟合出熔体-坩埚边界层具体厚度及演变过程,并通过多组对比试验验证熔体-坩埚边界层取值方法—“切线法”的准确性。最后通过对晶体氧含量、晶体应力、固液界面高度、主加热器功率的结果分析,确定最佳参数参数,得到以下结论：(1)工艺参数的改变致使熔体内部对流强度和对流的种类发生改变,而熔体-坩埚边界层厚度和坩埚壁附近对流强弱有直接关系。(2)熔体-坩埚边界层厚度较薄时,进入熔体内部的氧增多,引入晶棒内部的氧杂质也随之增多,致使晶体氧含量高,不利于晶体质量。所以熔体-坩埚边界层越厚越佳。(3)当埚转为11rpm、氩气流速为0.9m/s时,晶体氧含量值较低,有益于生产高纯度晶体；三相点处应力值最低,有助于避免产生断晶等缺陷；纵向温度梯度最大,给予晶体充足的生长动力。所以为了得到高品质的晶体,确定最佳埚转值为11rpm、氩气流速为0.9m/s。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.12

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张坤;宋文萍;;耦合Navier-Stokes方程的可压缩边界层数值求解[J];航空计算技术;2008年02期

2 毛雄兵,乐嘉陵;激波管内边界层数值模拟[J];航空计算技术;2002年02期

3 ;核科学与能源[J];电子科技文摘;2006年07期

4 吴树谊;边界层多路气象数据采集处理系统[J];仪表技术与传感器;1988年03期

5 蒋永波;;基于激光雷达的边界层高度探测研究[J];安徽农业科学;2014年17期

6 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 徐国亮;符松;;后掠机翼边界层的二次失稳[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 魏奉思;冯学尚;;行星际磁云边界层研究的初步进展[A];第十届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2003年

3 ;我国已经建成的边界层风洞(～2010)[A];中国结构风工程研究30周年纪念大会论文集[C];2010年

4 高军;罗纪生;;超声速边界层声波的感受性研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 骆晓臣;张X元;;带边界层被动抽吸的定几何二元进气道流动仿真分析[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

6 邓涛;吴兑;邓雪娇;谭浩波;李菲;蒋德海;;利用激光雷达探测边界层演变研究[A];第27届中国气象学会年会大气物理学与大气环境分会场论文集[C];2010年

7 李佳;罗纪生;;抛物化稳定性方程在曲面边界层中的应用[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

8 张锋;方一红;;可压缩边界层非平行稳定性研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

9 陈炯;王建捷;;北京地区夏季边界层结构日变化的高分辨模拟对比[A];中国气象学会2006年年会“中尺度天气动力学、数值模拟和预测”分会场论文集[C];2006年

10 杨永祥;曹伟;;高空高超音速平板边界层扰动演化研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 记者 张雪峰;青藏高原科学试验启动边界层现场观测[N];中国气象报;2014年

2 李竞;北京探测网布局方案亮相[N];中国气象报;2007年

3 ;气象走向社会 科技创造未来[N];中国气象报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 赵文静;长江三角洲城市群对区域边界层结构及云和降水的影响[D];南京大学;2014年

2 黄倩;不同下垫面上行星边界层对流的数值模拟研究[D];兰州大学;2008年

3 刘宇;实验室研究化学物质主动释放形成的电离层空洞边界层的非线性演化[D];中国科学技术大学;2015年

4 陈玉香;静水压下矿物颗粒边界力学性质的数值模拟研究[D];中国地震局地质研究所;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郑俊锦;一种基于四轴飞行器的边界层探空仪搭载平台设计[D];南京信息工程大学;2015年

2 米春芝;求解薄边界层问题的分片C~1格式[D];大连理工大学;2015年

3 薛霖;不同海岸地形下台风边界层风场精细模拟及其风工程参数特性[D];中国气象科学研究院;2015年

4 薛青美;海湾水库库底形态对库水咸化影响的模拟研究[D];青岛大学;2015年

5 任华荣;WRF模式中不同边界层参数化方案对一次华北暴雨模拟的敏感性试验[D];南京信息工程大学;2016年

6 李恬;山东省及周边地区霾的气候特征分析与数值模拟研究[D];南京信息工程大学;2016年

7 黄翊;基于观测资料的MYNN边界层参数化方案的改进[D];中国气象科学研究院;2016年

8 董法运;300mm直拉单晶硅生长过程中熔体—坩埚边界层的研究[D];宁夏大学;2016年

9 谷颖强;一类具有边界层的粘性守恒律方程[D];上海师范大学;2015年

10 黄文彦;边界层参数化方案对边界层热力和动力结构模拟影响的比较研究[D];南京信息工程大学;2014年

，

本文编号：1225162