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標(biāo) 題：炭化硅生產(chǎn)研究
日期：2007/5/30 源自:中華職工學(xué)習(xí)網(wǎng)	【字體：】

晶體生長模型化及數(shù)值模擬研究主要針對晶體生長過程中的流體流動、傳熱傳質(zhì)、應(yīng)力分布、摻雜分布以及缺陷形成等現(xiàn)象建立物理數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行數(shù)值模擬。強(qiáng)化這一領(lǐng)域的研究是快速提升我國晶體生長的研究水平、縮小與國外在半導(dǎo)體材料等方面差距的有效途徑。
　　中科院力學(xué)所陳啟生研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，發(fā)展了關(guān)于物理氣相輸運(yùn)法(PVT)生長碳化硅的動力學(xué)理論模型，提出碳化硅生長速率與生長界面碳化硅蒸汽的過飽和度成正比；碳化硅蒸汽的輸運(yùn)由擴(kuò)散作用和固體物質(zhì)膨脹性升華所產(chǎn)生的Stefan對流這兩種機(jī)制共同支配；從源到籽晶的碳化硅壓降克服了SiC組分對流擴(kuò)散所產(chǎn)生的阻力及Knudsen層的阻力。研究小組以之為基礎(chǔ)進(jìn)行了2英寸SiC晶體生長過程的模型化研究，模擬了具有復(fù)雜幾何形狀及多部件的整體系統(tǒng)中的磁場及溫度場，研究了生長爐內(nèi)與晶體生長動力學(xué)耦合的蒸汽流動問題，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)加熱頻率對溫度分布及生長速率具有較大的影響，并成功預(yù)測了生長速度及晶體界面形狀隨軸向溫度梯度及惰性氣體壓力的函數(shù)關(guān)系。
　　
　　在碳化硅晶體生長動力學(xué)理論模型的指導(dǎo)下，2004年課題組成功的生長出直徑為兩英寸、厚度為一英寸、具有較高質(zhì)量的6H多型碳化硅單晶。其中通過對生長爐及生長過程的精確計(jì)算機(jī)模擬，迅速解決了碳化硅生長過程中出現(xiàn)的一些技術(shù)難題。
　　
　　另外，課題組也對氨熱法生長氮化鎵單晶的過程進(jìn)行了模型化研究。發(fā)現(xiàn)在氨熱法生長氮化鎵的過程中，分隔溶解區(qū)與生長區(qū)的隔板開孔大小對靠近隔板附近的流場振蕩以及溫度振蕩影響較大，這一結(jié)論可以為相應(yīng)的晶體生長實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。

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