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《哈尔滨工业大学》 2010年
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PVT法生长大尺寸SiC晶体的数值模拟

朱灿  
【摘要】: 碳化硅是宽带隙半导体材料的典型代表,是制造高电压,高温度,高电流密度等极端条件下使用的器件的优良材料。PVT法是目前广泛使用的单晶生长方法。生长过程中包括复杂的物理化学变化,很难精确控制系统的热场。因此,要准确了解生长系统中的温度场来有效控制碳化硅晶体的生长,需要对生长过程热分布规律研究。相对于实验生长,数值模拟可以提供更多的信息,从而有利于改进生长系统,优化生长工艺。 本文对生长过程中温度场和热应力问题进行了研究。本文运用基于有限元法的VR-PVT软件对PVT法生长碳化硅的过程进行了模拟。软件集成了热量和质量传输,生长动力学,热应力和位错模块。 首先,计算了碳化硅生长过程中的温度场,探讨了籽晶温度,轴向温度梯度,压力对生长速率的影响以及热场的瞬态分布,同时分析了生长过程中的粉末演变以及对生长的影响;其次,研究了碳化硅晶体中的热应力分布规律,探讨了不同籽晶安装方式对应力和位错密度的影响;最后,讨论了设备的尺寸因素对生长过程的影响,包括坩埚的壁厚、位置以及绝热层上部开孔的大小等。 结果表明:生长腔中的温度分布不均匀,生长速率随籽晶温度和温度梯度的提高而提高,随生长腔压力的提高而降低。随着生长的进行,生长速率逐渐减缓,靠近坩埚壁的粉料升华,粉料表面发生再结晶。不同的籽晶安装方式,生长的晶体中的热应力不同,导致位错密度不同。因此要选择合适的安装方式,来减少应力。同时,当坩埚壁厚度大于2 mm时,随厚度的增加籽晶表面温度降低,晶体生长速率反而有所提高。不同的坩埚位置会带来不同的热场分布。越接近上部开孔,轴向梯度越大,生长速率和热应力随之增大。改变上部开孔大小可以控制辐射散出的热量,从而改变温度场。开孔越大,晶体的生长速率和生长腔内的温度梯度越大,同时热应力也越大。 通过上述关键问题的研究,为优化碳化硅的生长过程,得到高质量大尺寸碳化硅晶体提供给了理论指导。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN304.21

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【参考文献】
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1 V. Prasad;;Thermoelastic stresses in SiC single crystals grown by the physical yapor transport method[J];Acta Mechanica Sinica;2006年01期
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2 戴振清;SiC材料及SiC基MOS器件理论研究[D];河北工业大学;2007年
3 程萍;非故意掺杂4H-SiC本征缺陷及退火特性研究[D];西安电子科技大学;2010年
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2 郭文胜,杜泉,朱丹,朱自强;MEVVA注入法合成SiC/Si异质结构的椭偏光谱研究[J];四川大学学报(自然科学版);1999年01期
3 唐守春,杨永强,王国荣,文效忠;铝合金表面激光熔覆SiC/金属基复合涂层的组织与性能研究[J];应用激光;1999年05期
4 姜岩峰,李思渊,刘肃,曹磊,薄建军;用SIPOS-SiO_2复合层对4H-SiCn~+pp~+结构钝化的分析[J];半导体学报;2000年07期
5 王守国,张义门,张玉明,杨林安;4H-SiCN离子注入层的特性(英文)[J];半导体学报;2002年12期
6 吴春瑜,沈桂芬,王颖,朱长纯,李玉魁,白纪彬;SiC埋层的制备与性质研究[J];功能材料与器件学报;2002年01期
7 王丽玉,谢家纯,刘文齐;SiC肖特基紫外光电探测器的研制[J];半导体光电;2004年01期
8 李丽萍;;面向SIC——高校图书馆学科馆员服务的创新及未来发展趋势[J];图书馆杂志;2011年05期
9 陈卫兵,钟德刚,徐静平,石迎生,余国义;用于VLSI的MOSiC器件电特性模拟[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2002年01期
10 李娟,胡小波,王丽,李现祥,韩荣江,董捷,姜守振,徐现刚,王继扬,蒋民华;升华法生长大直径的SiC单晶[J];中国有色金属学报;2004年S1期
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1 ;The effects of VE supplement on growth performance and liver nutrition of mule ducks[A];第六次全国饲料营养学术研讨会论文集[C];2010年
2 ;Genes that involvement in introducing progesterone,estradiol,epidermal growth factor and growth differentiation factor-9 to regulate the initiation growth of primordial follicles[A];中国生理学会第23届全国会员代表大会暨生理学学术大会论文摘要文集[C];2010年
3 ;ELP3 phosphorylation is required for growth factor-induced neuronal growth and migration[A];“细胞活动 生命活力”——中国细胞生物学学会全体会员代表大会暨第十二次学术大会论文摘要集[C];2011年
4 ;Prediction of fatigue crack growth under Some Applications and Demonstrations of UFLP[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
5 ;Prognostic significance of vascular endothelial growth factor+936C>T polymorphism in cancer patients:a meta-analysis[A];中华医学会第五届全国胸部肿瘤及内窥镜学术会议论文汇编[C];2011年
6 ;Prognostic significance of vascular endothelial growth factor +936C>T polymorphism in cancer patients:a meta-analysis[A];中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编[C];2011年
7 ;Transforming growth factor-β1 regulates store-operated Ca2+ entry and growth of airway smooth muscle cells[A];中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编[C];2011年
8 ;Age and growth of Acrossocheilus fasciatus from Puxi Stream in Huangshan Mountain,China[A];中国鱼类学会2008学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年
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10 ;A coordinated action of phytohormones and light directs growth and greening of Arabidopsis seedlings[A];2011全国植物生物学研讨会论文集[C];2011年
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2 本报记者 穆强;SICA:在产业中“纵横”[N];中国电子报;2002年
3 本报记者 俞童;成都数码广场:争先恐后的火热场面[N];中国计算机报;2004年
4 商报记者 马雪芬 李鹏;2010期刊订货会:风雪挡不住热场[N];中国图书商报;2010年
5 本报记者 陈德钦 实习记者 一木;SIC北欧之声:音响业正在升起的明星[N];中国电子报;2002年
6 记者 卢洁葵 杜大健;南昌移动实施“SICS”计划见成效[N];人民邮电;2002年
7 陈路 一木;SIC逐鹿音响市场[N];中国电子报;2002年
8 ;魅力扬帆 精彩尽现[N];科技日报;2005年
9 ;2004年度国家科技进步奖获奖项目之四(二等奖)[N];中国医药报;2005年
10 山东省青州市第一中学 王爱胜;我们该钟情什么样的信息技术课堂?[N];中国教育报;2005年
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1 彭巨擘;[D];昆明理工大学;2010年
2 魏一;[D];华东师范大学;2012年
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4 程萍;非故意掺杂4H-SiC本征缺陷及退火特性研究[D];西安电子科技大学;2010年
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1 朱灿;PVT法生长大尺寸SiC晶体的数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
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5 张智;掺N的4H-SiC第一性原理研究[D];西安电子科技大学;2011年
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8 刘光辉;离心铸造SiC颗粒增强铝基复合材料活塞成形及组织性能研究[D];重庆大学;2010年
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