一、直拉法生长锗单晶的水平放肩工艺实践（论文文献综述）
赵颖珍[1]（2021）在《硅单晶生产过程优化调度研究》文中研究表明硅单晶生产具有工艺复杂、工序多、周期长、能耗高等特点,在规模化硅单晶生产过程中,如何在保证生产安全的同时,提高工厂生产效率、缩短生产周期、降低生产成本成为企业最为关注的问题。因此,针对上述问题,本文同时考虑多个约束条件,对硅单晶生产过程进行优化调度研究。主要的工作内容如下:（1）通过了解硅单晶生长的工艺流程以及硅单晶生产的特点,明确硅单晶生产调度类型,并对目前现有的调度方法以及研究成果进行了综述。（2）为在保证工厂安全生产的前提下,提高硅单晶生产效率,本文考虑工厂允许的最大电力负荷约束,建立了以最小化最大完工时间为目标的硅单晶生产过程调度模型,并采用了 GPSO算法进行求解。在该算法中,个体进行交叉操作和变异操作以提高算法的全局搜索能力,并跟随全局最优粒子以及个体最优粒子以加快算法的收敛速度。通过对不同规模调度问题进行实例仿真,并与GA算法以及PSO算法的优化结果进行比较,表明该算法在求解大规模问题时均优于GA算法以及PSO算法。最后给出了任务的调度方案。（3）为在保证硅单晶生产效率的同时,给工厂的变压器容量选择提供一定的依据,本文建立了以最小化最大完工时间以及最小化最大电力负荷为目标的硅单晶生产过程调度模型,然后提出了一种加扰动的非支配排序改进粒子群算法（RDNSGPSO）。该算法将NSGA-Ⅱ算法和GPSO算法相结合,通过快速非支配准则来评价粒子的优劣,采用GPSO更新策略对粒子进行更新,并选择距离个体最近的Pareto前沿粒子作为扰动粒子以改善种群的多样性。最后通过标准函数测试以及实例仿真,并与NSGA-Ⅱ算法、NSPSO算法以及非支配排序改进粒子群算法（NSGPSO）的求解结果进行了比较,表明该算法的有效性与优越性。（4）为在保证工厂安全生产的前提下,降低生产成本,本文结合分时电价政策,考虑了工厂允许的最大电力负荷约束,建立了以最小化拖期/提前成本以及最小化能耗成本为目标的硅单晶生产过程调度模型,采用基于实数编码策略的RDNSGPSO算法进行求解,以降低算法的复杂度和运行时间。除此之外,为提高算法的全局搜索能力,对实数编码的参数进行了调整。最后通过实例仿真,与不采用分时电价的结果进行比较,表明本文所提出的模型能够合理地调整和转移工序,达到降低能耗成本的目的,对实际生产具有一定的指导作用。
郭亚葳[2]（2021）在《大尺寸区熔单晶硅生长过程的数值模拟》文中进行了进一步梳理区熔法能拉制出高纯度、碳和氧含量较低的单晶硅,这些特点决定硅材料主要用来制造高反压和大电流的高压整流器、晶体闸流管等大功率器件,是一种不可取代的生产硅基材的方法。其中区熔硅的原材料多晶硅棒成本高,拉晶生产工艺难度大,人为操作依赖性大等是研制和生产大直径区熔硅单晶的难题。从上个世纪八十年代德国学者就开始应用数值模拟的方法对区熔硅的生长过程进行模拟分析并应用到实际实验生产中,我国从2013年开始在浙大、南开也相继应用数值模拟的方法对区熔硅生长进行模拟和分析,我国在区熔硅方面应用数值模拟分析的少,并且和国际上的专家在这方面的研究和探索有差距。本文主要是应用数值模拟的方法对区熔硅的生长过程进行分析。区熔单晶硅的主要技术难点是电磁感应线圈的热场构造和拉晶过程的工艺参数变量的调整,本文主要是借助FEMAG-FZ的软件,针对电磁线圈几何结构的变化和晶体转速和拉速工艺变化进行数值模拟,观察这些变量的变化对熔区内的温度场、固液界面平坦性和自由表面及中心轴线的温度分布的影响从而判断出对区熔硅生长的影响。简化三维区熔硅生长模型并做对称性处理,在二维平面内建模,多晶硅棒直径130 mm,单晶棒直径150 mm,电磁感应线圈直径300 mm,电磁线圈忽略主副缝,做对称化处理成四条对称的缝隙。电磁感应线圈的几何结构参数包括电磁线圈是否有缝设计,内孔直径的变化,缝隙长和宽以及线圈下表面的变化进行模拟实验。实验结果显示线圈有缝设计比无缝设计更有利于固液面的平坦,中心轴线的温度梯度小,自由液面的温度曲线在有缝的实验模拟中温度峰值低20℃。对于内孔直径的实验显示,内孔直径相对大的38 mm的实验可以获得相对平坦的固液界面,中心轴线和自由表面的温度梯度相对小。电磁线圈缝隙宽度分别是1mm、2 mm和3 mm的模拟实验,结果是缝隙宽度相对大的3 mm的实验可以获得相对平坦的固液界面,中心轴线和自由表面的温度梯度相对小。电磁线圈缝隙长度分别是40 mm和50 mm的模拟实验,结果是缝隙长度相对大的50 mm的实验可以获得相对平坦的固液界面,中心轴线和自由表面的温度梯度相对小。设计的6英寸区熔单晶用线圈的收率达到45.2%。单晶进行晶体转速分别是5 RPM、10RPM、15RPM和拉速分别是2.0mm/min、2.5 mm/min、3.0 mm/min的模拟实验。晶体转速相对小的5 RPM的拉晶条件更有利于单晶的稳定生长,可以获得相对平坦的固液界面,自由液面和中心轴线的温度梯度相对小,熔区内的温度场分布相对均匀;晶体拉速相对小的2.0 mm/min的拉晶条件更有利于单晶的稳定生长,可以获得相对平坦的固液界面,自由液面和中心轴线的温度由于单晶单位时间成长速度小,单晶生长释放的热量少,导致温度梯度相对大,熔区内的温度分布极差大。在实际的实验中,设计了三个拉晶条件:5 RPM&2.5 mm/min,5 RPM&3.0 mm/min and 10 RPM&2.5 mm/min。当拉速 2.5 mm/min,转速 10 RPM获得的硅片RRV分布最好,RRV<20%比例达到91.03%。
董汝昆,吴绍华,王柯,尹国良,史娜娜,姚杨,郭晨宇[3]（2021）在《锗单晶材料的发展现状》文中提出锗因其资源稀缺、优异的光学和物理性能,广泛应用于光纤系统、红外光学系统、电子和太阳能应用、探测器等高科技领域,是战略性产业所需的重要功能材料和结构材料。简单介绍了目前国内锗单晶生长的两种主要方法:直拉法（Czochralski,CZ）和垂直梯度凝固法（vertical gradient freeze,VGF）。对国内和国外知名锗材料生产企业的锗单晶生长方法、直径、电阻率等相关技术参数,进行了统计和比较。针对不同的单晶材料性能,分析了红外光学用锗单晶、太阳能电池用锗单晶和高纯锗单晶的应用领域和发展现状。
翟晓彤[4]（2020）在《基于特征选择的CZ硅单晶放肩阶段断棱的预测研究》文中指出硅单晶作为最重要的半导体材料,在国民经济、国防科技等各个领域有着广泛应用。在CZ硅单晶生长过程中,放肩是保证晶体顺利进入等径生长的关键工艺阶段。易出现由位错引起的断棱问题,从而导致晶体的非正常生长。目前主要是由拉晶人员通过观察棱线判断晶体生长情况,且尚未有行之有效的方法。特征选择是一种数据预处理方法,目的是从样本集中抽取与目标类别相关性强的特征,从而不降低甚至提高分类器的预测精度,在数据挖掘、模式识别领域中有着重要地位。因此,本文提出基于特征选择的CZ硅单晶放肩阶段断棱的预测研究,实现对放肩断棱的准确预测,提高拉晶效率。本文首先介绍了CZ硅单晶放肩阶段单晶炉采集的参数及数据预处理方法。提出采用特征间相关系数矩阵的方法过滤特征间冗余参数,并提出了样本的抽取方案,经特征缩放后,得到最终用于后续模型的训练集与测试集。然后,采用3种特征选择算法分析特征参数与放肩断棱的相关性。采用MIC、MRMR、Relief计算特征参数与放肩断棱的相关系数,综合其计算结果,选择每个特征选择算法对应的前30个特征参数,作为特征子集进入后续的评估研究。最后,在训练集中完成对4种分类器上的模型训练,以分类准确率作为评估准则,选出具有最优准确率的模型,并在测试集中对该模型进行验证。对3个特征子集分别按照相关系数的降序进行排序,依次提取前6)（6）=1,2,?,30)个特征作为分类器的输入特征进行分类训练,获取每个特征算法在每个分类器上对应最高的准确率。经过比对,得到具有最优准确率和最小特征子集的预测模型—MRMR-KNN。在测试集上对MRMR-KNN模型进行验证,得到的准确率高达0.9512,证明该模型对于放肩阶段断棱的预测是可行的。
张志坚,池蓉,罗凤灵[5]（2019）在《软轴单晶炉晶体生长的固有干扰因素分析》文中提出随着半导体产业技术发展,提高单晶材料生长的成晶率和晶体内在品质越来越重要。国内目前普遍采用软轴单晶炉进行锗、硅单晶棒生产,软轴单晶炉相对硬轴单晶炉具有结构紧凑,运行可靠、设备成本低等的优点,但是软轴单晶炉由于软轴系统类似于单摆和弹簧振子的结构特点,容易产生固有共振干扰,存在对晶体品质不利的影响因素。对这些干扰因素、解决措施进行了简要分析和讨论。
张廷慧[6]（2018）在《工艺参数对直拉掺锑锗单晶电阻率轴向均匀性的影响》文中进行了进一步梳理锗单晶由于其优异的性能,在红外光学窗口和透镜、高效太阳能电池等诸多器件中得到广泛应用。在各种器件的制造和使用过程中,需要将晶体的电阻率控制在一定范围内,通常通过掺杂镓、锑调节电阻率。由于晶体生长中的溶质分凝作用,导致所生长单晶的溶质浓度在轴向存在较大差异,影响单晶轴向电阻率均匀性。传统采用浮埚法以提高电阻率均匀性,但此方法无法满足大尺寸单晶的生长要求。因此,需要研究工艺参数对单晶电阻率轴向均匀性的影响,从而优化单晶生长工艺。本文基于商用软件CG-Sim,对直拉掺锑锗单晶的生长过程进行模拟,研究工艺参数对熔体流动和单晶溶质浓度分布的影响。熔体流动模拟结果表明,通过优化坩埚转速、晶体转速,可调整熔体的流动模式。较高的坩埚转速和较低的晶体转速,可以促进熔体对流,减小速度边界层厚度,进而促进溶质传输。溶质浓度分布模拟结果表明,晶体中掺杂剂的浓度随晶体长度的增加而逐渐增加,溶质浓度在晶体上半段增长较慢,下半段剧烈增长。在所研究的工艺参数范围内,溶质浓度沿轴向增长的速度,随坩埚转速的增加而减慢,并随晶体转速和晶体拉速的增加而加快。采用较高的坩埚转速（3 rmp）、较低的晶体转速（6 rmp）和较低的晶体拉速（0.4 mm·min-1）,有利于提高晶体溶质浓度和电阻率的轴向均匀性。晶体生长实验结果与模拟结果相符。利用四探针法测定单晶电阻率,并将其换算为溶质浓度。用一般凝固方程对溶质浓度数据进行拟合,得到有效分凝系数。通过对比分析数值模拟和晶体生长实验结果,并结合实际生产要求,制定出优化的工艺参数。在此条件下生长出的晶体,其轴向电阻率均匀性得到明显改善,晶体有效长度增加10%。
李葳,黎建明,冯德伸,高欢欢,王霈文[7]（2019）在《<100>P型4英寸低位错锗晶体电阻率径向均匀性的研究》文中进行了进一步梳理P型锗单晶作为空间太阳电池外延层的衬底片,其电阻率均匀一致性极为重要。在直拉法锗晶体生长中,固液界面即为结晶前沿的等电阻面、等杂质浓度面。固液界面的形状和晶体中径向电阻率均匀性直接相关,对晶体质量有重大影响。因此,要提高外延层衬底片质量就是要控制晶体生长过程中的固液界面形状。晶体生长系统的热场分布和晶体生长工艺参数影响着固液界面的形状。结合数值模拟对影响固液界面形状的因素进行了研究,在TDR-Z80炉中进行的晶体界面实验、高电阻率均匀性单晶生长实验和数值模拟结果基本一致。同时对低位错锗单晶电阻率均匀性进行了表征与研究。优化工艺前的电阻率均匀性大于15%。优化工艺后获得的相对平坦固液界面极大地提高了径向电阻率均匀性,并且可控制在5%以内。
李葳[8]（2017）在《GaAs/Ge空间太阳电池用4英寸低位错锗单晶电阻率均匀性的研究》文中指出P型锗单晶作为空间太阳电池外延层的衬底片,对其电阻率均匀性的一致性有着极高的要求。在直拉法锗晶体生长中,固液界面即为结晶前沿的等电阻面、等杂质浓度面。因此固液界面的形状和晶体中径向电阻率均匀性直接相关,对晶体质量有重大影响。因此要提高外延层衬底片质量就是要控制晶体生长过程中的固液界面形状。晶体生长系统的热场分布和晶体生长工艺参数影响着固液界面的形状。本文结合数值模拟对影响固液界面形状的因素进行了研究,在TDR-Z80炉中进行的晶体界面实验、高电阻率均匀性单晶生长实验和数值模拟结果基本一致。同时对低位错锗单晶电阻率均匀性进行了表征与研究。优化工艺前的电阻率均匀性大于15%或更高。优化工艺后获得的相对平坦固液界面极大的提高了径向电阻率均匀性,并且可控制在5%以内。通过建立数值模拟模型,文中分析了锗单晶生长系统中加热器、保温层、坩埚位置、晶体转速、坩埚转速、拉晶速率、放肩角度等工艺参数对晶体生长固液界面的影响;据此设计开发了直拉法生长4英寸低位错锗单晶的双加热器热场系统;并对该热场进行了一系列的数值模拟研究。数值模拟研究结果表明,通过采用双加热器系统,改善加热器结构、复合保温层、合适埚位、优化工艺参数等能有效控制晶体生长过程中平坦的固液界面。数值模拟与实验对比研究表明,锗单晶晶体中的固液界面数值模拟结果与实验生长的低位错锗单晶固液界面实验研究结果一致:优化晶体生长条件后的双加热器热场系统拉制的4英寸低位错锗单晶,极大的提高了晶体的电阻率径向不均匀性,并且可控制在5%以内,制备了高质量满足技术要求的低位错锗晶体。
梁仁和[9]（2017）在《InP单晶装备及工艺热场技术研究》文中研究表明磷化铟（InP）是制备光电器件和微电子器件的重要半导体材料,在民用和国防军事领域应用广泛。随着InP材料需求的迅猛发展,InP晶体生长技术及设备也不断进步,大型化、国产化成为主要趋势,但在单晶炉设备国产化过程中存在一些问题,尤其是热场方面,现有热场保障与单晶炉通常由不同厂家提供,热场结构和材料在热稳定性、能耗等方面无法达到最佳效果,影响单晶制品的质量,制约单晶炉的使用效益。为了系统解决单晶炉及热场问题,课题基于磷蒸气注入原位合成技术及液封直拉InP单晶技术,研制了CZ-50型大尺寸In P高压单晶炉,并对热场进行了相关研究与设计,重点从材料和结构方面对热场进行了优化,并利用所拉制的单晶质量检测数据进行验证。1、基于磷蒸气注入原位合成技术及液封直拉InP单晶原理,开发出适于InP晶体生长特性的CZ-50型InP单晶炉。根据InP材料合成及单晶生长的特点,对单晶炉原位合成装置结构进行了创新性设计,在炉盖安装了一套可升降的热偶测温装置,实现了生产过程中坩埚内熔体温度的在线测量;利用观察窗遮挡装置及对观察窗进行加热的方法,解决了长期以来InP材料合成及单晶生长过程中由于磷挥发所导致的观察窗污染问题。该单晶炉是目前世界上最大的原位合成和晶体生长的InP单晶炉。2、针对传统石墨热场的不稳定、对称性差和能耗高等问题,利用碳碳（C/C）复合材料的优越性能对热场进行了优化。数值模拟和实验研究表明,利用C/C复合材料之后,晶体生长过程中的加热功率明显降低,固液界面温度梯度提高,热场对称性明显增加。3、应用C/C热场及CZ-50型单晶炉进行了一系列晶体生长与合成实验,对InP单晶炉的使用工艺条件进行了实验研究:包括磷注入合成阶段的温度控制、一二泡合成时熔体温度控制、磷泡加热功率的控制、以及磷泡插入深度控制,成功合成8KgInP多晶,制备了4英寸InP单晶,在合成尺寸、晶体品质等方面达到国际先进水平。4、通过测试常温Hall（表征半导体材料的一种测试方法,可以检测材料的电阻率,迁移率,载流子浓度等）、X射线摇摆曲线半高宽、位错密度（EPD）、数值模拟热应力等参数,对由CZ-50型InP单晶炉生长的晶体进行了性能分析,测试结果表明:非掺杂晶体的载流子浓度1-10×1015 cm-3,掺S晶体的载流子浓度1-10×1018 cm-3,掺Fe晶体的电阻率大于1×107Ω.cm,非掺杂晶体的迁移率大于4000 cm2/V.s,掺S晶体的迁移率大于1000 cm2/V.s,掺Fe晶体的迁移率大于1000 cm2/V.s;非掺杂晶体和掺Fe晶体的位错密度（EPD）小于1×105,掺S晶体的位错密度（EPD）位于5001×104之间,材料性能完全满足光电器件和微电子器件的使用要求[1]。
刘丁,赵小国,赵跃[10]（2017）在《直拉硅单晶生长过程建模与控制研究综述》文中研究指明硅单晶是最重要的半导体材料,90%的半导体器件和集成电路芯片都制作在硅单晶上.随着集成电路技术的快速发展,对硅单晶的品质要求也不断提高.直拉法是生产硅单晶的主要方法,其科学原理与方法、生长技术与工艺、控制策略与手段一直是理论界和产业界高度关注和不断研究的热点.本文针对直拉法电子级硅单晶生长过程,以晶体生长基本原理为基础,从生长建模、变量检测、控制方法等方面进行了全面的阐述,特别针对当今大尺寸、高品质硅单晶生长的要求,总结了目前所取得的主要研究成果与面临的问题,并提出了相应的研究思路和方法.
二、直拉法生长锗单晶的水平放肩工艺实践（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、直拉法生长锗单晶的水平放肩工艺实践（论文提纲范文）
（1）硅单晶生产过程优化调度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 生产调度问题研究现状 |
| 1.2.1 生产调度问题分类 |
| 1.2.2 生产调度问题特点 |
| 1.2.3 生产调度问题研究方法 |
| 1.3 硅单晶生产工艺流程及特点 |
| 1.3.1 硅单晶生产工艺流程 |
| 1.3.2 硅单晶生产调度问题特点 |
| 1.4 课题主要研究内容与章节安排 |
| 1.4.1 课题主要研究内容 |
| 1.4.2 课题章节安排 |
| 2 基于GPSO算法的硅单晶生产过程调度研究 |
| 2.1 硅单晶生产过程调度问题描述和数学模型 |
| 2.1.1 硅单晶生产过程问题描述 |
| 2.1.2 数学模型 |
| 2.2 GPSO算法设计 |
| 2.2.1 PSO算法概述 |
| 2.2.2 GA算法概述 |
| 2.2.3 GPSO算法设计 |
| 2.3 实例仿真 |
| 2.3.1 参数设置 |
| 2.3.2 实验结果分析 |
| 2.3.3 调度方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于RDNSGPSO算法的硅单晶生产过程调度研究 |
| 3.1 多目标问题概述 |
| 3.2 硅单晶生产过程调度问题描述和数学模型 |
| 3.2.1 硅单晶生产过程调度问题描述 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.3 RDNSGPSO算法设计 |
| 3.3.1 NSGA-Ⅱ算法概述 |
| 3.3.2 RDNSGPSO算法设计 |
| 3.4 测试函数验证 |
| 3.5 实例仿真 |
| 3.5.1 实验结果分析 |
| 3.5.2 调度方案 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 分时电价下的多目标硅单晶生产过程调度研究 |
| 4.1 问题描述与数学模型 |
| 4.1.1 问题描述 |
| 4.1.2 数学模型 |
| 4.2 算法设计 |
| 4.2.1 基于多目标的约束处理方法 |
| 4.2.2 基于实数编码的交叉操作 |
| 4.2.3 基于实数编码的变异操作 |
| 4.3 实例仿真 |
| 4.3.1 案例说明 |
| 4.3.2 参数调整 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.3.4 调度方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）大尺寸区熔单晶硅生长过程的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 单晶硅的制备方法 |
| 1.2.1 直拉法 |
| 1.2.2 区熔法 |
| 1.2.3 直拉法与区熔法的区别 |
| 1.3 区熔法拉制硅单晶 |
| 1.3.1 区熔炉设备构造 |
| 1.3.2 电磁感应线圈作用 |
| 1.3.3 转动速度和生长速度 |
| 1.3.4 区熔法生长单晶的历史演变 |
| 1.3.5 国内外最新区熔研究 |
| 1.4 区熔硅单晶的数值模拟 |
| 1.4.1 区熔单晶硅模拟概述 |
| 1.4.2 国外的区熔模拟发展 |
| 1.4.3 国内的区熔模拟发展 |
| 1.5 本课题研究对象 |
| 1.6 课题意义 |
| 2 实验 |
| 2.1 实验工具 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验物料 |
| 2.1.3 电阻率测试方法 |
| 2.2 FEMAG软件介绍 |
| 2.2.1 多场耦合模型 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 计算流程 |
| 2.2.4 物理建模 |
| 2.2.5 仿真模型的边界条件 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 电磁感应线圈几何结构的变化 |
| 2.3.2 晶体生长工艺参数的变化 |
| 3 电磁线圈的形状变化对熔区的实验模拟与分析 |
| 3.1 线圈的实验模型 |
| 3.2 电磁感应线圈有无开缝设计的实验模拟与分析 |
| 3.2.1 线圈有无开缝的实验设计 |
| 3.2.2 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 3.3 电磁线圈内孔直径的实验模拟与分析 |
| 3.3.1 线圈内孔直径的实验设计 |
| 3.3.2 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 3.4 电磁感应线圈开缝宽度实验模拟与分析 |
| 3.4.1 线圈开缝宽度的实验设计 |
| 3.4.2 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 3.5 电磁线圈开缝长度变化的模拟分析 |
| 3.5.1 线圈开缝长度的实验设计 |
| 3.5.2 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 3.6 电磁线圈下斜面角度的实验模拟与分析 |
| 3.6.1 线圈下斜面角度的实验设计 |
| 3.6.2 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 3.7 6英寸区熔单晶生长用线圈的设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 单晶生长工艺参数变化对熔区的实验模拟与分析 |
| 4.1 单晶转动速度的变化对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 4.1.1 单晶转动的实验设计 |
| 4.1.2 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 4.2 硅单晶生长速度的变化对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 4.2.1 硅单晶拉速的物理意义 |
| 4.2.2 单晶拉速的实验设计 |
| 4.2.3 对熔区温度场和形状的模拟分析 |
| 4.3 单晶拉速的实验 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（3）锗单晶材料的发展现状（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 锗单晶的制备方法 |
| 2 锗单晶材料的应用 |
| 2.1 红外光学用锗单晶 |
| 2.2 太阳能电池用锗单晶 |
| 2.3 高纯锗单晶 |
| 3 结语 |
（4）基于特征选择的CZ硅单晶放肩阶段断棱的预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 CZ硅单晶生长工艺流程及放肩阶段常见问题 |
| 1.2.1 CZ硅单晶生长工艺流程 |
| 1.2.2 放肩阶段的常见问题 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 特征选择研究现状 |
| 1.3.2 半导体行业质量预测研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作及组织结构 |
| 2 基于特征选择的放肩阶段断棱的预测研究概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 放肩断棱预测研究的基本流程 |
| 2.3 相关基础理论概述 |
| 2.3.1 位错原理 |
| 2.3.2 特征选择算法 |
| 2.3.3 分类器 |
| 2.3.4 模型性能评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 放肩阶段单晶炉的数据采集及数据预处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据来源 |
| 3.3 数据预处理 |
| 3.3.1 数据采集 |
| 3.3.2 样本抽取 |
| 3.3.3 特征缩放 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 放肩阶段断棱的相关性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据来源 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 运行平台 |
| 4.3.2 基于MIC的计算结果分析 |
| 4.3.3 基于MRMR的计算结果分析 |
| 4.3.4 基于Relief的计算结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 放肩阶段断棱预测分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 参数设置平台 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 模型的训练集与测试集选取 |
| 5.3.2 LR实验结果与分析 |
| 5.3.3 LDA实验结果与分析 |
| 5.3.4 KNN实验结果与分析 |
| 5.3.5 CART实验结果与分析 |
| 5.3.6 模型验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（5）软轴单晶炉晶体生长的固有干扰因素分析（论文提纲范文）
| 1 软轴单晶炉结构特点和固有干扰分析 |
| 1.1 软轴单晶炉结构特点 |
| 1.2 软轴单晶炉固有干扰因素分析 |
| 1.2.1 软轴单晶炉热场 |
| 1.2.2 软轴系统的单摆振动 |
| 1.2.3 软轴系统的弹簧振荡 |
| 1.2.4 软轴系统扭摆震荡和傅科摆的干扰 |
| 2 讨论 |
| 2.1 软轴单晶炉热场改进 |
| 2.2 固有干扰的抑制 |
| 2.2.1 稳定晶体生长过程中的工艺参数控制 |
| 2.2.2 机械阻尼或者电磁阻尼 |
| 2.2.3 实例 |
| 3 结语 |
（6）工艺参数对直拉掺锑锗单晶电阻率轴向均匀性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 锗单晶生长方法简介 |
| 1.2 溶质分凝与电阻率 |
| 1.3 浮埚法简介 |
| 1.4 锗单晶直拉法生长中的熔体流动 |
| 1.4.1 直拉熔体典型对流结构 |
| 1.4.2 熔体流动对晶体电阻率分布的影响 |
| 1.5 本文的研究意义与研究方案 |
| 2. 国内外研究进展 |
| 2.1 单晶生长数值模拟的研究进展 |
| 2.2 溶质分布与电阻率均匀性的研究进展 |
| 2.3 直拉熔体流动模拟的研究进展 |
| 3 熔体流动与溶质分布数值模拟 |
| 3.1 模型的建立 |
| 3.1.1 模拟中的控制方程 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.1.3 求解方法 |
| 3.1.4 模拟中用到的物性参数 |
| 3.2 数值模拟中的基本假设 |
| 3.3 CG-SIM流场模拟过程 |
| 4 数值模拟结果分析 |
| 4.1 影响熔体流动因素的数值模拟 |
| 4.1.1 坩埚转速对熔体流动的影响 |
| 4.1.2 晶体转速对熔体流动的影响 |
| 4.1.3 晶体拉速对熔体流动的影响 |
| 4.2 不同参数下溶质分布模拟结果 |
| 4.2.1 埚转对溶质分布的影响 |
| 4.2.2 晶转对溶质分布的影响 |
| 4.2.3 拉速对溶质分布的影响 |
| 5 晶体生长与电阻率均匀性分析 |
| 5.1 电阻率均匀性表征方法 |
| 5.1.1 四探针法测定电阻率 |
| 5.1.2 凝固分数与有效分凝系数的计算 |
| 5.1.3 电阻率与掺杂浓度的换算 |
| 5.2 不同工艺参数下的晶体生长实验 |
| 5.2.1 坩埚转速对电阻率均匀性的影响 |
| 5.2.2 晶体转速对电阻率均匀性的影响 |
| 5.2.3 拉速对电阻率均匀性的影响 |
| 5.2.4 优化工艺后的单晶电阻率均匀性 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（7）<100>P型4英寸低位错锗晶体电阻率径向均匀性的研究（论文提纲范文）
| 1 数值模拟实验 |
| 1.1 控制方程 |
| 1.2 炉体结构 |
| 1.3 参数设置 |
| 2 锗晶体生长实验 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 生长过程中固液界面形状 |
| 3.2 数值模拟结果及分析 |
| 3.2.1 加热器的结构形状对固液界面的影响 |
| 3.2.2 加热器的长径比对固液界面的影响 |
| 3.2.3 碳毡保温层厚度对固液界面的影响 |
| 3.2.4 晶体生长工艺参数对固液界面的影响 |
| 3.3 晶体界面实验 |
| 3.4 电阻率径向不均匀性测试 |
| 4 结 论 |
（8）GaAs/Ge空间太阳电池用4英寸低位错锗单晶电阻率均匀性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 GaAs/Ge空间太阳电池的国内外研究进展 |
| 1.2 低位错锗单晶的制备方法 |
| 1.2.1 提拉法 |
| 1.2.2 垂直梯度凝固法 |
| 1.3 数值模拟在晶体生长中的应用及发展 |
| 1.4 本文的研究内容及意义 |
| 2 晶体生长软件的数值模拟研究 |
| 2.1 锗单晶生长方法的确定 |
| 2.2 直拉法生长锗单晶的数学分析模型的建立 |
| 2.2.1 稳态热传导方程 |
| 2.2.2 辐射传热方程 |
| 2.2.3 对流传热方程 |
| 2.2.4 模拟守恒方程 |
| 2.2.5 边界条件 |
| 2.3 模拟软件的选择 |
| 2.4 分析步骤 |
| 2.5 模拟参数的设置 |
| 3 影响锗单晶固液界面形状因素的数值模拟研究 |
| 3.1 加热器结构对固液界面的影响 |
| 3.1.1 单加热器对晶体生长热场温度分布的影响 |
| 3.1.2 双加热器对晶体生长热场温度分布的影响 |
| 3.1.3 加热器长径比对晶体生长热场温度分布的影响 |
| 3.2 保温层厚度对固液界面的影响 |
| 3.3 坩埚位置对固液界面的影响 |
| 3.4 工艺参数对界面形状的影响 |
| 3.4.1 影响固液界面的工艺条件 |
| 3.4.2 晶转对固液界面的影响 |
| 3.4.3 埚转对固液界面的影响 |
| 3.4.4 拉速对固液界面的影响 |
| 3.4.5 等径阶段对固液界面的影响 |
| 3.5 放肩角度对固液界面的影响 |
| 3.6 小结 |
| 4 低位错锗晶体生长界面研究与高电阻率均匀性单晶生长实验 |
| 4.1 低位错锗单晶生长实验 |
| 4.1.1 晶体生长设备 |
| 4.1.2 晶体生长工艺 |
| 4.1.3 上保温盖轴向温场测试实验 |
| 4.1.4 实际晶体生长固液界面实验 |
| 4.2 小结 |
| 5 低位错锗单晶高电阻率均匀性表征与研究 |
| 5.1 电阻率径向不均匀性测试 |
| 5.2 电阻率均匀性的研究 |
| 5.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（9）InP单晶装备及工艺热场技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 研究报告 |
| 第一章 InP单晶制备及工艺热场对单晶生长的影响 |
| 1.1 InP材料及生长技术 |
| 1.1.1 InP材料及其应用 |
| 1.1.2 InP材料制备 |
| 1.2 单晶炉工艺热场 |
| 1.2.3 热场 |
| 1.2.4 热场对晶体生长的影响 |
| 1.2.5 决定热场的因素 |
| 1.2.6 晶体生长过程面临的热场问题 |
| 1.3 课题的主要研究工作 |
| 第二章 单晶炉热场设计理论 |
| 2.1 热场温度梯度与晶体生长 |
| 2.2 晶体物态变化时的温度变化 |
| 2.2.1 晶体熔化与结晶状态 |
| 2.2.2 晶体的结晶热力学与动力学过程 |
| 2.2.3 生长界面稳定性与热场的关系 |
| 2.3 晶体生长方向与热场的关系 |
| 2.4 晶体生长的热场配置及设计 |
| 2.4.1 热场配置 |
| 2.4.2 单晶炉热场设计 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 Cz-50型InP高压单晶炉设计 |
| 3.1 Cz-50型InP单晶炉的整体结构 |
| 3.2 原位合成结构 |
| 3.2.1 总体设计方案 |
| 3.2.2 磷泡升降机构 |
| 3.2.3 热偶升降机构 |
| 3.2.4 观察窗防污染装置 |
| 3.3 单晶炉传动机构 |
| 3.4 真空、充气放气系统 |
| 3.5 水冷系统 |
| 3.6 电气控制系统 |
| 3.6.5 PLC |
| 3.6.6 人机界面(触摸屏) |
| 3.6.7 电气控制系统的特点 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 InP高压单晶炉热场设计 |
| 4.1 石墨热场应用于InP单晶炉的数值模拟 |
| 4.1.1 数值模拟 |
| 4.1.2 InP材料的物理参数 |
| 4.1.3 模拟过程 |
| 4.1.4 模拟结果分析 |
| 4.2 石墨热场应用于InP单晶炉晶体生长 |
| 4.3 碳碳(C/C)复合材料 |
| 4.3.1 C/C复合材料的特性及应用 |
| 4.3.2 C/C复合材料热场 |
| 4.3.3 C/C热场材料技术指标 |
| 4.4 InP单晶炉C/C热场结构设计 |
| 4.4.1 C/C热场结构设计路线 |
| 4.4.2 C/C热场部件性能试验路线 |
| 技术成果 |
| 4.5 应用C/C热场的模拟及晶体生长 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 应用C/C热场的InP单晶炉实验研究 |
| 5.1 磷注入合成工艺控制 |
| 5.1.1 磷注入合成温度控制 |
| 5.1.2 一、二泡合成时熔体温度选择 |
| 5.1.3 磷泡加热功率控制 |
| 5.1.4 磷泡插入深度 |
| 5.2 晶体等直径生长工艺控制 |
| 5.2.1 放肩与等径时的晶位 |
| 5.2.2 埚升时的埚位 |
| 5.2.3 收尾 |
| 5.3 引晶及放肩时的数值模拟分析 |
| 5.4 C/C热场InP单晶炉多晶实验及单晶生长 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 C/C工艺热场下单晶的质量检测及缺陷形成分析 |
| 6.1 晶体的物理参数 |
| 6.2 XRD摇摆曲线半高宽 |
| 6.3 位错分析 |
| 6.3.1 位错坑形貌 |
| 6.3.2 不同热场条件下的位错分布 |
| 6.3.3 位错与应力的关系及热场优化效果 |
| 6.4 直径变化对位错及应力的影响 |
| 6.5 InP晶体内部位错分布的各向异性 |
| 6.6 熔体的配比度对位错的影响 |
| 6.7 气孔控制 |
| 6.8 孪晶控制 |
| 6.8.1 孪晶产生机理及减少孪晶的技术 |
| 6.8.2 孪晶的影响因素 |
| 6.8.3 抑制孪晶的方法 |
| 6.9 小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 综述 |
| 第八章 InP单晶装备及技术发展 |
| 8.1 晶体生长方法及Cz单晶炉的发展现状 |
| 8.1.1 晶体生长方法 |
| 8.1.2 Cz单晶技术 |
| 8.1.3 高压单晶炉 |
| 8.1.4 LEC晶体生长过程的直径自动控制 |
| 8.1.5 数值模拟与晶体生长 |
| 8.2 InP生长技术 |
| 8.2.1 InP单晶制备方法 |
| 8.2.2 InP单晶生长技术 |
| 市场分析报告 |
| 第九章 磷化铟单晶材料及装备市场分析 |
| 9.1 磷化铟行业发展现状 |
| 9.1.1 全球磷化铟行业发展现状 |
| 9.1.2 我国磷化铟材料的发展现状 |
| 9.1.3 我国磷化铟材料装备现状 |
| 9.1.4 我国磷化铟材料装备发展方向 |
| 9.2 磷化铟行业市场分析 |
| 9.2.1 中国磷化铟行业市场供需分析 |
| 9.2.2 中国磷化铟行业价格分析 |
| 9.3 中国磷化铟产业链重点企业 |
| 9.4 磷化铟行业发展前景 |
| 9.4.1 中国磷化铟行业市场预测 |
| 9.4.2 中国磷化铟行业技术发展方向 |
| 9.5 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
四、直拉法生长锗单晶的水平放肩工艺实践（论文参考文献）
- [1]硅单晶生产过程优化调度研究[D]. 赵颖珍. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]大尺寸区熔单晶硅生长过程的数值模拟[D]. 郭亚葳. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [3]锗单晶材料的发展现状[J]. 董汝昆,吴绍华,王柯,尹国良,史娜娜,姚杨,郭晨宇. 红外技术, 2021(05)
- [4]基于特征选择的CZ硅单晶放肩阶段断棱的预测研究[D]. 翟晓彤. 郑州大学, 2020(02)
- [5]软轴单晶炉晶体生长的固有干扰因素分析[J]. 张志坚,池蓉,罗凤灵. 云南冶金, 2019(05)
- [6]工艺参数对直拉掺锑锗单晶电阻率轴向均匀性的影响[D]. 张廷慧. 北京有色金属研究总院, 2018(09)
- [7]<100>P型4英寸低位错锗晶体电阻率径向均匀性的研究[J]. 李葳,黎建明,冯德伸,高欢欢,王霈文. 稀有金属, 2019(09)
- [8]GaAs/Ge空间太阳电池用4英寸低位错锗单晶电阻率均匀性的研究[D]. 李葳. 北京有色金属研究总院, 2017(02)
- [9]InP单晶装备及工艺热场技术研究[D]. 梁仁和. 天津大学, 2017(08)
- [10]直拉硅单晶生长过程建模与控制研究综述[J]. 刘丁,赵小国,赵跃. 控制理论与应用, 2017(01)