sic单晶生长备加热系统设计及其仿真.pdf

摘 要 随着半导体技术的发展，传统的第一代材料Si和第二代材料GaAs由于本身 结构和特性的原因， 在高温、高频、高功率等方面显示出其不足和局限性，一系 列新型的半导体材料如SiC、GaN、金刚石等越来越引起人们的重视。 其中SiC材料以其特有的大禁带宽度、高临界击穿场强、高电子迁移率、高 热导率等特性，被看作是半导体领域最有前景的材料之一。碳化硅材料独特的物 理性能决定了其在人造卫星、火箭、雷达、通讯、战斗机、喷气发动机等重要领 域的应用。因此各发达国家都投入了大量的人力物力进行相关技术研究，各种相 关产品逐渐得到开发。 SiC单晶制备的研究己成为目前半导体材料领域的一个研究热点，并已取得了 长足的进步，但距离大规模应用还存在一定的距离。在面临的技术难题中SiC单 晶生长设备对SiC单晶的制备具有重要的影响， 本论文依据SIC晶体生长工艺的要求，在多年研究工作的基础上根据PVT法 晶体生长特点，设计了满足晶体生长所用的石墨坩埚结构、保温机构、感应线圈 的结构以及达到生长温度所需感应加热电源。同时利用ANSYS多物理场耦合分析 软件，对生长炉的三维实体模型进行合理简化，建立适合于模拟分析软件中分析 运用的有限元模型，模拟出生长炉的加热系统。使用ANSYS中的电磁和热分析模 块对影响晶体生长加热系统因素进行分析和讨论，获得了一些在实际应用和理论 研究上有价值的研究结果。 关键词：SiC单晶生长设备加热系统仿真 Abstract Withthe ofsemiconductor traditionalfirst development technology，the the materialofSiandGaAs，thesecond material，because generation generation somedeficienciesand of allhave andcharacteristic configuration themselves，they of and newseries limitationsin highpower．A frequency hightemperature，high diamondandSOonare more suchasSiC，GaN，and semiconductormaterials drawing attention． andmore band criticalbreakdown the ofwide field，high Because gap，high properties hasbeenseenasoneofthe electron the