單晶直徑在生長(zhǎng)過程中可受到溫度,提拉速度與轉(zhuǎn)速,坩堝速度與轉(zhuǎn)速,保護(hù)氣體的流速等因素的影響。其中溫度主要決定能否成晶,而速度將直接影響到晶體的內(nèi)在質(zhì)量,而這種影響卻只能在單晶拉出后通過檢測(cè)才能獲知。溫度分布合適的熱場(chǎng),不僅單晶生長(zhǎng)順利,而且品質(zhì)較高;如果熱場(chǎng)的溫度分布不是很合理,生長(zhǎng)單晶的過程中容易產(chǎn)生各種缺陷,影響質(zhì)量,情況嚴(yán)重的出現(xiàn)變晶現(xiàn)象生長(zhǎng)不出來(lái)單晶。因此在投資單晶生長(zhǎng)企業(yè)的前期,一定要根據(jù)生長(zhǎng)設(shè)備,配置出合理的熱場(chǎng),從而保證生產(chǎn)出來(lái)的單晶的品質(zhì)。在晶體生長(zhǎng)分析與設(shè)計(jì)中,實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真是相輔相成的,其過程可以分為兩個(gè)部分:
(1)在階段,利用引上法晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬參數(shù)的調(diào)整。
(2)在第二階段,利用數(shù)值模擬是用來(lái)確定的晶體生長(zhǎng)工藝參數(shù)。
數(shù)值仿真是用來(lái)獲得廉價(jià)的,完整的和細(xì)節(jié)的結(jié)晶過程,以此方法用來(lái)預(yù)測(cè)晶體生長(zhǎng),改善晶體生長(zhǎng)技術(shù)。數(shù)值模擬是當(dāng)實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用太昂貴或無(wú)法常規(guī)進(jìn)行時(shí)一種非常有用或必不可少的方法。舉例來(lái)說(shuō),對(duì)于無(wú)經(jīng)驗(yàn)人員,可以形象化展示熔體流動(dòng)的歷史點(diǎn)缺陷和熱應(yīng)力細(xì)節(jié)。所以數(shù)值仿真是一種達(dá)到較高生產(chǎn)率和較好滿足市場(chǎng)對(duì)晶體直徑,質(zhì)量要求的辦法。面向過程的仿真軟件FEMAG為用戶提供了可以深入研究的數(shù)值工具,用戶通過有效的計(jì)算機(jī)模擬可以設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作流程。通過對(duì)單晶爐熱場(chǎng)的仿真計(jì)算,優(yōu)化設(shè)計(jì)單晶爐的機(jī)械結(jié)構(gòu),在拉晶過程中以仿真結(jié)果設(shè)定合理的理論拉晶曲線,就可以在實(shí)際生產(chǎn)中是完全可以生長(zhǎng)出合格的單晶棒。