导读:本文包含了直拉硅单晶炉论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硅单晶,模型辨识,深度信念网络,连续受限玻尔兹曼机
直拉硅单晶炉论文文献综述
杨曼[1]（2019）在《直拉硅单晶生长中晶体直径模型辨识方法研究》一文中研究指出太阳能光伏产业和大规模集成电路的快速发展,对半导体行业提出能够生产直径更大、质量更高单晶硅的要求,目前制备高品质硅单晶的最常用方法为直拉法(CZ法)。在实际使用直拉法生长硅单晶时,通常通过改变两个关键变量-拉速和热场温度来控制晶体直径。并且,由于晶体生长过程中存在叁个特性:一是晶体直径对拉速和热场温度变化的响应存在时间滞后的特性,二是晶体生长过程体现非线性特性,叁是晶体生长过程中的各种参数随时间缓慢变化特性。为获得等直径、高品质的硅单晶,通过建立两个变量和晶体直径之间的模型,以此对晶体直径进行控制是较为有效的办法。因此,本文研究重点是:通过数据分析得到直径受拉速和热场温度影响的模型。由于晶体生长过程中涉及多个变化过程和多个变量,使用机理建模方法所建立的模型变量较多并且难以准确求解,因此本文采用基于系统真实数据建立系统模型的思想。在模型辨识方面,分为叁部分,分别为拉速-晶体直径模型辨识,热场温度-晶体直径模型辨识和同时考虑热场温度和提拉速度对晶体直径影响的模型辨识。辨识步骤为:第一步确定模型阶次和输出对输入量变化响应的时间滞后,第二步进行模型参数辨识。首先,在晶体生长过程中,采集由两个变量变化引起的晶体直径明显改变阶段的数据,并对数据进行预处理操作;其次,辨识模型的结构,第一步利用叁层前馈网络和模糊逼近分别确定提拉速度和热场温度的模型阶次,第二步利用行列式比值法确定滞后阶次;最后,在确定模型结构后,基于改进深度信念网络算法辨识提拉速度-晶体直径和热场温度-晶体直径的模型参数。将提拉速度和热场温度作为输入,晶体直径作为输出的非线性模型,基于改进的卷积神经网络算法辨识模型参数。仿真实验表明,本文辨识所得的滞后阶次和模型阶次均符合经验值,并且本文所改进的深度信念网络辨识方法和卷积神经网络辨识方法较传统辨识方法而言,具有更高的模型辨识精度。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）
孙玉鑫,陈加和,余学功,马向阳,杨德仁[2]（2019）在《直拉硅单晶的杂质工程:微量掺锗的效应》一文中研究指出直拉硅单晶是集成电路的基础材料,因而在过去几十年来被广泛而深入研究.直拉硅单晶的缺陷以及机械强度对集成电路制造的成品率有显着的影响.传统上,人们认为直拉硅单晶中除了掺杂所需的电活性杂质以及不可避免的氧杂质以外,其他杂质越少越好.在此情形下,直拉硅单晶的缺陷控制和机械强度的改善几乎只能依赖于晶体生长工艺的优化.为了打破这种限制,我们提出在直拉硅单晶中掺入特定的非电活性杂质,既可以通过这些杂质原子与点缺陷的相互作用来调控维度更高的缺陷的行为,又可以发挥增强机械强度的作用,这就是直拉硅单晶的杂质工程.本文首先阐述直拉硅单晶的杂质工程的研究背景与意义,随后综述作为直拉硅单晶的杂质工程的一个范本——微量掺锗的效应,包括掺锗对氧沉淀和空洞等缺陷形成的影响及其对集成电路制造的有益作用,以及掺锗对硅片机械强度的增强作用.(本文来源于《中国科学:信息科学》期刊2019年04期）
张晶,潘亚妮,刘丁,牟伟明[3]（2018）在《基于响应面法的直拉硅单晶生长工艺参数优化方法》一文中研究指出在直拉法制备硅单晶的过程中,要得到优质的晶体必须建立合理的温度分布,而单晶炉内热场的分布与工艺参数的设定密切相关。其中以晶体转速、坩埚转速和拉速等叁个工艺参数对热场分布的影响尤为显着。为了确定最佳热场分布下晶转、埚转及拉速的设定值,本文采用响应面算法通过方程拟合、回归分析等步骤求解这叁个工艺参量与温度梯度之间的最佳函数模型,并在该模型下同时对这叁个工艺参量进行优化分析,且通过仿真实验和拉晶实验表明该方法的有效性。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2018年12期）
梁仁和,曾周末,孙聂枫,王书杰,孙同年[4]（2018）在《InP高压直拉单晶炉的热场优化设计与分析》一文中研究指出高压直拉单晶炉的热场对磷化铟(InP)晶体生长过程有重要影响,存在缺陷的热场很难生长出合格的InP单晶,因此对InP晶体生长的热场进行优化设计与分析非常必要。提出了采用新型的碳/碳(C/C)复合材料加热器、复合固化硬毡为保温筒的热场结构,并通过仿真设计优化了InP单晶热场,解决了原有的以石墨加热器和碳纤维软毡为基础的InP单晶热场稳定性和对称性差以及使用寿命短的问题。经过实验测试,加热效率提高了25%,使用寿命达到90炉以上。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2018年11期）
张妮,刘丁,冯雪亮[5]（2018）在《直拉硅单晶生长过程中工艺参数对相变界面形态的影响》一文中研究指出为改善晶体相变界面形态,提高晶体品质,提出了一种融合浸入边界法(immersed boundary method,IBM)和格子Boltzmann法(lattice Boltzmann method, LBM)的二维轴对称浸入边界热格子Boltzmann模型来研究直拉法硅单晶生长中的相变问题.将相变界面视为浸没边界,用拉格朗日节点显式追踪相变界面;用LBM求解熔体中的流场和温度分布;用有限差分法求解晶体中的温度分布.实现了基于IB-LBM的动边界晶体生长过程研究.得到了不同晶体生长工艺参数作用下的相变界面,并用相变界面位置偏差绝对值的均值和偏差的标准差来衡量界面的平坦度,得到平坦相变界面对应工艺参数的调整方法.研究表明,相变过程与晶体提拉速度、晶体旋转参数和坩埚旋转参数的相互作用有关,合理地配置晶体旋转参数和坩埚旋转参数的比值,能够得到平坦的相变界面.(本文来源于《物理学报》期刊2018年21期）
冯雪亮[6]（2018）在《直拉法硅单晶生长固液相变模型与数值仿真研究》一文中研究指出硅单晶作为半导体行业基础材料,对集成电路技术和光伏发电产业的发展起着非常重要的作用。随着大规模集成电路的发展,对硅单晶有了更高的要求,具体表现为高纯度、高均匀性、低缺陷和大尺寸四个方面。直拉法是生长硅单晶的主要方法,直拉法生长硅单晶的实质是多晶硅熔体在特定环境下转化为固体硅单晶的固液相变过程。该相变过程伴随着流动传热现象,且相变界面的形态会影响硅单晶的位错密度大小和剖面上电阻率的均匀性,对晶体品质产生较大的影响。因此,研究直拉法硅单晶生长中的固液相变过程,对了解相变过程中的物理现象,改善晶体生长工艺参数,提高晶体品质都具有非常重要的理论意义和实际价值。本文提出了一种融合浸入边界法和格子Boltzmann法的二维轴对称模型,用于研究直拉法晶体生长中的固液相变问题。将相变界面视为浸入边界,用拉格朗日节点显式追踪相变界面位置;用格子Boltzmann方法求解熔体中的流场与温度场;用有限差分法求解晶体中温度分布。在上述理论及方法的基础上,研究基于浸入边界-格子Boltzmann方法的动态相变界面晶体生长过程,得到了不同晶体生长控制参数作用下的流场、温度场以及相变界面形态。最后,引入相变界面位置与自由表面位置偏差的标准差和均值来衡量相变界面的平坦度,得到了平坦相变界面对应的工艺参数调整方法。仿真实验结果表明,相变过程与晶体提拉速度、晶体旋转参数和坩埚旋转参数密切相关,适当地增大晶体提拉速度,能有效地改善相变界面严重凸向熔体的问题,在只有晶体旋转作用时,相变界面凸向熔体的情况能够得到抑制,但相变界面波动较大,在晶体旋转和坩埚旋转共同作用时,通过调节晶体和坩埚的旋转速度比值,可以获得较好的相变界面形态,并发现平坦相变界面形状下晶体旋转参数和坩埚旋转参数满足一定的函数关系。上述研究结果为晶体生长工艺参数的调整提供了理论依据和实验途径。(本文来源于《西安理工大学》期刊2018-06-30）
赵剑[7]（2017）在《直拉硅单晶中Ⅳ族元素杂质的效应》一文中研究指出直拉单晶硅片是集成电路的基础材料,其缺陷和机械强度对集成电路的成品率和性能有重要影响。因此,控制直拉硅片中的缺陷以及改善直拉硅片的机械强度是硅材料研究的重要内容。直拉硅中的某些非电活性杂质有可能对缺陷的形成和机械强度有显着的影响。本文研究了 ⅣV族元素(碳、锗和锡)掺杂对直拉硅片中点缺陷和氧沉淀等缺陷形成的影响,并着重研究了碳对机械强度的作用,得到如下主要创新成果:(1)利用金扩散结合深能级瞬态谱(DLTS)表征,研究了碳掺杂对直拉硅片在快速热处理(RTP)过程中空位-氧复合体(VOm,m≥2 形成的影响。研究发现,在RTP预处理的情况下,浓度为1017cm-3的碳掺杂可以显着增加硅片中注入的VOm浓度,并且VOm浓度随着RTP降温速率的增大而增大。第一性原理计算的结果表明,硅中的自间隙硅原子容易被碳原子束缚。因此,碳和自间隙硅原子相互作用形成CI复合体。在RTP的降温过程中,空位和自间隙硅原子的复合受到了抑制,使得硅片中留存的空位浓度显着增加,从而使VOm复合体的浓度增加。掺碳直拉硅片在经过1250℃/60s预处理后再进行低温(650℃或800℃)和高温(1000℃)两步热处理时,由VOm复合体促进的氧沉淀形核比未故意掺碳直拉硅片中的更加强烈,因而具有更加显着的氧沉淀。由此表明:掺碳对提高硅片的内吸杂能力是有益的。但是,掺碳直拉硅片在有高温RTP预处理的情况下,为了形成洁净区,需要谨慎地选择氧沉淀形核的热处理温度。研究表明,650 ℃是更为合理的氧沉淀形核温度。(2)通过纳米压痕、维氏硬度测量以及位错滑移表征等手段,研究了碳掺杂对硅片的硬度、杨氏模量和硅片的断裂韧性的影响。发现由于碳的掺杂,硅片的硬度、杨氏模量和断裂韧性都有一定程度的降低。在温度550℃-700℃时,碳降低了硅片中位错运动的激活能,促进了硅片中位错的运动。但是,从压痕诱生位错的滑移来看,当温度高于800 ℃时,碳掺杂会减小相同残余应力下位错的滑移长度,即抑制位错的运动。(3)研究了浓度为～1019cm-3的锗掺杂下对掺硼浓度为～1018cm-3的重掺P型直拉硅片在RTP及低-高两步热处理工艺中氧沉淀的影响。研究发现在没有RTP预处理的情况下,锗原子由于尺寸较大,在硅晶格中引入了压应力,对较小尺寸的硼原子在硅晶格中所产生的拉应力起到一定的补偿作用,从而削弱了高浓度硼掺杂对直拉硅片中氧沉淀的促进作用,同时影响了氧沉淀的形貌;而在有RTP预处理的情况下,由于锗掺杂增加了硅片中的空位浓度,由此引入更多的氧沉淀异质形核中心,因而促进了硅片中的氧沉淀。(4)通过金扩散结合DLTS表征,研究了浓度为～1017 cm-3的锡掺杂对不同条件下直拉硅片中空位浓度的影响。发现在没有RTP预处理的情况下,锡掺杂会轻微增加硅片中的空位浓度,而在经过RTP预处理的情况下,锡掺杂显着增大了硅片中的空位浓度。此外,研究了锡掺杂对直拉硅片在低温(650 ℃或800 ℃)和高温(1000 ℃)两步热处理时的氧沉淀的影响。发现在无RTP预处理的情况下,锡掺杂对硅片中的氧沉淀呈抑制作用;而在有RTP预处理的情况下,由于锡掺杂使硅片中的空位浓度更高而促进了氧沉淀的形核,因而锡掺杂促进了氧沉淀,这对提高硅片的内吸杂能力是有利的。此外,研究还表明锡掺杂不会影响硅片近表面洁净区的形成。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-10-01）
佟丽英,高丹[8]（2016）在《直拉硅单晶中微缺陷的特征及演变》一文中研究指出直拉硅单晶抛光片经过高温氧化后,腐蚀显示出氧化诱生缺陷,包括漩涡缺陷和氧化层错(oxidation induced stacking faults,OISF),其形状和分布与单晶生长过程中形成的微缺陷有一定的对应关系。文章通过试验显示出漩涡缺陷的内部特征及OISF的密度变化,推测出其对器件性能产生的影响,并确定控制单晶质量的特征参数。(本文来源于《合肥工业大学学报(自然科学版)》期刊2016年09期）
隋佳琦[9]（2016）在《6-8英寸直拉区熔硅单晶生长工艺》一文中研究指出利用特殊的直拉工艺将成本较低的碎多晶硅料在直拉工艺过程中掺杂和拉制多晶棒料,然后利用特殊区熔工艺进行脱氧、脱碳、脱杂和单晶化,制备直径达到6-8英寸硅单晶,其产品可以广泛推广用于现有区熔中、低阻值半导体市场,同时因其品质优势和低成本特点可以对现有直拉IC级市场进行产业延伸,在此基础上研发出的新一代高效太阳能CFZ硅单晶,CFZ太阳电池具有高转换效率,规模制造成本较大程度的低于预期成本,可以预见此项技术的大规模应用将极大的促进光伏产业产品换代和产业升级。(本文来源于《天津市电视技术研究会2016年年会论文集》期刊2016-08-01）
王蕾[10]（2016）在《高拉速低能耗Φ200mm直拉硅单晶用热场的设计与分析》一文中研究指出直拉硅单晶是重要的半导体材料,广泛应用于集成电路和太阳能光伏电池的制造。热场是直拉硅单晶生长技术的核心,对产品的质量、产量和成本产生重要的影响。因此合理的设计热场是硅单晶生产企业增强其市场竞争力的重要方法。本文基于公司开发的CZ-95型单晶炉,在介绍晶体生长相关理论的基础上,以提高晶体生长速度和降低加热电能消耗为目标,设计出了适用于生长Φ200mm直拉硅单晶的热场。确定部件组成、设计顺序、排气路线和材质等热场的整体设计,以石英坩埚的尺寸为基准设计坩埚支撑、加热器和侧保温等部件。使用专业热场模拟软件对热屏和底保温设计进行数值模拟,得到了固液界面温度梯度、加热功率和热场温度分布,分析了热屏内表面形状和反射板对晶体生长速度及加热电能消耗产生的影响,并进行晶体生长实验验证。模拟和实验结果表明,倾斜垂直的热屏设计增强了晶体表面的热辐射效果,晶体生长速度增幅达到12mm/h,并将热应力的增加控制在位错产生的临界值以内;增加反射板的底保温减小了加热电能消耗13.8kW,降低了硅单晶的生产成本,同时还略微提高了晶体生长速度。晶体生长实验成功生长出Φ200mm直拉硅单晶棒,晶体等径平均生长速度为60mm/h,等径平均加热功率为46kW,达到了热场的设计目标,满足了客户的实际生产需要。(本文来源于《西安理工大学》期刊2016-06-30）
直拉硅单晶炉论文开题报告
（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：
直拉硅单晶是集成电路的基础材料,因而在过去几十年来被广泛而深入研究.直拉硅单晶的缺陷以及机械强度对集成电路制造的成品率有显着的影响.传统上,人们认为直拉硅单晶中除了掺杂所需的电活性杂质以及不可避免的氧杂质以外,其他杂质越少越好.在此情形下,直拉硅单晶的缺陷控制和机械强度的改善几乎只能依赖于晶体生长工艺的优化.为了打破这种限制,我们提出在直拉硅单晶中掺入特定的非电活性杂质,既可以通过这些杂质原子与点缺陷的相互作用来调控维度更高的缺陷的行为,又可以发挥增强机械强度的作用,这就是直拉硅单晶的杂质工程.本文首先阐述直拉硅单晶的杂质工程的研究背景与意义,随后综述作为直拉硅单晶的杂质工程的一个范本——微量掺锗的效应,包括掺锗对氧沉淀和空洞等缺陷形成的影响及其对集成电路制造的有益作用,以及掺锗对硅片机械强度的增强作用.
（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。
直拉硅单晶炉论文参考文献
[1].杨曼.直拉硅单晶生长中晶体直径模型辨识方法研究[D].西安理工大学.2019
[2].孙玉鑫,陈加和,余学功,马向阳,杨德仁.直拉硅单晶的杂质工程:微量掺锗的效应[J].中国科学:信息科学.2019
[3].张晶,潘亚妮,刘丁,牟伟明.基于响应面法的直拉硅单晶生长工艺参数优化方法[J].人工晶体学报.2018
[4].梁仁和,曾周末,孙聂枫,王书杰,孙同年.InP高压直拉单晶炉的热场优化设计与分析[J].仪器仪表学报.2018
[5].张妮,刘丁,冯雪亮.直拉硅单晶生长过程中工艺参数对相变界面形态的影响[J].物理学报.2018
[6].冯雪亮.直拉法硅单晶生长固液相变模型与数值仿真研究[D].西安理工大学.2018
[7].赵剑.直拉硅单晶中Ⅳ族元素杂质的效应[D].浙江大学.2017
[8].佟丽英,高丹.直拉硅单晶中微缺陷的特征及演变[J].合肥工业大学学报(自然科学版).2016
[9].隋佳琦.6-8英寸直拉区熔硅单晶生长工艺[C].天津市电视技术研究会2016年年会论文集.2016
[10].王蕾.高拉速低能耗Φ200mm直拉硅单晶用热场的设计与分析[D].西安理工大学.2016