1、提拉法是工業(yè)化生長(zhǎng)硅單晶最廣泛使用的方法，由于晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)的幾何條件、加熱裝置、熔體特性等情況復(fù)雜，要準(zhǔn)確地獲得流場(chǎng)的信息，正確把握生長(zhǎng)爐內(nèi)所有傳輸現(xiàn)象，需要將爐內(nèi)所有構(gòu)成要素全部加以考慮進(jìn)行分析，建立有效的全局分析模型。全局分析也是了解流場(chǎng)整體特性和晶體生長(zhǎng)爐結(jié)構(gòu)特征的必要途徑。本文針對(duì)提拉法晶體生長(zhǎng)全局特點(diǎn)，研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：(1)在提拉法晶體生長(zhǎng)過程中，輻射換熱將在熱量傳遞過程中起主要作用，氣體介質(zhì)參與輻射傳熱作用很小，主

2、要表現(xiàn)為表面之間的輻射換熱。分析了不同輻射模型的特點(diǎn)，并對(duì)封閉方腔的輻射傳熱進(jìn)行了模型間的數(shù)值對(duì)比分析，結(jié)果顯示在封閉空間內(nèi)采用面對(duì)面輻射換熱模型比其他模型更為準(zhǔn)確；(2)Bousinesq近似在提拉法晶體生長(zhǎng)的數(shù)值模擬中被普遍采用，但對(duì)強(qiáng)旋轉(zhuǎn)流的模擬卻不能得到合理結(jié)果，本文提出了修正 Bousinesq近似模型，結(jié)果顯示考慮了離心力和科氏力的修正Boussinesq近似模型能夠?qū)?qiáng)旋轉(zhuǎn)流進(jìn)行有效的數(shù)值模擬；(3)建立了熔體簡(jiǎn)化模型，模

3、擬了熔體的流動(dòng)和換熱狀況，分析了由溫度梯度引起自然對(duì)流，以及由晶體和坩堝旋轉(zhuǎn)引起的強(qiáng)迫對(duì)流對(duì)熔體對(duì)流的影響，為真實(shí)條件下的晶體生長(zhǎng)數(shù)值分析提供參考；(4)相變界面形狀往往對(duì)晶體生長(zhǎng)的質(zhì)量有重要影響，分析了晶體生長(zhǎng)過程的相變運(yùn)動(dòng)邊界特征，借助了相變區(qū)域多孔介質(zhì)假設(shè)，實(shí)現(xiàn)了相變界面形狀的模擬。建立了提拉法晶體生長(zhǎng)的全局?jǐn)?shù)值模型，模型綜合考慮晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)的高溫?zé)彷椛?、熱傳?dǎo)、自然對(duì)流和表面張力流耦合作用。并對(duì)動(dòng)量方程和能量方程進(jìn)行了修正，把控