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作者：艾家辛;万洪平;钱俊兵;韦华;
单位：昆明理工大学民航与航空学院;中国广核新能源控股有限公司云南分公司;云南鑫耀半导体材料有限公司;
摘要：磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体，在通信、航空航天和人工智能等领域具有广泛的应用。InP单晶生长质量的优劣取决于其生长炉内热场的稳定与温控。InP晶体工业生产中广泛采用的垂直梯度凝固(VGF)法是在磷化铟单晶生长炉中构建高温、封闭、稳定及可控的热场，但因炉内缺乏直接观测和完整的参数监测手段，利用计算机数值仿真对炉内晶体生长的温度场进行科学分析，以获取最佳的生长温控条件，俨然成为有效且重要的方法。本文基于ANSYS有限元软件及炉内元件实测参数，建立了InP单晶生长系统热场三维物理和数学模型，基于磷化铟单晶生长过程中的温度离散数据，对所建模型对比和验证，获得了与实际生产温度数据吻合良好的效果(温度偏差控制在3%以内),验证了所建模型的有效性。基于此模型，本文对生产条件下四段加热器温度波动对热场分布影响进行了探讨，并对炉内四段加热器的温度波动对炉内低温区、高温区及料管中心温度影响规律进行了研究，所得结论对揭示工业生产过程中InP单晶炉热场的分布规律及调节方法具有一定的指导意义。
关键词：磷化铟单晶;;垂直梯度凝固法;;热场;;数值模拟;;半导体;;晶体生长
基金资助：云南省省市一体化专项(202202AH080009)
