شبیه سازی تولید گرمای القائی و مقاومتی در سیستم رشد بلور چُکرالسکی ژرمانیوم

بلورهای نیمه هادی کاربرد وسیعی در ساخت قطعات الکترونیکی و مدارهای مجتمع دارند. ژرمانیوم یکی از بلورهای نیمه هادی است که در صنایع الکترونیک و مخابرات به صورت دیود و ترانزیستور به کار می رود. در کاربردهای الکتریکی علاوه بر این که ژرمانیوم باید به شکل تک بلور باشد، درجه ی خلوص آن نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. مهمترین تکنیک رشد این نیمه هادی، رشد از فاز مذاب و به روش چکرالسکی می باشد. در این روش پودر ژرمانیوم ابتدا ذوب و سپس یک دانه ی بلوری با سطح آزاد مذاب تماس داده شده و به آهستگی بالا کشیده می شود تا به مذاب امکان رشد بر روی دانه داده شود. گرمای مورد نیاز برای ذوب پودر ژرمانیوم اساساً از دو مکانیسم القائی و مقاومتی در سیستم گرمایشی کوره ی چکرالسکی تأمین می شود. بسته به سیستم گرمایشی به کار رفته، ساختمان و هندسه ی سیستم رشد متفاوت خواهد بود. در این پژوهش، با بررسی منابع مربوطه، ابتدا ضمن توصیف هر دو کوره ی مقاومتی و القائی چُکرالسکی، مراحل مختلف رشد تجربی نیمه هادی ژرمانیوم بررسی شده است. رشد یک تک بلور کامل و موفق نیازمند تعادل در انرژی تولید شده و همچنین انتقال گرما در طی فرآیند رشد می باشد. از آن جائی که تبلور معمولی در دماهای بالا انجام می شود و مذاب های نیمه هادی برای تابش غیرشفاف هستند، تشخیص فرآیندهای موجود درنیمه هادی مذاب واقعاً مشکل است. تنها روش برای مطالعه ی تجربی آن، بررسی بلورهای رشد یافته است که به طور جدی کیفیت اطلاعات را کم می کند. یک راه حل بسیار مهم برای رفع این مشکل، مدل سازی سیستم رشد بلور می باشد. بنابراین پس از توصیف روش تجربی رشد تک بلور ژرمانیوم، با استفاده از شبیه سازی کوره ی القائی، شدت و توزیع میدان های الکترومغناطیسی، جریان های گردابی و همچنین میزان گرمای القا شده در این سیستم بررسی شده است. علاوه بر این هر دو سیستم با یکدیگر مقایسه شده اند.