大尺寸晶体生长的制备,特别适用于高科技应用,如DRAMs、集成电路的半导体,单晶或多晶晶元的太阳能电池,LED照明的宝石基底等等。一般来说,直拉法(又称Cz法,Czochralski法)生产用于IC和太阳能电池的单晶硅;悬浮区熔法(Fz法:Floating Zone)生产高纯度的单晶硅;定向凝固法(DS法、VB法等)多用于生产用于太阳能电池上的多晶硅。以上几种工艺通过建立数值模型,利用有效的仿真工具来完成拉晶过程中对单晶炉、晶体的热场、力学性能、几何结构的预测,最终实现对生成晶体质量的评估。
晶体生长领域学者比利时鲁汶大学的François Dupret教授,90年代于《J. of Heat and Mass Transfer》上发表了一篇文章:Global modelling of heat transfer in crystal growth furnaces ,详细阐述了如何建立一个晶体生长炉中全局的热传控制模型,并验证了这一全局模型的准确性。