单晶硅是一种最常用的半导体材料,它被广泛地应用于能源、交通、光伏、大规模集成电路等行业。近年来,随着这些相关行业的迅猛发展,对单晶硅的要求越来越高,要求单晶硅向着大直径、高纯度、高电阻率等方向发展。目前,生长单晶硅的方法主要为直拉法和区熔法,直拉法生长出的单晶硅的纯度和电阻率常不能满足曰益提高的要求,相比而言区熔法生长出的单晶则有更高的纯度和电阻率,因而区熔单晶硅越来越多地被各行业使用。然而,目前市场上的区熔单晶硅基本上都是靠国外的设备生长出来的,尽快研制出能够生长大直径区熔单晶硅的国产设备成为行业发展的首要任务。本文将围绕区熔单晶炉高频感应加热的电磁场和温度场进行研究,主要包括区熔单晶炉电磁场和温度场的数学模型、有限元仿真和温度测量实验等内容。本论文第一章综述了区熔单晶炉及其温度场的国内外相关研究进展,介绍了生长单晶硅的方法,分析了课题研究背景及意义,规划了课题研究内容。第二章,参照本课题正在研制的设备,介绍了区熔单晶炉的主要构成及各部分功能,然后简单介绍了区熔单晶炉的晶体生长工艺。第三章,从电磁场基本原理和传热学基本方程出发,结合区熔单晶炉实际情况,建立了区熔单晶炉电磁场和温度场的数学模型。第四章,使用通用有限元仿真软件ANSYS对区熔单晶炉生长单晶时的电磁场及温度场进行有限元仿真,从仿真结果可以看出加热线圈台阶及反射环的作用。第五章,用课题研制的区熔单晶炉生长6英寸区熔单晶硅,在生长过程中进行温度测量实验。第六章,对本论文所研究的内容进行总结,并对后续研究进行展望。