半導體於布氏爐中結晶成長的過程，是溫度場、流場與濃度場互相耦
合的問題，並且涉及液固相變化及摻雜(dopant)濃度分析的一個複雜的問
題，其中摻雜在徑向濃度分佈的不均勻是最受關注的現象。本文以軸對稱
的假設來模擬布氏爐的結晶成長過程，採用渦量－流線方程式來解速度場
，而以熱源法(Source Term) 來處理潛熱的問題，數值的計算是使用有限
差分法。在測試過程中，是以砷化鎵(GaAs)為測試材料，濃度場中的摻雜
物質採用硒(Se)。以本文的數值方法，可以求得雷利數高達100000之流場
、溫度場及濃度場的暫態解，同時發現潛熱項（包括潛熱與液固界面之成
長速率）是形成液固界面撓曲的主因，而此撓曲的界面對自然對流有增強
的作用，更重要的是，摻雜在徑向之偏析現象，主要是由撓曲的液固界面
與自然對流所造成的，本文依據在液固界面上熱平衡與溫度梯度間之互動
關係，對爐壁（傳統）的線性溫度分佈作修正，發現可使此偏析現象有相
當顯著的改善。對於安培管與爐壁間之熱傳模式，本文除了以等效對流傳
遞的方式來處理外，並以純幅射熱傳之模式，來驗證前者之可靠性，由兩
者計算結果的比較，前者可以掌握大部份的物理現象，但是還無法完全取
代幅射熱傳的效應，因此，欲對布氏爐之數學模式作更深入的研究，幅射
熱傳模式是不可以忽略的。
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