Исследование тепловых и термоупругих полей в полупроводниках при импульсной обработке

Обработка полупроводников концентрированными потоками энергии является современной альтернативой традиционным технологиям. При применении импульсного режима воздействия в мишени вследствие больших температурных градиентов возникают сильные тепловые напряжения. Температуропроводность рассматриваемых полупроводниковых материалов германия и кремния с ростом температуры значительно уменьшается, что приводит к дополнительной концентрации тепла в зоне теплового воздействия. Рассматриваемая задача включает нелинейное уравнение теплопроводности и квазистационарную задачу термоупругости на фиксированные моменты времени. Распределения температуры и тепловые напряжения рассчитаны с помощью комбинированного конечно-разностного/конечно-элементного методов. При этом конечно-разностный и конечно-элементный подходы используют различные сетки (разбиения), поэтому при стыковке методов выполняется интерполяция значений с одной сетки на другую. Расчеты показали, что при нагреве образцов вплоть до температуры плавления, максимальные термонапряжения на поверхности германия примерно на 40% превышают значения термонапряжения на поверхности кремния.