稀有金属
稀有金屬
희유금속
CHINESE JOURNAL OF RARE METALS
2011年
6期
909-915
,共7页
常麟%周旗钢%戴小林%鲁进军%卢立延
常麟%週旂鋼%戴小林%魯進軍%盧立延
상린%주기강%대소림%로진군%로립연
直拉硅单晶%CUSP磁场%氧浓度%有限元分析%数值模拟
直拉硅單晶%CUSP磁場%氧濃度%有限元分析%數值模擬
직랍규단정%CUSP자장%양농도%유한원분석%수치모의
利用有限元分析软件对φ300mm直拉硅单晶生长过程进行模拟,分析了保持CUSP磁场对称面与熔体坩埚界面交点处的径向分量不变的情况下,硅单晶中氧浓度分别随CUSP磁场通电线圈距离、通电线圈半径的变化规律.随着通电线圈距离和半径的增大,晶体熔体固液界面氧浓度均逐渐降低.随着通电线圈距离和半径的增大,硅熔体径向磁场强度逐渐增大,对坩埚底部熔体向晶体熔体固液界面处对流的抑制作用加强,固液界面下方熔体轴向流速减小,使得从坩埚底部运输上来的富氧熔体减少,继而固液界面处的氧浓度降低.随着线圈距离和半径的增大,为保持所需磁场强度,施加电流也逐渐增大,从而能耗增大,与增大通电线圈距离相比,增大通电线圈半径所需的电流较大.通过实验,将CUSP磁场对单晶中氧浓度分布影响的数值模拟结果与实际晶体生长进行了对比,实验结果验证了数值模拟的结果.
利用有限元分析軟件對φ300mm直拉硅單晶生長過程進行模擬,分析瞭保持CUSP磁場對稱麵與鎔體坩堝界麵交點處的徑嚮分量不變的情況下,硅單晶中氧濃度分彆隨CUSP磁場通電線圈距離、通電線圈半徑的變化規律.隨著通電線圈距離和半徑的增大,晶體鎔體固液界麵氧濃度均逐漸降低.隨著通電線圈距離和半徑的增大,硅鎔體徑嚮磁場彊度逐漸增大,對坩堝底部鎔體嚮晶體鎔體固液界麵處對流的抑製作用加彊,固液界麵下方鎔體軸嚮流速減小,使得從坩堝底部運輸上來的富氧鎔體減少,繼而固液界麵處的氧濃度降低.隨著線圈距離和半徑的增大,為保持所需磁場彊度,施加電流也逐漸增大,從而能耗增大,與增大通電線圈距離相比,增大通電線圈半徑所需的電流較大.通過實驗,將CUSP磁場對單晶中氧濃度分佈影響的數值模擬結果與實際晶體生長進行瞭對比,實驗結果驗證瞭數值模擬的結果.
이용유한원분석연건대φ300mm직랍규단정생장과정진행모의,분석료보지CUSP자장대칭면여용체감과계면교점처적경향분량불변적정황하,규단정중양농도분별수CUSP자장통전선권거리、통전선권반경적변화규률.수착통전선권거리화반경적증대,정체용체고액계면양농도균축점강저.수착통전선권거리화반경적증대,규용체경향자장강도축점증대,대감과저부용체향정체용체고액계면처대류적억제작용가강,고액계면하방용체축향류속감소,사득종감과저부운수상래적부양용체감소,계이고액계면처적양농도강저.수착선권거리화반경적증대,위보지소수자장강도,시가전류야축점증대,종이능모증대,여증대통전선권거리상비,증대통전선권반경소수적전류교대.통과실험,장CUSP자장대단정중양농도분포영향적수치모의결과여실제정체생장진행료대비,실험결과험증료수치모의적결과.
