不同驱动力对Cz硅生长中熔体对流影响的数值模拟研究

• 作者: 左然 狄晨莹 程晓农 苏文佳
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 晶体生长 Cz硅 数值模拟 熔体对流 固/液界面
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 页码范围: 903-911
• 页数: 9页
• 分类号: O78
• 字数: 3510字
• 语种: 中文

摘要

为了确定Cz单晶硅生长各种驱动力对熔体对流及固/液界面形状的影响,利用CGSim软件,对典型的Cz单晶硅生长中的熔体对流进行数值模拟.研究了重力、表面张力、平流力、晶转、埚转和氩气剪切力等各种驱动力的大小对熔体对流涡胞、涡胞强度、界面形状、温度分布的影响.结果表明:各种驱动力对熔体对流的影响大小依次为:浮力＞表面张力＞晶转力＞氩气剪切力＞埚转力＞平流力;浮力和表面张力使熔体产生一沿坩埚壁上升、从固/液界面附近下降的涡胞,晶转力和氩气剪切力使熔体产生与前面反方向的涡胞,而埚转力产生多个不同流向的对流涡胞,使熔体混合更加均匀,熔体凝固引起的平流力对熔体对流影响不大;增大埚转,熔体中涡胞数量更多、对流换热更充分、温度梯度更小、熔体内的最高温度更低,有利于减少石英坩埚氧的熔解,但界面更向下凹;增大晶转,熔体内的最高温度无明显变化;固定埚转Ωc=-10 r/min,晶转存在一临界值Ωs(C)=60～ 80 r/min,当Ωs＜Ωs(C)时,增大晶转,固/液界面更向上凹,当Ωs＞Ωs(C)时,增大晶转,固/液界面更向下凹.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程晓农	江苏大学材料科学与工程学院	344	2629	24.0	32.0
2	左然	江苏大学能源与动力工程学院	69	606	14.0	22.0
3	苏文佳	江苏大学能源与动力工程学院	22	212	8.0	14.0
7	狄晨莹	江苏大学能源与动力工程学院	3	19	3.0	3.0