姜雷
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刘丁
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赵跃
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焦尚彬
材料热处理学报
设计一种二维轴对称和三维混合的数值计算模型,对水平磁场作用下的直拉硅单晶生长进行了研究.结果表明,由于水平磁场的非轴对称性,只有在三维模型中才能获得确切的温度、速度分布.温度场、熔体中的流函数和固液界面形状在水平磁场的作用下也具有非轴对称性,这种非轴对称性随磁场强度的变化而改变.提高晶体旋转速度有利于减小固液界面形状的非轴对称性,并会改变界面形状的凹凸程度；提高坩埚旋转速度则有利于提高熔体中温度分布的均匀性,但会扩大熔体中的径向温度梯度.
关键词:
直拉硅单晶
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水平磁场
,
数值模拟
,
非轴对称性
年夫雪
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邓先亮
,
邓康
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任忠鸣
,
吴亮
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15083102
利用计算机模拟仿真技术对适用于生长18英寸直拉单晶硅的40英寸热场在水平磁场下的生长工艺进行三维模拟仿真计算,重点分析了不同强度水平磁场作用下熔体和晶体中的温度场分布、熔体中流场的变化及其对晶体生长固/液界面形状的影响及其变化规律,并进一步研究了不同水平磁场强度对熔体和晶体中氧杂质含量分布影响.数值模拟计算结果表明:由于外加水平磁场的引入,熔体的流动呈现完全的三维、非对称特点,从而导致熔体内的温度场、氧杂质的分布呈现明显的三维非对称特性;水平磁场强烈影响固/液生长界面下熔体的流动特性,从而显著影响熔体的固/液生长界面形状及氧杂质传输过程.
关键词:
水平磁场
,
18英寸硅单晶
,
直拉法
,
三维数值模拟
