超导水平磁场结构对φ300mm直拉硅单晶固液界面影响的三维数值模拟

人工晶体学报 ›› 2020, Vol. 49 ›› Issue (4): 600-606.

超导水平磁场结构对φ300mm直拉硅单晶固液界面影响的三维数值模拟

张晶;杜燕军;刘丁;任俊超

西安理工大学,晶体生长设备及系统集成国家地方联合工程中心,陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室,西安 710048

出版日期:2020-04-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家自然科学基金重点项目(61533014);陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-734)

Three-Dimensional Numerical Simulation on the Effect of Superconducting Horizon Magnetic Field Structures on Solid-Liquid Interface of φ300 mm Czochralski Monocrystalline Silicon

ZHANG Jing;DU Yanjun;LIU Ding;REN Junchao

Online:2020-04-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 针对不同超导水平磁场结构的磁力线分布对φ300 mm直拉硅单晶固液界面影响问题,本文采用一种基于格子Boltzmann方法的耦合热格子模型,解决温度场与速度场耦合建模问题,并对不同结构的超导磁场作用下的晶体生长进行了三维数值模拟.结果表明,采用单磁力线分布的超导磁场结构使得固液界面氧含量降低,但是容易引起熔体内部热分布不均匀;采用双磁力线分布结构能够有效地改善熔体内部沿晶体生长的轴向温度梯度和沿固液界面的径向温度梯度,然而,其对固液界面氧含量抑制作用较小.当晶转、埚转工艺作用时,超导单磁力线水平磁场结构明显优于超导双磁力线水平磁场结构,固液界面形状对称性随磁感应强度的增加而增强.

中图分类号:

张晶;杜燕军;刘丁;任俊超. 超导水平磁场结构对φ300mm直拉硅单晶固液界面影响的三维数值模拟[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(4): 600-606.

ZHANG Jing;DU Yanjun;LIU Ding;REN Junchao. Three-Dimensional Numerical Simulation on the Effect of Superconducting Horizon Magnetic Field Structures on Solid-Liquid Interface of φ300 mm Czochralski Monocrystalline Silicon[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2020, 49(4): 600-606.

[1]	林海鑫, 高德东, 王珊, 张振忠, 安燕, 张文永. 大尺寸直拉硅单晶生长的多物理场建模与优化[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 17-33.
[2]	唐嘉, 孙志成, 张祖邦, 罗辉. 大尺寸CsPbBr₃晶体的熔体法生长研究进展[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 1-10.
[3]	许万里, 甘云海, 李悦文, 李彬, 郑有炓, 张荣, 修向前. 高均匀性6英寸GaN厚膜的高速率HVPE生长研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 11-16.
[4]	赵青松, 牛晓东, 顾小英, 狄聚青. 大尺寸超高纯锗单晶的生长和性能研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(1): 34-39.
[5]	王坤元, 梁小燕, 闵嘉华, 张继军. 原位热处理对碲锌镉晶体质量和性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2079-2084.
[6]	刘帅伟, 关春龙, 鲁云祥, 易剑, 江南, 西村一仁. 金刚石在富氧环境下的高效抛光及其材料去除机制研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2094-2103.
[7]	肖海, 曾向东, 曾英, 熊国元, 赵淑芳, 张学宁. 氯化铷结晶介稳区宽度与生长动力学研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(12): 2141-2149.
[8]	郭俊, 刘坚, 王泽彬, 陈鹏, 宋青松, 马杰, 王庆国, 徐晓东, 徐军. Nd∶ASL单晶光纤的生长、光谱和激光性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(11): 1877-1883.
[9]	李泓沅, 孙敦陆, 张会丽, 罗建乔, 权聪, 程毛杰. 含镓石榴石系列大晶格常数磁光衬底单晶研究进展[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1657-1668.
[10]	周霖涛, 赵涛, 孙志刚, 姜林文, 潘尚可, 潘建国, 郑燕青. 坩埚下降法生长2英寸镱掺杂钙铌镓石榴石单晶[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1669-1674.
[11]	安康, 许光宇, 吴海平, 张亚琛, 张永康, 李利军, 李鸿, 张旭芳, 刘峰斌, 李成明. 金刚石化学机械抛光研究进展[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1675-1687.
[12]	丁雨憧, 张灵, 李海林, 张月, 唐杨, 强铭, 林辉. 水平定向结晶法生长浓度渐变Yb∶YAG激光晶体及光谱性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1688-1698.
[13]	王文凯, 潘秀红, 胡雨青, 刘学超, 陈小红, 陈锟, 方婧红, 贺欢, 倪津崎. GaFeO₃∶Mg晶体的生长及磁学性能研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(10): 1699-1704.
[14]	郑权, 刘学超, 王浩, 朱新峰, 潘秀红, 陈锟, 邓伟杰, 汤美波, 徐浩, 吴鸿辉, 金敏. 铝掺杂对硒化铟晶体结构与性能的影响[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(9): 1528-1535.
[15]	覃佐燕, 金雷, 李文良, 谭俊, 何广泽, 武红磊. PVT法AlN晶体生长模式调控研究[J]. 人工晶体学报, 2024, 53(9): 1542-1549.