杨琳
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左然
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苏文佳
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娄中士
材料导报
利用计算机模拟对泡生法蓝宝石单晶各生长阶段的热应力进行了分析,发现晶体中最大热应力位于籽晶与新生晶体交界处或靠近固液界面的晶体边缘,其次位于晶体肩部.在此基础上,针对某一生长阶段讨论了加热器位置和坩埚形状对晶体中热应力分布的影响.结果表明:固液界面处的热应力随着加热器轴向中点与熔体轴向中点的距离L的增加先减后增,当L为190mm时,晶体中热应力最小；随着坩埚底部倒角半径的增加,固液界面处热应力呈上升的趋势.
关键词:
泡生法
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蓝宝石单晶
,
数值模拟
,
固液界面
,
热应力
娄中士
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左然
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苏文佳
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杨琳
人工晶体学报
为了生长大晶粒的多晶硅铸锭,晶体从形核到后续生长的热场环境控制至关重要.本文首先在侧加热器与散热块之间加一可移动的隔热环.通过向上移动隔热环,并在底部喷射氩气冷却,对生长工艺进行优化控制.然后利用数值模拟,对改进后的生长界面形状、晶体和熔体中的等温线、晶体和熔体的轴向温度分布以及冷却量对生长环境的影响进行分析.模拟结果表明:冷却速率的最佳值在5 ～ 15 W/m2之间,且优化后的晶体和熔体中等温线更平坦,晶体轴向温度梯度增大约1.72 K/cm,从而可有效地避免侧壁形核,促进大晶粒的生长,同时提高了生长速率.
关键词:
多晶硅
,
隔热环
,
喷射冷却
,
数值模拟
