勾形磁场对硅单晶CZ生长过程的影响

工程热物理学报 , 2008, 29(6): 1021-1024.

勾形磁场对硅单晶CZ生长过程的影响

李友荣 ^1, , 魏东海 ^2, , 吴双应 ^3, , 彭岚 ^4,

1.重庆大学动力工程学院,重庆,400044

2.重庆大学动力工程学院,重庆,400044

3.重庆大学动力工程学院,重庆,400044

4.重庆大学动力工程学院,重庆,400044

基金项目: 国家自然科学基金(50776102)

关键词： Czochralski方法 , 勾形磁场 , 温度场 , 氧浓度分布

EFFECT OF CUSP MAGNETIC FIELD ON SILICON SINGLE CRYSTAL CZ GROWTH PROCESSES

利用有限元法对勾形磁场环境下硅单晶Czochralski生长时炉内的传递过程进行了全局数值模拟,磁场强度范围为(0～2.0)T.结果表明:勾形磁场可有效抑制熔体内的流动;随着磁场强度增加,熔体内对流逐渐减弱,加热器功率增大,结晶界面温度梯度在磁场强度为0.05T时略有降低,之后增加;结晶界面形状在磁场强度为0.05T和0.1T时向熔体侧弯曲,之后随磁场的增加,变得平坦;同时,熔体内的传质机制逐渐转为以扩散为主;结晶界面平均氧浓度随磁场强度的增加而逐渐降低,当磁场强度高于1.0T时,结晶界面氧浓度会略有上升.

参考文献

[1]	Ozoe H;Iwamoto M .Combined Effects of Crucible Rotation and Horizontal Magnetic Field on Dopant Concentration in a Czochralski Melt[J].Journal of Crystal Growth,1994,142(1-2):236-244.
[2]	Series R W .Effect of a Shaped Magnetic Field on Czochralski Silicon Growth[J].Journal of Crystal Growth,1989,97(01):92-98.
[3]	Kakimoto K.;Eguchi M.;Yi KW. .OXYGEN TRANSFER DURING SINGLE SILICON CRYSTAL GROWTH IN CZOCHRALSKI SYSTEM WITH VERTICAL MAGNETIC FIELDS[J].Journal of Crystal Growth,1996(3):238-242.
[4]	Hirata H;Hoshikawa K .Silicon Crystal Growth in a Cusp Magnetic Field[J].Journal of Crystal Growth,1989,96(04):747-755.
[5]	Li MW.;Li YR.;Imaishi N.;Tsukada T. .Global simulation of a silicon Czochralski furnace[J].Journal of Crystal Growth,2002(1):32-46.
[6]	You-Rong Li;Yasunobu Akiyama;Nobuyuki Imaishi;Takao Tsukada .Global analysis of a small Czochralski furnace with rotating crystal and crucible[J].Journal of Crystal Growth,2003(1/2):81-92.

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