利用有限元方法对硅单晶Czochralski(Cz)法生长炉内的流动和传输过程进行了全局数值模拟,研究了表面张力温度系数对硅单晶生长过程的影响,模拟的表面张力温度系数范围是(0～0.35)×10-3N/m·K.结果表明:随着表面张力温度系数的增加,由Marangoni效应驱动的熔体表面流动能强化熔体的自然对流,从而减小了通过熔体自由界面的温差,降低了加热器的功率.但是,结晶界面更凸向熔体,在结晶界面处晶体内的轴向温度梯度减小;对常规Cz炉,结晶界面处的平均氧浓度先减小然后增大,而对于具有气体导板的Cz炉,Marangoni效应总是使结晶界面处的平均氧浓度减小.
材料科学基础学科 全局分析 有限元方法 硅Cz炉 表面张力温度系数