轴向磁场对多晶硅定向凝固过程中热流场的影响

作者：宋华伟; 罗玉峰; 张发云; 胡云; 彭华厦; 刘杰

来源：热加工工艺, 2015, 44(19): 79-83.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.2015.19.021

• 多晶硅
• 磁场
• 温度场
• 流速场
• 数值模拟

采用Comsol 4.3a软件建立了轴向磁场作用下多晶硅定向凝固的二维轴对称模型,通过有限元方法将硅熔体中的电磁场、温度场和流速场进行了耦合数值计算。结果表明:当磁场线圈中心面位于熔体中心面下方60 mm处时,其磁场线高密度集中在熔体中心面下方强浮力对流区域,且均匀分布。此时硅熔体的最大流速为41μm/s,相比磁场线圈位于熔体中心面上方60 mm处的流速场减小了41.43%。随着磁场强度的增加,硅熔体中等温线越来越稀疏。与未施加磁场相比,轴向温度梯度减小了15 K/cm,硅熔体中的晶体生长速率增加。硅熔体温度梯度与晶体生长速率之比GL/Vs值变小会使得其结晶前沿界面产生组分过冷,导致细晶的生成,这方面有待于进一步的研究。

• 单位
  江西省高等学校硅材料重点实验室; 新余学院; 南昌大学机电工程学院