引上げ法による単結晶育成時の流動ならびに伝熱特性に関する研究

拉制单晶生长过程中的流动与传热特性研究

• 批准号: 61550696
• 负责人: 塚田 隆夫
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 1987
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61550696/
• 关键词: 結晶成長; 引上げ法; 速度場; 温度場; 界面形状; 数値解析; 有限要素法; 輻射熱遮蔽体

単結晶育成時の融液、結晶内の温度場、流れ場を推測する手段として計算機シミュレーションとシミュレーション実験があるが、本年度は主に計算機シミュレーションを行った。即ち、擬定常、軸対称の仮定のもとで連続式、Navier-Stokes方程式及びエネルギー方程式を解くことにより速度、温度場を、固液界面での温度条件、Young-Laplace式より固液界面、融液自由表面形状を求めた。尚解析手法にはガラーキン有限要素法を用いた。ここではシリコンを対象とし、様々な操作条件下(結晶,るつぼの回転,るつぼ壁温)で数値解析を行った。得られた数値解析結果は比較的小さな結晶径の場合に限られるが融液自由表面,固液界面形状も含め、融液,結晶内部の温度分布及び速度分布を予測できるものと考えられ、特に育成時マランゴニー効果あるいは融液自由表面形状の流れ場に及ぼす影響が大きいことがわかった。また、実操作において固液界面形状をできる限り平担にするための一手段として炉内への輻射熱遮蔽体の挿入を考え、熱伝導支配の仮定のもとで結晶、融液内の温度場を解析することにより、界面形状に及ぼす遮蔽体の影響を検討した。尚、この場合の対象もシリコンである。その結果、遮蔽体の形状あるいは挿入位置を適切に選択すると固液界面形状をかなり平坦に近くできることがわかった。シミュレーション実験については現在装置を作製中であり、今後この装置を用いて、結晶、るつぼの回転速度あるいはるつぼ壁と結晶の温度差を変えることにより共存対流域でのモデル流体中の流れ及び伝熱状態を明らかにする予定である。

The melt, the temperature field and the flow field in the crystal during the growth of a single crystal are estimated by means of a computer and a computer.ョンとシミュレーション実験があるが, this year's main computer シミュレーションを行った. That is, ち, the proposed constant, the axis-to-axis symmetrical の仮のもとで连続 formula, the Navier-Stokes equation and the びエネルギー equation をsolution くことによThe velocity, temperature field, temperature conditions of the solid-liquid interface, the Young-Laplace solid-liquid interface, and the free surface shape of the melt are determined. The analytical technique is still using the finite element method. Under the operating conditions of ここではシリコンを対 resembles とし and 様々な (crystallization, るつぼの回転, るつぼwall temperature), the numerical values ​​​​are analyzed and を row った. Obtained numerical value analysis results and compared the case of small crystal diameter, the free surface of the melt, the shape of the solid-liquid interface, the temperature distribution and velocity inside the melt, and the crystal Distribution is predicted and tested, special breeding is done, and the effect of special training is achieved The shape of the free surface of the molten liquid is affected by the flow field and the influence of the flow field. The solid-liquid interface shape of the solid-liquid interface of the operation and the limit of the flat load is the first means of the operation and the insertion of the radiant heat shield in the furnace. The thermal conductivity controls the crystallization, the analysis of the temperature field in the melt, and the influence of the interface shape and shielding body. Shang, このoccasionの対相もシリコンである.そのThe result, the shape of the shielding body, the insertion position, the appropriate selection, the shape of the solid-liquid interface, the shape of the solid-liquid interface, the flatness, the closeness, the closeness, the shape of the shielding body.シミュレーション実験についてはCurrently installedをUnder productionであり、 From now on, the equipment will be used, the crystallization, and the return speed will be used. The temperature difference of the crystallization of the wall and the coexistence of the water basin and the thermal state of the fluid in the basin and the thermal state of the water are determined.