Численное моделирование влияния вращающегося магнитного поля на процесс выращивания полупроводникового кристалла методом AHP
Автор: Любимова Татьяна Петровна, Хлыбов Олег Анатольевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 2 т.6, 2013 года.
Бесплатный доступ
Проведено численное моделирование влияния аксиально симметричного вращающегося магнитного поля на процесс тепло- и массопереноса при выращивании полупроводникового кристалла Ga:Ge с использованием AHP – Axial Heating Process. Получены данные о структуре течения, распределении примеси в расплаве и ее сегрегации в кристалле в зависимости от температурных граничных условий и интенсивности приложенного магнитного поля. Показано, что температурные условия на погруженном нагревателе оказывают существенное влияние на массоперенос в расплаве и, как следствие, на сегрегацию примеси в выращенном кристалле. Продемонстрировано, что приложение вращающегося магнитного поля малой интенсивности способно уменьшить радиальную сегрегацию примеси в кристалле.
Численное моделирование, направленная кристаллизация, массоперенос, вращающееся магнитное поле
Короткий адрес: https://sciup.org/14320667
IDR: 14320667 | УДК: 532.5.[013.2+032]:519.635.8
Numerical simulation of the effect of rotating magnetic field on heat and mass transfer during ahp semiconductor crystal growth
Numerical simulations are performed to investigate the effect of an axially symmetric rotating magnetic field on heat and mass transfer during the 2" Ga:Ge semiconductor single crystal growth by the Axial Heating Processing (AHP) technique. The flow pattern and the results of dopant distribution in the melt and its segregation in the crystal are obtained in relation to temperature boundary conditions and intensity of the applied magnetic field. It has been found that the temperature conditions imposed on the submerged heater have significant effect on mass transfer in the melt and, as a consequence, on dopant segregation in the grown crystal. It is shown that the applied low-intensity rotating magnetic field can decrease the radial dopant segregation in the crystal.
Список литературы Численное моделирование влияния вращающегося магнитного поля на процесс выращивания полупроводникового кристалла методом AHP
- Lan C.W. Recent progress of crystal growth modeling and growth control//Chem. Eng. Sci. -2004. -V. 59, N. 7. -P. 1437-1457.
- Ostrogorsky A.G. Single-crystal growth by the submerged heater method//Meas. Sci. Technol. -1990. -V. 1, N. 5. -P. 463-464.
- Любимова Т.П., Паршакова Я.Н. Влияние вращательных вибраций на течения и тепломассообмен при выращивании кристаллов германия вертикальным методом Бриджмена//Вычисл. мех. сплош. сред. -2008. -Т. 1, № 1. -С. 57-67.
- Lyubimova T.P., Croell A., Dold P., Khlybov O.A., Fayzrakhmanova I.S. Time-dependent magnetic field influence on GaAs crystal growth by vertical Brigdman method//J. Crys. Growth. -2004. -V. 266, N. 1-3. -P. 404-410.
- Любимова Т.П., Файзрахманова И.С. Численное моделирование влияния магнитного поля на процесс выращивания кристаллов вертикальным методом Бриджмена//Вычисл. мех. сплош. сред. -2008. -Т. 1, № 3. -С. 85-95.
- Dold P., Benz K.W. Rotating magnetic fields: Fluid flow and crystal growth applications//Prog. Cryst. Growth Ch. -1999. -V. 38, N. 1-4. -P. 39-58.
- Marty Ph., Witkowski L.M., Trombetta P., Tomasino T., Garandet J.P. On the stability of rotating MHD flows//Fluid Mechanics and Its Applications. -1999. -V. 51. -P. 327-343.
- Bourago N.G., Fedyushkin A.I. Impurity distribution in submerged heating method with and without rotation//Proc. of Int. Conf. on Computational Heat and Mass Transfer. N. Cyprus, Turkey, 1999. -P. 207-215.
- Lan C.W., Ting C.C. Numerical investigation on the batch characteristics of liquid encapsulated vertical Bridgman crystal growth//J. Cryst. Growth. -1995. -V 149, N. 3-4. -P. 175-186.
- Хлыбов О.А. Комбинирование символьной алгебры и генерации кода для решения сложных систем нелинейных дифференциальных уравнений//Вычисл. мех. сплош. сред. -2008. -Т. 1, № 2. -С. 90-99.
- Lan C.W. Newton's method for solving heat transfer, fluid flow and interface shapes in a floating molten zone//Int. J. Numer. Meth. Fl. -1994. -V. 19, N. 1. -P. 41-65.
- Adornato P.M., Brown R.A. Convection and segregation in directional solidification of dilute and non-dilute binary alloys: Effects of ampoule and furnace design//J. Cryst. Growth. -1987. -V. 80, N. 1. -P. 155-190.
