籽晶边长对SAPMAC法蓝宝石晶体放肩阶段生长质量的影响
发布时间：2020-03-07 08:49
【摘要】：温度场的控制是蓝宝石生长过程关键技术问题。采用有限元方法研究了冷心放肩微量提拉法蓝宝石单晶生长过程中籽晶的边长对晶体生长放肩阶段温度场内温度分布、流场分布和晶体的等效应力分布的影响。结果表明:当籽晶边长为24mm时,放肩阶段熔体的轴径向温度变化平缓,温度场内温度分布均匀,熔体的流动和晶体的热应力均适合晶体的生长。
【图文】：
供工艺和技术指导。１模型简化和边界条件设定１．１数学模型采用炉膛内径为３８２ｍｍ的泡生法单晶炉，模型结构简图见图１，利用ＡＮＳＹＳ商业软件进行模拟。图１冷心放肩微量提拉法晶体生长系统简图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｔｈａｐｐａｒａｔｕｓｗｉｔｈＳＡＰＭＡＣ加热器原为鸟笼式，利用等效传热原理将加热器简化为环形。图２为晶体生长的籽晶图，加热器所生成的热量通过辐射和对流方式传递到坩埚的外壁面上，再由坩埚传递给坩埚中的高纯Ａｌ２Ｏ３原料，将原料熔化为熔体。在长晶过程有限元温度场模拟中假设在坩埚内长出的晶体、熔体质量和能量守恒，，高温熔体在流动过程中满足动量守恒，同时生长出的蓝宝石单晶为半透性材料，晶体热交换模式是镜面辐射热交换。图２籽晶形状Ｆｉｇ．２Ｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｓｅｅｄ假设模拟过程为稳态温场，忽略蓝宝石生长过程中外界环境温度以及冷却水的微弱变化对温度场的影响，将温度场视作轴对称系统。晶体生长过程中各种控制方程如下［１０－１１］：（１）熔体内的连续性方程：鄀·ρs荩郑剑埃ǎ玻┤厶迥诰断蚨渴睾惴匠蹋害
本文编号：2585344
【图文】：
供工艺和技术指导。１模型简化和边界条件设定１．１数学模型采用炉膛内径为３８２ｍｍ的泡生法单晶炉，模型结构简图见图１，利用ＡＮＳＹＳ商业软件进行模拟。图１冷心放肩微量提拉法晶体生长系统简图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｔｈａｐｐａｒａｔｕｓｗｉｔｈＳＡＰＭＡＣ加热器原为鸟笼式，利用等效传热原理将加热器简化为环形。图２为晶体生长的籽晶图，加热器所生成的热量通过辐射和对流方式传递到坩埚的外壁面上，再由坩埚传递给坩埚中的高纯Ａｌ２Ｏ３原料，将原料熔化为熔体。在长晶过程有限元温度场模拟中假设在坩埚内长出的晶体、熔体质量和能量守恒，，高温熔体在流动过程中满足动量守恒，同时生长出的蓝宝石单晶为半透性材料，晶体热交换模式是镜面辐射热交换。图２籽晶形状Ｆｉｇ．２Ｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｓｅｅｄ假设模拟过程为稳态温场，忽略蓝宝石生长过程中外界环境温度以及冷却水的微弱变化对温度场的影响，将温度场视作轴对称系统。晶体生长过程中各种控制方程如下［１０－１１］：（１）熔体内的连续性方程：鄀·ρs荩郑剑埃ǎ玻┤厶迥诰断蚨渴睾惴匠蹋害
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