Effect of non-uniform magnetic field on the thermal behavior and mass transfer in magnetohydrodynamic Czochralski crystal growth of silicon

Magnetic Czochralski 실리콘 단결정 성장에서 열 및 유체유동과 질량전달에 미치는 비균일 자장의 효과

  • 김창녕 (경희대학교 기계공학과)
  • Published : 1998.08.01

Abstract

Under the influence of non-uniform magnetic field, melt flow in steady state and oxygen concentration in unsteady state are numerically investigated. The strength of the applied characteristic magnetic fields are B=0.1T, 0.2T, and 0.3T, respectively. The buoyancy effects due to the crucible wall heating and the thermocapillary effects due to the surface tention at the free surface are suppressed differentially by the non-uniform magnetic fields. As the intensity of characteristic magnetic fields is increasing, the recirculation region in the meridional plane is moving toward the growing crystal, and is diminishing. The oxygen concentration on the growing surface of crystals is decreasing and the uniformity of the oxygen concentration is increasing as the intensity of the magnetic fields is increasing.

비균일 자장이 도가니에 인가되어 있는 상황에서 정상상태의 Czochralski 유동장과 비정상상태의 산소농도장에 대한 연구가 수치해석적인 방법으로 연구되었다. 여기에서 기준 자장의 세기가 B=0.1T, 0.2T, 0.3T의 경우에 대한 연구가 수행되었다. 가열에 의한 부력의 효과와 자유표면의 표면장력에 의한 열모세관 효과에 의하여 유발되는 자오면 유동은 비균일 자장에 의하여 차등적으로 억제되고 있다. 자자의 세기가 증가하면 자오면 유동에서 발생하는 순환류의 중심은 결정으로 접근하며, 순환류의 크기도 작아진다. 결정으로 흡수되는 산소의 세기가 클수록 낮아지며 농도분포는 균일해지는 경향을 갖는다.

Keywords

References

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