Peldošās zonas silīcija monokristālu audzēšanas procesa trīsdimensionālo aspektu matemātiskā modelēšana

Abstract

Darbā ar skaitlisko aprēķinu palīdzību tiek pētīta kausējuma kustība un piemaisījumu pārnese silīcija monokristālu audzēšanas ar peldošās zonas metodi procesā. Izmantojot iepriekš izstrādātas programmas FZone un FZsiFOAM, kas ir veidota uz atvērtā koda bibliotēkas OpenFOAM bāzes, pētīta induktora strāvas un kausējuma formas ietekme uz īpatnējās pretestības radiālo sadalījumu izaudzētajā kristālā. Ir parādīta 3D aspektu precīzākas matemātiskās modelēšanas ietekme uz aprēķinu rezultātiem. Darbā arī tiek pētītas plūsmas īpatnības nesimetriskas kausējuma formas gadījumā, tiek sniegts HD aprēķina precizitātes novērtējums un veikts aktuāls salīdzinājums ar eksperimentu (Institute of Crystal Growth, Berlīne).

In this work using numerical calculations melt motion in the industrial floating zone silicon single crystal growth is investigated. Using previously developed programs FZone and FZsiFOAM which is based on open source library OpenFOAM influence of inductor current and shape of the molten zone on radial resistivity distribution are investigated. The influence of more precise mathematical modeling of 3D aspects of process on calculation results is shown. Within the work additionally mathematical modeling of nonsymmetric shape of the molten zone is investigated, the precision of HD calculation is estimated and actual comparison with experimental data from Institute of Crystal Growth, Berlin is carried out.