Marangoni效应下下拉速率对多晶硅真空定向凝固晶体质量的影响研究.pdfVIP

HotWorkingTechnolog2019,Vol.48,No.5

•铸造技术・

Marangoni效应下下拉速率对多晶硅真空

定向凝固晶体质量的影响研究

谢广杰叫赵世民4,吕国强心，杨玺巴张玉峰心，何云飞心

（1.昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093;2.真空冶金国家工程实验室/复杂有色金属资源清洁利

用国家重点实验室，云南昆明650093;3.云南省有色金属真空冶金重点实验室/云南省高校硅冶金与硅材料工程研究

中心，云南昆明650093;4.昆明绿岛环境科技有限公司，云南昆明650228）

摘要：通过建立多晶硅真空定向凝固过程中的传热-流动-应力多物理场耦合模型，研究了在熔体表面张力引起

的Marangoni效应的作用下，不同下拉速率（5、10、15（xm/s）对多晶硅硅锭质量的影响。模拟结果表明:Marangoni效应

的存在，使得熔体的流速增大，引起硅料的传热发生较大转变；随着下拉速率的增大，硅料的轴向温度梯度与晶体间的

热应力也随之增大；下拉速度为lOpim/s时，固液界面形状最为理想。中试的实验结果也证实了lOjim/s时的硅锭晶体

形貌最好，有着较大尺寸的柱状晶粒，侧面地验证了模拟结果的准确性。

关键词：多晶硅；定向凝固；数值模拟；Marangoni效应

DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.05.024

中图分类号：TG244文献标识码：A文章编号:1001-3814（2019）05-00906

EffectofPulling-downRateonQualityofMulticrystallineSiliconUnder

MarangoniEffectduringVacuumDirectionalSolidificationProcess

XIEGuangjie1-23,ZHAOShimin4,LYUGuoqiang1*23,YANGXi®,ZHANGYufeng1*23,HEYunfei1-23

（1.FacultofMetallurgicalandEnergEngineering,KunmingUniversitofScienceandTechnology,Kunming650093,

China;2.StateKeLaboratorofComplexNonferrousMetalResourcesCleaningUtilization/TheNationalEngineering

LaboratorforVacuumMetallurgy,Kunming650093,China;3.EngineeringResearchCenterforSiliconMetallurgand

SiliconMaterialsofYunnanProvincial,/KeLaboratorofNon-FerrousMetalsVacuumMetallurgofYunnanProvince

University,Kunming650093,China;4.KunmingLyudaoEnvironmentalTechnoloCo.,Ltd.,Kunming650228,China）

Abstract:Amulti-fieldcouplingmodelofheat-flow-stresswasestablishedtoinvestigatetheeffectofdifferent

pulling-downratesonqualitofmulticrystallinesiliconingotsundertheMarangonieffectcausedbsurfacetensionofthe

meltdur