С использованием трехмерного численного моделирования исследовано распределение некогерентных примесей в расплаве при получении поликристаллического кремния методом Бриджмена. Анализировалось влияние конфигурации границы фазового перехода на распределение вытесняемого вещества вблизи фронта кристаллизации в условиях азимутально-неоднородного нагрева боковых стенок тигля. Течение в жидкости описывается уравнениями Навье-Стокса в приближении Буссинеска, а распределение концентрации растворенного вещества определяется из решения уравнения конвективной диффузии. Из полученных результатов следует, что неоднородный разогрев расплава изменяет структуру конвективных течений, которые в случаях плоского или выпуклого фронтов кристаллизации способствуют оттеснению растворенной примеси к стенкам тигля. Процессы рассматривались в диапазоне параметров, соответствующих реальным температурам в ростовой печи и расплаве, размерам и форме тигля.
The distribution of incoherent impurities in the melt for the polycrystalline silicone production by the Bridgeman’s technique was studied with the aid of 3D numerical simulation. Under study was the influence of the phase transition configuration on the distribution of the displaced substance near the crystallization front under the conditions of azimuth nonuniform heating of crucible side walls. The flow in the liquid is described by Navier-Stokes equations in the Boussinesq approximation, the distribution of the dissolved substance concentration is found from the solution of the convective diffusion equation. The obtained results show that the nonuniform heating of the melt changes the structure of convective flows; in the case of flat or convex crystallization front, these flows promote the displacement of the dissolved admixture toward the crucible walls. The processes were considered within the range of parameters following the real temperatures in a growth furnace and the melt, crucible size and shape.
