Детальная информация

Работа посвящена численному моделированию полей температур в установке для выращивания кристаллов оксида галлия и выбору наилучших температурных условий и наименьших тепловых напряжений в выращиваемом кристалле. Задачи, решенные в ходе исследования: 1.Создана двумерная расчетная модель установки для выращивания кристаллов оксида галлия. 2.Выполнена проверка точности двумерной расчетной модели путем сравнивается с трехмерным моделированием, приведенным в литературе. 3.Выполнен расчет полей температур в установке при различных положениях катушки индуктивности относительно тигля с расплавом. 4.Выполнен расчет полей температур в установке при наличии крышки тигля с расплавом. 5.Рассчитаны тепловые напряжения в выращиваемом кристалле при различных положениях катушки. Работа была выполнена с использованием программного обеспечения CGsim (Crystal Growth Simulator). CGSim – это пакет программ, предназначенный для моделирования роста кристаллов по методу Чохральского (Cz, LEC, VCz) и Бриджмена, разработанный компанией «Soft-Impact» (г. С.-Петербург). В результате анализа полученных полей температур в установке для выращивания кристаллов оксида галлия было обнаружено, что когда индукционная катушка находится в верхней части тигля, для кристаллов одинакового размера, растущих с одинаковой скоростью, тепловые напряжения в выращиваемом кристалле являются наименьшими, при самой низкой тепловой мощности и расходе электроэнергии, то есть такое положение катушки является наилучшим.

This work is devoted to the study of modeling the thermal field of devices for growing gallium oxide crystals and determining the best conditions of the thermal field for growing gallium oxide crystals. Tasks solved during the research: 1.A two-dimensional model of a device for growing gallium oxide crystals has been created. 2.To verify the accuracy of the calculation, the distribution of the thermal field of the growing device is calculated and compared with the three-dimensional modeling given in the literature. 3.The distribution of the thermal field of the device is calculated when the coil is in different positions. 4.After calculating the distribution of the thermal field of the device after installing the crucible lid. 5.The thermal stress during crystal growth in various coil positions is calculated. The work was performed using CGsim (Crystal Growth Simulator) software. CGSim is a software package designed to simulate crystal growth using the Czochralski (Cz, LEC, VCz) and Bridgman method, developed by Soft-Impact (St. Petersburg). As a result of the analysis of the obtained temperature fields in the plant for growing gallium oxide crystals, it was found that when the induction coil is located in the upper part of the crucible, for crystals of the same size growing at the same speed, the thermal stresses in the grown crystal are the lowest, with the lowest thermal power and energy consumption, i.e. this position of the coil is the best.