多晶硅鑄錠爐熱場設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、一臺(tái)優(yōu)良的多晶硅鑄錠爐,除了需要具備平穩(wěn)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng),便捷的供水裝置、抽真空及自動(dòng)控制系統(tǒng),關(guān)鍵還得具有一個(gè)合理的熱場。熱場作為鑄錠爐的核心,其對多晶硅定向凝固過程中的固液界面及熔體的流動(dòng)起著至關(guān)重要的作用,而加熱器、隔熱層及坩堝等部件構(gòu)成了熱場的主體,因此可以通過對加熱器、隔熱層及坩堝等部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)來調(diào)節(jié)定向凝固過程。
　　本文首先對鑄錠爐熱場的理論基礎(chǔ)和影響機(jī)理進(jìn)行了簡單的介紹,其次以上海晨華型號為ZG-5D的多晶硅鑄錠爐

2、作參考,并以坩堝為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),由內(nèi)向外對熱場的主要部件(包括:加熱器和隔熱層)進(jìn)行了選材、優(yōu)化設(shè)計(jì)及校核計(jì)算。設(shè)計(jì)的目的主要是期望獲得更加合理的熱場結(jié)構(gòu)及溫度梯度分布,同時(shí),也為將來研制一種高效的多晶硅鑄錠設(shè)備提供參考依據(jù)。
　　最后,本文在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,采用Comsol Multiphysics多物理場模擬軟件,驗(yàn)證了使用倒錐形坩堝得到的硅熔體熱場及流場的分布情況,并選用底部凸形及圓形坩堝作對比,以此來檢驗(yàn)坩堝設(shè)計(jì)的合理性,進(jìn)