SiC 용액 성장을 위한 수치 시뮬레이션의 최적화
Numerical simulation optimization for solution growth of silicon carbide
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초록
본 연구는 SiC 용액 성장에서 Cr 40 %가 첨가된 Si melt 내부의 용액과 탄소흐름의 변화를 수치적으로 분석하여 장시간 성장과 고품질의 SiC 단결정을 얻기 위한 최적공정 조건의 설계를 목적으로 진행하였다. 수치 시뮬레이션으로는crystal growth simulator (CGSim TM , STR Group Ltd.)가 사용되었다. 결과적으로, 성장온도, 종자정축과 도가니축의 회전속도및 성장 시 종자정의 위치에 따라 melt내부의 용액 흐름과 탄소흐름의 속도 및 방향이 변화함으로써 더 균일한 온도구배를형성하여 안정적인 성장이 이루어지는 조건을 확인하였다. 그러므로, 성장조건들을 조절함으로써 시뮬레이션 상에서 실험조건의 최적화가 가능하였고 향후 실제 실험에서도 많은 도움이 될 것으로 예상된다.
Abstract
In this study, numerical simulation was performed to focus on optimized process condition for obtaining a longterm growth and high quality SiC crystal. It could be optimized by considering the change of fluid and a carbon flow in the Si melt added with 40 % Cr. The Crystal Growth Simulator (CGSim TM , STR Group Ltd.) was used as a numerical simulation. It was confirmed that many parameters such as temperature, rotation speed of seed crystal and crucible, and seed position during the crystal growth step had a strong influence on the speed and direction of solution flow for uniform temperature gradient and stable crystal growth. The optimized process condition for the solution growth of SiC crystal was successfully exhibited by adjusting various process parameters in the numerical simulation, which would be helpful for real crystal growth.
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