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Fig. 3-29: Converged isotherms and velocity vectors for GαAs and B203system at
(Gr m/ Rem)rod = 1835 and (Gr e/ Ree)叫二38.6. See Case (D-1).
Isothermallines are at every 0.05 between -0.5 and 0.5.
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500
Fig. 3-30: Oscillatory change of average velocity components and temperature for G aAs and B203 sy批m. See Case (D-2).
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(c)τ=1564 (d) τ=1626
Fig. 3-31 : Instantaneous isotherms and velocity vectors at six consecutive times in one period of oscillation for Case (D-2). Isothermal lines are at every 0.1 between -0.5 and 0.5.
Z=OHe
VELOCITY
- 2.0 X 1.0
Z=O.458He (a)Encapsulated fluid
Z=OHm +He
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Z=O.5Hm+He
(b) Melt
Z=O.25Hm+He
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VELOCITY
- 2.0 X 1.0
Z=O.982Hm+He
Fig. 3-32: Velocity vectors at various levels for GaAs and B203 system at T = 1441 for Case (D-2).
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も先の鉛直院rr f(üの場合と異なり、 周方向の迷い流れがみられる。 またこ こに示した述皮ベクトルはT = 1441の平均述皮が最も巡い場介の流れで あるが、 他の時刻においても周方向速度成分は結品回転の影響が大きい ため顕著な違いは見られない。
これらGαAs - B203の系における振動流の発生はストライエーションの 原因となり 結晶品位の点から望ましくないため、 実際の結晶成長では振 動流の発生領域を避けながら育成を行う必要がある。 このため結晶l口 数を変化させ、このとき の振動流の発生の有無とその振動周期を調べ た。 この解析結果をFig.3-33に白丸で示す。 ここで横軸は浮力と慣性力の 比である(Gïm/Re�)rodで、あり、 縦軸はルツボ内振動の周期を示している。
このように結晶回転数が大きくなり、(Gïm/ Re�)rodの値が小さくな ると、
(Grm/ Re�)rod竺10付近で振動流が始まり、振動周期は(Gïm/ Re�)叫の値が小 さくなるに従い短くなっている。
またこのCase D での計算結果を有次元化して表3-10に示した。
3.5.2.2 結晶俸およびルツボが回転する場合
本節では振動流の制御方法としてルツボを回転させた場合の影響につ いて述べる。
Fig.3-34に先のCase(D-2)で示した結晶が20rpmで回転している系におい て、ルツボを結品棒と反対方向に10rpmで回転させた場合におけるルツボ 内融液及び封液の各方向成分の平均速度応答と平均温度応答を示す。 こ のときの条件をTable 3-11のCase(E-1)に示す。 図の平均速度および温度応答 を見ると周期的な振動がみられるが、結晶のみが回転しているCase(D-2) の場合と比べ、振動の周期が短くなると共に、振動流の振幅が小さくなっ ており、これは特に軸方向速度成分で抑制効果が大きくなっている。 ま た 速度変動が小さいため平均温度には変化は見られない。 このときの振動 流の1周期中の過渡変化をFig.3-35に示す。 図を見ると結品棒直下とその下 部を除き流れは余り 見られない。 これはルツボの回転による流れの抑制 効果のためである。
次に結晶回転数を大きくしてNrod=60rpmぅNcru=-10rpmとしたCase(E-2)の 場合のルツボ回転による平均速度の変化をFig.3-36に示す。 ここで各方向 速度成分および平均温度とも一定値に収束し、振動流は見られない。 こ のときのルツボ内の流れをFig.3-37に示す。 ルツボ内の流れは結晶直下で 大 きしこのため封液内でも界面付近に比較的速い流れがみられる。
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