Effects of natural convection on the melt/solid interface shape in the HEM process

열교환법 공정에서 고/액 계면의 형태에 미치는 자연대류의 영향

The change of flow field and the effects of convective heat transfer on the shape and location of melt/crystal interface has been studied during the crystal growth by the heat exchanger method. Although the thermal structure is stable in the crucible, the flow due to the natural convection driven by radial temperature gradient is significant, because the thermal stability is broken by the hemispherical melt/crystal interface shape. The maximum interface deflection with convection is smaller than without and the convective heat transfer should be considered to simulate the heat transfer process of heat exchanger method rigorously.

열교환법에 의한 결정 성장에서 용융액 내에서의 유동장의 변화와 대류 열전달이 고/액 계면의 형태와 위치에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 비록 도가니 내의 온도분포가 안정한 구조라도 고/액 계면이 반구형태를 가지기 때문에 안정화가 깨어지게 되고, 반경방향 온도 기울기에 의한 용응액 내에서의 자연대류 흐름이 무시할 수 없을 정도로 발생한다. 대류 열전달이 존재하는 경우에 최대 휨도는 대류 열전달이 존재하지 않은 경우에 비해 감소하며, 열교환법에서의 정확한 열전달 공정모사를 위해 대류 열전달이 고려되어야 한다.