Effects of Beam Patterns on Removal of Phosphorous in Silicon by Electron Beam Melting
Shuang Shi, Yi Tan, Dachuan Jiang, Wei Dong, Shutao Wen
A heat transfer model for Si refining by electron beam melting is proposed to obtain the temperature distribution of the molten Si. The results show that the temperature distribution is extremely inhomogeneous, especially on the molten surface. Based on the temperature distribution, the evaporation rates of P and Si are also discussed and the corresponding experiment was carried out to be compared with the theoretical calculation. The results show that the evaporation rates of P and Si reduce and the ratio of the evaporation rate of P to Si increases with the increasing of the electron beam pattern radius. A critical molten pool with a large surface area exists when the pattern radius reaches to a certain value, which is considered to be the optimal pattern radius due to a relatively high removal efficiency of P and a low loss efficiency of Si.
Предложен е модел за топлопренасянето при рафиниране на силиций за получаване на температурното разпределение на разтопения силиций. Резултатите показват, че температурното разпределение е изключително нехомогенно, особено на разтопената повърхност. На база на температурното разпределение са дискутирани също скоростите на изпарение на фосфор и силиций и е проведен съответстващ експеримент за сравнение с теоретичните изчисления. Резултатите показват, че скоростите на изпарение на фосфор и силиций намаляват и отношението на скоростта на изпарение на фосфор към тази на силиций се увеличава с увеличаване на радиуса на лъча. Съществува критична течна вана с голяма повърхност, когато радиуса стига до определена стойност, който се приема за оптимален радиус, благодарение на сравнително голямата ефективност на отстраняване на фосфор и на малките загуби на силиций.
Cite this article as:
Shi Sh., Tan Y., Jiang D., Dong W., Wen Sh. Effects of beam patterns on removal of phosphorous in silicon by electron beam melting. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 49 (5-6), 2014, pp. 126-131, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
