Sidensmeltedigelbruges som beholder, og der er konvektion indeni, da størrelsen af genereret enkeltkrystal øges, bliver varmekonvektion og temperaturgradientens ensartethed sværere at kontrollere. Ved at tilføje et magnetfelt for at få den ledende smelte til at virke på Lorentz-kraften, kan konvektion bremses eller endda elimineres for at producere højkvalitets enkeltkrystalsilicium.
I henhold til typen af magnetfelt kan det opdeles i vandret magnetfelt, vertikalt magnetfelt og CUSP magnetfelt:
Lodret magnetfelt kan ikke eliminere hovedkonvektionen på grund af strukturelle årsager og bruges sjældent.
Retningen af magnetfeltkomponenten af det vandrette magnetfelt er vinkelret på hovedvarmekonvektionen og delvis tvungen konvektion af digelvæggen, hvilket effektivt kan hæmme bevægelse, opretholde fladheden af vækstgrænsefladen og reducere vækststriber.
CUSP magnetfelt har mere ensartet flow og varmeoverførsel af smelte på grund af dets symmetri, så forskningen i vertikale og CUSP magnetiske felter er gået hånd i hånd.
I Kina har Xi'an University of Technology tidligere realiseret produktion og krystaltrækningseksperimenter af siliciumenkeltkrystaller ved hjælp af magnetiske felter. Dens hovedprodukter er 6-8in populære typer, som er rettet mod siliciumwafermarkedet til solcelleceller. I fremmede lande, såsom KAYEX i USA og CGS i Tyskland, er deres hovedprodukter 8-16in, som er velegnede til enkeltkrystal siliciumstænger på niveau med ultra-storskala integrerede kredsløb og halvledere. De har et monopol inden for magnetfelter til vækst af enkeltkrystaller af høj kvalitet med stor diameter og er de mest repræsentative.
Magnetfeltfordelingen i digelområdet af enkeltkrystalvækstsystemet er den mest kritiske del af magneten, herunder styrken og ensartetheden af det magnetiske felt ved kanten af digelen, midten af digelen og den relevante afstand under væskeoverfladen. Det overordnede vandrette og ensartede tværgående magnetfelt, de magnetiske kraftlinjer er vinkelrette på krystalvækstaksen. Ifølge den magnetiske effekt og Amperes lov er spolen tættest på diglens kant og feltstyrken er størst. Efterhånden som afstanden øges, øges luftens magnetiske modstand, feltstyrken falder gradvist, og den er den mindste i midten.
Rollen af superledende magnetfelt
Inhibering af termisk konvektion: I fravær af et eksternt magnetfelt vil smeltet silicium producere naturlig konvektion under opvarmning, hvilket kan føre til ujævn fordeling af urenheder og dannelse af krystaldefekter. Det eksterne magnetfelt kan undertrykke denne konvektion, hvilket gør temperaturfordelingen inde i smelten mere ensartet og reducerer den ujævne fordeling af urenheder.
Styring af krystalvæksthastigheden: Det magnetiske felt kan påvirke hastigheden og retningen af krystalvækst. Ved præcist at kontrollere styrken og fordelingen af magnetfeltet kan krystalvækstprocessen optimeres, og krystallens integritet og ensartethed kan forbedres. Under væksten af enkeltkrystalsilicium kommer ilt ind i siliciumsmelten hovedsageligt gennem den relative bevægelse af smelten og digelen. Magnetfeltet reducerer chancen for, at ilt kommer i kontakt med siliciumsmelten ved at reducere smeltens konvektion og derved reducere opløsningen af ilt. I nogle tilfælde kan det ydre magnetfelt ændre smeltens termodynamiske forhold, såsom ved at ændre smeltens overfladespænding, hvilket kan hjælpe med fordampningen af ilt og derved reducere iltindholdet i smelten.
Reducer opløsningen af ilt og andre urenheder: Ilt er en af de almindelige urenheder i væksten af siliciumkrystaller, som vil få krystallens kvalitet til at forringes. Magnetfeltet kan reducere iltindholdet i smelten og derved reducere opløsningen af ilt i krystallen og forbedre krystallens renhed.
Forbedre den indre struktur af krystallen: Det magnetiske felt kan påvirke den defekte struktur inde i krystallen, såsom dislokationer og korngrænser. Ved at reducere antallet af disse defekter og påvirke deres fordeling kan den overordnede kvalitet af krystallen forbedres.
Forbedring af krystallers elektriske egenskaber: Da magnetfelter har en betydelig effekt på mikrostrukturen under krystalvækst, kan de forbedre krystallers elektriske egenskaber, såsom resistivitet og bærerlevetid, som er afgørende for fremstilling af højtydende halvlederenheder.
Velkommen kunder fra hele verden til at besøge os for en yderligere diskussion!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Indlægstid: 24-jul-2024