Sidensmeltedigelbrukes som beholder og det er konveksjon inni, ettersom størrelsen på generert enkeltkrystall øker, blir varmekonveksjon og temperaturgradientens jevnhet vanskeligere å kontrollere. Ved å legge til magnetfelt for å få den ledende smelten til å virke på Lorentz-kraften, kan konveksjon reduseres eller til og med elimineres for å produsere høykvalitets enkrystall silisium.
I henhold til typen magnetfelt kan det deles inn i horisontalt magnetfelt, vertikalt magnetfelt og CUSP magnetfelt:
Vertikalt magnetfelt kan ikke eliminere hovedkonveksjonen på grunn av strukturelle årsaker og brukes sjelden.
Retningen til magnetfeltkomponenten til det horisontale magnetfeltet er vinkelrett på hovedvarmekonveksjonen og delvis tvungen konveksjon av digelveggen, noe som effektivt kan hemme bevegelse, opprettholde flatheten til vekstgrensesnittet og redusere vekststriper.
CUSP magnetfelt har mer jevn flyt og varmeoverføring av smelte på grunn av dens symmetri, så forskningen på vertikale og CUSP magnetiske felt har gått hånd i hånd.
I Kina har Xi'an University of Technology realisert produksjon og krystalltrekkeksperimenter av silisiumenkelkrystaller ved bruk av magnetiske felt tidligere. Hovedproduktene er 6-8in populære typer, som er rettet mot silisiumwafermarkedet for solcelleceller. I fremmede land, som KAYEX i USA og CGS i Tyskland, er hovedproduktene deres 8-16in, som er egnet for enkeltkrystall silisiumstaver på nivå med ultra-storskala integrerte kretser og halvledere. De har monopol innen magnetfelt for vekst av høykvalitets enkeltkrystaller med stor diameter og er de mest representative.
Magnetfeltfordelingen i digelområdet til enkeltkrystallvekstsystemet er den mest kritiske delen av magneten, inkludert styrken og jevnheten til magnetfeltet ved kanten av digelen, sentrum av digelen og passende avstand under væskeoverflaten. Det overordnede horisontale og jevne tverrgående magnetfeltet, de magnetiske kraftlinjene er vinkelrett på krystallvekstaksen. I følge den magnetiske effekten og Amperes lov er spolen nærmest kanten av digelen og feltstyrken er størst. Når avstanden øker, øker luftens magnetiske motstand, feltstyrken avtar gradvis, og den er den minste i sentrum.
Rollen til superledende magnetfelt
Hemmer termisk konveksjon: I fravær av et eksternt magnetfelt vil smeltet silisium produsere naturlig konveksjon under oppvarming, noe som kan føre til ujevn fordeling av urenheter og dannelse av krystalldefekter. Det eksterne magnetfeltet kan undertrykke denne konveksjonen, noe som gjør temperaturfordelingen inne i smelten mer jevn og reduserer den ujevne fordelingen av urenheter.
Kontrollere krystallveksthastigheten: Magnetfeltet kan påvirke hastigheten og retningen for krystallvekst. Ved nøyaktig å kontrollere styrken og fordelingen av magnetfeltet, kan krystallvekstprosessen optimaliseres og integriteten og jevnheten til krystallen kan forbedres. Under veksten av enkeltkrystallsilisium kommer oksygen inn i silisiumsmelten hovedsakelig gjennom den relative bevegelsen av smelten og digelen. Magnetfeltet reduserer sjansen for at oksygen kommer i kontakt med silisiumsmelten ved å redusere konveksjonen av smelten, og dermed redusere oppløsningen av oksygen. I noen tilfeller kan det ytre magnetfeltet endre de termodynamiske forholdene til smelten, for eksempel ved å endre overflatespenningen til smelten, noe som kan bidra til å fordampe oksygen, og dermed redusere oksygeninnholdet i smelten.
Reduser oppløsningen av oksygen og andre urenheter: Oksygen er en av de vanlige urenhetene i veksten av silisiumkrystaller, som vil føre til at kvaliteten på krystallen forringes. Magnetfeltet kan redusere oksygeninnholdet i smelten, og dermed redusere oppløsningen av oksygen i krystallen og forbedre krystallens renhet.
Forbedre den indre strukturen til krystallen: Magnetfeltet kan påvirke defektstrukturen inne i krystallen, slik som dislokasjoner og korngrenser. Ved å redusere antallet av disse defektene og påvirke deres distribusjon, kan den generelle kvaliteten på krystallen forbedres.
Forbedre de elektriske egenskapene til krystaller: Siden magnetiske felt har en betydelig effekt på mikrostrukturen under krystallvekst, kan de forbedre de elektriske egenskapene til krystaller, slik som resistivitet og bærerlevetid, som er avgjørende for produksjon av høyytelses halvlederenheter.
Velkommen alle kunder fra hele verden til å besøke oss for en videre diskusjon!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Innleggstid: 24. juli 2024