Sedandegelanvänds som behållare och det finns konvektion inuti, eftersom storleken på genererad enkristall ökar, blir värmekonvektion och temperaturgradientens enhetlighet svårare att kontrollera. Genom att lägga till magnetfält för att få den ledande smältan att verka på Lorentz-kraften, kan konvektion bromsas eller till och med elimineras för att producera enkristallkisel av hög kvalitet.
Beroende på typen av magnetfält kan det delas in i horisontellt magnetfält, vertikalt magnetfält och CUSP magnetfält:
Vertikalt magnetfält kan inte eliminera huvudkonvektionen på grund av strukturella skäl och används sällan.
Riktningen för magnetfältskomponenten i det horisontella magnetfältet är vinkelrät mot huvudvärmekonvektionen och partiell påtvingad konvektion av degelväggen, vilket effektivt kan hämma rörelse, bibehålla plantheten hos tillväxtgränssnittet och minska tillväxtränder.
CUSP magnetfält har mer enhetligt flöde och värmeöverföring av smälta på grund av dess symmetri, så forskningen om vertikala och CUSP magnetiska fält har gått hand i hand.
I Kina har Xi'an University of Technology insett produktion och kristalldragningsexperiment av kiselenkristaller med magnetfält tidigare. Dess huvudprodukter är 6-8in populära typer, som är inriktade på marknaden för kiselwafer för solceller. I främmande länder, som KAYEX i USA och CGS i Tyskland, är deras huvudprodukter 8-16in, som är lämpliga för enkristallkiselstavar på nivån med ultrastorskaliga integrerade kretsar och halvledare. De har monopol inom magnetfält för tillväxt av högkvalitativa enkristaller med stor diameter och är de mest representativa.
Magnetfältsfördelningen i degelområdet i enkristalltillväxtsystemet är den mest kritiska delen av magneten, inklusive styrkan och likformigheten hos magnetfältet vid degelns kant, degelns centrum och lämplig avstånd under vätskeytan. Det övergripande horisontella och enhetliga tvärgående magnetfältet, de magnetiska kraftlinjerna är vinkelräta mot kristalltillväxtaxeln. Enligt den magnetiska effekten och Amperes lag är spolen närmast kanten av degeln och fältstyrkan är störst. När avståndet ökar, ökar luftens magnetiska motstånd, fältstyrkan minskar gradvis och den är den minsta i mitten.
Rollen av supraledande magnetfält
Hämmar termisk konvektion: I frånvaro av ett externt magnetfält kommer smält kisel att producera naturlig konvektion under uppvärmning, vilket kan leda till ojämn fördelning av föroreningar och bildandet av kristalldefekter. Det externa magnetfältet kan undertrycka denna konvektion, vilket gör temperaturfördelningen inuti smältan mer enhetlig och minskar den ojämna fördelningen av föroreningar.
Styra kristalltillväxthastigheten: Magnetfältet kan påverka hastigheten och riktningen för kristalltillväxten. Genom att exakt kontrollera styrkan och fördelningen av magnetfältet kan kristalltillväxtprocessen optimeras och kristallens integritet och enhetlighet kan förbättras. Under tillväxten av enkristallkisel kommer syre in i kiselsmältan huvudsakligen genom den relativa rörelsen av smältan och degeln. Det magnetiska fältet minskar chansen att syre kommer i kontakt med kiselsmältan genom att minska smältans konvektion, och därigenom minska upplösningen av syre. I vissa fall kan det externa magnetfältet förändra smältans termodynamiska förhållanden, till exempel genom att ändra smältans ytspänning, vilket kan hjälpa till att förånga syre och därigenom minska syrehalten i smältan.
Minska upplösningen av syre och andra föroreningar: Syre är en av de vanliga föroreningarna i tillväxten av kiselkristaller, vilket gör att kristallens kvalitet försämras. Magnetfältet kan minska syrehalten i smältan, och därigenom minska upplösningen av syre i kristallen och förbättra kristallens renhet.
Förbättra kristallens inre struktur: Det magnetiska fältet kan påverka den defekta strukturen inuti kristallen, såsom dislokationer och korngränser. Genom att minska antalet dessa defekter och påverka deras fördelning kan den övergripande kvaliteten på kristallen förbättras.
Förbättring av de elektriska egenskaperna hos kristaller: Eftersom magnetfält har en betydande effekt på mikrostrukturen under kristalltillväxt, kan de förbättra kristallernas elektriska egenskaper, såsom resistivitet och bärarlivslängd, som är avgörande för tillverkning av högpresterande halvledarenheter.
Välkommen alla kunder från hela världen att besöka oss för en vidare diskussion!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Posttid: 2024-jul