Odlončićkoristi se kao spremnik i unutar njega postoji konvekcija, kako se veličina generiranog monokristala povećava, konvekciju topline i ujednačenost temperaturnog gradijenta postaje teže kontrolirati. Dodavanjem magnetskog polja kako bi vodljiva talina djelovala na Lorentzovu silu, konvekcija se može usporiti ili čak eliminirati kako bi se proizveo visokokvalitetni monokristalni silicij.
Prema vrsti magnetskog polja, može se podijeliti na horizontalno magnetsko polje, vertikalno magnetsko polje i CUSP magnetsko polje:
Vertikalno magnetsko polje ne može eliminirati glavnu konvekciju zbog strukturnih razloga i rijetko se koristi.
Smjer komponente magnetskog polja vodoravnog magnetskog polja je okomit na glavnu toplinsku konvekciju i djelomičnu prisilnu konvekciju stijenke lončića, što može učinkovito spriječiti kretanje, održati ravnost sučelja rasta i smanjiti trake rasta.
CUSP magnetsko polje ima ravnomjerniji protok i prijenos topline taline zbog svoje simetrije, tako da istraživanja vertikalnih i CUSP magnetskih polja idu ruku pod ruku.
U Kini, Tehnološko sveučilište Xi'an ranije je realiziralo eksperimente proizvodnje i izvlačenja kristala monokristala silicija koristeći magnetska polja. Njegovi glavni proizvodi su popularne vrste od 6-8 inča, koje su usmjerene na tržište silicijskih pločica za solarne fotonaponske ćelije. U stranim zemljama, kao što su KAYEX u Sjedinjenim Državama i CGS u Njemačkoj, njihovi glavni proizvodi su 8-16 inča, koji su prikladni za monokristalne silikonske šipke na razini ultra-velikih integriranih krugova i poluvodiča. Oni imaju monopol u području magnetskih polja za rast visokokvalitetnih monokristala velikog promjera i najreprezentativniji su.
Raspodjela magnetskog polja u području lončića sustava za rast monokristala najkritičniji je dio magneta, uključujući snagu i ujednačenost magnetskog polja na rubu lončića, središtu lončića i odgovarajućem udaljenosti ispod površine tekućine. Sveukupno vodoravno i ravnomjerno poprečno magnetsko polje, magnetske linije sile su okomite na os rasta kristala. Prema magnetskom učinku i Amperovom zakonu zavojnica je najbliža rubu lončića i jakost polja je najveća. S povećanjem udaljenosti povećava se magnetski otpor zraka, jakost polja postupno opada, a najmanja je u središtu.
Uloga supravodljivog magnetskog polja
Inhibicija toplinske konvekcije: U nedostatku vanjskog magnetskog polja, rastaljeni silicij će proizvesti prirodnu konvekciju tijekom zagrijavanja, što može dovesti do neravnomjerne raspodjele nečistoća i stvaranja kristalnih defekata. Vanjsko magnetsko polje može potisnuti ovu konvekciju, čineći raspodjelu temperature unutar taline ravnomjernijom i smanjujući neravnomjernu raspodjelu nečistoća.
Kontrola brzine rasta kristala: magnetsko polje može utjecati na brzinu i smjer rasta kristala. Preciznom kontrolom jakosti i distribucije magnetskog polja, proces rasta kristala može se optimizirati i poboljšati cjelovitost i ujednačenost kristala. Tijekom rasta monokristala silicija, kisik ulazi u talinu silicija uglavnom kroz relativno kretanje taline i lončića. Magnetsko polje smanjuje mogućnost kontakta kisika s talinom silicija smanjenjem konvekcije taline, čime se smanjuje otapanje kisika. U nekim slučajevima, vanjsko magnetsko polje može promijeniti termodinamičke uvjete taline, kao što je promjena površinske napetosti taline, što može pomoći isparavanju kisika, čime se smanjuje sadržaj kisika u talini.
Smanjite otapanje kisika i drugih nečistoća: Kisik je jedna od uobičajenih nečistoća u rastu kristala silicija, što će uzrokovati pogoršanje kvalitete kristala. Magnetsko polje može smanjiti sadržaj kisika u talini, čime se smanjuje otapanje kisika u kristalu i poboljšava čistoća kristala.
Poboljšajte unutarnju strukturu kristala: magnetsko polje može utjecati na strukturu defekta unutar kristala, kao što su dislokacije i granice zrna. Smanjenjem broja tih nedostataka i utjecajem na njihovu distribuciju, može se poboljšati ukupna kvaliteta kristala.
Poboljšanje električnih svojstava kristala: Budući da magnetska polja imaju značajan učinak na mikrostrukturu tijekom rasta kristala, mogu poboljšati električna svojstva kristala, kao što su otpornost i životni vijek nosača, koji su ključni za proizvodnju poluvodičkih uređaja visokih performansi.
Dobrodošli svim kupcima iz cijelog svijeta da nas posjete radi daljnje rasprave!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Vrijeme objave: 24. srpnja 2024