Sejakpercobaandigunakan sebagai wadah dan terdapat konveksi di dalamnya, seiring dengan bertambahnya ukuran kristal tunggal yang dihasilkan, konveksi panas dan keseragaman gradien suhu menjadi lebih sulit dikendalikan. Dengan menambahkan medan magnet agar lelehan konduktif bekerja berdasarkan gaya Lorentz, konveksi dapat diperlambat atau bahkan dihilangkan untuk menghasilkan silikon kristal tunggal berkualitas tinggi.
Menurut jenis medan magnetnya, dapat dibedakan menjadi medan magnet horizontal, medan magnet vertikal, dan medan magnet CUSP:
Medan magnet vertikal tidak dapat menghilangkan konveksi utama karena alasan struktural dan jarang digunakan.
Arah komponen medan magnet dari medan magnet horizontal tegak lurus terhadap konveksi panas utama dan konveksi paksa parsial pada dinding wadah, yang secara efektif dapat menghambat pergerakan, menjaga kerataan antarmuka pertumbuhan, dan mengurangi garis pertumbuhan.
Medan magnet CUSP memiliki aliran dan perpindahan panas lelehan yang lebih seragam karena simetrinya, sehingga penelitian tentang medan magnet vertikal dan CUSP telah berjalan beriringan.
Di Tiongkok, Universitas Teknologi Xi'an telah merealisasikan eksperimen produksi dan penarikan kristal kristal tunggal silikon menggunakan medan magnet sebelumnya. Produk utamanya adalah tipe populer 6-8in, yang ditujukan untuk pasar wafer silikon untuk sel fotovoltaik surya. Di luar negeri, seperti KAYEX di Amerika Serikat dan CGS di Jerman, produk utamanya adalah 8-16 inci, yang cocok untuk batang silikon kristal tunggal pada tingkat sirkuit terpadu skala ultra besar dan semikonduktor. Mereka memiliki monopoli di bidang medan magnet untuk pertumbuhan kristal tunggal berdiameter besar berkualitas tinggi dan paling representatif.
Distribusi medan magnet pada area wadah sistem pertumbuhan kristal tunggal merupakan bagian magnet yang paling kritis, termasuk kekuatan dan keseragaman medan magnet di tepi wadah, bagian tengah wadah, dan yang sesuai. jarak di bawah permukaan cairan. Keseluruhan medan magnet melintang horizontal dan seragam, garis gaya magnet tegak lurus terhadap sumbu pertumbuhan kristal. Menurut efek magnet dan hukum Ampere, kumparan paling dekat dengan tepi wadah dan kuat medannya paling besar. Dengan bertambahnya jarak, hambatan magnet udara meningkat, kekuatan medan berangsur-angsur berkurang, dan titik pusatnya menjadi yang terkecil.
Peran medan magnet superkonduktor
Menghambat konveksi termal: Dengan tidak adanya medan magnet eksternal, silikon cair akan menghasilkan konveksi alami selama pemanasan, yang dapat menyebabkan distribusi pengotor tidak merata dan pembentukan cacat kristal. Medan magnet luar dapat menekan konveksi ini, membuat distribusi suhu di dalam lelehan lebih seragam dan mengurangi distribusi pengotor yang tidak merata.
Mengontrol laju pertumbuhan kristal: Medan magnet dapat mempengaruhi laju dan arah pertumbuhan kristal. Dengan mengontrol kekuatan dan distribusi medan magnet secara tepat, proses pertumbuhan kristal dapat dioptimalkan dan integritas serta keseragaman kristal dapat ditingkatkan. Selama pertumbuhan silikon kristal tunggal, oksigen memasuki lelehan silikon terutama melalui pergerakan relatif lelehan dan wadah. Medan magnet mengurangi kemungkinan oksigen menghubungi lelehan silikon dengan mengurangi konveksi lelehan, sehingga mengurangi pembubaran oksigen. Dalam beberapa kasus, medan magnet luar dapat mengubah kondisi termodinamika lelehan, misalnya dengan mengubah tegangan permukaan lelehan, yang dapat membantu penguapan oksigen, sehingga mengurangi kandungan oksigen dalam lelehan.
Mengurangi pembubaran oksigen dan pengotor lainnya: Oksigen adalah salah satu pengotor umum dalam pertumbuhan kristal silikon, yang akan menyebabkan kualitas kristal menurun. Medan magnet dapat mengurangi kandungan oksigen dalam lelehan, sehingga mengurangi pembubaran oksigen dalam kristal dan meningkatkan kemurnian kristal.
Memperbaiki struktur internal kristal: Medan magnet dapat mempengaruhi cacat struktur di dalam kristal, seperti dislokasi dan batas butir. Dengan mengurangi jumlah cacat ini dan mempengaruhi distribusinya, kualitas kristal secara keseluruhan dapat ditingkatkan.
Meningkatkan sifat listrik kristal: Karena medan magnet memiliki pengaruh yang signifikan terhadap struktur mikro selama pertumbuhan kristal, medan magnet dapat meningkatkan sifat listrik kristal, seperti resistivitas dan masa pakai pembawa, yang sangat penting untuk pembuatan perangkat semikonduktor berkinerja tinggi.
Selamat datang setiap pelanggan dari seluruh dunia untuk mengunjungi kami untuk diskusi lebih lanjut!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Waktu posting: 24 Juli-2024