Sindssmeltkroeswordt gebruikt als container en er is convectie binnenin, naarmate de grootte van het gegenereerde eenkristal toeneemt, worden warmteconvectie en uniformiteit van de temperatuurgradiënt moeilijker te controleren. Door een magnetisch veld toe te voegen om de geleidende smelt op de Lorentz-kracht te laten inwerken, kan convectie worden vertraagd of zelfs geëlimineerd om hoogwaardig monokristallijn silicium te produceren.
Afhankelijk van het type magnetisch veld kan het worden onderverdeeld in horizontaal magnetisch veld, verticaal magnetisch veld en CUSP-magnetisch veld:
Verticaal magnetisch veld kan de hoofdconvectie om structurele redenen niet elimineren en wordt zelden gebruikt.
De richting van de magnetische veldcomponent van het horizontale magnetische veld staat loodrecht op de hoofdwarmteconvectie en gedeeltelijke geforceerde convectie van de kroeswand, die beweging effectief kan remmen, de vlakheid van het groeigrensvlak kan behouden en groeistrepen kan verminderen.
Het magnetische veld van CUSP heeft een meer uniforme stroming en warmteoverdracht van de smelt vanwege de symmetrie ervan, dus het onderzoek naar verticale en magnetische velden van CUSP gaat hand in hand.
In China heeft de Xi'an University of Technology eerder experimenten uitgevoerd met de productie en het trekken van kristallen van monokristallijne siliciumkristallen met behulp van magnetische velden. De belangrijkste producten zijn populaire typen van 6-8 inch, die gericht zijn op de markt voor siliciumwafels voor fotovoltaïsche zonnecellen. In het buitenland, zoals KAYEX in de Verenigde Staten en CGS in Duitsland, zijn hun belangrijkste producten 8-16 inch, die geschikt zijn voor monokristallijne siliciumstaven op het niveau van ultragrootschalige geïntegreerde schakelingen en halfgeleiders. Ze hebben het monopolie op het gebied van magnetische velden voor de groei van hoogwaardige monokristallen met een grote diameter en zijn het meest representatief.
De magnetische veldverdeling in het smeltkroesgebied van het monokristallijne groeisysteem is het meest kritische deel van de magneet, inclusief de sterkte en uniformiteit van het magnetische veld aan de rand van de smeltkroes, het midden van de smeltkroes en de juiste afstand onder het vloeistofoppervlak. Het algehele horizontale en uniforme transversale magnetische veld, de magnetische krachtlijnen staan loodrecht op de kristalgroei-as. Volgens het magnetische effect en de wet van Ampere bevindt de spoel zich het dichtst bij de rand van de smeltkroes en is de veldsterkte het grootst. Naarmate de afstand groter wordt, neemt de magnetische weerstand van de lucht toe, neemt de veldsterkte geleidelijk af en is deze in het midden het kleinst.
De rol van supergeleidend magnetisch veld
Remmen van thermische convectie: Bij afwezigheid van een extern magnetisch veld zal gesmolten silicium tijdens verwarming natuurlijke convectie veroorzaken, wat kan leiden tot een ongelijkmatige verdeling van onzuiverheden en de vorming van kristaldefecten. Het externe magnetische veld kan deze convectie onderdrukken, waardoor de temperatuurverdeling in de smelt uniformer wordt en de ongelijkmatige verdeling van onzuiverheden wordt verminderd.
Controle van de kristalgroeisnelheid: Het magnetische veld kan de snelheid en richting van de kristalgroei beïnvloeden. Door de sterkte en verdeling van het magnetische veld nauwkeurig te regelen, kan het kristalgroeiproces worden geoptimaliseerd en kan de integriteit en uniformiteit van het kristal worden verbeterd. Tijdens de groei van monokristallijn silicium komt zuurstof de siliciumsmelt binnen, voornamelijk door de relatieve beweging van de smelt en de smeltkroes. Het magnetische veld verkleint de kans dat zuurstof in contact komt met de siliciumsmelt door de convectie van de smelt te verminderen, waardoor het oplossen van zuurstof wordt verminderd. In sommige gevallen kan het externe magnetische veld de thermodynamische omstandigheden van de smelt veranderen, bijvoorbeeld door de oppervlaktespanning van de smelt te veranderen, wat de vervluchtiging van zuurstof kan bevorderen, waardoor het zuurstofgehalte in de smelt wordt verminderd.
Verminder het oplossen van zuurstof en andere onzuiverheden: Zuurstof is een van de meest voorkomende onzuiverheden bij de groei van siliciumkristallen, waardoor de kwaliteit van het kristal verslechtert. Het magnetische veld kan het zuurstofgehalte in de smelt verminderen, waardoor het oplossen van zuurstof in het kristal wordt verminderd en de zuiverheid van het kristal wordt verbeterd.
Verbeter de interne structuur van het kristal: Het magnetische veld kan de defectstructuur in het kristal beïnvloeden, zoals dislocaties en korrelgrenzen. Door het aantal van deze defecten te verminderen en de verspreiding ervan te beïnvloeden, kan de algehele kwaliteit van het kristal worden verbeterd.
Verbetering van de elektrische eigenschappen van kristallen: Omdat magnetische velden een aanzienlijk effect hebben op de microstructuur tijdens de kristalgroei, kunnen ze de elektrische eigenschappen van kristallen verbeteren, zoals de soortelijke weerstand en de levensduur van de drager, die cruciaal zijn voor de productie van hoogwaardige halfgeleiderapparaten.
Welkom alle klanten van over de hele wereld om ons te bezoeken voor een verdere discussie!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Posttijd: 24 juli 2024