Des quegresols'utilitza com a contenidor i hi ha convecció a l'interior, a mesura que augmenta la mida del cristall únic generat, la convecció de calor i la uniformitat del gradient de temperatura es fan més difícils de controlar. Afegint camp magnètic per fer que la fusió conductora actuï sobre la força de Lorentz, la convecció es pot alentir o fins i tot eliminar-se per produir silici monocristal d'alta qualitat.
Segons el tipus de camp magnètic, es pot dividir en camp magnètic horitzontal, camp magnètic vertical i camp magnètic CUSP:
El camp magnètic vertical no pot eliminar la convecció principal per motius estructurals i s'utilitza rarament.
La direcció del component del camp magnètic del camp magnètic horitzontal és perpendicular a la convecció de calor principal i a la convecció forçada parcial de la paret del gresol, que pot inhibir eficaçment el moviment, mantenir la planitud de la interfície de creixement i reduir les ratlles de creixement.
El camp magnètic CUSP té un flux més uniforme i una transferència de calor de la fosa a causa de la seva simetria, de manera que la investigació sobre els camps magnètics verticals i CUSP ha anat de la mà.
A la Xina, la Universitat de Tecnologia de Xi'an ha realitzat anteriorment els experiments de producció i extracció de cristalls de cristalls de silici mitjançant camps magnètics. Els seus productes principals són els tipus populars de 6 a 8 polzades, que estan dirigits al mercat de les hòsties de silici per a cèl·lules solars fotovoltaiques. A països estrangers, com ara KAYEX als Estats Units i CGS a Alemanya, els seus productes principals són de 8 a 16 polzades, adequats per a barres de silici d'un sol cristall a nivell de circuits integrats i semiconductors a gran escala. Tenen el monopoli en el camp dels camps magnètics per al creixement de cristalls simples de gran diàmetre d'alta qualitat i són els més representatius.
La distribució del camp magnètic a l'àrea del gresol del sistema de creixement d'un sol cristall és la part més crítica de l'imant, inclosa la força i la uniformitat del camp magnètic a la vora del gresol, el centre del gresol i la part adequada. distància per sota de la superfície líquida. El camp magnètic transversal horitzontal i uniforme, les línies magnètiques de força són perpendiculars a l'eix de creixement del cristall. Segons l'efecte magnètic i la llei d'Ampere, la bobina és la més propera a la vora del gresol i la intensitat del camp és la més gran. A mesura que augmenta la distància, la resistència magnètica de l'aire augmenta, la força del camp disminueix gradualment i és el més petit al centre.
El paper del camp magnètic superconductor
Inhibició de la convecció tèrmica: en absència d'un camp magnètic extern, el silici fos produirà convecció natural durant l'escalfament, que pot provocar una distribució desigual d'impureses i la formació de defectes de cristall. El camp magnètic extern pot suprimir aquesta convecció, fent que la distribució de la temperatura dins de la fosa sigui més uniforme i reduint la distribució desigual de les impureses.
Control de la velocitat de creixement del cristall: el camp magnètic pot afectar la velocitat i la direcció del creixement del cristall. Controlant amb precisió la força i la distribució del camp magnètic, es pot optimitzar el procés de creixement del cristall i es pot millorar la integritat i la uniformitat del cristall. Durant el creixement del silici monocristal, l'oxigen entra a la fosa de silici principalment a través del moviment relatiu de la fosa i el gresol. El camp magnètic redueix la possibilitat que l'oxigen entri en contacte amb la fosa de silici reduint la convecció de la fosa, reduint així la dissolució de l'oxigen. En alguns casos, el camp magnètic extern pot canviar les condicions termodinàmiques de la fosa, com ara canviant la tensió superficial de la fosa, la qual cosa pot ajudar a la volatilització de l'oxigen, reduint així el contingut d'oxigen a la fosa.
Reduir la dissolució de l'oxigen i altres impureses: l'oxigen és una de les impureses habituals en el creixement dels cristalls de silici, que farà que la qualitat del cristall es deteriori. El camp magnètic pot reduir el contingut d'oxigen a la fosa, reduint així la dissolució d'oxigen en el cristall i millorant la puresa del cristall.
Millorar l'estructura interna del cristall: el camp magnètic pot afectar l'estructura del defecte dins del cristall, com ara les dislocacions i els límits del gra. Reduint el nombre d'aquests defectes i afectant-ne la distribució, es pot millorar la qualitat global del cristall.
Millora de les propietats elèctriques dels cristalls: com que els camps magnètics tenen un efecte significatiu en la microestructura durant el creixement dels cristalls, poden millorar les propietats elèctriques dels cristalls, com ara la resistivitat i la vida útil del portador, que són crucials per a la fabricació de dispositius semiconductors d'alt rendiment.
Doneu la benvinguda a qualsevol client d'arreu del món a visitar-nos per a una discussió addicional!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Hora de publicació: 24-jul-2024