Kerlončekse uporablja kot vsebnik in v notranjosti je konvekcija, ko se velikost ustvarjenega monokristala poveča, je konvekcijo toplote in enakomernost temperaturnega gradienta težje nadzorovati. Z dodajanjem magnetnega polja, da prevodna talina deluje na Lorentzovo silo, lahko konvekcijo upočasnimo ali celo odpravimo, da proizvedemo visokokakovosten monokristalni silicij.
Glede na vrsto magnetnega polja ga lahko razdelimo na vodoravno magnetno polje, navpično magnetno polje in magnetno polje CUSP:
Navpično magnetno polje ne more odpraviti glavne konvekcije zaradi strukturnih razlogov in se redko uporablja.
Smer komponente magnetnega polja vodoravnega magnetnega polja je pravokotna na glavno toplotno konvekcijo in delno prisilno konvekcijo stene lončka, kar lahko učinkovito zavira gibanje, ohranja ravnost vmesnika rasti in zmanjša trakove rasti.
Magnetno polje CUSP ima zaradi svoje simetrije bolj enakomeren tok in prenos toplote taline, zato so raziskave navpičnega in magnetnega polja CUSP potekale z roko v roki.
Na Kitajskem je tehnološka univerza Xi'an že prej izvedla poskuse proizvodnje in vlečenja kristalov monokristalov silicija z uporabo magnetnih polj. Njeni glavni proizvodi so priljubljene vrste 6-8in, ki so namenjene trgu silicijevih rezin za sončne fotovoltaične celice. V tujini, kot sta KAYEX v Združenih državah in CGS v Nemčiji, so njihovi glavni izdelki 8-16in, ki so primerni za monokristalne silicijeve palice na ravni ultra velikih integriranih vezij in polprevodnikov. Imajo monopol na področju magnetnih polj za rast kakovostnih monokristalov velikega premera in so najbolj reprezentativni.
Porazdelitev magnetnega polja v območju lončka sistema za rast monokristalov je najbolj kritičen del magneta, vključno z močjo in enakomernostjo magnetnega polja na robu lončka, središču lončka in ustreznim razdalje pod površino tekočine. Celotno vodoravno in enakomerno prečno magnetno polje, magnetne črte sile so pravokotne na os rasti kristala. Glede na magnetni učinek in Amperov zakon je tuljava najbližje robu lončka in poljska jakost je največja. Z večanjem razdalje narašča magnetni upor zraka, poljska jakost se postopoma zmanjšuje in je najmanjša v središču.
Vloga superprevodnega magnetnega polja
Zaviranje toplotne konvekcije: V odsotnosti zunanjega magnetnega polja bo staljeni silicij med segrevanjem povzročil naravno konvekcijo, kar lahko povzroči neenakomerno porazdelitev nečistoč in nastanek kristalnih napak. Zunanje magnetno polje lahko zavre to konvekcijo, zaradi česar je porazdelitev temperature v talini bolj enakomerna in zmanjša neenakomerno porazdelitev nečistoč.
Nadzor hitrosti rasti kristalov: magnetno polje lahko vpliva na hitrost in smer rasti kristalov. Z natančnim nadzorom jakosti in porazdelitve magnetnega polja je mogoče optimizirati proces rasti kristala ter izboljšati celovitost in enotnost kristala. Med rastjo monokristalnega silicija vstopi kisik v talino silicija predvsem z relativnim gibanjem taline in lončka. Magnetno polje zmanjša možnost stika kisika s silicijevo talino, tako da zmanjša konvekcijo taline in s tem zmanjša raztapljanje kisika. V nekaterih primerih lahko zunanje magnetno polje spremeni termodinamične pogoje taline, na primer s spremembo površinske napetosti taline, kar lahko pomaga pri izhlapevanju kisika in s tem zmanjša vsebnost kisika v talini.
Zmanjšajte raztapljanje kisika in drugih nečistoč: Kisik je ena od pogostih nečistoč pri rasti silicijevih kristalov, kar bo povzročilo poslabšanje kakovosti kristala. Magnetno polje lahko zmanjša vsebnost kisika v talini, s čimer se zmanjša raztapljanje kisika v kristalu in izboljša čistost kristala.
Izboljšajte notranjo strukturo kristala: magnetno polje lahko vpliva na strukturo napak znotraj kristala, kot so dislokacije in meje zrn. Z zmanjšanjem števila teh napak in vplivanjem na njihovo porazdelitev je mogoče izboljšati splošno kakovost kristala.
Izboljšanje električnih lastnosti kristalov: Ker imajo magnetna polja pomemben vpliv na mikrostrukturo med rastjo kristalov, lahko izboljšajo električne lastnosti kristalov, kot sta upornost in življenjska doba nosilca, ki sta ključnega pomena za proizvodnjo visoko zmogljivih polprevodniških naprav.
Dobrodošli vse stranke z vsega sveta, da nas obiščejo za nadaljnjo razpravo!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Čas objave: 24. julij 2024