Từnồi nấu kim loạiđược sử dụng làm vật chứa và có sự đối lưu bên trong, khi kích thước của tinh thể đơn được tạo ra tăng lên, sự đối lưu nhiệt và độ đồng đều của gradient nhiệt độ trở nên khó kiểm soát hơn. Bằng cách thêm từ trường để làm cho sự tan chảy dẫn điện tác dụng lên lực Lorentz, sự đối lưu có thể bị chậm lại hoặc thậm chí bị loại bỏ để tạo ra silicon đơn tinh thể chất lượng cao.
Theo loại từ trường, nó có thể được chia thành từ trường ngang, từ trường dọc và từ trường CUSP:
Từ trường thẳng đứng không thể loại bỏ sự đối lưu chính vì lý do cấu trúc và hiếm khi được sử dụng.
Hướng của thành phần từ trường của từ trường ngang vuông góc với sự đối lưu nhiệt chính và đối lưu cưỡng bức một phần của thành nồi nấu kim loại, có thể ức chế chuyển động một cách hiệu quả, duy trì độ phẳng của giao diện tăng trưởng và giảm các sọc tăng trưởng.
Từ trường CUSP có dòng chảy và truyền nhiệt đồng đều hơn do tính đối xứng của nó, do đó việc nghiên cứu từ trường thẳng đứng và từ trường CUSP được tiến hành song song.
Tại Trung Quốc, Đại học Công nghệ Tây An đã thực hiện các thí nghiệm sản xuất và kéo tinh thể các tinh thể silicon đơn lẻ bằng cách sử dụng từ trường trước đó. Sản phẩm chính của công ty là các loại phổ biến có kích thước 6-8 inch, nhắm vào thị trường wafer silicon cho pin quang điện mặt trời. Ở nước ngoài, chẳng hạn như KAYEX ở Hoa Kỳ và CGS ở Đức, sản phẩm chính của họ là 8-16in, phù hợp với các thanh silicon đơn tinh thể ở cấp độ mạch tích hợp và chất bán dẫn quy mô cực lớn. Họ độc quyền trong lĩnh vực từ trường để phát triển các tinh thể đơn chất lượng cao có đường kính lớn và là đại diện tiêu biểu nhất.
Sự phân bố từ trường trong khu vực nồi nấu kim loại của hệ thống tăng trưởng đơn tinh thể là phần quan trọng nhất của nam châm, bao gồm cường độ và tính đồng nhất của từ trường ở rìa nồi nấu kim loại, tâm của nồi nấu kim loại và tính chất thích hợp khoảng cách dưới bề mặt chất lỏng. Từ trường ngang và ngang tổng thể, các đường sức từ vuông góc với trục phát triển của tinh thể. Theo hiệu ứng từ và định luật Ampe, cuộn dây ở gần mép nồi nấu nhất và cường độ trường là lớn nhất. Khi khoảng cách tăng lên, lực cản từ của không khí tăng lên, cường độ trường giảm dần và nhỏ nhất ở tâm.
Vai trò của từ trường siêu dẫn
Ức chế đối lưu nhiệt: Trong trường hợp không có từ trường bên ngoài, silicon nóng chảy sẽ tạo ra sự đối lưu tự nhiên trong quá trình gia nhiệt, có thể dẫn đến sự phân bố tạp chất không đồng đều và hình thành các khuyết tật tinh thể. Từ trường bên ngoài có thể triệt tiêu sự đối lưu này, làm cho sự phân bố nhiệt độ bên trong tan chảy đồng đều hơn và giảm sự phân bố không đồng đều của tạp chất.
Kiểm soát tốc độ phát triển của tinh thể: Từ trường có thể ảnh hưởng đến tốc độ và hướng phát triển của tinh thể. Bằng cách kiểm soát chính xác cường độ và sự phân bố của từ trường, quá trình phát triển tinh thể có thể được tối ưu hóa và tính toàn vẹn cũng như tính đồng nhất của tinh thể có thể được cải thiện. Trong quá trình phát triển của silicon đơn tinh thể, oxy đi vào silicon nóng chảy chủ yếu thông qua chuyển động tương đối của tan chảy và nồi nấu kim loại. Từ trường làm giảm khả năng oxy tiếp xúc với silicon tan chảy bằng cách giảm sự đối lưu của tan chảy, do đó làm giảm sự hòa tan oxy. Trong một số trường hợp, từ trường bên ngoài có thể thay đổi các điều kiện nhiệt động của nóng chảy, chẳng hạn như bằng cách thay đổi sức căng bề mặt của nóng chảy, điều này có thể giúp làm bay hơi oxy, do đó làm giảm hàm lượng oxy trong nóng chảy.
Giảm sự hòa tan của oxy và các tạp chất khác: Oxy là một trong những tạp chất phổ biến trong quá trình phát triển của tinh thể silicon, sẽ khiến chất lượng của tinh thể bị suy giảm. Từ trường có thể làm giảm hàm lượng oxy trong chất tan chảy, do đó làm giảm sự hòa tan oxy trong tinh thể và cải thiện độ tinh khiết của tinh thể.
Cải thiện cấu trúc bên trong của tinh thể: Từ trường có thể ảnh hưởng đến cấu trúc khiếm khuyết bên trong tinh thể, chẳng hạn như sự lệch vị trí và ranh giới hạt. Bằng cách giảm số lượng các khuyết tật này và ảnh hưởng đến sự phân bố của chúng, chất lượng tổng thể của tinh thể có thể được cải thiện.
Cải thiện tính chất điện của tinh thể: Vì từ trường có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc vi mô trong quá trình phát triển tinh thể, nên chúng có thể cải thiện tính chất điện của tinh thể, chẳng hạn như điện trở suất và tuổi thọ hạt tải điện, những tính chất rất quan trọng để sản xuất các thiết bị bán dẫn hiệu suất cao.
Chào mừng bất kỳ khách hàng nào từ khắp nơi trên thế giới đến thăm chúng tôi để thảo luận thêm!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocstall-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Thời gian đăng: 24-07-2024