Alatestiigelkasutatakse konteinerina ja sees on konvektsioon, kuna tekkivate monokristallide suurus suureneb, muutub kuumuse konvektsiooni ja temperatuuri gradiendi ühtluse kontrollimine raskemaks. Magnetvälja lisamisega, et juhtiv sulam mõjutaks Lorentzi jõudu, saab konvektsiooni aeglustada või isegi kõrvaldada, et saada kvaliteetset monokristallist räni.
Vastavalt magnetvälja tüübile võib selle jagada horisontaalseks magnetväljaks, vertikaalseks magnetväljaks ja CUSP magnetväljaks:
Vertikaalne magnetväli ei suuda struktuursetel põhjustel peamist konvektsiooni kõrvaldada ja seda kasutatakse harva.
Horisontaalse magnetvälja magnetvälja komponendi suund on risti tiigli seina peamise soojuskonvektsiooni ja osalise sundkonvektsiooniga, mis võib tõhusalt takistada liikumist, säilitada kasvuliidese tasasust ja vähendada kasvuribasid.
CUSP-i magnetväljal on selle sümmeetria tõttu ühtlasem sulami vool ja soojusülekanne, seega on vertikaalsete ja CUSP-magnetväljade uurimine käinud käsikäes.
Hiinas on Xi'ani tehnikaülikoolis varem teostatud räni monokristallide tootmise ja kristallide tõmbamise katseid magnetvälju kasutades. Selle peamised tooted on 6–8 tolli populaarsed tüübid, mis on suunatud päikese fotogalvaaniliste elementide räniplaatide turule. Välisriikides, nagu KAYEX USA-s ja CGS Saksamaal, on nende põhitooted 8-16in, mis sobivad ülisuure mastaabiga integraallülituste ja pooljuhtide tasemel monokristallist ränivardade jaoks. Neil on monopol magnetväljade valdkonnas suure läbimõõduga kvaliteetsete monokristallide kasvatamiseks ja need on kõige esinduslikumad.
Magnetvälja jaotus monokristallide kasvusüsteemi tiigli piirkonnas on magneti kõige kriitilisem osa, sealhulgas magnetvälja tugevus ja ühtlus tiigli servas, tiigli keskpunktis ja sobivas kohas. kaugus vedeliku pinnast allpool. Üldine horisontaalne ja ühtlane põiksuunaline magnetväli, magnetilised jõujooned on risti kristallide kasvuteljega. Magnetefekti ja Ampere'i seaduse järgi on mähis tiigli servale kõige lähemal ja väljatugevus suurim. Kui kaugus suureneb, siis õhu magnettakistus suureneb, väljatugevus järk-järgult väheneb ja keskmes on see väikseim.
Ülijuhtiva magnetvälja roll
Termilise konvektsiooni pärssimine: välise magnetvälja puudumisel tekitab sularäni kuumutamisel loomulikku konvektsiooni, mis võib põhjustada lisandite ebaühtlast jaotumist ja kristallide defektide teket. Väline magnetväli võib seda konvektsiooni maha suruda, muutes temperatuuri jaotuse sulatis ühtlasemaks ja vähendades lisandite ebaühtlast jaotumist.
Kristallide kasvukiiruse juhtimine: magnetväli võib mõjutada kristallide kasvu kiirust ja suunda. Magnetvälja tugevust ja jaotust täpselt reguleerides saab kristallide kasvuprotsessi optimeerida ning parandada kristalli terviklikkust ja ühtlust. Monokristallilise räni kasvamise ajal satub hapnik ränisulamisse peamiselt sulandi ja tiigli suhtelise liikumise kaudu. Magnetväli vähendab võimalust, et hapnik puutub kokku ränisulamiga, vähendades sulatise konvektsiooni, vähendades seeläbi hapniku lahustumist. Mõnel juhul võib väline magnetväli muuta sulandi termodünaamilisi tingimusi, näiteks muutes sulatise pindpinevust, mis võib aidata kaasa hapniku lendumisele, vähendades seeläbi sulatise hapnikusisaldust.
Vähendage hapniku ja muude lisandite lahustumist: hapnik on ränikristallide kasvus üks levinumaid lisandeid, mis põhjustab kristallide kvaliteedi halvenemist. Magnetväli võib vähendada hapnikusisaldust sulatis, vähendades seeläbi hapniku lahustumist kristallis ja parandades kristalli puhtust.
Parandage kristalli sisemist struktuuri: magnetväli võib mõjutada kristalli sees olevat defekti struktuuri, nagu nihestused ja terade piirid. Nende defektide arvu vähendamise ja nende leviku mõjutamisega saab parandada kristalli üldist kvaliteeti.
Kristallide elektriliste omaduste parandamine: kuna magnetväljadel on kristallide kasvu ajal mikrostruktuurile oluline mõju, võivad need parandada kristallide elektrilisi omadusi, nagu takistus ja kandja eluiga, mis on üliolulised suure jõudlusega pooljuhtseadmete valmistamisel.
Tere tulemast kõik kliendid üle kogu maailma külastama meid edasiseks aruteluks!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Postitusaeg: 24. juuli 2024