რატომ შეიძლება მაგნიტური ველის ერთკრისტალური ღუმელი გააუმჯობესოს ერთი ბროლის ხარისხი

მას შემდეგ, რაცჯვარედინიგამოიყენება როგორც კონტეინერი და შიგნით არის კონვექცია, რადგან წარმოქმნილი ერთკრისტალების ზომა იზრდება, სითბოს კონვექცია და ტემპერატურის გრადიენტის ერთგვაროვნება უფრო რთული ხდება კონტროლი. მაგნიტური ველის დამატებით, რათა გამტარი დნობა იმოქმედოს ლორენცის ძალაზე, კონვექცია შეიძლება შენელდეს ან თუნდაც აღმოიფხვრას მაღალი ხარისხის ერთკრისტალური სილიკონის წარმოებისთვის.
მაგნიტური ველის ტიპის მიხედვით, ის შეიძლება დაიყოს ჰორიზონტალურ მაგნიტურ ველად, ვერტიკალურ მაგნიტურ ველად და CUSP მაგნიტურ ველად:

ვერტიკალურ მაგნიტურ ველს არ შეუძლია ძირითადი კონვექციის აღმოფხვრა სტრუქტურული მიზეზების გამო და იშვიათად გამოიყენება.

ჰორიზონტალური მაგნიტური ველის მაგნიტური ველის კომპონენტის მიმართულება პერპენდიკულარულია მთავარი სითბოს კონვექციისა და ჭურჭლის კედლის ნაწილობრივი იძულებითი კონვექციის მიმართ, რომელსაც შეუძლია ეფექტურად შეაფერხოს მოძრაობა, შეინარჩუნოს ზრდის ინტერფეისის სიბრტყე და შეამციროს ზრდის ზოლები.

CUSP მაგნიტურ ველს აქვს უფრო ერთგვაროვანი ნაკადი და დნობის სითბოს გადაცემა მისი სიმეტრიის გამო, ამიტომ ვერტიკალური და CUSP მაგნიტური ველების კვლევა თანმიმდევრულად მიმდინარეობს.

ჩინეთში, Xi'an-ის ტექნოლოგიურმა უნივერსიტეტმა გააცნობიერა სილიციუმის ერთკრისტალების წარმოებისა და კრისტალების გამოყვანის ექსპერიმენტები მაგნიტური ველების გამოყენებით ადრე. მისი ძირითადი პროდუქტებია 6-8 დიუმიანი პოპულარული ტიპები, რომლებიც მიზნად ისახავს მზის ფოტოელექტრული უჯრედების სილიკონის ვაფლის ბაზარს. უცხო ქვეყნებში, როგორიცაა KAYEX შეერთებულ შტატებში და CGS გერმანიაში, მათი ძირითადი პროდუქტებია 8-16 დიუმი, რომლებიც შესაფერისია ერთკრისტალური სილიკონის ღეროებისთვის ულტრა ფართომასშტაბიანი ინტეგრირებული სქემებისა და ნახევარგამტარების დონეზე. მათ აქვთ მონოპოლია მაგნიტური ველების სფეროში დიდი დიამეტრის მაღალი ხარისხის ერთკრისტალების ზრდისთვის და არიან ყველაზე წარმომადგენლობითი.

მაგნიტური ველის განაწილება ერთკრისტალური ზრდის სისტემის ჭურჭლის მიდამოში არის მაგნიტის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი, მათ შორის მაგნიტური ველის სიძლიერე და ერთგვაროვნება ჭურჭლის კიდეზე, ჭურჭლის ცენტრში და შესაბამისი. მანძილი თხევადი ზედაპირის ქვემოთ. საერთო ჰორიზონტალური და ერთიანი განივი მაგნიტური ველი, ძალის მაგნიტური ხაზები პერპენდიკულარულია ბროლის ზრდის ღერძზე. მაგნიტური ეფექტისა და ამპერის კანონის მიხედვით, ხვეული ყველაზე ახლოს არის ჭურჭლის კიდესთან და ველის სიძლიერე ყველაზე დიდია. მანძილის მატებასთან ერთად იზრდება ჰაერის მაგნიტური წინააღმდეგობა, თანდათან მცირდება ველის სიძლიერე და ის ყველაზე მცირეა ცენტრში.

სუპერგამტარი მაგნიტური ველის როლი
თერმული კონვექციის დათრგუნვა: გარე მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში, გამდნარი სილიციუმი წარმოქმნის ბუნებრივ კონვექციას გათბობის დროს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მინარევების არათანაბარი განაწილება და ბროლის დეფექტების წარმოქმნა. გარე მაგნიტურ ველს შეუძლია დათრგუნოს ეს კონვექცია, რაც დნობის შიგნით ტემპერატურის განაწილებას უფრო ერთგვაროვანს გახდის და ამცირებს მინარევების არათანაბარ განაწილებას.
კრისტალების ზრდის ტემპის კონტროლი: მაგნიტურ ველს შეუძლია გავლენა მოახდინოს კრისტალების ზრდის სიჩქარესა და მიმართულებაზე. მაგნიტური ველის სიძლიერისა და განაწილების ზუსტი კონტროლით, კრისტალების ზრდის პროცესის ოპტიმიზაცია შესაძლებელია და კრისტალის მთლიანობა და ერთგვაროვნება შეიძლება გაუმჯობესდეს. ერთკრისტალური სილიციუმის ზრდის დროს, ჟანგბადი შედის სილიციუმის დნობაში ძირითადად დნობისა და ჭურჭლის შედარებითი მოძრაობით. მაგნიტური ველი ამცირებს ჟანგბადის შეხების შანსს სილიციუმის დნობასთან დნობის კონვექციის შემცირებით, რითაც ამცირებს ჟანგბადის დაშლას. ზოგიერთ შემთხვევაში, გარე მაგნიტურ ველს შეუძლია შეცვალოს დნობის თერმოდინამიკური პირობები, მაგალითად, დნობის ზედაპირული დაძაბულობის შეცვლა, რამაც შეიძლება ხელი შეუწყოს ჟანგბადის აორთქლებას, რითაც ამცირებს ჟანგბადის შემცველობას დნობაში.

შეამცირეთ ჟანგბადის და სხვა მინარევების დაშლა: ჟანგბადი ერთ-ერთი გავრცელებული მინარევებია სილიციუმის კრისტალების ზრდაში, რაც გამოიწვევს კრისტალის ხარისხის გაუარესებას. მაგნიტურ ველს შეუძლია შეამციროს ჟანგბადის შემცველობა დნობაში, რითაც ამცირებს ჟანგბადის დაშლას კრისტალში და აუმჯობესებს კრისტალის სისუფთავეს.
კრისტალის შიდა სტრუქტურის გაუმჯობესება: მაგნიტურ ველს შეუძლია გავლენა მოახდინოს ბროლის შიგნით არსებული დეფექტების სტრუქტურაზე, როგორიცაა დისლოკაციები და მარცვლის საზღვრები. ამ დეფექტების რაოდენობის შემცირებით და მათ განაწილებაზე ზემოქმედებით, ბროლის საერთო ხარისხი შეიძლება გაუმჯობესდეს.
კრისტალების ელექტრული თვისებების გაუმჯობესება: ვინაიდან მაგნიტური ველები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ მიკროსტრუქტურაზე კრისტალების ზრდის დროს, მათ შეუძლიათ გააუმჯობესონ კრისტალების ელექტრული თვისებები, როგორიცაა წინაღობა და მატარებლის სიცოცხლე, რაც გადამწყვეტია მაღალი ხარისხის ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოებისთვის.

მოგესალმებით ნებისმიერ მომხმარებელს მთელი მსოფლიოდან, რომ გვეწვიონ შემდგომი დისკუსიისთვის!

https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/