悬浮区熔法中线圈中心厚度对电磁场的影响

为提高悬浮区熔(FZ)法的成晶率,使用模拟计算软件深入研究FZ硅单晶的生长过程。本文通过Comsol Multiphysics软件模拟FZ炉内的电磁场,分析不同线圈中心厚度对于电磁场的影响。随着线圈中心厚度增加,熔化的多晶硅表面电磁能量减小,而熔体自由表面电磁能量增加。如果线圈中心厚度过小,较小熔体自由表面电磁能量会导致穿过线圈的多晶硅棒中心区域不熔化;如果线圈中心厚度过大,较小熔化的多晶硅表面电磁能量使熔化的多晶硅减少,引起熔体自由表面形状改变。之后,本文使用中心厚度为1 mm、1.5 mm和2 mm线圈生长6英寸硅单晶,发现线圈中心厚度为1.5 mm时,线圈产生的电磁场更有利于硅单晶生长。

悬浮区熔炉线圈后狭缝倾角对电磁场的影响

为提高悬浮区熔(FZ)法的成品率,使用模拟计算软件研究了FZ硅单晶的生长过程。通过Comsol Multiphysics软件模拟了FZ炉线圈产生的电磁场,分析了线圈后狭缝倾角对电磁场的影响。随着线圈后狭缝倾角的增加,线圈台阶处和线圈底面坡面处的后狭缝位置向后狭缝倾斜方向偏移,导致后狭缝下方的磁场强度减弱,熔化的多晶硅表面和熔体自由表面的电磁能量等值线向后狭缝偏转方向偏移。结合熔化的多晶硅表面和熔体自由表面的电磁能量、电磁能量差与线圈后狭缝倾角的关系曲线,发现线圈后狭缝倾角为30°左右时,线圈产生的电磁场更有利于硅单晶生长。

线圈台阶数量对悬浮区熔炉内电磁场和热场的影响

为了提高悬浮区熔(FZ)法的成晶率和增加FZ法生长硅单晶的直径,使用模拟计算软件对FZ硅单晶生长过程进行了深入研究。通过Comsol Multiphysics软件模拟了FZ炉内的电磁场和热场,分析了加热线圈台阶数量对电磁场和热场的影响。随着加热线圈台阶数量的增加,台阶处磁场强度降低,熔化的多晶硅表面远离中心位置附近的电磁能量和面电流密度增加,在主狭缝前缝尖端和后缝末端正下方的自由熔化表面的电磁能量、面电流密度和温度降低。因此,加热线圈台阶数量的增加可以使多晶硅表面熔化更加均匀并有效抑制液态硅从主狭缝下方边缘处溢出,提高FZ硅单晶生长的稳定性。