專利名稱：一種硅單晶生長(zhǎng)用勾形電磁場(chǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種硅單晶生長(zhǎng)裝置，尤其指一種硅單晶生長(zhǎng)用勾形電磁場(chǎng)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，集成電路的設(shè)計(jì)線寬正在向納米尺度發(fā)展，在降低功耗和器件單位成本、 提高速度和頻率、減少其它物理效應(yīng)的負(fù)面影響方面均對(duì)半導(dǎo)體材料提出了新的要求。 大直徑、高質(zhì)量硅單晶的生長(zhǎng)技術(shù)成為當(dāng)前半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。如果硅單晶直 徑增大，那么用料量必將加大，坩堝直徑和熱場(chǎng)尺寸也相應(yīng)增大，必將導(dǎo)致熔體中熱對(duì) 流加劇。當(dāng)采用傳統(tǒng)的直拉法生長(zhǎng)晶體時(shí)，熔體易出現(xiàn)渦流，固液界面形狀、溫度梯度 以及氧濃度分布的均勻性難于控制，不易達(dá)到點(diǎn)缺陷的平衡。將磁場(chǎng)應(yīng)用到直拉法生長(zhǎng) 單晶中可起到有效抑制熱對(duì)流的作用，可使雜質(zhì)含量均勻分布，顯著改善晶體質(zhì)量。
現(xiàn)有技術(shù)中在單晶爐的外圍設(shè)有永久性磁鐵，利用永久性磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)抑制熱對(duì) 流。然而，這種永久性磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)不易達(dá)到符合要求的強(qiáng)度，抑制熱對(duì)流的效果不 好，并且產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度不能調(diào)節(jié)。

實(shí)用新型內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種硅單晶生長(zhǎng)用勾形電 磁場(chǎng)裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種硅單晶生長(zhǎng)用勾形電磁場(chǎng)裝置，在單晶爐的外圍設(shè)有上下分離的兩組導(dǎo)電線圈， 所述兩組導(dǎo)電線圈結(jié)構(gòu)相同，分別接通大小相等，方向相反的電流；
所述每組導(dǎo)電線圈環(huán)繞成多匝，橫向匝數(shù)為5-9匝，縱向匝數(shù)為10-19匝；
所述導(dǎo)電線圈為金屬管繞制而成；
所述金屬管橫截面為方形；
所述金屬管中通冷卻液；所述冷卻液為水；
所述兩組導(dǎo)電線圈之間的距離可以調(diào)節(jié)； 所述兩組導(dǎo)電線圈包括多個(gè)導(dǎo)電線圈； 在所述兩組導(dǎo)電線圈的外圍設(shè)有磁屏蔽裝置。
由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所述的硅單晶生長(zhǎng)用勾形電 磁場(chǎng)裝置通電后可以產(chǎn)生兩組磁場(chǎng)，單晶爐處于兩組磁場(chǎng)之中，兩組磁場(chǎng)可以有效地抑 制單晶爐中單晶硅生長(zhǎng)時(shí)的熱對(duì)流作用，使單晶硅雜質(zhì)含量均勻分布，顯著改善晶體質(zhì) 量，實(shí)現(xiàn)單晶硅的等效微重力生長(zhǎng)。


圖l為本實(shí)用新型硅單晶生長(zhǎng)用勾形電磁場(chǎng)裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
如圖l所示，在單晶爐l的外圍設(shè)有上下分離的兩組 導(dǎo)電線圈2和3，導(dǎo)電線圈由金屬管繞制而成，金屬管采用截面為正方形的中空低電阻材 料(銅、鋁等金屬)，繞制匝數(shù)根據(jù)需要的磁場(chǎng)強(qiáng)度和提供的電流而定。兩組導(dǎo)電線圈 結(jié)構(gòu)相同，分別接通大小相等，方向相反的直流電流。在圖l中的單晶爐l內(nèi)的帶有箭頭 的虛線曲線表示由兩組導(dǎo)電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
本實(shí)用新型實(shí)施例所用電流為50-350A，磁場(chǎng)強(qiáng)度為80-650高斯。每組導(dǎo)電線圈的匝 數(shù)可以為橫向5-9匝，縱向10-19匝，優(yōu)選的匝數(shù)為橫向9匝、縱向14匝。所用金屬管 截面邊長(zhǎng)為ll-13mm，厚度為7-8mra的正方形管。
兩組導(dǎo)電線圈2和3之間由支撐體4連接且分離一定距離。支撐體4由高磁阻材料制 成，并且通過外接電機(jī)調(diào)節(jié)升降，從而改變兩組線圈之間的距離。調(diào)節(jié)范圍為l-300醒。
每組導(dǎo)電線圈可以由多個(gè)導(dǎo)電線圈疊加而成，可以將一組導(dǎo)電線圈中的多個(gè)導(dǎo)電線 圈的電流輸入端和輸出端分別用金屬連接件6連接起來，接通電源后能夠?qū)γ總€(gè)線圈同時(shí) 提供相同大小的電流。
由于導(dǎo)電線圈通電工作時(shí)產(chǎn)生很大熱量，在每個(gè)金屬管中間通水流，水從金屬管一 端流入，從另一端流出，對(duì)導(dǎo)電線圈進(jìn)行冷卻。水流量可以為1-2立方米/小時(shí)。
可以在兩組導(dǎo)電線圈的外圍設(shè)置磁屏蔽裝置5，磁屏蔽裝置5可以防止電磁場(chǎng)裝置產(chǎn)
4生的磁場(chǎng)對(duì)外界的輻射，還可以使產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成磁回路，增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度，節(jié)約能源。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種硅單晶生長(zhǎng)用勾形電磁場(chǎng)裝置，其特征在于，在單晶爐的外圍設(shè)有上下分離的兩組導(dǎo)電線圈，所述兩組導(dǎo)電線圈結(jié)構(gòu)相同，分別接通大小相等，方向相反的電流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述每組導(dǎo)電線圈環(huán)繞成多匝，橫向匝 數(shù)為5-9匝，縱向匝數(shù)為10-19匝。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電線圈為金屬管繞制而成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述金屬管橫截面為方形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述金屬管中通冷卻液。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述冷卻液為水。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述兩組導(dǎo)電線圈之間的距離可以調(diào)節(jié)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述兩組導(dǎo)電線圈包括多個(gè)導(dǎo)電線圈。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，在所述兩組導(dǎo)電線圈的外圍設(shè)有磁屏 蔽裝置。
專利摘要一種硅單晶生長(zhǎng)用勾形電磁場(chǎng)裝置，在單晶爐的外圍設(shè)有上下分離的兩組導(dǎo)電線圈，所述兩組導(dǎo)電線圈結(jié)構(gòu)相同，分別接通大小相等，方向相反的電流。兩組導(dǎo)電線圈通電后可以產(chǎn)生兩組磁場(chǎng)，單晶爐處于兩組磁場(chǎng)之中，兩組磁場(chǎng)可以有效地抑制單晶爐中單晶硅生長(zhǎng)時(shí)的熱對(duì)流作用，使單晶硅雜質(zhì)含量均勻分布，顯著改善晶體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)單晶硅的等效微重力生長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C30B29/06GK201400727SQ200920107968
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者付宗義, 張鳴劍, 李潤(rùn)源 申請(qǐng)人:北京京儀世紀(jì)自動(dòng)化設(shè)備有限公司