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中國已成為全球增長(cháng)速度最快的單晶硅生產(chǎn)和消費國家,單晶硅分為直拉法(CZ)、區熔法(FZ)和外延法,其中直拉法硅單晶生長(cháng)(CZ)產(chǎn)品占總產(chǎn)量的70%-80%。
為滿(mǎn)足集成電路的發(fā)展,對硅單晶材料提出了“大尺寸、高品質(zhì)”的要求。因晶圓直徑越大,芯片成本越低,伴隨著(zhù)大直徑硅單晶的發(fā)展,投料量增加,大熔體嚴重對流成為制約高品質(zhì)單晶生成的關(guān)鍵問(wèn)題。
在大尺寸單晶硅片制備領(lǐng)域,新型磁控直拉硅單晶技術(shù)由于具備無(wú)生長(cháng)條紋、單晶硅二次缺陷少、雜質(zhì)含量低等優(yōu)勢,成為目前該領(lǐng)域主流技術(shù)。
相較于永磁體、常規電磁體,超導磁體由于其低能耗、磁場(chǎng)強度高、抑制溶體對流水平磁場(chǎng)均勻性好等優(yōu)點(diǎn),被公認為適用于單晶硅制備的最佳方案。
用高溫超導材料制作大口徑傳導式磁體,無(wú)需消耗液氮,制冷成本低,可以滿(mǎn)足大尺寸(6-12in及以上)、高品質(zhì)單晶硅生長(cháng)所需的磁場(chǎng)強度(水平方向0.1T-0.5T)。
低溫超導線(xiàn)材的工作溫度為液氦溫區4.2K附近,超導態(tài)溫度區域很窄,易產(chǎn)生失超現象。而高溫超導帶材,只要在液氮溫區77K以下,超導帶材就可顯現超導特性。因此高溫超導磁控硅單晶生長(cháng)爐磁體工作溫度范圍更廣,對溫度的適應性更強。
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