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超导单晶硅生长炉





中国已成为全球增长速度最快的单晶硅生产和消费国家,单晶硅分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法,其中直拉法硅单晶生长(CZ)产品占总产量的70%-80%。


为满足集成电路的发展,对硅单晶材料提出了“大尺寸、高品质”的要求。因晶圆直径越大,芯片成本越低,伴随着大直径硅单晶的发展,投料量增加,大熔体严重对流成为制约高品质单晶生成的关键问题。

在大尺寸单晶硅片制备领域,新型磁控直拉硅单晶技术由于具备无生长条纹、单晶硅二次缺陷少、杂质含量低等优势,成为目前该领域主流技术。


在单晶硅生长设备中引入高温超导磁场模块,抑制熔体中的热对流、减少固液界面温度波动、降低氧浓度提高杂质径向分布均匀性,可以大幅度提高晶体品质。


相较于永磁体、常规电磁体,超导磁体由于其低能耗、磁场强度高、抑制溶体对流水平磁场均匀性好等优点,被公认为适用于单晶硅制备的最佳方案。


用高温超导材料制作大口径传导式磁体,无需消耗液氮,制冷成本低,可以满足大尺寸(6-12in及以上)、高品质单晶硅生长所需的磁场强度(水平方向0.1T-0.5T)。


低温超导线材的工作温度为液氦温区4.2K附近,超导态温度区域很窄,易产生失超现象。而高温超导带材,只要在液氮温区77K以下,超导带材就可显现超导特性。因此高温超导磁控硅单晶生长炉磁体工作温度范围更广,对温度的适应性更强。

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