[發明專利]一種適用于晶體生長過程的行波磁場控制方法

有效

• 申請號: 202011080122.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112195519B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李早陽;劉文超;邵玥;劉立軍;孫聶楓
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C30B30/04
• 分類號: C30B30/04;C30B29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種適用于晶體生長過程的行波磁場控制方法，其特征在于，該方法包括：

晶體生長過程中在導電熔體的外圍施加一個由正弦交流電源產生的行波磁場，所述行波磁場的發生裝置由在導電熔體外圍自下而上布置的多組線圈組成，通過調制不同長晶階段的行波磁場參數來控制熔體流動，進而改善溫度分布、結晶界面形狀和雜質分布；

所述行波磁場參數包括線圈的個數、間距、相對熔體的位置，以及線圈內部通入電流的順序、大小、頻率和相移；

所述行波磁場的發生裝置由3組或者6組線圈組成；線圈間距滿足0≤h≤1.5H，H為熔體區域高度；

所述外加電流順序分為向上和向下；所述外加電流大小根據熔體所受熱浮力大確定，確保磁場產生的洛倫茲力能夠克服熱浮力作用；所述外加電流頻率滿足公式R/8≤δ≤R，R為導電熔體半徑，μ₀為真空磁導率，μ_r為導電熔體的相對磁導率，σ為導電熔體的電導率，δ為集膚深度；所述相鄰線圈之間相移變化范圍為-180°～180°；

所述熔體在線圈組中的相對位置下限至線圈組下沿，相對位置上限至線圈組上沿；

在晶體生長過程中實時調控行波磁場參數，以控制熔體流動，進而改善溫度分布、結晶界面形狀和雜質分布；在長晶前期采用相對較小的磁感應強度、在長晶后期采用相對較大的磁感應強度，以達到均衡調控整個長晶過程結晶界面形狀的目的；在長晶初期采用相對較大的頻率，在長晶中后期降低頻率，以減少晶體內雜質含量且使得雜質在晶體內分布均勻。