大直徑單晶爐Cusp磁場設(shè)計與研究.pdf

1、硅單晶材料是最重要的半導(dǎo)體材料，是信息社會的物質(zhì)基礎(chǔ)。特別是伴隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對單晶硅材料的需求非常大。目前國內(nèi)用于大規(guī)模集成電路的3-8英寸單晶硅的生產(chǎn)絕大部分采用進口，而用于極大規(guī)模集成電路級的大直徑高性能單晶硅的生長工藝、設(shè)備技術(shù)等僅壟斷在國外幾家公司中，無法進行購置。作為大直徑單晶爐設(shè)備重要部件之一的Cusp磁場裝置，對單晶硅質(zhì)量控制起著重要的作用，急需實現(xiàn)該設(shè)備的國產(chǎn)化。
　　 傳統(tǒng)的Cu

2、sp磁場裝置存在著功耗高、線圈加工工藝復(fù)雜、設(shè)計可重復(fù)性低的缺點，隨著單晶爐尺寸的增大越明顯。本課題在分析Cusp磁場裝置功耗和傳統(tǒng)線圈工藝的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的應(yīng)用于Cusp磁場的線圈形式和冷卻方式，并完成了冷卻系統(tǒng)和線圈的設(shè)計、加工，有效的降低了功耗。同時利用有限元分析軟件Maxwell對Cusp磁場進行建模仿真，對磁場結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了仿真模擬和優(yōu)化設(shè)計，提高線圈勵磁效率。
　　 論文各章內(nèi)容分述如下：
　　 第一

3、章論述了本課題的研究背景、意義和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，提出了本課題的研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)。
　　 第二章在總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，對磁場對單晶爐熔體對流和氧運輸?shù)冗M行分析和研究，為Cusp磁場的設(shè)計指標(biāo)提供依據(jù)。
　　 第三章以TDR130型單晶爐為設(shè)計依據(jù)，利用有限元分析軟件Maxwell對Cusp磁場建模仿真，對關(guān)鍵磁場結(jié)構(gòu)參數(shù)(線圈直徑、線圈間距、匝數(shù)比、導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu))進行分析和優(yōu)化設(shè)計，Cusp磁場結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一種參考方法。<