专利名称：一种硅单晶生长用勾形电磁场装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种硅单晶生长装置，尤其指一种硅单晶生长用勾形电磁场装置。
背景技术：
近年来，集成电路的设计线宽正在向纳米尺度发展，在降低功耗和器件单位成本、 提高速度和频率、减少其它物理效应的负面影响方面均对半导体材料提出了新的要求。 大直径、高质量硅单晶的生长技术成为当前半导体材料领域的研发热点。如果硅单晶直 径增大，那么用料量必将加大，坩埚直径和热场尺寸也相应增大，必将导致熔体中热对 流加剧。当采用传统的直拉法生长晶体时，熔体易出现涡流，固液界面形状、温度梯度 以及氧浓度分布的均匀性难于控制，不易达到点缺陷的平衡。将磁场应用到直拉法生长 单晶中可起到有效抑制热对流的作用，可使杂质含量均匀分布，显著改善晶体质量。
现有技术中在单晶炉的外围设有永久性磁铁，利用永久性磁铁产生的磁场抑制热对 流。然而，这种永久性磁铁产生的磁场不易达到符合要求的强度，抑制热对流的效果不 好，并且产生的磁场强度不能调节。
实用新型内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种硅单晶生长用勾形电 磁场装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的
一种硅单晶生长用勾形电磁场装置，在单晶炉的外围设有上下分离的两组导电线圈， 所述两组导电线圈结构相同，分别接通大小相等，方向相反的电流；
所述每组导电线圈环绕成多匝，横向匝数为5-9匝，纵向匝数为10-19匝；
所述导电线圈为金属管绕制而成；
所述金属管横截面为方形；
所述金属管中通冷却液；所述冷却液为水；
所述两组导电线圈之间的距离可以调节； 所述两组导电线圈包括多个导电线圈； 在所述两组导电线圈的外围设有磁屏蔽装置。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的硅单晶生长用勾形电 磁场装置通电后可以产生两组磁场，单晶炉处于两组磁场之中，两组磁场可以有效地抑 制单晶炉中单晶硅生长时的热对流作用，使单晶硅杂质含量均匀分布，显著改善晶体质 量，实现单晶硅的等效微重力生长。
图l为本实用新型硅单晶生长用勾形电磁场装置的示意图。
具体实施方式
本实用新型较佳的具体实施方式
如图l所示，在单晶炉l的外围设有上下分离的两组 导电线圈2和3，导电线圈由金属管绕制而成，金属管采用截面为正方形的中空低电阻材 料(铜、铝等金属)，绕制匝数根据需要的磁场强度和提供的电流而定。两组导电线圈 结构相同，分别接通大小相等，方向相反的直流电流。在图l中的单晶炉l内的带有箭头 的虚线曲线表示由两组导电线圈产生的磁场。
本实用新型实施例所用电流为50-350A，磁场强度为80-650高斯。每组导电线圈的匝 数可以为横向5-9匝，纵向10-19匝，优选的匝数为横向9匝、纵向14匝。所用金属管 截面边长为ll-13mm，厚度为7-8mra的正方形管。
两组导电线圈2和3之间由支撑体4连接且分离一定距离。支撑体4由高磁阻材料制 成，并且通过外接电机调节升降，从而改变两组线圈之间的距离。调节范围为l-300醒。
每组导电线圈可以由多个导电线圈叠加而成，可以将一组导电线圈中的多个导电线 圈的电流输入端和输出端分别用金属连接件6连接起来，接通电源后能够对每个线圈同时 提供相同大小的电流。
由于导电线圈通电工作时产生很大热量，在每个金属管中间通水流，水从金属管一 端流入，从另一端流出，对导电线圈进行冷却。水流量可以为1-2立方米/小时。
可以在两组导电线圈的外围设置磁屏蔽装置5，磁屏蔽装置5可以防止电磁场装置产
4生的磁场对外界的辐射，还可以使产生的磁场形成磁回路，增强磁场强度，节约能源。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围 应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1、一种硅单晶生长用勾形电磁场装置，其特征在于，在单晶炉的外围设有上下分离的两组导电线圈，所述两组导电线圈结构相同，分别接通大小相等，方向相反的电流。
2、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述每组导电线圈环绕成多匝，横向匝 数为5-9匝，纵向匝数为10-19匝。
3、 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述导电线圈为金属管绕制而成。
4、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述金属管横截面为方形。
5、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述金属管中通冷却液。
6、 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述冷却液为水。
7、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述两组导电线圈之间的距离可以调节。
8、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述两组导电线圈包括多个导电线圈。
9、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，在所述两组导电线圈的外围设有磁屏 蔽装置。
专利摘要一种硅单晶生长用勾形电磁场装置，在单晶炉的外围设有上下分离的两组导电线圈，所述两组导电线圈结构相同，分别接通大小相等，方向相反的电流。两组导电线圈通电后可以产生两组磁场，单晶炉处于两组磁场之中，两组磁场可以有效地抑制单晶炉中单晶硅生长时的热对流作用，使单晶硅杂质含量均匀分布，显著改善晶体质量，实现单晶硅的等效微重力生长。
文档编号C30B29/06GK201400727SQ200920107968
公开日2010年2月10日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者付宗义, 张鸣剑, 李润源 申请人:北京京仪世纪自动化设备有限公司