直拉单晶炉磁场装置及使用该磁场装置的拉晶方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103590109103590109A(43)申请公布日2014.02.19(21)申请号201310368359.X(51)Int.Cl.(22)申请日2013.08.21C30B30/04(2006.01)C30B15/00(2006.01)(71)申请人西安隆基硅材料股份有限公司地址710100陕西省西安市长安区航天中路388号申请人无锡隆基硅材料有限公司宁夏隆基硅材料有限公司银川隆基硅材料有限公司(72)发明人李定武周锐李侨邓浩马自成(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称直拉单晶炉磁场装置及使用该磁场装置的拉晶方法(57)摘要本发明公开一种直拉单晶炉磁场装置，用于向坩埚中的熔体施加磁场。所述直拉单晶炉磁场装置包括围绕所述坩埚上下设置的第一线圈及第二线圈，第一线圈及第二线圈均与坩埚同轴。所述第一线圈和第二线圈共同形成的磁场具有下凹的分界面。所述分界面上方区域的磁场强度为零。所述分界面具有相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边均沿所述坩埚的侧壁的延长线向远离所述坩埚的方向延伸。本发明的直拉单晶炉磁场装置造价低，可产生变化的磁场，尤其是在熔体内部具有高磁场强度、在分界面上方磁场强度为零的特定形状的磁场，可有效抑制熔体热对流，利于单晶稳定生长并获得高品质单晶。本发明还提供一种使用该直拉单晶炉磁场装置的拉晶方法。CN103590109ACN10359ACN103590109A权利要求书1/1页1.一种直拉单晶炉磁场装置，用于向坩埚（102）（102）中的熔体施加磁场，所述直拉单晶炉磁场装置包括围绕所述坩埚（102）上下设置的第一线圈（12）及第二线圈（13），所述第一线圈（12）及第二线圈（13）均与所述坩埚（102）同轴，所述第一线圈（12）和第二线圈（13）共同形成的磁场具有下凹的分界面，所述分界面上方区域的磁场强度为零，所述分界面具有相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边均沿所述坩埚（102）的侧壁的延长线向远离所述坩埚（102）的方向延伸。2.如权利要求1所述的直拉单晶炉磁场装置，其特征在于：所述第一侧边和第二侧边以坩埚（102）中心轴对称，所述分界面还具有连接所述第一侧边和第二侧边的底边，且底边的中心点与所述熔体的固液界面中心点的间距为-100毫米至100毫米。3.如权利要求1-2中任一项所述的直拉单晶炉磁场装置，其特征在于：所述第一线圈（12）和第二线圈（13）中的电流方向相反，第一线圈（12）和第二线圈（13）的磁场强度比为1:3至1:2。4.如权利要求3所述的直拉单晶炉磁场装置，其特征在于：所述第一线圈（12）和第二线圈（13）中的电流大小相等，所述第一线圈（12）和第二线圈（13）的匝数之比为1:3至1:2。5.如权利要求1所述的直拉单晶炉磁场装置，其特征在于：所述直拉单晶炉磁场装置还包括升降机构，所述升降机构用于调节第一线圈（12）与第二线圈（13）的高度。6.如权利要求1所述的直拉单晶炉磁场装置，其特征在于：所述直拉单晶炉磁场装置还包括第一控制器及第二控制器，所述第一控制器连接于所述第一线圈（12），用于控制通入所述第一线圈（12）的电流，所述第二控制器连接于所述第二线圈（13），用于控制通入所述第二线圈（13）的电流。7.一种使用如权利要求1所述的直拉单晶炉磁场装置的拉晶方法，包括步骤：提供直拉单晶炉，其包括盛有熔体的坩埚（102），使所述直拉单晶炉磁场装置的第一线圈（12）及第二线圈（13）均与所述坩埚（102）同轴，且围绕所述坩埚（102）上下设置；利用所述直拉单晶炉磁场装置对所述熔体施加磁场，所述磁场具有下凹的分界面，所述分界面上方区域的磁场强度为零，所述分界面具有相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边均沿所述坩埚（102）的侧壁的延长线向远离所述坩埚（102）的方向延伸；以及提供籽晶，将所述籽晶浸入坩埚（102）内的熔体中提拉单晶棒。8.如权利要求7所述的使用直拉单晶炉磁场装置的拉晶方法，其特征在于：利用所述直拉单晶炉磁场装置对所述熔体施加磁场时，所述第一侧边和第二侧边以坩埚（102）中心轴对称，所述分界面还具有连接所述第一侧边和第二侧边的底边，所述分界面的底边的中心点与所述熔体的固液界面中心点的间距为-100毫米至100毫米。9.如权利要求8所述的使用直拉单晶炉磁场装置的拉晶方法，其特征在于：利用所述直拉单晶炉磁场装置对所述熔体施加磁场时，所述第一线圈（12）和第二线圈（13）的磁场强度比为1:3至1:2。10.如权利要求8所述的使用直拉单晶炉磁场装置的拉晶方法，其特征