摘要：碳是直拉单晶硅中非常重要的有害非金属杂质之一。若晶体生长过程中引入碳，会促进氧沉淀和SiC析出相的生成，导致晶体内应力增加，从而影响单晶硅的品质。熔体内的碳杂质主要来源于炉内热场材料在高温时与氧反应，其在熔体中的分布和熔体对流有着密切的关系。本文利用CGSim晶体生长软件模拟了不同勾型磁场结构对熔体内碳杂质含量和分布影响。通过调节磁场强度比（MR）和线圈位置距地面的高度（H）来控制零高斯面（ZGP）与生长界面的相对位置，获得优化的熔体对流。在MR为1：1.5，H为690mm的磁场结构作用下，使熔体内碳浓度从1.39×1020atoms/cm3降低至8.62×1019atoms/cm3。这主要是因为，磁场产生的洛伦兹力对熔体内的对流产生了抑制作用，改变了熔体的对流强度；减缓了晶体下方的流速，是生长界面下面的边界层变厚，从而减小了硅熔体中的碳扩散进入到晶体的浓度，利于得到高品质的硅晶体。
关键词：单晶硅；勾型磁场；熔体对流；洛伦兹力；碳浓度