[發明專利]用于制造單晶或多晶材料、尤其是多晶硅的裝置和方法

無效

• 申請號: 200710079489.6
• 申請日: 2007-04-11
• 公開（公告）號: CN101074488A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·米勒;馬庫斯·芬克拜納;烏韋·薩赫爾;英戈·施維利希;邁克爾·克勞斯
• 申請（專利權）人: 史考特公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/06;C30B35/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

1.一種用于使用垂直梯度凝固法(VGF方法)制造單晶或多晶材料的裝置，其包含具有底端和頂端的固定坩堝(2、4)，如果在縱向上看，那么所述固定坩堝具有多邊形橫截面，和

用于熔化硅的加熱裝置(5-7)，其中

所述裝置經配置以在所述坩堝(2、4)中形成縱向上的溫度梯度，且

所述加熱裝置包含扁平加熱元件(7)以抑制垂直于縱向的熱流，所述扁平加熱元件是安置在所述坩堝(2、4)四周且包含多個安置在所述坩堝(2、4)的側面上的加熱元件(10-13)，所述加熱元件在縱向上或與其垂直地具有蜿蜒路徑，

其特征在于：在所述坩堝(2、4)的角落區域中的所述蜿蜒路徑的倒轉區(15-17)中，所述扁平加熱元件(7)的熱輸出較高或者坩堝壁與所述扁平加熱元件之間的距離較小。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述角落區域中所述扁平加熱元件(7)的熱輸出是恒定的或以至少一個不連續步長增加，或者其中所述坩堝壁與所述扁平加熱元件之間的距離以至少一個不連續步長減小。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述加熱元件是配備成長方形輻板(10-13)，其中所述輻板(10-13)在所述倒轉區(15-17)處的導體橫截面是以使得其等于個別倒轉區之前或之后的相關聯輻板的導體橫截面的方式在對角線方向上收縮。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述倒轉區(15-17)處的所述導體橫截面的收縮是通過多個穿入或穿出輻板材料的孔眼或凹坑形成，所述孔眼或凹坑相對于所述導體橫截面安置成橫向分布。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述孔眼或凹坑在所述對角線方向上對準。

6.根據權利要求4所述的裝置，其中所述孔眼或凹坑鏡像對稱于兩個鄰近加熱元件之間所形成間隙(14a)的中心線安置。

7.根據權利要求3所述的裝置，其中所述輻板垂直于縱向延伸，且其導體橫截面以不連續步長從頂端到底端增加。

8.根據權利要求3所述的裝置，其中所述輻板在縱向上延伸，且其導體橫截面連續地或以多個不連續步長從頂端到底端增加。

9.根據權利要求3所述的裝置，其中所述輻板(10-13)等距離地且彼此平行地延伸。

10.根據權利要求1所述的裝置，其中所述扁平加熱元件的外部輪廓是與所述坩堝的外部輪廓相對應地成形，以致所述扁平加熱元件與所述坩堝之間的距離是恒定的。

11.根據權利要求1所述的裝置，其中所述扁平加熱元件(7)的熱輸出在縱向上與所述坩堝(2、4)的中心的溫度梯度相對應地降低。

12.根據權利要求1所述的裝置，其中所述扁平加熱元件(7)經配置以設定或維持多個垂直于縱向的平面等溫線。

13.根據權利要求3所述的裝置，其中所述扁平加熱元件(7)形成加熱區，所述加熱區經配置以致所述熱輸出從頂端到底端降低，以便至少有助于所述坩堝(2、4)中所形成的溫度梯度。

14.根據權利要求3所述的裝置，其中所述輻板(10-13)包含多個區段(100、101)，所述區段是借助于連接元件(104)可拆卸地彼此連接或者牢固地彼此粘結。

15.根據權利要求1所述的裝置，其中在所述坩堝壁與所述扁平加熱元件(7)之間不提供熱絕緣體。

16.根據權利要求1所述的裝置，其中所述多晶材料為多晶硅，所述固定坩堝具有長方形或正方形橫截面。

17.一種用于使用垂直梯度凝固法(VGF方法)在具有底端和頂端的固定坩堝(2、4)中制造單晶或多晶材料的方法，如果在縱向上看，那么所述固定坩堝具有多邊形橫截面，其中加熱裝置(5-7)在所述坩堝中形成從頂端到底端的溫度梯度，且其中安置在所述坩堝四周的扁平加熱元件(7)抑制垂直于縱向的熱流，所述扁平加熱元件(7)包含多個加熱元件(10-13)，所述加熱元件是安置在所述坩堝(2、4)的側面上且在縱向上或與其垂直地具有蜿蜒路徑，

在所述方法中，在所述坩堝(2、4)的角落區域中蜿蜒路徑的倒轉區(15-17)處通過增加所述扁平加熱元件(7)的熱輸出或通過減小坩堝壁與所述扁平加熱元件之間的距離來補償所述坩堝(2、4)的角落區域中的熱損耗。