[實用新型]晶棒提拉的截面成型構造

無效

• 申請號: 200820180535.1
• 申請日: 2008-12-03
• 公開（公告）號: CN201428007Y
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 藍崇文;徐文慶;謝兆坤;王興邦;何思樺
• 申請（專利權）人: 昆山中辰矽晶有限公司
• 主分類號: C30B15/22
• 分類號: C30B15/22
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 周春發

技術領域

本實用新型有關一種晶棒的制造構造，旨在提供一種可令 晶體長成具有較接近多邊形的截面形狀的成型方法，以減少習 有圓形晶棒在后續制造成為晶片時，其圓弧形的邊線區域必須 成為廢料的課題。尤其是在生長太陽能電池所需的晶棒時，正 方形的晶棒可減少制作晶片時所需切除的原料，可大幅提高產 能與降低制造成本。

背景技術

太陽能光電池屬半導體的一種，故又稱為太陽能晶片，硅(silicon) 為目前通用的太陽能電池的原料代表，其發電原理為利用太陽光能轉 換成電能。太陽能光電基板(Solar?PV?Cell)的晶片材質有很多種，大致 上可分為單晶硅(Monocrystalline?Silicon)、多晶硅 (Polycrystalline/Multicrystalline?Silicon)、非晶硅(Amorphous?Silicon)，或 其它非硅材料，例如碲化鎘、砷化鎵銦、砷化鎵等化合物半導體的材 料，其中以單晶硅及多晶硅兩類最為常見。

再者，晶體硅可分為多晶硅及單晶硅兩種，其中單晶硅的組成原 子均按照一定的規則，因此產品轉換效率較高，單晶硅的制作方法是 把純度為99.999999999％的硅金屬熔融于如圖1所示的坩堝11中，然后 把方向為<100>的單晶硅硅晶種(seed)插入硅融湯的液面，以每分鐘轉 2～20圈的速率旋轉，同時以每分鐘0.3～10毫米(mm)的速度緩慢的往上 拉引，經過頸部成長、晶冠成長、晶體成長以及尾部成長的拉晶程序 之后，即可形成一直徑4～8時單晶硅晶棒20，此制作方法稱為柴氏長晶 法(Czochralski?Method)。

在如圖1所示用以制造硅晶棒的長晶爐10設備當中，在坩鍋11的外 圍設有對坩鍋11內部的原料進行加熱的加熱器12，另外在加熱器12以 及坩鍋11的外圍設有絕緣層13，并且在坩鍋11的上方設有熱惟幕14以 構成長晶爐10的熱場，減少熱源的流失藉以降低晶棒的制造成本；再 者，其用以將加熱器12以及坩鍋11外圍的絕緣層13下方設有通氣孔 131，用以產生通過長晶爐熱場的氣流以將容易形成雜質的氧化物排 出。

上述長晶方式在所制造成型的晶棒截面為圓形的截面，如圖3所 示，在晶棒20后續用以制造成為太陽能用方形晶片時，晶棒截面的圓 弧形邊線區域因為無法使用，將會被視為廢料21而加以切除，如此將 浪費大量的晶圓材料，因而增加晶片的成本。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型即在拉晶時透過控制氣流、熱傳導與熱輻 射的方式，使長晶凝固溫度的等溫線趨近預想直邊線的狀態，令晶體 長成具有較接近預設多邊形的截面形狀，以減少晶棒在后續制造成為 晶片時所產生的廢料。

于實施時，在抽拉制造晶棒的坩堝開口處設有一個熱惟幕，此熱 惟幕設有一個接近多邊形輪廓的開口，由此開口控制長晶的氣流、熱 傳導及熱輻射，并且在開口形狀的控制下，使長晶時的凝固溫度的等 溫線趨近于所需多邊形的形狀，進而令晶體長成具有較接近預設多邊 形的截面形狀。

另種實施方式，于抽拉制造晶棒的坩堝開口處設有一個罩體，此 罩體設有一個呈接近多邊形輪廓的開口，控制罩體的重量并利用由罩 體向下形成的壓力，而讓坩堝中硅融湯朝開口擠壓成具有較接近預設 多邊形的截面形狀的晶體。

本實用新型的有益效果為：均可用以生產具有非圓形截面的晶棒， 有效解決習有圓形晶棒在后續制造成為晶片時，其圓弧形的邊線區域 必須成為廢料的課題。

附圖說明

圖1為一種長晶爐的結構示意圖；

圖2為另種長晶爐的結構示意圖；

圖3為習有長晶爐所制造成型的晶棒截面示意圖；

圖4至圖7本實用新型各實施例的罩體開口形狀示意圖。

【圖號說明】

10長晶爐????11坩鍋

12加熱器????13隔熱層

131通氣孔???14熱惟幕

141開口?????15罩體

151開口?????20晶棒

21廢料??????30等溫線

具體實施方式

為能使貴審查員清楚本實用新型的主要技術內容，以及實施方式， 茲配合圖式說明如下：