[實用新型]晶體成長裝置

無效

• 申請號: 201020639601.4
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN201890954U
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 李謀偉
• 申請（專利權）人: 李長榮實業股份有限公司
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本實用新型關于一種晶體成長裝置，尤指一種運用于制備硅碇的晶體成長裝置。

背景技術

硅碇(silicon?crystal?ingot)系由硅晶體所組成的條狀物，其廣泛地運用于電子產業和光伏產業中，尤其是在蓬勃發展的太陽能電池產業中扮演重要的角色。現行相關產業中生產硅碇的主要技術包含：布里奇曼生長技術(Bridgman?growth)、柴可斯基單晶生長法(Czochralski?method)和定向固化法(directional?solidification)，其中三種主要技術中都包含了將硅原料(silicon?feedstock)熔融的步驟。因此，熔融硅原料的效率和產量于硅碇的制備中具有極高的重要性。

業界常用于熔融硅原料的晶體成長裝置如，GT?Solar公司和FerroTec公司所販售的加熱爐。GT?Solar公司擁有一篇關于熔融硅原料的加熱爐的加熱器的專利(中華民國公開第200949027號)，該加熱器包含兩組相互電性和熱耦接的加熱元件。于加熱爐中，該加熱器系如同一入料蓋般設置于坩堝的上方，使其中一組加熱元件覆蓋該坩堝的上方，而另一組加熱元件則環繞該坩堝的側邊。然而此加熱爐具有以下缺點：1)依據該加熱器的設計及操作需求，該設置于坩堝側邊的加熱元件所能覆蓋該坩堝的側邊的面積有限，影響加熱的均勻度；及2)由于該加熱器系覆蓋且固定于坩堝的上方，因此該坩堝所能容納的原料量會受到該加熱器的位置限制，且不能實行二次加料，導致產量受到限制。

FerroTec公司的加熱爐中包含一坩堝及設置于前述坩堝側邊的加熱器，由于該加熱器系設置于坩堝的側邊，該坩堝允許堆置較多的硅原料且可允許二次加料，因此單次作業的產量優于GT?Solar公司的加熱爐。然而，FerroTec公司的加熱爐尚具有以下缺點：1)加熱器僅設置于側邊，因此加熱均勻度并不理想；及2)雖然可以二次加料，但二次加料時需再度打開高溫的加熱爐，增加操作上的危險性。

在硅碇的制程中，坩堝系屬于一次性消耗品，也就是說，單次作業中的產量對于成本的影響很大，因此，在產量導向的考量上，使得FerroTec公司在市占率上逐漸勝過GT?Solar公司。然而，在習用晶體成長裝置仍存在缺點的現在，相關產業仍需要一種在效率和產量上都更為優良的晶體成長裝置。

實用新型內容

爰是，本實用新型的一目的為提供一種晶體成長裝置，其具有產量大且操作安全性高的優點。

本實用新型的另一目的為提供一種晶體成長裝置，其兼顧高產量與高加熱均勻度的優點。

為達上述目的，本實用新型提供一種晶體成長裝置，其包含：一坩堝，其系用于承載原料；一移動式頂部加熱器，其系設置于前述坩堝的上方，并可相對于前述坩堝上下移動；及至少一入料口。

較佳地，前述晶體成長裝置進一步包含一槽體，該槽體設有一周壁，該周壁設有前述至少一入料口，并定義出一內部空間以容納前述坩堝及前述移動式頂部加熱器。

較佳地，前述晶體成長裝置系包含兩個設置于前述槽體的周壁的入料口，以供二次加料之用。

較佳地，前述晶體成長裝置進一步包含一設置于前述坩堝側邊的側邊加熱器。

較佳地，前述側邊加熱器及/或前述移動式頂部加熱器為電阻式加熱器或感應式加熱器。

較佳地，前述坩堝的材質為石英或金屬。

較佳地，前述金屬為銥、鉑或鉬。

較佳地，前述坩堝的表面系涂覆有氮化硅，并經燒結處理。

較佳地，前述槽體的內部空間的底部設有一石墨防漏盤及一玻璃纖維氈。

綜上所述，在本實用新型的一個實施態樣中，前述晶體成長裝置系包含一移動式頂部加熱器和至少一個加料口，藉由前述移動式頂部加熱器，可于坩堝中堆置大量的硅原料而不用擔心會碰觸到加熱器，且藉由前述加料口的設置，可達到二次加料的目的而無須打開高溫的加熱爐。在本實用新型的另一個實施態樣中，前述晶體成長裝置進一步包含一側邊加熱器以提高晶體成長裝置的整體加熱均勻度。

附圖說明

圖1系一示意圖以顯示本實用新型的移動式頂部加熱器的作動方式；

圖2系一示意圖以顯示本實用新型實施例一的晶體成長裝置。

主要元件符號說明：

100-----晶體成長裝置

10-----移動式頂部加熱器

11-----連接部

12-----螺桿

13、14-----箭頭

20-----周壁

21、22-----入料口

23、24-----入料蓋

25-----坩堝

26-----側邊加熱器