用于控制氧的提拉坩埚和相关方法技术

用于从熔体生长晶锭的系统包括第一坩埚、第二坩埚和堰体。第一坩埚具有形成用于容纳熔体的外腔室的第一基部和第一侧壁。堰体在第一侧壁内侧的位置处位于第一基部的顶部上，以抑制熔体的从堰体外侧的位置向堰体内侧的位置的运动。第二坩埚确定尺寸成用于安置在外腔室内并具有形成内腔室的第二基部和第二侧壁。还公开了相关方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 对相关申请的交叉引用 本申请要求2013年3月14日提交的美国非临时申请系列号No. 13/804,585的优 先权，其公开内容全部通过引用结合在本文中。
本专利技术大体上涉及用于生产半导体或太阳能材料的晶锭的系统和方法，更特别地 涉及用于通过限制或抑制硅熔体内的运动来减少晶锭中的缺陷或位错的系统和方法。
技术介绍
在通过提拉（CZ)法生长的单晶硅的生产中，多晶硅首先在拉晶装置的诸如石英 坩埚的坩埚中熔化，以形成硅熔体。拉具然后使晶种下降到熔体中，并且使晶种从熔体中缓 慢地升出。为了使用该方法生产高质量单晶，必须维持与晶锭直接相邻的熔体的表面的温 度和稳定性大体上恒定。用于实现该目标的已有系统没有完全令人满意。因此，需要更有 效率和有效果的系统和方法来限制与晶锭直接相邻的熔体中的温度波动和表面破坏。 该
技术介绍
章节意在向读者介绍可能与本专利技术的各方面相关的技术的各方面，这 些方面在下文被描述和/或要求。相信该讨论有助于为读者提供背景信息，以帮助更好地 理解本专利技术的各方面。因此，应当理解的是，这些叙述应当从这个角度阅读，而不是作为对 已有技术的认可。
技术实现思路
第一方面是一种用于从熔体生长晶锭的系统。该系统包括第一坩埚、第二坩埚和 堰体。第一坩埚具有形成用于容纳熔体的外腔室的第一基部和第一侧壁。堰体在第一侧壁 内侧的位置处位于第一基部的顶部上，以抑制熔体的从堰体外侧的位置向堰体内侧的位置 的运动。第二坩埚确定尺寸成用于安置在外腔室内并具有形成内腔室的第二基部和第二侧 壁。第二基部通过堰体而保持与第一基部成间隔开的关系。第二坩埚具有穿过其中的坩埚 通道，以允许位于堰体内的熔体运动到第二坩埚的内腔室中。 另一方面是一种用于从熔体生长晶锭的系统。该系统包括第一坩埚、第二坩埚和 堰体。第一坩埚具有形成用于容纳熔体的外腔室的第一基部和第一侧壁。第二坩埚位于第一坩埚的外腔室内并且包括第二基部和第二侧壁。第二侧壁确定 尺寸成用于安置在第一坩埚的外腔室内。第二基部和第二侧壁形成内腔室。第二基部包括 穿过其中的坩埚通道，以允许熔体的在第二坩埚外侧的区域中的部分运动到第二坩埚的内 腔室中。 堰体位于第一坩埚的外腔室内，以抑制熔体的从堰体外侧的位置向堰体内侧的位 置的运动。堰体定位在第一基部与第二基部之间，以将第二基部与第一基部间隔开。 另一方面是一种用于在晶锭生长系统中从熔体生长晶锭的方法。该系统具有包括 第一基部和从第一基部向上延伸的第一侧壁以限定出外腔室的第一坩埚。该方法包括将堰 体安置在外腔室中、将第二坩埚安置在堰体上、将原料材料放入外腔室中、和使原料材料熔 化。 堰体沿着第一基部安置，以抑制熔体的从堰体外侧的位置向堰体内侧的位置的运 动。第二坩埚具有形成内腔室的第二基部和第二侧壁。第二基部具有延伸穿过其中的坩埚 通道。中间腔室在第一坩埚与第二坩埚之间形成在堰体内侧。熔化的原料材料形成熔体并 从外腔室运动到中间腔室内侧，并运动到内腔室中。 存在对关于上述方面提出的特征的各种改善。其它特征同样也可以被结合在上述 方面中。这些改善和附加的特征可以单独地或任意组合地存在。例如，下面关于所图示的 实施例中任一种讨论的各特征可以单独地或任意组合地结合在上述方面的任一项中。【附图说明】 图1是根据一个实施例的晶体生长系统的侧面剖视图； 图2是图1的坩埚组件的放大剖视图； 图3是用于图1的晶体生长系统中的堰体的顶部透视图； 图4是图3的堰体的侧视图； 图5是沿着图4的线5-5截取的图3-5的堰体的剖视图； 图6是沿着图5的线6-6截取的图3-5的堰体的剖视图； 图7是用于图1的晶体生长系统中的第二坩埚的俯视透视图； 图8是图7的第二坩埚的俯视图； 图9是沿着图8的线9-9截取的图7-8的堰体的剖视图； 图10是根据另一实施例的晶体生长系统的局部剖视图； 图11是根据另一实施例的晶体生长系统的局部剖视图； 图12是图15的晶体生长系统的局部剖视图，图示出熔体的温度场和流线； 图13是用于图10的晶体生长系统中的堰体的俯视透视图； 图14是图13的堰体的侧视图； 图15是沿着图14的线15-15截取的图13-15的堰体的剖视图； 图16是沿着图15的线16-16截取的图13-15的堰体的剖视图；以及 图17是根据另一实施例的晶体生长系统的局部剖视图。 在附图的多个视图中，对应的附图标记表示对应的部件。【具体实施方式】 通常，堰体是安置在坩埚内以限制熔体的运动的石英管道。在许多情况下，堰体的 底部并不形成防止熔体流动的完美屏障。结果，原料材料的未液化的或固体粒子经过位于 堰体的底部与坩埚之间的小间隙。通向与正在形成的晶锭相邻的区域中的固体粒子的通道 大幅增加了晶锭被撞击并使其晶体结构被破坏（有时称为结构损伤或L0S)的风险。 在使用连续提拉法的晶体生长系统中，一个或多个二氧化硅坩埚位于外坩埚或第 一坩埚与内坩埚或第二坩埚之间以形成坩埚组件。第二坩埚由浸没在熔体内的一个或多个 堰体支承。这些堰体在坩埚组件内形成多个区，以限制一个区内的熔体在特定位置进入另 一个区。 参照图1，晶体生长系统被示意性地示出并大体上表示为100。晶体生长系统100 用来通过提拉法生产单晶锭。如本文中讨论的，关于生产单晶锭的连续提拉法来描述系统， 尽管可使用批量法。例如，该方法可用于"再装料"CZ法中。 晶体生长系统100包括支承容纳硅熔体112的坩埚组件200的衬托器150,拉具或 提拉系统134从所述硅熔体112提拉晶锭114。在拉晶过程期间，晶种132被拉具134下降 到熔体112中，然后缓慢地从熔体上升。随着晶种132缓慢地从熔体112上升，来自熔体的 硅原子自相对齐并附着至晶种，以形成晶锭114。 另外参照图2,坩埚组件200包括具有第一基部212和第一侧壁214的第一坩埚 210、堰体230、以及具有第二基部252和第二侧壁254的第二坩埚250。第一基部212具有 顶面218,而第二基部252具有底面258。 各侧壁214、254围绕相应基部212、252的圆周延伸。第一侧壁214和第一基部 212形成外腔室216。第二侧壁254和第二基部252形成内腔室256。第二坩埚250的尺寸 形成为允许第二坩埚安置在第一坩埚210的外腔室216内。在一些实施例中，第一坩埚可 具有32英寸的内半径，而第二坩埚可具有24英寸的内半径。 坩埚通道260延伸穿过第二坩埚250,以允许熔体运动到第二坩埚的内腔室256 中。坩埚通道260可沿着第二基部252定位，以增加坩埚通道延伸通过的距离。尽管在图 3-5中示出了两个，但可存在任何数目的坩埚通道260。 另外参考图3-6,堰体230是包括堰体顶面232和堰体底面234的管状体部。堰 体底面234搁靠在第一基部212的顶面218上。第二基部252的底面258搁靠在堰体顶面 232上。顶面218和底面258分别与堰体230的底面234和堰体的顶面232互补。这些互 补的表面形成用于抑制熔体112经过堰体230与第一坩埚210或第二坩埚250之间的屏障。 堰体230确定尺寸和成形为允许将堰体安置在第一坩埚210的外腔室216内。堰 体230在第一侧壁214内侧的位置处沿着第一基部212定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从熔体生长晶锭的系统，所述系统包括：第一坩埚，所述第一坩埚包括形成用于容纳所述熔体的外腔室的第一基部和第一侧壁，所述第一基部具有顶面；堰体，所述堰体在所述第一侧壁内侧的位置处沿着所述第一基部的顶面定位，以抑制所述熔体从所述堰体外侧的位置向所述堰体内侧的位置的运动；和尺寸被确定成用于安置成位于所述第一坩埚的所述外腔室内的第二坩埚，所述第二坩埚具有第二基部和第二侧壁，所述第二基部和所述第二侧壁形成内腔室，所述第二基部通过所述堰体与所述第一基部间隔开，并且所述第二坩埚包括从其中穿过的坩埚通道，以允许位于所述堰体内的熔体运动到所述第二坩埚的所述内腔室中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·N·斯瓦米纳坦，S·塞佩达，J·D·希尔克，
申请(专利权)人：爱迪生太阳能公司，
类型：发明
国别省市：美国;US