发明名称 一熔炉总成及将熔融原料加入一晶体形成装置之方法
摘要
申请公布号 TWI347377 申请公布日期 2011.08.21
申请号 TW094120512 申请日期 2005.06.20
申请人 MEMC电子材料公司 发明人 约翰 戴维斯 候德
分类号 C30B15/10;C30B29/06 主分类号 C30B15/10
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种将一装填量之熔融原料供给至晶体形成装置的熔炉总成,该熔炉总成包含:一外壳,其设计成适于串行定位于复数个晶体形成装置之其中之一选择的晶体形成装置之上;一坩埚,其安置在该外壳中;一加热器,其相对该坩埚设置,用于熔化该坩埚中所承接之固体原料;该坩埚具有一喷嘴,其包括一第一较大直径部分、一第二较小直径部分及一第三中介直径部分。如请求项1之熔炉总成,其中该指向流动系一道有凝聚力之熔融原料流。如请求项1之熔炉总成,其中该喷嘴之第三部份系比该喷嘴之第一及第二部份较长。如请求项3之熔炉总成,其中该喷嘴的第三部份之以毫米计的长度系大约等于50加上该第三部份之直径除以该第二部份之直径的50倍,且该选定流速之范围系由每小时50公斤至每小时140公斤。如请求项1之熔炉总成,其中该加热器包含大致上环绕着该坩埚之一上部的第一感应线圈,该第一感应线圈系设计成适于连接至一用于供给电流至该第一感应线圈之电源。如请求项5之熔炉总成,其中该加热器另包含大致上环绕着该坩埚之一下部的第二感应线圈,该第二感应线圈系设计成适于连接至另一电源,以加热该坩埚下部中之原料。如请求项6之熔炉总成,另包含一设置于该第一与第二感应线圈及该坩埚间之承接器,该承接器具有一上部,其包含复数圆周隔开之指状物,以禁止藉着该第一感应线圈感应加热;及具有一下部,以增进该承接器之感应加热。如请求项7之熔炉总成,其中该承接器包含由间隙所分开之一锥形中介部份及一下出口部份,该中介部份及该上部系藉着一间隙所分开。如请求项1之熔炉总成,另包含一设计成适于由该熔炉总成降低进入该晶体形成装置之防溅罩,以于熔融原料由该熔炉总成流入该晶体形成装置期间保护该晶体形成装置。如请求项1之熔炉总成,其与该晶体形成装置结合,该晶体形成装置包含一设计成适于根据该柴式长晶法成长单结晶铸块之拉晶机、一设计成适于根据该完整边缘薄膜成长法成长中空复晶矽本体之拉晶机、及一设计成适于形成铸造复晶矽本体之坩埚的至少一种。如请求项1之熔炉总成,另包含一用于由该坩埚引导熔融原料之流动至该晶体形成装置的熔体流动导引件,其中该熔体流动导引件包含一穿过该喷嘴且被承纳之管子及一承纳该喷嘴之管子的之至少一个。如请求项11之熔炉总成,其中该熔体流动导引件包含一加热元件,用于在该喷嘴及该晶体形成装置间之流动期间加热该熔融矽。一种将熔融原料加入晶体形成装置之方法,该方法包含以下步骤:将一熔炉总成定位至该晶体形成装置之上,用于将熔融矽运送至该装置之一坩埚;运转该熔炉总成中之一上加热线圈,以熔化一于该熔炉总成之熔化坩埚中之原料;运转该熔炉总成中之一下加热线圈,以允许熔融原料流经该熔炉总成之一孔口,俾能运送一道熔融原料至该晶体形成装置之坩埚。如请求项13之方法,另包含由该晶体形成装置界定一成长室之下外壳移去该晶体形成装置界定一拉晶室之上外壳,及取代该上外壳将该熔炉总成附接至该下外壳。如请求项14之方法,另包含由该下外壳移去该熔炉总成,及再次将该上外壳附接至该下外壳,且自该熔炉总成由传送至该下外壳中之坩埚的熔体成长一单结晶铸块。如请求项14之方法,其中该晶体形成装置构成一第一拉晶机,该方法另包含由其一下外壳移去第二拉晶机之一上外壳,及取代该上外壳将该熔炉总成附接至该下外壳。如请求项14之方法,其中在将该熔炉总成附接至该晶体形成装置之下外壳的步骤之后,随即发生熔化该原料之步骤。如请求项13之方法,另包含与运转该下加热线圈之步骤同时地将额外之固体原料喂入该熔炉总成,且另包含控制该固体原料之质量流速,以等于流出该熔炉总成之已熔化原料的质量流速。如请求项13之方法,于运转该上加热线圈的步骤之前,包含将一定量之固体原料喂入该熔炉总成,且其中运转该上加热线圈之步骤包含留下该未熔化原料之一栓塞部份,用于塞住该熔炉总成中之一喷嘴。如请求项19之方法,其中运转该下加热线圈包含熔化该原料之栓塞部份,以不再塞住该喷嘴。如请求项13之方法,其中运转该下加热线圈之步骤包含在该原料之熔化温度以上维持一过热,以防止该原料于运送至该拉晶机的下外壳中之坩埚期间凝固。如请求项13之方法,其中运转该上加热线圈之步骤包含在该熔炉总成之一出口上方建立一熔体高度,用于运送熔融矽之一想要的质量流速,且其中该方法另包含相对该拉晶机加压该熔炉总成,以维持熔融矽之想要的质量流速。如请求项22之方法,其中加压该熔炉总成之步骤包含将惰性气体加至该熔炉总成,以大约每公分2陶尔地加压该熔炉总成,使熔体高度下降。如请求项13之方法,另包含藉着中断该下加热线圈之运转而中断熔融矽之流经该孔口,以形成原料之一固体栓塞,并防止来自该孔口之流动。如请求项13之方法,另包含由传送至该晶体形成装置之坩埚的熔体成长一单结晶铸块、及由传送至该晶体形成装置中之坩埚的熔体形成一复晶本体之至少一种。如请求项25之方法,其中该复晶本体系一由完整边缘薄膜成长法所形成的中空多角形矽本体、一复晶矽之窄带、及一铸造矽本体之至少一种。一种以单一熔炉总成对多数晶体形成装置提供服务之方法,该方法包含以下步骤:将该熔炉总成定位在一第一晶体形成装置之上,用于将熔融矽运送至该第一装置之一坩埚;运转该熔炉总成中之一加热器,以熔化一于该熔炉总成之熔化坩埚中之原料;由该熔炉总成运送一道熔融原料至该第一晶体形成装置;移动该熔炉总成至一位于一第二晶体形成装置上之位置,用于将熔融矽运送至该第二装置之一坩埚;由该熔炉总成运送一道熔融原料至该第二晶体形成装置。如请求项27之方法,其中运转该熔炉总成中之一加热器以熔化原料包含提供电力至该加热器之一上感应线圈,且运送一道熔融原料包含提供电力至该加热器之一下感应线圈,以开始流经该熔炉总成之一孔口的流动。如请求项27之方法,另包含藉着中断该加热器之运转而中断来自该熔化坩埚之熔融原料的流动,及形成原料之一固体栓塞,并防止来自该熔化坩埚之流动。如请求项27之方法,另包含由运送至该第一晶体形成装置与该第二晶体形成装置之至少其中之一的原料成长一单结晶铸块。如请求项27之方法,另包含由运送至该第一晶体形成装置与该第二晶体形成装置之至少其中之一的原料形成一复晶本体,其中该复晶本体包含一由完整边缘薄膜成长法所形成的中空多角形矽本体、一复晶矽之窄带、及一铸造矽本体之至少一种。如请求项27之方法,其中移动该熔炉总成至一位于该第二晶体形成装置上之位置包含举昇该熔炉总成,且该方法另包含在运送一道熔融原料至该第二晶体形成装置之前,将该熔炉总成连接至该第二晶体形成装置之一下外壳。
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