專利名稱：通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體的裝置，其包括具有加熱腔的熔爐，加熱腔 內(nèi)限定了至少一個用于坩堝的支撐表面和至少一個設(shè)置在支撐表面上方的氣體吹洗裝置， 該氣體吹洗裝置的出氣口面對著支撐表面。本發(fā)明還涉及使用該裝置通過定向凝固生產(chǎn)結(jié) 晶體的方法。除了根據(jù)Czochralksi法和浮區(qū)法培養(yǎng)單晶硅以外，已知大塊硅晶的晶體培養(yǎng)是 采用幾種已確認(rèn)的用于生產(chǎn)多晶硅的方法，它們都是基于定向凝固的原理。在通過定向凝 固生產(chǎn)結(jié)晶體的過程中，首先將原材料熔融，然后在坩堝中通過自底向上的控制熱量耗散 使其凝固。該生產(chǎn)方法產(chǎn)生多晶材料，例如，用于生產(chǎn)硅基太陽能電池多晶硅材料。另外， 該方法還利用了偏析效應(yīng)來凈化冶金硅。
現(xiàn)有技術(shù)然而，通過定向凝固生產(chǎn)多晶硅塊可能導(dǎo)致多晶材料中碳和氧濃度的升高。后者 由來自爐內(nèi)固定物、坩堝和硅原材料的物質(zhì)的不可控污染引起。例如，甚至在結(jié)晶工藝以 前，在結(jié)晶體系中儲存和安裝過程中處理母料，也可能由于含碳和含氧相粘附到原材料表 面而引起不可控污染。另外，目前可獲得的結(jié)晶體系的內(nèi)部主要由石墨制得的固定物構(gòu)成， 例如支撐坩堝、加熱器或者絕熱材料。因此，碳不可避免地并且不可控地以石墨氧化物的形 式與原材料或者熔體接觸，并且最終結(jié)合到凝固的硅中。在這里含碳物質(zhì)主要通過裝置內(nèi) 的氣相被運送到原料或者熔體。碳和氧的另一個污染源是坩堝及其Si3N4涂層。在這里外 來物通過蝕刻和粒子腐蝕，或者是通過來自坩堝材料的擴(kuò)散，與熔體接觸。如果升高的碳和氧污染發(fā)生于硅材料中，則一旦超過了溶解度界限，在熔融或者 凝固多晶體中就會形成含氧和含碳夾雜物或者沉積物。這些影響了多晶硅能否用于生產(chǎn)太 陽能電池，這是因為多晶硅中的碳和氧對隨后太陽能電池的性能具有正面或負(fù)面影響。因 此，有必要在定向凝固的過程中盡可能有效地監(jiān)控碳和氧的含量。一種已知的影響硅中碳和氧濃度的方式需要在熔體表面上實現(xiàn)合適的氣體流，其 將含碳和氧物質(zhì)運走。例如，從Czochralski單晶培養(yǎng)硅中我們知道具有限定的碳含量的 單晶硅材料可以通過氣體吹洗來產(chǎn)生。另外，在通過Czochralski工藝生產(chǎn)硅單晶體時，規(guī) 定量的氣體吹洗也將影響硅熔體表面上的SiO的蒸發(fā)，從而影響了晶體中的氧含量。US 6 378 835B1公開了在通過定向凝固生產(chǎn)多晶硅的過程中，使用氣體洗吹來影 響隨后晶體中的碳和氧含量。在專利公開中的方法使用了具有氣體吹洗裝置的熔爐，該吹 洗裝置在熔體表面上方設(shè)置了中央固定管道。然而，由氣體供給線路遠(yuǎn)離熔體表面的氣體洗吹單元所帶來的風(fēng)險是在整個熔體 表面不能形成定向的向外氣流。但是，該流動方式對于有效排出污染物是必需的，并且防止 了來自熔爐其它部件的碳和氧被運送到該熔體。距離這么遠(yuǎn)的距離，可能引起回流效應(yīng)，其 結(jié)果是碳或氧被再次運送到熔體的表面，并且可以進(jìn)入到熔體中。此外，在熔體表面上大的 氣體量使得可獲得的氣體流速很低，從而使得污染物的排出不能產(chǎn)生預(yù)期的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體的裝置和方法，其中含碳和氧的污 染物可以更加有效地并且可控地從容體表面排出。該目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1和2的裝置，以及根據(jù)權(quán)利要求10的方法達(dá)到的。 該裝置和方法的有利技術(shù)方案是從屬權(quán)利要求的主題，或者可以從下面的描述和實施方案 中得到。在第一個可替代方案中，以已知方式提出的裝置包括具有加熱腔的熔爐，加熱腔 內(nèi)形成了至少一個用于具有側(cè)壁和底面的坩堝的支撐表面，和至少一個位于支撐表面之上 的氣體吹洗裝置，該氣體吹洗裝置具有面對支撐表面的出氣口。該裝置的特征在于出氣口 是由柱塞狀物體(StempelflSche)的下部柱塞表面中的一個或多個開口形成的，其具有適 應(yīng)坩堝內(nèi)部形狀的幾何形狀，從而允許柱塞狀物體與坩堝側(cè)壁保持側(cè)向距離，至少部分地 插入坩堝中。該裝置的特征進(jìn)一步在于設(shè)置或者安裝氣體吹洗裝置和/或支撐表面以使 得可以在軸向上對它們進(jìn)行調(diào)整，從而能夠調(diào)整或者改變支撐面和柱塞狀體之間的垂直距 罔。氣體吹洗裝置的柱塞狀物體與支撐表面之間的距離的可調(diào)節(jié)性，以及由此坩堝或 者熔解于坩堝中的物質(zhì)的熔體表面，以及適應(yīng)坩堝的柱塞的幾何形狀的可調(diào)整性，使得有 可能將出氣口設(shè)置在熔體表面上方并且與熔體表面相對接近，并將氣流聚集在柱塞狀物體 與熔體表面以及坩堝側(cè)壁之間的間隙。這在熔體上產(chǎn)生了高的氣體流速，從而帶來了高效 的排出處理。高的氣體流速還在熔體表面上自動產(chǎn)生了高的剪切力，這正面影響了熔體對 流。熔體對流是很重要的，這是因為熔體中的碳和氧必須通過對流被運送到熔體表面。引 入的氣體可以通過合適的出氣口再次從該系統(tǒng)排出。結(jié)果是，柱塞狀物體與熔體表面之間 垂直距離的可調(diào)節(jié)性，使得有可能更好地控制流動條件，并且從而有可能更好地控制接下 來在結(jié)晶材料中的碳和氧含量。由于坩堝中材料的填充平面在加工過程中可以變化，所提 出的裝置通過調(diào)整氣體吹洗裝置和/或支撐表面，使得有可能與熔體表面保持一個恒定的 距離。例如，由于起始松散的母料塊，填充水平在加熱過程中改變，另外不同批次也有差異。 在母料熔融以后，所形成填充水平比較低，并且在使用所謂的再裝料單元并且再填充母料 的時候能夠再次改變。該裝置還使得柱塞狀物體的下部柱塞表面與熔融表面之間的距離在 結(jié)晶過程中變化，這對于希望的生產(chǎn)結(jié)果，特別是對于結(jié)晶體中希望的碳和氧含量是必要 的。所提出的裝置以及所提出的方法使得有可能使出氣口和熔體表面在整個結(jié)晶過 程中設(shè)定和保持臨界距離，從而生產(chǎn)了具有限定的碳和氧含量的晶體，特別是多晶硅塊。結(jié) 構(gòu)設(shè)計還允許天然的熔體浴對流由氣體吹洗過程驅(qū)動，從而使得摻雜物質(zhì)和外來物更加均 勻地分布，這進(jìn)一步提高了培養(yǎng)的結(jié)晶體的材料質(zhì)量。例如，該裝置使得有可能產(chǎn)生具有 < IxlO17原子/cm3的碳濃度和< IxlO16原子/cm3.的氧濃度的多晶硅體。根據(jù)第二個可替代方案所提出的裝置提供了上面已經(jīng)描述的相同的優(yōu)點。該第二 個可替代方案與已經(jīng)描述的第一個可替代技術(shù)方案的區(qū)別僅僅在于該氣體吹洗裝置具有 幾個并排的具有相應(yīng)出氣口的柱塞狀物體，它們整體適應(yīng)于坩堝的幾何形狀。這樣的構(gòu)型 最有利的是由于坩堝較大的側(cè)向尺寸而呈現(xiàn)了擴(kuò)大的熔體表面。上面所描述的裝置的柱塞狀物體的效果由幾個并排設(shè)置的柱塞狀物體分擔(dān)，其可以在熔體表面的方向上分別獨立調(diào) 整，但是一般來說它們是一起調(diào)整或移動的。在這里，當(dāng)將柱塞狀物物體或者柱塞狀物體組引入到坩堝中的時候，優(yōu)選柱塞狀 物體或者柱塞狀物體組的幾何形狀使得柱塞狀物體與側(cè)壁保持相同單側(cè)距離。該側(cè)向距離 優(yōu)選< 1cm。在這里，在優(yōu)選的構(gòu)型中，柱塞下部是平的，使得與熔體表面也保持總體恒定的
垂直距離。在實施該方法的過程中，優(yōu)選以這樣的方式選擇或者設(shè)定氣體流量以及與熔體表 面及坩堝側(cè)壁的距離，以在柱塞狀物體與熔體或者坩堝之間的縫隙中獲得層流。在這里可 以向不同尺寸和幾何形狀的坩堝提供不同的柱塞狀物體，當(dāng)將一個坩堝用另一個具有不同 幾何形狀的坩堝替換時，同時也替換氣體吹洗裝置的柱塞狀物體。以這種方式，可以在氣體 吹洗裝置中使用總是按照坩堝量身訂做的柱塞狀物體。在這里，氣體吹洗裝置優(yōu)選由不含石墨的材料構(gòu)成，以防止通過氣體吹洗單元將 含碳材料帶到熔體表面。因此，所例舉的裝置和相應(yīng)的方法使得有可能在整個培養(yǎng)過程中，控制凝固晶體 材料中的來自氣相的碳和氧含量。出氣口被結(jié)合到柱塞狀物體中，并且其與熔體表面的距 離可以調(diào)整，使得有可能在熔體上設(shè)定一臨界高度，并且確保對于該裝置的包封部分構(gòu)成 屏蔽。在合適的加工時間提供限定流量的惰性氣體流，以控制各種不希望物質(zhì)的進(jìn)出運輸。 在這里，升高的氣體吹洗量還影響了固有的熔體浴對流。根據(jù)熔體表面固有對流的進(jìn)行方 向，氣體流可以促進(jìn)熔體中的流動或者使該流動減速。由于該氣體/熔體的相互作用，可以 獲得外來物或者摻雜物在結(jié)晶體內(nèi)更均勻的輻射狀分布。在所提出的裝置中，優(yōu)選調(diào)節(jié)氣體吹洗裝置使其與熔體表面間隔開。然而，當(dāng)然， 作為替換或者結(jié)合，坩堝支撐表面在設(shè)計上是可以垂直調(diào)整的。在這里，該調(diào)整既可以手動 并且通過驅(qū)動器(例如馬達(dá))進(jìn)行。在操作該裝置用于生產(chǎn)結(jié)晶體的過程中，可以改變不同的參數(shù)。例如，在該過程中 氣體流量或者與熔體表面的距離可以改變。另外，在培養(yǎng)工藝的過程中可以將不同的氣體 用于氣體吹洗。該裝置和方法非常有利地適合于生產(chǎn)用于太陽能電池中的多晶硅體。然而，當(dāng)然 該裝置也可以用于通過定向凝固生產(chǎn)其它結(jié)晶體，例如，單晶半導(dǎo)體或者光學(xué)晶體。該裝置 還適合于純化冶金硅。


下面將基于實施方案和所示的附圖再次簡單地描述所提出的裝置和伴隨的方 法圖1是用于裝置技術(shù)方案一個實例的示意圖；圖2是用于裝置技術(shù)方案另一個實例的示意圖；圖3是多晶硅凝固塊高度上碳和氧濃度與所使用的氣體吹洗量χ的函數(shù)關(guān)系；圖4多晶硅凝固塊高度上的碳濃度與所使用的氣體吹洗裝置的函數(shù)關(guān)系；圖5是熔體浴的流速與所用的氣體吹洗量的函數(shù)關(guān)系；以及圖6是數(shù)字確定的液_固相界彎曲程度與所用的氣體吹洗量的函數(shù)關(guān)系。
具體實施例方式圖1表示了所提出的裝置技術(shù)方案第一個實例的示意圖。在這里圖Ia表示在熔 融過程之前以及熔融過程中的狀態(tài)，而圖Ib描述了結(jié)晶過程中的狀態(tài)。該示例方案中的裝 置主要特征在于已知裝置的氣體吹洗單元的構(gòu)型。該裝置包括熔爐11，其結(jié)合有加熱元件 6、絕緣材料10和加熱腔12，加熱腔具有用于坩堝8的支撐表面13。不含石墨的氣體吹洗裝 置包括由氧化鋁制得的管子1，在管子1上通過線形插塞連接器(DrahtsteckverbindimgM 固定了由氧化鋁制得的柱塞2，例如，該線形插塞連接器由鉬鑭線構(gòu)成。氣體吹洗裝置被結(jié) 合到熔爐11的加熱腔12，并且通過熔爐蓋中的中心孔擰到后者。在該實例中選擇的管1和 熔爐蓋之間的壓接頭(QuetschverschraubungM，使得有可能在不同的系統(tǒng)壓力和整個過 程中以確定的方式改變柱塞2的軸向位置，如圖1的雙箭頭表示的那樣。在這里加熱腔12 中的系統(tǒng)氣氛不能與外部氣氛相互作用，這是因為壓接頭是氣體密封的。與氧化鋁管1上 端連接的外部供氣管線5可以用來將凈化氣體在硅原料或者硅熔體上以限定高度引入加 熱腔12的中心。在這里硅原料7a被引入到坩堝8中，在該實例中坩堝由石英玻璃構(gòu)成并 且具有Si3N4涂層。坩堝8被設(shè)置在石墨支撐坩堝9上，支撐坩堝9位于加熱腔12的支撐 表面13上。根據(jù)坩堝8的幾何形狀調(diào)整柱塞2使得該柱塞2至少部分插入到坩堝中，同時與 坩堝側(cè)壁保持一定距離。柱塞的下側(cè)具有供給凈化氣體的出氣口，其由圖上的虛線表示。如 果坩堝具有圓橫截面，則該柱塞的幾何形狀是圓的，如果坩堝具有帶角橫截面，則柱塞的幾 何形狀相應(yīng)地為有角的。在距離柱塞底部一定距離處，圖Ia中的柱塞具有連續(xù)的突起，通 過該突起可以完全蓋住坩堝8的上緣。氣體吹洗裝置的這一構(gòu)型使得有可能通過外部供氣管線5，在硅原料7a或者硅熔 體7b上以限定高度引入清洗氣體(參見圖lb)。另外，可以使用周向質(zhì)量流量調(diào)節(jié)器(未 顯示)來設(shè)定通過管1和柱塞2進(jìn)入坩堝8中的氣體流量。氣體吹洗裝置獲得最佳性能的 關(guān)鍵是調(diào)節(jié)所使用的柱塞2的形狀。為了獲得所使用氣相與原材料或者熔體之間最佳的交 互作用，在后者或者其表面之間必須實現(xiàn)臨界距離。所提出的具有調(diào)節(jié)的柱塞幾何形狀和 可調(diào)節(jié)距離的氣體吹洗裝置構(gòu)型，使得有可能在整個過程中，在柱塞下部和原材料或者熔 體表面之間保持該臨界距離。結(jié)果是，還有可能通過軸向移動柱塞2，在坩堝中熔融硅原料 的同時，平衡由松散倒入的原材料7a到液體熔融物7b的過程中填充水平的變化。在這里 柱塞2被移動到坩堝8中，但是沒有與坩堝8或熔體接觸。這描述于圖lb，在這里柱塞2更 深地進(jìn)入坩堝8，以與由于熔融過程而凹陷的表面保持恒定的距離。具有氣體吹洗單元，特 別是具有管子1、柱塞2和由不含石墨材料構(gòu)成的氣體進(jìn)料器5使得氣體吹洗單元的操作更 加有效。有效操作氣體吹洗單元的另一個重要參數(shù)是氣體吹洗量。其影響了帶到原材料或 熔體或者從原材料或熔體帶出的含碳和氧物質(zhì)的量。在這里坩堝參數(shù)被認(rèn)為是柱塞2下的 坩堝中的氣體體積與所引入的氣體吹洗量之間的比率。在這里圖3a和3b描述了用該裝置 所生產(chǎn)的多晶硅中的碳和氧含量與所使用的氣體吹洗量χ的函數(shù)關(guān)系。由所示的測量結(jié)果 清楚顯示，使用具有升高的氣體吹洗量的氣體吹洗裝置確保了碳和氧含量的顯著降低。借 助氣體吹洗量可以具體設(shè)置所希望的固體中相應(yīng)外來物濃度。
7
圖4顯示了氣體吹洗裝置的材料對結(jié)晶培養(yǎng)結(jié)果的影響。在一種情況下選擇了由 不含石墨的材料制備的氣體吹洗單元，在另一種情況下，選擇了由含石墨材料制備的氣體 吹洗單元。由該圖非常明顯地看到，所培養(yǎng)的多晶硅體碳濃度的明顯差異。所提出的氣體吹洗裝置具有可以接近熔體表面設(shè)置的柱塞狀物體的方案，還使得 有可能使用氣體流量來正面影響熔體浴中的對流。在這里，圖5顯示了增加氣體吹洗量導(dǎo) 致了熔體內(nèi)部流速的增加。如圖6所示，這降低了固液相界的偏離(Durchbiegimg)，從而使 雜質(zhì)和外來物在多晶硅材料內(nèi)部更加均勻的輻射狀分布。最后，圖2顯示了所提出裝置技術(shù)方案的另一個實例，其中在該實例中在氣體吹 洗裝置中一個挨一個地使用了兩個柱塞2。在這里坩堝8可以具有延長的矩形形狀，其中該 坩堝的橫截面基本上被兩個柱塞2所覆蓋，也就是說，除了朝著坩堝8側(cè)壁的縫隙以外。該 裝置中與圖1中裝置相同部件采用了相同的附圖標(biāo)記，在此不再對它們相同的設(shè)計和功能 進(jìn)行詳細(xì)地討論。該實例提供了兩個外部氣體供料器5，它們與兩個管1連接。兩個管1每 一個都具有柱塞2，其在柱塞底部具有出氣口。兩個柱塞2都可以如雙箭頭所示軸向移動， 使得有可能設(shè)置與原材料7a或者熔體的希望距離。該裝置以與圖1的裝置相同的方式操 作，其中在這里兩個柱塞2同時移動。這樣的構(gòu)型確保了使用具有較大側(cè)向尺寸的坩堝8， 而對用于各個柱塞2的懸掛裝置的機(jī)械穩(wěn)定性沒有固定的要求。參考列表
1管
2柱塞
3線形插塞連接器
4壓接頭
5氣體供料器
6加熱元件
7a原材料
7b熔體
8坩堝
9支撐坩堝
10絕緣體
11熔爐
12加熱腔
13支撐表面
權(quán)利要求
一種通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體的裝置，其包括具有加熱腔(12)的熔爐(11)，加熱腔內(nèi)限定了至少一個用于具有側(cè)壁和底面的坩堝(8)的支撐表面(13)，和至少一個設(shè)置在支撐表面(13)上方的具有面向支撐表面(13)的出氣口的氣體吹洗裝置，其特征在于該出氣口是由柱塞狀物體(2)的下部柱塞表面中的一個或多個開口形成的，其具有適應(yīng)坩堝(8)內(nèi)部形狀的幾何形狀，從而允許柱塞狀物體(2)與坩堝(8)側(cè)壁保持側(cè)向距離至少部分插入到坩堝(8)中，并且氣體吹洗裝置和/或支撐表面(13)的設(shè)置或者安裝使得可以在軸向上對它們進(jìn)行調(diào)整，由此能夠改變支撐面(13)和柱塞狀物體(2)之間的垂直距離。
2.一種通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體的裝置，其包括具有加熱腔(12)的熔爐(11)，加熱腔 內(nèi)限定了至少一個用于具有側(cè)壁和底面的坩堝(8)的支撐表面(13)，和至少一個設(shè)置在支 撐表面(13)上方的具有面向支撐表面(13)的出氣口的氣體吹洗裝置，其特征在于該出氣 口是由一組幾個并排柱塞狀物體(2)的下部柱塞表面中的一個或多個開口形成的，其具有 適應(yīng)坩堝(8)內(nèi)部形狀的幾何形狀，從而允許這組柱塞狀物體(2)與坩堝(8)側(cè)壁保持側(cè) 向距離至少部分插入到坩堝(8)中，并且氣體吹洗裝置和/或支撐表面(13)的設(shè)置或者安 裝使得可以在軸向上對它們進(jìn)行調(diào)整，由此能夠改變支撐面(13)和柱塞狀物體(2)之間的 垂直距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該柱塞狀物體(2)的幾何形狀使得柱塞狀 物體(2)與側(cè)壁保持相同單側(cè)距離至少部分插入坩堝(8)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3的裝置，其特征在于柱塞狀物體(2)在距離底部柱塞表面一定 距離處具有連續(xù)側(cè)向突起，使其能覆蓋坩堝(8)的上緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于該組柱塞裝物體(2)的幾何形狀使得該組柱塞 裝物體(2)與側(cè)壁保持相同單側(cè)距離至少部分插入到坩堝(8)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5的裝置，其特征在于柱塞狀物體(2)在距離底部柱塞表面一定 距離處具有連續(xù)側(cè)向突起，使其能覆蓋坩堝(8)的上緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項中的裝置，其特征在于下部柱塞表面是平的并且平行于支 撐表面(13)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項中的裝置，其特征在于選擇柱塞狀物體(2)或者一組柱塞 狀物體(2)的幾何形狀，以使得距離坩堝(8)側(cè)壁的側(cè)向距離彡1cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項的裝置，其特征在于氣體吹洗裝置由不含碳的材料構(gòu)成。
10.一種在根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項的裝置中通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體，特別是生產(chǎn) 由多晶硅構(gòu)成的物體的方法，其中_在坩堝(8)中將用于生產(chǎn)結(jié)晶體的母料(7a)熔融，形成熔體(7b)，-設(shè)置氣體吹洗裝置下部柱塞表面與熔體(7b)或者母料(7a)的距離，以通過氣體吹洗 裝置供給清洗氣體來從熔體(7b)或者母料(7a)表面除去不希望的物質(zhì)，_通過氣體吹洗裝置供給清洗空氣來在熔體(7b)或者母料(7a)的表面上形成氣體流，并且-在供給清洗氣體的過程中由下向上固化熔體(7b)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中在定向固化的過程中改變氣體流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其中在定向凝固的過程中，改變?nèi)垠w(7b)表面與下 部柱塞表面之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其中在定向固化的過程中，使熔體(7b)表面與下部 柱塞表面之間的距離保持恒定。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項的方法，其中設(shè)置熔體(7b)表面與下部柱塞表面之間 的距離以及氣體流量，以經(jīng)由柱塞狀物體(2)和坩堝(8)的側(cè)壁之間的縫隙形成氣流以從 熔體(7b)除去不希望的材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14任一項的方法，其中設(shè)置熔體(7b)表面與下部柱塞表面之間 的距離以及氣體流量，以由該氣體流量影響熔體(7b)內(nèi)的流速。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項的方法，其中設(shè)置熔體(7b)表面與下部柱塞表面之間 的距離以及氣體流量，以由該氣體流量影響熔體(7b)中液固相界的彎曲程度。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過定向凝固生產(chǎn)結(jié)晶體的裝置以及方法。該裝置包括具有加熱腔(12)的熔爐(11)，加熱腔內(nèi)限定了至少一個用于坩堝(8)的支撐表面(13)，和至少一個設(shè)置在支撐表面(13)上方的具有面向支撐表面(13)的出氣口的氣體吹洗裝置。該裝置技術(shù)方案的特征在于該出氣口是由柱塞狀物體(2)的下部柱塞表面中的一個或多個開口形成的，其具有適應(yīng)坩堝(8)內(nèi)部形狀的幾何形狀，所述形狀允許柱塞狀物體(2)至少部分插入到坩堝(8)中。該氣體吹洗裝置和/或支撐表面(13)包括一個調(diào)節(jié)機(jī)械或者設(shè)計為可以調(diào)節(jié)的以使得它們允許調(diào)節(jié)支撐表面(13)與柱塞狀物體(2)之間的垂直距離。該裝置和相應(yīng)的方法允許含碳和含氧物質(zhì)更加有效地或者以可控制的方式從熔體中排出。因此該裝置和方法在一定的限度內(nèi)允許具體調(diào)節(jié)晶體的碳和氧含量。
文檔編號C30B11/00GK101952489SQ200880126790
公開日2011年1月19日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者C·賴曼, J·弗里德里希, M·迪特里希 申請人:德國太陽能公司