用于生产硅锭的设备和方法

用于生产硅锭的设备和方法
【专利摘要】本发明提供了用于生产硅锭的设备和方法，如硅锭的无坩埚生产的设备和方法，其中，具有籽晶层和液体层的支撑件在具有垂直梯度的温度场中逐渐下降，从而以受控的方式凝固液体层。
【专利说明】
用于生产硅锭的设备和方法
技术领域
[0002]本公开涉及一种用于生产锭的设备和方法。
【背景技术】
[0004]用于晶体(诸如由硅制成的晶体)的块材生长的技术包括例如浮法区(FZ)法、直拉法(CZ)和多晶硅(MC)生长法。在这些常规方法中的每种中，生长预定形状的锭(诸如具有正方形的锭)以及监测和控制晶体生长界面存在挑战。

【发明内容】

[0006]提供本概述以引入在下面的详细描述中进一步所描述的构思的选择。本概述并不旨在确定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的帮助。
[0007]在一些实施方式中，本发明涉及用于生产锭的设备，该设备包括:室，其用于提供可控的气氛，其中该室具有在纵向方向上彼此隔开的顶部和底部;可旋转支撑件，其用于支承籽晶层，其中可旋转支撑件相对于室可在纵向方向上移动，至少一个装置，其用于控制在所述室中的给定生长体积(Vcr)中的温度场，其中，所述温度场在纵向方向上具有温度梯度，以及馈送装置，其用于将材料可控地馈送到籽晶层上。在一些实施方式中，本发明涉及用于生产锭的方法，所述方法包括:提供一种设备，该设备包括:室，其用于提供可控的气氛，至少一个装置，其用于控制在室内的给定生长体积(Vcr)中具有在纵向方向上的温度梯度的温度场，可旋转支撑件，其用于籽晶层，所述可旋转支撑件可在室内在纵向方向上移动，和可控馈送装置，其用于提供原料;提供籽晶层在可旋转支撑件上，其中所述籽晶层具有预定的横截面面积;移动所述可移动支撑件，使得籽晶层位于生长体积(Vcr)内的预定位置上;在生长体积(Vcr)内产生具有预定的垂直温度梯度的温度场;提供熔化的硅的初始层以基本上覆盖所述籽晶层;在凝固液体原料层时旋转并下降可旋转支撑件，以形成具有横截面面积的锭;并加入更多的来自馈送装置的液体原料。
【附图说明】
[0009]在下面的描述和附图中说明可以获得本发明的目的和其它合乎期望的性质的方式，其中:
[0010]图1是本发明的设备的实施方式的剖视图的示意图。
【具体实施方式】
[0012]在以下的描述中，阐述了许多细节以提供对本公开内容的理解。然而，本领域的技术人员可以理解，本发明的方法可以在没有这些细节的情况下实施，并且所描述的实施方式的许多变化或修改会是可行的。
[0013]首先，应当注意的是，在任何这种实际的实施方式的开发中，可以做出许多特定于实施方式的决定，以实现开发者的特定目标，诸如符合与系统相关和商业相关的约束，这将一种实施方案改变成另一种。此外，应当理解，对于具备本公开的益处的领域中的普通技术人员，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是仍然可以是例行任务。此外，本发明所使用的/公开的组合物还可以包括那些引用的部件之外的一些部件。在概述和详细描述中，每个数值应该被一次理解为由术语“约”修饰(除非已经明确地如此修饰的)，然后再次理解为不那么修饰，除非在上下文中另有指示。术语约应理解为所列举的量或范围的10%内的任何数量或范围(例如，从约I至约1的范围包括从0.9至11的范围)。此外，在概述和详细描述中，应该理解的是，列出的或描述为有用的、合适的或类似的范围旨在至少因为该范围内的包括端点的每一个点将被认为是已经被阐明的而包括对该范围内任何可以想象的子范围的支持。例如，“从I到1的范围”应被理解为表示沿介于约I至约1之间的连续统的每个可能的数值。此外，在这些实施例中的一个或多个数据点可以被组合在一起，或可以与在本说明书中的数据点中的一个进行组合以产生范围，并因此包括在此范围内的每个可能的值或数量。因此，(I)即使在范围内的许多具体的数据点被明确确定，(2)即使对范围内的一些具体的数据点进行参照，或(3)即使当没有明确地确定范围内的数据点时，应理解的是(i)发明人明白和理解该范围内的任何可想到的数据点被认为已是指定的，以及(ii)发明人拥有对整个范围、在范围内的每个可想到的子范围以及范围内的每个可想到的点的认知。此外，本发明说明性公开的本发明的主题可以在不存在未具体公开的任何元件的情况下适当地实施。
[0014]本发明涉及提供一种设备和方法以便于生产锭。
[0015]在一些实施方式中，本公开内容涉及用于生产锭的设备，该设备包括:室，其用于提供可控的气氛，其中该室具有在垂直(即纵向)方向上彼此隔开的顶部和底部;支撑件(如可旋转支撑件)，其用于支承籽晶层，其中所述支撑件可相对于室沿纵向方向移动;至少一个装置，其用于控制在室中的给定的生长体积中的温度场，其中所述温度场具有在纵向上的温度梯度；以及馈送装置，其用于将材料可控馈送到籽晶层上。
[0016]在一些实施方式中，本发明涉及用于生产锭的方法，其中所述方法可以包括下列操作中的一个或多个:提供具有室的设备以提供可控的气氛;至少一个装置，其用于控制在该室内的给定的生长体积中具有在纵向方向上的温度梯度的温度场；用于籽晶层的支撑件，所述支撑件是可移动的，例如在室内的纵向上可旋转和/或可移动(相对于内部热区)；以及可控馈送装置，其用于提供原料;提供籽晶层在支撑件上，其中，所述籽晶层粗略限定要生产的锭的横截面面积;移动所述支撑件，使得籽晶层位于生长体积内的预定位置上;在生长体积内产生具有预定的垂直温度梯度的温度场;通过馈送装置提供熔化硅的初始层以基本上覆盖籽晶层，或提供原料在籽晶层上，其中原料的馈送和生长体积内的温度场是受控的，使得基本上，整个籽晶层覆盖有液体原料层，以与液体原料层的凝固配合的方式在相对于热区下降支撑件时旋转支撑件，液体原料层从下方被冷却。
[0017]在一些实施方式中，本发明的用于生产锭的方法进一步包括独立地控制锭的外周上的一个或多个位置的生长行为。例如，在一些实施方式中，为了控制旋转的圆形锭的横截面形状(即，以保持它尽可能为圆形，并且在生长的锭上避免节点、隆起或螺旋体)，锭的外周的生长行为可以通过布置在锭的边缘附近的一个或多个独立受控的加热器(诸如具有快速响应时间的感应加热器)来控制，当锭旋转通过加热器时其能够快速加热和冷却，以对外周的不同部分提供相界调节。在一些实施方式中，锭的外周的生长行为可以通过下列方式来控制:将一个或多个独立可动绝缘件或热屏蔽件布置在锭的外周上的一个或多个位置的附近，从而在外周的不同部分通过移动部件时迅速改变周界的不同部分的辐射视角系数。在一些实施方式中，锭的外周的生长行为可以通过布置一个或多个独立受控的气体入口来控制，所述气体入口供给定向在凝固的锭和原料的液体层之间的相界或在该相界附近的冷却气体(诸如温度比锭的表面(例如，锭的该气体被引导朝向的表面)低至少约50°C的气体，或温度比锭的表面低至少约80 0C的气体，例如，温度在比锭的表面低从约80 °C至约200 0C的范围内的气体，或温度在比锭的表面低从约100°C至约150°C的范围内的气体)，或过热气体(诸如温度比锭的表面(例如，锭的该气体被引导朝向的表面)高至少约50°C的气体，或温度比锭的表面高至少约80 °C的气体，例如，温度在比锭的表面高从约80 °C至约200 °C的范围内的气体，或其温度在比锭的表面高从约100°C至约150°C的范围内的气体)，并且其中响应于当锭旋转通过时在锭的外周上测得的信号可以迅速地改变气体射流的强度。
[0018]在一些实施方式中，本发明涉及提供一种用于生产锭的设备，该设备具有用于在室内产生纵向上的温度梯度的至少一个装置，以及用于支撑籽晶层的可旋转支撑件，该支撑件能在温度梯度的方向上移动，以及用于将材料可控地馈送到大致平坦的籽晶层上的馈送装置。
[0019]该设备可以被用于生产结晶材料，诸如，例如，硅锭。在一些实施方式中，该设备可用于无坩祸生产锭。例如，籽晶层上的液体原料可以不需依靠支撑物，即没有用于容纳液体原料的坩祸、器皿或冷壁坩祸。在一些实施方式中，本发明的方法可以用于使硅以外的材料结晶。例如，可由本发明的方法结晶的其他材料包括(但不限于)锗、砷化镓、硅锗和具有亚稳或稳定的液相的其它化合物和氧化物。在一些实施方式中，由于新熔化材料的恒定流入的组分调节可用于保持液体和固体两者中的恒定组分，因此本发明的方法可以用于使化合物/材料结晶，其中在熔体中成分的浓度随着时间推移发生变化(例如，通过蒸发或优先结合在固体中)。
[0020]在一些实施方式中，籽晶层可以包括布置在可旋转支撑件上的至少一个籽晶板。籽晶板可以由可具有单晶结构的任何期望的材料(诸如硅)制成。在一些实施方式中，籽晶板可以由单晶硅或者可以由根据本发明的方法生产的锭制成。
[0021]籽晶层可以包括若干件籽晶板或若干件籽晶晶体。籽晶板可以以规则图案布置在可旋转支撑件上。在一些实施方式中，籽晶板可以在可旋转支撑件上形成预先描绘的区域的砖式覆盖。籽晶板可以具有给定的晶体结构，或者给定的取向。
[0022]在一些实施方式中，籽晶层可以具有对应于要生产的锭的截面面积的截面面积。例如，籽晶层的横截面形状可以与要生产的锭的横截面形状相同或籽晶层的横截面面积可以是最终锭的横截面面积的20%。在一些实施方式中，从籽晶的横截面到最终的横截面可以实现较大的变化(例如，其中籽晶层的横截面面积可以是最终锭的横截面面积的约40%至约80%);然而，在这样的实施方式中，在不进行大量控制的情况下(i)锥形锭部分可能增加产量损失，并且可能减小吞吐量，以及(ii)对于横截面面积的大的变化的情形，可能没法保持锭形状的一致性和稳定性。
[0023]在一些实施方式中，籽晶层的预定横截面面积的平均直径可以小于锭的横截面面积的平均直径。例如，籽晶层的预定横截面的平均直径可以是比锭的横截面的平均直径小至少约5%，如小从约5%至约50%，或小从约10%至约40%。这里使用的术语“直径”可以例如不仅是指圆形横截面，而且更一般是指一般的横截面形状的典型的横向尺寸(例如，正方形的边长)。
[0024]在一些实施方式中，籽晶层的预定横截面的平均直径可大于锭的横截面的平均直径。例如，籽晶层的预定横截面的平均直径可以是比锭的横截面的平均直径大至少约5%，如大从约5%至约50%，或大从约10%至约40%。籽晶的横截面和稳定锭的横截面之间可以容许少量的形状变化。例如，籽晶形状相比于标称(nominal)的长成的晶体部分可以具有更加扩大的拐角轮廓或较小的拐角半径。
[0025]在一些实施方式中，用一种籽晶横截面形状开始并随着时间推移转换成完全不同的横截面可以是合乎期望的。在一些实施方式中，工艺控制使得起始的籽晶的横截面形状不随时间推移而转换成完全不同的横截面。
[0026]在一些实施方式中，籽晶层的横截面面积可以为至少约0.04m2，如至少约0.1m2，或至少约0.2m2，或至少约0.4m2。籽晶层可以是任何所需的形状，例如圆形、矩形、方形、或多边形。在一些实施方式中，籽晶层可以具有一个或多个直边的长度，诸如是晶片尺寸的整数倍的一个或多个直边的长度。
[0027]在一些实施方式中，本发明的方法涉及一种用于制备方锭(任选地，无需锭的任何旋转(rotat1n))的方法，该方法包括:提供一种设备，该设备包括:室，其用以提供可控的气氛，至少一个装置，其用于控制在室内的给定的生长体积(Vcr)中具有在纵向方向上的温度梯度的温度场，用于籽晶层的支撑件，支撑件可在室内在纵向方向上移动并具有纵向的排热，以及用于提供原料的可控馈送装置;提供籽晶层在支撑件上，其中，所述籽晶层具有预定的截面面积;移动所述支撑件，使得籽晶层位于生长体积(Vcr)内的预定位置上;在生长体积内(Vcr)产生具有预定的垂直温度梯度的温度场;提供熔化的硅的初始层以基本上覆盖籽晶层;在凝固液体原料的层时使可旋转支撑件下降，以形成具有横截面面积的锭;并加入更多的来自馈送装置的液体原料。在一些实施方式中，籽晶层的预定横截面的平均横向尺寸比锭的横截面的平均横向尺寸大至少5%。在一些实施方式中，籽晶层的预定横截面的平均横向尺寸比锭的横截面的平均横向尺寸小至少5%。
[0028]在一些实施方式中，籽晶层的外周可以具有圆角部。例如，角部可以具有至少约Imm的半径(r)，例如至少约3mm的半径，至少约1mm或至少约20mm的半径。
[0029]在一些实施方式中，用于控制该室中的温度场的至少一个装置可以包括布置在用于籽晶层的可旋转支撑件上方的至少一个顶部加热装置。在一些实施方式中，用于控制温度场的至少一个装置包括一个或多个独立受控的加热器，诸如布置在用于籽晶层的可旋转支撑件附近和/或在用于籽晶层的可旋转支撑件上方的一个或多个独立受控的加热器。
[0030]加热装置可以布置在籽晶板的与可旋转支撑件相对的一侧。它可以是可控的，例如，可通过控制装置控制。控制装置可以是开环或闭环控制系统的一部分。加热装置可以是感应式或电阻式的。
[0031]在一些实施方式中，顶部加热装置可被设计成产生具有在垂直于纵向方向的方向上的温度梯度的温度场。
[0032]在一些实施方式中，至少一个顶部加热装置包括至少两个独立可控的加热环路。每个加热环路可被连接到提供DC电力信号和AC电力信号中的至少一个的电源上。
[0033]在一些实施方式中，至少两个加热环路可以同心地布置。所述至少两个加热环路具有不同周长，使得一个加热环路形成最外的加热环路，且其中最外的加热环路比至少一个其它加热环路具有较弱的加热功率。
[0034]在一些实施方式中，用于控制温度场的至少一个装置可以包括布置在用于籽晶层的支撑件下方的至少一个底部冷却装置。顶部加热装置和底部冷却装置可以布置在籽晶层关于纵向方向的相对侧。底部冷却装置能以允许控制排热量的变化的方式进行控制。
[0035]在一些实施方式中，顶部加热装置和底部冷却装置中的至少一个被设计为使得在生长体积的横向温度梯度是至多约5K/cm，例如至多约lK/cm，或至多约10—1KAu在一些实施方式中，温度梯度可以是可控的。
[0036]在一些实施方式中，在纵向方向上的温度梯度可以是可控的。例如，在纵向方向上的温度梯度可被控制为在从约100K/m至约10000K/m的范围内的值，如在从约300K/m至约3000K/m的范围内的值。
[0037]在一些实施方式中，该设备可以包括至少一个周界加热器。周界加热器可具有在形状上与籽晶层的外周相匹配或几乎匹配、具有稍长的长度的内周。换言之，籽晶层和周界加热器之间可以在横向方向(即垂直于纵向的方向)上具有任何期望的宽度的间隙，例如具有在约0.2mm至约I Omm的范围内的宽度的间隙，例如在约0.8mm至约6mm的范围内的宽度的间隙。
[0038]周界加热器可以包括电加热元件。例如，合适的感应加热元件可包括但不限于流体冷却线圈，诸如水冷却线圈或气体冷却线圈。线圈可以由铜或对至少诸如硅之类的锭材料的熔化温度是难熔的另一种材料制成。在一些实施方式中，没有冷却可能是必要的，并且加热元件可以是固体长度的合适材料。周界加热器的两端可以被连接到包括AC-电源和/或任选的DC电源的电源。
[0039]电感式周界加热器可形成电磁抑制线圈。由周界加热器产生的磁场可诱导在导电液体硅中的逆电流。加热器电流和硅逆电流可以通过电磁力相互作用，并产生使液体硅离开加热器的斥力。以这种方式操作该设备会使得周界加热器能控制要产生的锭的横截面，所述要产生的锭经由非接触式控制锭的横截面以几乎保形的方式产生。
[0040]在一些实施方式中，设备可以包括至少一个周界冷却器。周界冷却器可具有在形状上与籽晶层的外周相匹配或几乎匹配的内周。换言之，在籽晶层和周界冷却器之间可以在横向方向(即垂直于纵向的方向)上具有任何期望的宽度的间隙，例如具有在约0.2mm至约20mm的范围内的宽度的间隙，例如在约2mm至约1mm的范围内的宽度的间隙。
[0041]周界冷却器可被构建为周界冷却环路。周界冷却器可以包括含有冷却流体的管，诸如，例如含有通过管流通的冷却液体或冷却气体的管。周界冷却器可在径向方向上与籽晶层分隔开，例如，使得它不与锭物理接触。在一些实施方式中，周界冷却器可以形成边缘冷却环路。
[0042]在一些实施方式中，周界加热器可布置在周界冷却器之上，在纵向方向上距离为至多约10cm。在一些实施方式中，周界加热器可以被布置为靠近周界冷却器。例如，周界加热器可以被布置为靠近周界冷却器，使得到周界冷却器的距离为至多约5cm，诸如至多约3cm0
[0043]在一些实施方式中，周界加热器和周界冷却器在横向方向上可以具有相同或几乎相同的横截面。如上所述，周界加热器和周界冷却器可与贯穿横截面的中心的纵向轴线同心布置，但是具有纵向偏移。除去连接件，周界加热器和周界冷却器可以显示旋转对称，诸如离散旋转对称或四次(four-fold)旋转对称。在一些实施方式中，旋转对称可以是二次的，具有矩形横截面。在一些实施方式中，横截面可以是矩形或正方形，使得它可以在废料尽可能少的情况下被细分成一个或多个矩形或正方形砖块状物，诸如，例如，用于切割可以被布置用于在太阳能电池模块中的高效空间填充的衬底的目的。
[0044]在一些实施方式中，周界加热器和周界冷却器在横向方向上可以不具有相同或几乎相同的横截面。例如，周界加热器和周界冷却器的直径可以不同，周界加热器放置于液态熔池(puddle)之上，同时周界冷却器靠近固体硅放置。
[0045]在一些实施方式中，该设备还包括气体入口以及用于通过供给定向于凝固的锭和液体层之间的相界或相界附近的冷却气体或过热气体控制温度场的至少一个装置，并且其中响应于当锭旋转通过时在锭的外周上测得(如通过监测装置)的信号可以迅速地改变气体射流的强度。例如，在一些实施方式中，用于控制温度场的至少一个装置包括提供加热的气体或过热气体的一个或多个独立受控的气体入口，诸如布置在用于籽晶层的可旋转支撑件的附近和/或上方的(供给加热的或过热气体的)一个或多个独立受控的气体入口。例如，在一些实施方式中，用于控制温度场的至少一个装置包括供给冷却气体的一个或多个独立受控的气体入口，诸如布置在用于籽晶层的可旋转支撑件附近和/或上方的(供给冷却气体的)一个或多个独立受控的气体入口。
[0046]气体入口可适合于引入来自惰性气体贮存器的惰性气体，如氩气。在一些实施方式中，气体入口可以布置在籽晶层上方。在一些实施方式中，气体入口可以被设计为允许惰性气体的均匀流分别跨越籽晶层和/或在籽晶层的顶部上的液体材料。在一些实施方式中，气体入口可以包括一个或多个独立受控的气体入口，诸如布置在用于籽晶层的可旋转支撑件附近的一个或多个独立受控的气体入口。例如，布置在用于籽晶层的可旋转支撑件附近的一个或多个独立受控的气体入口可布置成在用于籽晶层的可旋转支撑件的上方、上方和侧面、正侧面、和/或侧面并稍低。
[0047]在一些实施方式中，馈送装置可以包括用于熔化硅的装置。根据本发明的设备可包括两个或更多个不同的温度控制系统，诸如，例如，用于熔化原料的温度控制系统和用于原料的凝固的温度控制系统。
[0048]馈送装置可以布置在室的外部。因此，在一些实施方式中，原料(如液体原料)被引入到本发明的设备的室中，原料可以从室外部加入到室中，诸如到籽晶层上。
[0049]在一些实施方式中，设备是无坩祸的。
[0050]在一些实施方式中，馈送装置包括出口，出口相对于籽晶层的位置是可调节的。
[0051]根据本发明的方法，籽晶层(该籽晶层任选地定义要生产的锭的横截面面积)被提供在可旋转支撑件上，且可旋转支撑件被移动到具有预定的垂直温度梯度的温度场内的预定位置上。然后，硅的初始层被熔化，以基本上覆盖籽晶层，或者原料可以通过馈送装置被提供在籽晶层上，其中生长体积内的原料的馈送和温度场被控制成使得整个籽晶层覆盖有一层液态硅。然后，当由于热能从底部排出而导致液体原料层凝固时，可旋转支撑件可被下降(和任选地旋转)，即，平行于温度梯度移动，例如沿降低温度的方向移动。
[0052]换句话说，在系统进入初始平衡之后，静态的、稳定的液体层在籽晶层上方，可以通过减少来自上方的加热，增大来自下方的冷却，或两者来改变热平衡。这可以向上驱动凝固界面，并且同时向下牵引可旋转支撑层，以努力保持固/液界面在给定的垂直范围内。
[0053]在一些实施方式中，本发明的方法可根据如您需要馈送的原则工作。
[0054]在一些实施方式中，可以控制生长体积中的温度场，使得籽晶层的顶部表面采取在其熔化温度的约100°C内的温度。例如，在工艺的开始，例如在原料通过馈送装置被提供在籽晶层上之前，籽晶层可以采用在其熔化温度的约100°C内的温度。在额外的液体被提供之前，作为工艺开始的一部分，籽晶层的顶部表面可以部分熔化。在一些实施方式中，在加热之前或加热期间预定的量(例如，足以形成初始熔池的量)的固体原料可以被放置在籽晶层的顶部，然后它可在处理的开始与籽晶板的顶部的一部分一起被熔化，以形成初始熔池。
[0055]在一些实施方式中，诸如，例如，在籽晶层基本上覆盖一层熔化材料之后，可以增大垂直温度梯度，即，可以增大在初始阶段过程中在纵向方向上的温度梯度。可以以使得籽晶层和原料层之间的固-液相边界不移动的方式增加垂直温度梯度。换言之，可以以使得没有净凝固的方式增加垂直温度梯度。
[0056]在一些实施方式中，在晶体生长的开始，垂直温度梯度可以保持通常恒定或甚至减小，通过减小来自顶部的加热和/或增大来自底部的冷却改变热平衡以导致熔化热的排出。
[0057]在一些实施方式中，可调节输送到籽晶层上的熔化材料的量，以使液体层保持在高的设定点。在可旋转支撑件被下降和/或任选地旋转时，可调节将熔化的原料提供到籽晶层的速率，以保持液面高度恒定。原料的提供速率可被调节成下降可旋转支撑件的速率和净热排出的幅度。例如，液相的高度可以保持恒定在从约Imm至约1cm的范围内的值，例如在约5mm至约2cm的范围内的值，具体取决于材料的表面张力。在一些实施方式中，控制可被调整，使得向下拉的速率用于控制边缘处的熔池高度，例如，响应于熔池高度的下降而减速，响应于熔池高度的增加而加速。在一些实施方式中，液体和固体之间的接触角可以被用作熔池高度的代用指标。
[0058]在一些实施方式中，原料可以通过馈送装置以液态原料的形式提供。例如，液态硅原料可以在约1410 °C至约1500 °C的范围内的温度下被提供，例如在约1420 °C至约1450 °C的范围内的温度下被提供。原料可以在相对于籽晶层的横截面在籽晶层中心附近提供到籽晶层上。在一些实施方式中，原料可以在相对于籽晶层的横截面在籽晶层的偏离中心的位置被提供到籽晶层上。例如，在一些其中可旋转支撑件和/或可旋转基座旋转的实施方式中，原料可以或可以不在相对于籽晶层的横截面在籽晶层的偏离中心的位置被提供到籽晶层。
[0059]在一些实施方式中，可以通过由周界加热器产生的电磁场来辅助将液体原料保留在籽晶层上(否则仅基于液体的表面张力)。例如，通过周界加热器引起的额外的热量可以通过周界冷却器(如通过周界冷却环路)抵销，所述周界冷却器可以正好位于周界加热器下方。周界加热器和周界冷却器的组合可有助于限定在边缘的凝固前沿在狭窄间隔内。通常，由于周界加热器和冷却器导致在边缘的热梯度比在锭的中间可以更陡，但是固液界面的形状可以被调节为尽可能平坦。
[0060]在一些实施方式中，在可旋转支撑件被下降和/或任选地旋转时，凝固的锭和液体熔池之间的相界可被保持静止。
[0061]在一些实施方式中，配置组件(例如加热器和冷却器)并通过适当地控制加热器和冷却器，可以保持基本上平坦的相边界，即平坦的凝固界面。在一些实施方式中，配置组件(例如加热器和冷却器)并通过适当地控制加热器和冷却器，可以在固/液界面的周界保持很小的曲率，其中固体的形状在边缘是凹形的而在中间较平坦，g卩，界面具有很小的曲率。
[0062]在一些实施方式中，控制顶部加热器和底部冷却器中的至少一个，使得在生长体积中的温度场的横向温度梯度为约5K/cm，诸如至多约lK/cm，或至多约ΙΟΚ/m或至多约IK/mD
[0063]在一些实施方式中，在可旋转支撑件下降和/或任选地旋转时可以连续施加原料(如液体原料)。例如，由于前进的凝固会另外趋向于使得液体层从底部缩短，因此可以连续施加原料以保持液体原料层的高度为常数。
[0064]在一些实施方式中，对于从馈送装置添加液体原料，可调节馈送装置的出口以达到液体原料层。
[0065]在一些实施方式中，室可被排空或吹扫空气并用惰性气体(如氩气)回填充。在工艺的开始，例如，在任何熔化已发生之前和/或在任何液体原料供给到籽晶板之前，例如室可以排空空气，并用惰性气体(如氩气)回填充。
[0066]在一些实施方式中，以使得在生长体积(Vgr)中的横向温度梯度至多为约5K/cm的方式控制温度场。
[0067]在一些实施方式中，设备可以包括能够将来自冷却装置的排热率从零改变到全冷却功率的流体热交换器。
[0068]在一些实施方式中，籽晶层和周界加热器的横截面形状是直线形，如具有彼此成约90度的基本上直的边以及半径为至少Imm的圆角的横截面形状，并且其中籽晶层横向地布置以配合在周界加热器的横截面内。
[0069]在一些实施方式中，在生长期间可通过监测籽晶和周界加热器之间的间隙并根据需要控制周界加热器中的电流以增加或减少液体原料的横截面面积来控制锭的横向尺寸。
[0070]在一些实施方式中，通过监测液体/固体界面的位置，并在加热装置和冷却装置之间的净能量通量上使用有源反馈控制回路来有源控制凝固的速率。
[0071 ]在一些实施方式中，原料材料可以包括任何期望的材料，诸如，例如，硅、锗、砷化镓、氧化铝、砷化铟、硅锗、具有液相的其他半导体、聚合物和过渡金属氧化物。
[0072]在一些实施方式中，通过施加随时间变化的电流至顶部加热装置，可以在液体原料层中产生预定的流动模式。例如，控制在顶部加热器中的随时间变化的电流，使得至少在某些时间段时期，液体原料层中的流动模式被调节，使得从层的中央到角部存在液体原料的流动。
[0073]在一些实施方式中，液体原料的凝固层可以通过监测装置监测。
[0074]在一些实施方式中，根据来自监测装置的信号，可以控制用于控制生长体积(Vcr)中的温度场的至少一个装置中的至少一个的激活、从馈送装置加入液体原料的速率、周界加热器的激活、周界冷却器的激活、可旋转支撑件的旋转速率、和该可旋转支撑件的降低速率。
[0075]在一些实施方式中，根据来自监测装置的信号，可以调节液体原料层的高度。这种调节可以是全局性的，或者它可以仅涉及固/液界面的某一部分。
[0076]根据图1所示的实施方式，用于生产锭的设备I特别是用于生产硅锭的设备I包括室2以提供可控的气氛。室2具有在纵向方向5上彼此隔开的顶部3和底部4。
[0077]室2的底部4被构建为底板。顶部3被构建为盖，但可构成将生长体积与熔化体积分离的热分离层。室2还包括主要在纵向方向5上延伸的侧壁20。优选地，侧壁20与底部4以及任选地与顶部3形成气密连接。沿着侧壁20布置有隔热件21。隔热件21可以由氧化铝纤维、碳纤维、或任何其它合适的热绝缘体组成。
[0078]在室2的底部4存在排气装置22。因此，室2通过排气装置22连接到气体交换装置23。因此它提供可控的气氛。气体交换装置23可以是真空设备以抽空室2。通常，气体交换装置23形成用于控制室2内的气氛的装置。
[0079]此外，设备I包括用于支承籽晶层7和在籽晶层7的顶部凝固的硅块11的可旋转支撑件6 ο可旋转支撑件6相对于室2在纵向方向5上是可移动的。
[0080]设备I还包括加热装置8和冷却装置9。加热装置8和冷却装置9可形成用于控制室2中的给定生长体积Vcr中的温度场的装置。例如，加热装置8和冷却装置9可形成用于控制具有在纵向方向5上的温度梯度的温度场的装置。
[0081 ]在一些实施方式中，用于控制温度场的至少一个装置包括一个或多个独立受控的加热器，诸如用于冷却气体供应或过热气体供应(例如，Hl(和任选H2、H3和/或H4，未示出)。在一些实施方式中，一个或多个独立受控的加热器可以布置在任何所需位置，诸如一个或多个独立受控的加热器布置成在用于籽晶层的可旋转支撑件附近和/或在用于籽晶层的可旋转支撑件上方。
[0082]设备I还包括用于将材料分别可控地馈送到籽晶层7上或馈送到在籽晶层7上的已经凝固的硅块11上的任选的馈送装置10。在后一种情况下，还应理解，材料被供给到籽晶层7上。
[0083]籽晶层7可以包括一个或多个籽晶板12。籽晶板可以由单晶材料制成，或者可以是有序配置的晶体。这些材料可以由任何合乎期望的材料制成，材料诸如硅、或者单晶硅。一个或多个籽晶板12可以从单个硅块切得。
[0084]在一些实施方式中，籽晶层7可具有对应于待生产的锭的横截面面积的横截面面积。例如，籽晶层7的横截面可为圆形或矩形，如带圆角部的正方形。在一些实施方式中，籽晶层7可具有无尖角部的外周形状，例如具有至少约1mm，例如至少约3mm的圆角半径(r)的外周形状。
[0085]籽晶层7的横截面面积可以具有任何所需的值的边长，例如在从约20cm至约80cm的范围内的边长，或从约30cm至约65cm的范围内的边长。在一些实施方式中，边长可以是待从锭切割的晶片的边长的整数倍。在一些实施方式中，籽晶层7的横截面面积可为至少
0.05m2，例如至少0.2m2，在或者至少0.4m2。
[0086]可旋转支撑件6可以包括可旋转基座13。可旋转基座13可以机械地连接到运动驱动器14。如果需要，可旋转基座13可通过运动驱动器14以顺时针或逆时针的方式旋转。可旋转基座13可通过运动驱动器14沿着纵向方向5移动。在其中锭旋转的实施方式中，可旋转基座13可以具有任何合乎期望的旋转速率，如在从每分钟约0.1转至每分钟约30转的范围内的旋转速率，或在从每分钟约I转至每分钟约5转的范围内的旋转速率。可旋转基座13可以具有在纵向方向5上的任何期望的范围的移动，例如在纵向方向5上的至少约25cm的范围内的移动，在纵向方向5上的至少约40cm的范围内的移动，或在纵向方向5上的至少约10cm的范围内的移动。
[0087]在一些实施方式中，具有任何所需尺寸的锭(例如，具有任何所需长度的锭，如长度可达约5米，或至多约I米)可以通过在一定的锭长度之上转换到侧冷却机构并减慢生长速率来制备。
[0088]在一些实施方式中，基座柱13可以被配置成允许冷却流体向上通过到达冷却层9。在一些实施方式中，冷却块可以通过可变孔将热量辐射到流体冷却表面，流体冷却表面例如侧壁20或底板4。
[0089]可旋转支撑件6可以包括具有周缘17的容纳托盘15。在一些实施例中，周缘17在纵向方向5上的高度可为至少约Icm，特别是至少约3cm。
[0090]容纳托盘15在垂直于纵向方向5的方向上的横截面积可比籽晶层7的横截面面积大至少10%，特别是多达两倍，特别是多达3倍。容纳托盘15可以提供用于容纳液体材料(如液体硅)的体积。体积可以是至少I升，例如至少2升，或至少3升。在一些实施方式中，容纳托盘可具有任何所需的体积，例如能够容纳待在设备中使用的进料(例如，硅进料)的体积的体积，例如，体积在待在设备中使用的进料(硅进料)的体积的从约110 %至约150 % (例如约110 % )的范围内，使得容纳托盘15可保护室2的下部和基座13不受液体进料(例如，液体硅)的溢出的影响。
[0091]在一些实施方式中，海绵状结构16可沿着圆周边缘17布置，并且可以填充整个体积。海绵状结构16可形成海绵来吸收存在于该容纳托盘15中的硅。在一些实施方式中，海绵状结构16可以以使得其可以充当热绝缘件或液体阻挡件(除了吸收存在于容纳托盘15中的硅)的方式形成(和由合适的材料形成)。
[0092]可旋转支撑件6可任选地包括设置在容纳托盘15的顶部上的加热器和绝缘体堆
18。例如，加热器和绝缘体堆18可被布置在冷却装置9和籽晶层7之间。
[0093]可旋转支撑件6可以包括支撑板19。支撑板19可以由石墨或碳化硅或硅制成。籽晶层7可以被布置在支撑板19的顶部上。
[0094]在一些实施方式中，籽晶层7和支撑板19可以具有相差至多10%的特别至多5%的，特别至多I %的横截面面积。
[0095]冷却装置9可以任选地是可旋转支撑件6的一部分。在一些实施方式中，冷却装置9可以被布置在基座13和容纳托盘15之间。
[0096]加热装置8可以布置在籽晶层7上方。加热装置8可由功率控制器24控制。在一些实施方式中，加热装置8可以布置在籽晶层7的与基座13相反的一侧。加热装置8的类型可以是电感式或电阻式。加热装置8在垂直于纵向方向5的方向上可具有外横截面面积，该面积是籽晶层7的内横截面面积的40%，并且可以稍微较大或较小。
[0097]在一些实施方式中，加热装置8可以被设计为在锭中产生具有可忽略的净横向温度梯度的温度场。例如，加热装置8可被设计成与一个或多个额外的加热器协作地操作，以在锭中产生具有可忽略的净横向温度梯度的温度场。在锭中的横向温度梯度可被控制为至多约5K/cm，例如至多约lK/cm，或至多约ΙΟΚ/m或至多lK/m。
[0098]加热装置8可以由碳化硅涂覆的石墨制成。在一些实施方式中，加热装置8可以由支撑层37支承，支撑层37可以由任何合适的材料制成。例如，在其中加热装置8是感应加热装置8的实施方式中，支撑层37可以由氧化铝或石英制成;并且在其中加热装置8是辐射加热装置8的实施方式中，支撑层37可以由碳化硅(SiC)、碳化硅涂覆的石墨或氮化硼(BN)涂覆的石墨制成。
[0099]由碳化硅(SiC)或SiC覆盖的石墨制成的支撑层37可以SiC不使加热器回路短路的方式被制造。支撑层37可以与加热装置8电隔离。支撑层37也可用于减少加热装置8被液体硅污染的危险。在一些实施方式中，加热器可以被它的电源引线悬置，并自由地悬挂在熔体之上。
[0100]冷却装置9可以被配置为允许排热的幅度或强度中的受控变化。例如，冷却装置9可形成冷却槽，或冷却装置9可以被构建为热交换器模块。在一些实施方式中，冷却装置9可以包括有源的、可控元件，包括例如用于使在热交换器模块内的冷却流体能可控循环的装置。
[0101]冷却装置9可以被设计为使得生长体积Vcr中的横向温度梯度可被控制为至多约5K/cm，例如至多约IK/cm，或至多ΙΟΚ/m或至多lK/m。
[0102]馈送装置10可以包括馈送管25，馈送管25用于将液体材料(例如液体硅)分别馈送到籽晶层7或已凝固的硅块11上。馈送装置10可包括用于容纳液体硅的贮存器和用于熔化硅的装置。由馈送装置10馈送到室2中的液体硅是指用于要生产的硅锭的原料。
[0103]在一些实施方式中，设备I可以包括周界加热器26。在图中I描绘的周界加热器包括单匝感应加热线圈27。在一些实施方式中，周界加热器26的内周可紧密地贴合籽晶层7的外周，除了横截面的角部以外，其中该周界加热器可偏离该锭。例如，在籽晶层7的外周和周界加热器26的内周之间可以存在具有在约0.2mm至约I Omm范围内的宽度的间隙28。
[0104]加热线圈27可以电连接到包括AC电源29和任选的DC电源的电源。在一些实施方式中，加热线圈27可以是水冷的铜线圈。在一些实施方式中，加热线圈27可以是能够从AC电源29运载AC电力并在升高的温度(例如在温度高达至少硅的熔化温度，或高达至少约1450 °C)下操作的耐火材料。液体和加热器之间的间隙28可以由磁场的强度来控制，磁场的强度可通过施加到加热器的电流来控制。因为液体表面的半径在角部较小，并且电磁场也增强，所以周界加热器和液体之间的空间间隙在角部可以增大。这可以通过使周界加热器成形为在角部鼓出，偏离那里的籽晶的形状来补偿。可将观测间隙的观测装置放入与周界加热器功率的反馈中，以维持间隙的间距在所需的控制范围内。
[0105]在一些实施方式中，装置I可以包括周界冷却器30。周界冷却器30可以被设计为位于预期凝固线31(即已经凝固的硅块11和在其顶部的液体原料层32之间的相界)正下方的冷却回路。周界冷却器30可被用于严格地控制在凝固前沿的热梯度。例如，周界冷却器30可以包括与冷却流体(如冷却液体或冷却气体)的贮存器33流体连接的管。该冷却流体可以循环通过周界冷却器30的管。
[0106]周界冷却器30可以被布置成在纵向方向5上邻近于周界加热器26。在一些实施方式中，周界冷却器30可以布置在周界加热器26的正下方。在一些实施方式中，周界冷却器30可以布置在周界冷却器30上方，在纵向方向5上的距离为至多约10cm，例如至多约5cm，或至多约3cm。
[0107]周界冷却器30可具有与周界加热器26相同的内横截面面积，或者它可以与锭的形状更接近地一致。在一些实施方式中，周界冷却器30的内周可以与籽晶层7的外周相一致。例如，周界冷却器30和籽晶层7或已凝固的硅块11的外周之间相应地可以存在具有在横向方向上约0.2mm至约1mm范围内的宽度的间隙34。换句话说，周界冷却器30可以与硅块11间隔开，因此不与硅块11直接物理接触。
[0108]在一些实施方式中，设备I还包括一个或多个气体入口35，例如连接到气体贮存器的气体入口，如温度受控的气体贮存器。气体入口 35可以从气体贮存器36引入惰性气体，如氩。在一些实施方式中，气体入口35可以被布置在籽晶层7上方，诸如，例如，在生长室2的顶部3上。在一些实施方式中，气体入口35可以被设计成提供均匀流动的惰性气体穿过液体硅层32，例如，以清除氧化硅(S1)气体。
[0109]在一些实施方式中，气体入口可以包括一个或多个独立受控的进气入口(例如，Gl和G3(和任选G2和/或64，未示出))，例如布置在用于籽晶层的可旋转支撑件附近的一个多个独立受控的气体入口。例如，布置在用于籽晶层的可旋转支撑件附近的一个或多个独立受控的气体入口可以被布置在用于籽晶层、籽晶层7、硅锭11、或固/液界面的可旋转支撑件的，例如，上方、上方和侧面上，直接在侧面上，和/或在侧面上和稍微下方。
[0110]设备I可以在娃块11(也被称为娃锭I)的生产方法中使用。虽然方法将针对娃来描述，但它也适用于多种其他结晶材料，该结晶本质上是半导体的、绝缘的或金属的。
[0111]在本发明的方法中，可提供根据先前描述的设备I。例如，可提供室2，室2具有至少一个装置，该装置用于控制在室2内的生长体积Vcr中具有在纵向方向5上的温度梯度的温度场，以及具有用于籽晶层7的可旋转支撑件6和可控馈送装置10。籽晶层7可以放置在可旋转支撑件6上。
[0112]在一些实施方式中，籽晶层7，诸如一个或多个籽晶板12，可以被放置在冷却装置9的顶部上的支撑板19上。然后，可旋转基座13可以被提起，使得籽晶层7靠近周界加热器26。例如，籽晶层7到周界加热器26的距离可以是至多约lcm，以及籽晶层的顶部甚至可以超过周界加热器的底部的高度。在一些实施方式中，籽晶层7可以被布置成使得在籽晶层7的所有侧面上的横向间隙28是相等的。
[0113]室2可以通过气体交换装置23清除空气并回充惰性气体，如氩气。加热装置8可以被接通和控制，使得在籽晶层7(如至少一个籽晶板12)被加热到熔化温度的约100°C内，如籽晶层的熔化温度的20°C内。
[0114]在一些实施方式中，如果需要的话，也可以引入通过来自下方的冷却装置9的冷却，并可建立垂直温度梯度。例如，在一些实施方式中，垂直温度梯度可以保持很低，至多可达每厘米几十度，或小于约5K/cm。在一些实施方式中，加热装置8和/或冷却装置9中的至少一个可以被控制成使得净横向温度梯度尽可能接近零。在生长体积Vcr中的净横向温度梯度保持低于约5K/cm，如低于约lK/cm，或低于约lK/m。
[0115]然后，硅的初始层被熔化以基本上覆盖籽晶层，或硅原料可以由馈送装置10经由馈送管25从上方被引入，例如，在籽晶层7的中央被引入。
[0116]在一些实施方式中，硅原料可以在熔化状态(即作为液体)下被引入。原料可以被掺杂成所需的电阻率。在一些实施方式中，原料可以通过馈送装置10被引入，直到液体层32覆盖整个籽晶层7，或整个籽晶板12。例如，原料可被引入，直到层32具有几毫米到几厘米的液柱高度。在一些实施方式中，层32的液体高度可以在约Imm至约5cm的范围内，或高度在约3mm至约2cm的范围内以及任选在整个横截面上可具有统一的高度。在一些实施方式中，引入的原料可以具有在1410 °C至1450 °C的范围内的温度。
[0117]硅的表面张力足以保持层32的液体压头高度高达约6mm至约10mm。为了提供具有大于约1mm的高度的层32，可以使用通过从AC电源29供给到周界加热器26的AC电力的电磁抑制。在一些实施方式中，例如，如果层32的液体高度保持低于约8mm，则锭可以在不运行周界加热器26的情况下来生产。
[0118]在一些实施方式中，周界加热器26可以在反馈模式下运行，以控制凝固硅块11的横向尺寸。
[0119]一旦上述条件已被建立并稳定，从冷却片(即冷却装置9)起的热梯度可增加，与来自上方的加热装置8的热合作，以保持没有净凝固。换言之，在生长体积Vcr中的垂直温度梯度可以以使得籽晶层7和原料液层32之间的固-液相边界31不移动的方式增大。热梯度可以被调节，特别是增加，直到给定的工作梯度已经达到并稳定。
[0120]然后，加热和冷却的平衡可以通过a)从下方增加冷却，b)从上方减少加热或c)上述两种来改变。
[0121]由于净排热，液体硅开始凝固，且固/液界面开始向上移动。此时(或在热上升过程中的任意时刻)，可旋转基座13可以被旋转以实现圆形锭的横截面和/或使热场中的任何异常最终得到平衡，使得没有一个点遭受热点或冷点。锭的旋转使得能简单控制锭的总体尺寸并容易保持该形状，因为针对长度足以具有变形效果的时间段，没有局部热区(或冷区)的单独部分将晶体外周的特定部分塑形。
[0122]可旋转基座13的旋转还允许更简单的用于观察凝固硅块11的方法。旋转对周期性扫描任何给定的外周位置的前方的整个界面有积极作用，由此替代由具有四个单独的摄影机的监测装置40监测的凝固线31的三维位置，具有视频分析的单个摄像机可以监控整个锭，这导致相当简单的工艺自动化方案。
[0123]在一些实施方式中，可旋转基座13的旋转可以或可以不与朝向固体/液体界面的来自一种或多种惰性气体入口(例如单个氩喷射口)的对流气体冷却组合。例如，在其中生长的锭旋转的实施方式中，随着生长锭旋转，来自一种或多种惰性气体入口的气体的基本水平(例如，例如约I升/分钟至约10升/分钟，或约3升/分钟至约7升/分钟，或约5升/分钟)可以朝向固体/液体界面。在这样的实施方式中，监测装置40(诸如摄像机)可被布置成观察仅在一个或多个气体喷射口被布置的位置之前的界面。当监测装置记录固/液界面的位置时，当凝固硅块11外周的部分移动到惰性气体的流中时，可以改变冷却流的速率以加热或冷却凝固硅块11外周的该部分。在一些实施方式中，如果在凝固的硅块11外周的一个点上将形成异常(诸如，凸起)，则来自喷射口的流中的快速、良好定时的增加可以被用来解决异常(即，例如，通过当凝固硅块11的凸起通过时快速冷却该部分;或者如果在周界的点太冷并向内生长，则可以全部关闭气体)。
[0124]在一些实施方式中，第二或第三气体入口(例如第二或第三喷口)可以被定位在其它径向位置，它们的流率根据控制信号和旋转速率进行变化。例如，一个或多个气体入口可适于根据需要馈送热气体，以补偿和/或消除冷斑。
[0125]在一些实施方式中，例如，在可旋转基座13的非常缓慢的旋转期间，或在可旋转基座13不旋转时，能接通和关闭的一个或多个局部加热器(诸如RF加热器)可以通过布置一个或多个加热器在凝固硅块11的外周的附近的点附近使用，以根据需要调整凝固硅块11的生长速率。
[0126]在一些实施方式中，用于控制温度场的至少一个装置可包括一个或多个独立受控的可移动绝缘件或热屏蔽件(例如，SI和S3(以及任选地S2和/或S4，未示出)。例如，在一些实施方式中，例如在可旋转基座13的非常缓慢的旋转期间，或在可旋转基座13不旋转时，凝固硅块11的外周的一个或多个点可以用可移动绝缘件屏蔽，使得凝固硅块11的一个或多个点可通过绝缘体窗口(其可以移动，例如，在任何方向上，例如向上或向下)保护，以保护或暴露凝固硅块11的外周的一部分于或多或少的预定温度的环境(例如，通过由一个或多个气体入口引入的加热的或冷却的气体产生的局部预定温度环境)。可移动绝缘件或热屏蔽件可由任何合适的材料制成，材料诸如，例如，氧化铝纤维、碳纤维、或任何其它合适的热绝缘体。
[0127]在一些实施方式中，可旋转基座13可下降，以保持原料的液体层32的底部在同一垂直水平上。同时，额外的原料可以通过馈送装置10从顶部引入，以保持液体层32的顶部在所期望的控制范围内。随着处理的进行，根据需要，可旋转基座13可以下降以从加热装置8和供给装置10撤回籽晶层7。
[0128]在一些实施方式中，基座13可以下降(和/或旋转)，使得凝固的硅块11和原料的液体层32之间的相界31保持静止，且热场中的异常通过以能有效确保凝固的硅块11中没有一个点遭受热点或冷点的旋转速率旋转基座13而最终得到平衡。
[0129]通过添加来自馈送装置10的原料，当基座13下降和/或旋转时，层32的液体高度保持恒定。特别地，原料可连续供给，同时可旋转支撑件6尤其是基座13下降和/或旋转。具体地，原料可连续地施加，以保持原料的液体层32的高度恒定。在一些实施方式中，生长体积中的凝固条件，如在相界31的凝固条件，可以保持准静态。这可以通过两种不同的控制方案来实现。在第一种情况下，加热和冷却的平衡可被保持成随时间推移的设定配方，可旋转基座13以与固体/液体界面位置进行反馈的方式移动以维持准静态情况。在一些实施方式中，可旋转基座13可以根据固定的时间表向下移动，并且可以使加热器8和/或冷却块9进入与固体/液体界面位置的反馈中，以保持给定的位置。
[0130]虽然硅被凝固，但在加热装置8和冷却装置9之间的热通量的差值可以被保持为等于凝固硅的融化热的热通量。以这种方式，整个横截面可以同时凝固，诸如以维持非常平坦的凝固线31的方式凝固。凝固线31可以是平坦的，在纵向方向5上在小于约15mm内，如小于约5mm，或小于约1mm。在一些实施方式中，较大的挠度可以例如与较慢的生长速率使用，以保持无位错的生长。
[0131]任何额外的由周界加热器26诱导的热量可以通过激活周界的冷却器30或者通过以上讨论的一个或多个局部温度控制机构来抵消。
[0132]一旦锭的主体已经凝固到所期望的高度，该高度可以是，例如，最多不超过1.5米，液态硅的供给就可以停止，并且液体层32以受控的方式凝固。特别注意以避免液体由固体和树突状结构捕获。当锭的顶表面凝固时候，由于辐射系数急剧变化，因此固体区域比液体辐射显著更多的热量。没有补偿调整，剩余的液体将开始进行冷却(undercooled)，并且可以开始以树枝状的方式凝固，从而可以在捕获的液体产生更高水平的应力。例如通过从中心向外到角部的移动或者从角部到中心的移动，有可能在该阶段过程中增加来自上方的加热，以抵消较高的从最近凝固材料辐射的热通量并保持有序尾部至凝固。在一些实施方式中，在这个部分期间可减少任何边缘冷却，并且可增加边缘加热。
[0133]在这一点上，锭可冷却到接近室温，并从炉中取出。可放入新的籽晶层，并且工艺可以重新开始。
[0134]设备和工艺有若干有利的特征。最重要的是可以获得高纯度的锭。一旦熔化的原料被输送，除了在表面上输送的新鲜的、高纯度氩气以外，熔化的原料将在任何点不接触任何非硅材料。没有坩祸意味着晶体中的污染物含量(特别是氧和铁)可以显著低于在直拉法和多晶晶体生长方法中发现的污染物含量。清扫表面的新鲜的氩气供给应有助于使存在于原料中的氧的大部分消失。这种高纯度会导致增加少数载流子寿命和提高太阳能电池的效率水平。
[0135]在一些实施方式中，来自锭底部的均匀、单向的排热使具有数个块(至少两个块，更优选4-16块)的横截面的锭能凝固，并行生长4-16CZ当量的锭。由于在这个工艺中没有颗粒，连同使应力集中最小化的平坦的热梯度，在约0.5 mm/分钟至约2mm/分钟的范围中的线性生长速率，生长锭不涉及坩祸接触，并保持单晶体结构。
[0136]在这个工艺中颗粒控制也是有利的。如果小的外来颗粒到达液体表面，则表面张力可以将它们保持在那里。通常地，马兰哥尼(Marangoni)对流将沿表面向固体/液体界面(即最冷点)推动这些颗粒，而在硅外周中的感应电流的存在应保持这些漂浮的颗粒在液体的中央，直到它们溶解于硅中。以这样的方式，这些颗粒可以增加液体中溶解的杂质水平，但不应该引起单晶结构的更严重的破坏。
[0137]关于位错，可以相信的是，本发明的方法能生产具有低水平的位错、甚至无位错的材料的锭。而且，通过在锭的结晶过程中控制相界的形状，可以确保相界基本上是平坦的。它显示小于5mm的弯曲度。特别是，在整个至少156mm X 156mm的区域上它显示出小于5mm的弯曲度。这也可以从晶片看出。根据锭的表面上并因此在晶片的表面上可见的条纹可特别观察、测量并重建相界的弯曲度或挠度。这种条纹可以通过横向光电压扫描进行测量。
[0138]通过本发明的方法生产的晶片可以使得晶片的硅可具有小于约5X 116原子/cm3的填隙氧含量，如小于约7X 117原子/cm3的填隙氧含量，并具有小于约I X 115原子/cm3的氮含量。这包括单氮原子、氮二聚体N-N和由两个氮原子和一个氧原子组成的三联体Ν-Ν-0。
[0139]在一些实施方式中，通过本发明的方法生产的晶片可具有任何期望尺寸的正方形的横截面或伪正方形的横截面，例如具有L形掺杂条纹(S卩，NGM锭的1/4)的10mm至200mm的正方形或伪正方形晶片，例如，其中L形掺杂条纹围绕晶片的一个角部同心。
[0140]在一些实施方式中，通过本发明的方法生产的晶片可以是具有任何期望尺寸的正方形的横截面或伪正方形的横截面的无位错晶片，例如具有非中心对称的掺杂条纹的10mm至200mm正方形或伪正方形晶片。
[0141]在一些实施方式中，通过本发明的方法生产的晶片可具有任何期望尺寸的正方形的横截面或伪正方形的横截面，例如10mm至200mm正方形或伪正方形晶片，所述晶片是掺镓的，具有小于约5 X 116原子/cm3的填隙氧含量，例如小于约7 X 117原子/cm3的填隙氧含量，以及不与晶片中央附近的点同心的掺杂条纹。
[0142]在一些实施方式中，通过本发明的方法生产的晶片可具有任何期望尺寸的正方形的横截面或伪正方形的横截面，例如10mm至200mm的正方形或伪正方形晶片，所述晶片是掺镓的，具有小于约5X 116原子/cm3的填隙氧含量，如小于约7X 117原子/cm3的填隙氧含量，以及在晶片的一个角部集中的同心的掺杂条纹(任选含有在从约11到约104/cm2的范围内的位错密度)。
[0143]在一些实施方式中，通过本发明的方法生产的晶片的位错密度可在约10至约1000位错/cm2的范围内。这样的晶片的填隙氧含量也可以小于约5 X 116原子/cm3，如小于约7 X117原子/cm3，并且具有小于约I X 115原子/cm3的氮含量。
[0144]根据本发明，锭大到足以将它们分成四个单独的轴向定向的列，晶片可从列切割。由于锭的条纹以及其它结构和电学性质相对于锭的中心纵向轴线示出了旋转对称性，因而将锭分成四列将导致正方形晶片，晶片的性质相对于它们的对角线中的一个显示镜面对称性，尤其是在晶片上的条纹和在晶片上的电阻率相对于晶片的对角线中的一个可以显示这样的对称性。
[0145]此外，由于相边界的弯曲导致跨越该锭的横截面面积的比电阻的变化，因此从锭切割晶片，从按照根据本发明的方法产生的锭切割的晶片具有跨越其表面的低变化性的比电阻。如果晶片的表面被分为四个四等分(quarters)，则在至少三个四等分上，尤其在整个表面上，跨越晶片的表面的比电阻的变化可以小于约5%，例如小于约3%。比电阻可在从约I Ω cm至约5 Ω km的范围内，或在从约1.5 Ω cm至约3 Ω cm的范围内。因此，在至少三个四等分，如在所有四个四等分的电阻率的变化小于约0.25 Ω cm，如小于约0.1 Ω cm，或小于约
0.06 Ω cm。
[OH6] 晶片的尺寸可大于约(140mm)2，或大于约(I 56mm)2，或大于约(I 80mm)2，或大于约(200mm)2，或大于约(250mm)2，或大于约(300mm)2。
[0147]在一些实施方式中，液体高度、体积和位置相对于加热器和/或绝缘体都是基本上不变的。例如，为了在整个处理过程中保持准静态热梯度，当冷却块下降时冷却块的温度可稳定地减小。此外，为了最大限度地提高处理的稳定性，以最低限度干扰液体表面的方式并且尽可能地在连续的流中引入原料液是很重要的。由于不变的熔体体积，在生长锭的主要部分中可以不存在轴向的掺杂剂浓度的变化。因此，锭沿其轴线具有恒定的，即均匀的掺杂剂浓度。
[0148]在美国专利申请公开N0.2014/0030501和N0.2012/0235454，以及美国专利申请序列N0.14/058708中描述了装置I和它的部件中的一些的替代实施方式的下列进一步的细节，上述申请中个每一个其公开的全部内容通过引用并入本文。
[0149]通过参考以下实施例进一步说明前述内容，实施例被呈现用于说明的目的并且不旨在限制本发明的范围。
[0150]实施例
[0151]实施例1:下面的实施例描述具有L形掺杂条纹的100mm-200mm正方形或伪正方形晶片的制备。
[0152]首先提供由一件或多件结晶材料构成的籽晶层。籽晶层的尺寸是要制备的晶片的尺寸的四至九倍。这里，也可以使用340mm方形的并具有适当的厚度的籽晶板。籽晶层具有将在新形成的锭中复制的晶体结构(例如，单晶或具有一些有利晶体分布的多晶)。为了此实施例的目的，描述单晶籽晶的使用。籽晶层的平底被放置在晶体生长炉中的平坦支撑板上，晶体生长炉除了高纯度的原料源以外还具有来自下方的排热器和上方的加热器。然后将500克高纯度硅放置在籽晶层的顶部。抽空炉中的空气，并用氩气回充。接下来，共同地提高加热器的功率和增大来自底部的排热以在籽晶层上产生近似正方形的热场。在籽晶层上熔化熔池的过程中熔化500克硅。也可以熔化籽晶的顶部的一些。熔池的边缘由在籽晶层的熔点的等温线定义，等温线形状符合前面所述的热场。通过加热器功率的管理使熔池的边缘接近籽晶的边缘。熔池用杂质掺杂以在所得固体中产生的所期望的电阻率。
[0153]当熔池被熔化成稳定的状态时，从上方的源开始原料的流动。然后，从管中提供熔化的原料，但在某些情况下也可以提供固态原料。通过加入更多的液体材料，液体熔池的高度增加并且在熔池边缘的切线更接近90度。在液体熔池在边缘足够垂直的点处，减少来自上方的加热和增大来自下方的冷却，从而使液体凝固。控制加热器功率以维持液体熔池的高度标称恒定，并控制向下运动的速率以保持固液界面的垂直位置在小范围内。在生长首先的一厘米或两厘米之后，可以控制液体熔池，使得它的切线为越过垂直线10度(+/-2度)，从而在生长锭上产生垂直壁。来自加热器的热场是晶体形状的主要决定因素，晶体形状是标称正方形。掺杂剂以稍微不同的速率掺入硅，该速率精确地取决于熔池高度、提拉速率和在液体中的对流。在生长25cm后，停止原料的流动，稍微移动离开供应管并凝固熔池中剩余的液体，并保持顶部加热器和底部的冷却。使用最大限度地减少残留应力的配方冷却锭。然后将锭从炉中取出并切成四个具有每边156mm的正方形横截面的垂直块。如果伪正方形是期望的，则如果需要的话可以将角部研磨下来。块然后可置于线锯中，在这里它们被切成晶片。每个晶片包含在它凝固时掺入的条纹。这些条纹在锭中形成三维表面。晶片包括这些表面的切片，其可利用局部电阻率的灵敏电气测量可视化。激光光电压谱(LPS)可被用于使这些条纹成像。条纹反映加热器的方形热场，所以诸如在切割的晶片中，在水平横截面完成后每个块(从晶锭的角部切割的)包括成组的L形条纹。通常地，条纹会是围绕位于锭的中心的块的角部同心的成组的嵌套L形带。在9个块的锭中，九个块中的四个都会有这个特征。
[0154]实施例2:下面的实施例描述了具有从约11位错/cm2至约14位错/cm2的范围内的位错以及小于7 X 117原子/cm3的氧和小于I X 115原子/cm3的氮的晶片的制备。
[0155]如实施例1用籽晶层开始，但是在这个实施例中，籽晶层具有额外的处理。籽晶由无位错的单晶制成，并在层中仅具有一个。籽晶被切割，底面具有非常高的平坦度，并且可以针对额外的平整度被研磨。它也被蚀刻到来自切割加工的所有表面损伤被去除的深度(通常大于50微米)。籽晶被放置在具有相似的高平坦度的籽晶支架(用于本实施例的目的，其是石墨)上，使得两个表面具有跨越基本上整个表面的良好接触。这些层之间应该没有小片碎片或颗粒物。少量的额外的原料可以被放置在顶部，优选是具有宽的、平坦的底表面。如上所述，籽晶被加热，但在本实施例中，温度以使得通过籽晶的净热梯度小于约40K/cm的方式倾斜上升。在籽晶的顶面上保持高纯度氩气的强力吹扫，以防止表面与反应性气体反应。如之前所述熔化籽晶和如之前所述开始液体流。锭的生长速率通常不超过1.5mm/分钟，以避免枝晶的形成。在炉中不存在氮，并且锭和熔化熔池与石英的唯一接触是通过部分地浸没馈送管。之后在锭中在籽晶表面或在边缘可引入一些错位，但这些错位不繁衍成错位倍增。相反，它们单独向上长大，直到它们碰到外表面位置。原料可具有某些浓度的来自与熔炉和熔体管接触的石英的氧，但是被氩冲刷的大的液体表面区域有效地减小氩至低于7X 117原子/cm3的水平。如实施例1所述，将锭凝固，冷却，并处理。通过诸如傅立叶变换红外光谱(FTIR)之类的方法在晶片上测量氧，其水平范围为从I X 117原子/cm3至5 X 117原子/cm3，水平低于I X 117也是可行的。在制备的锭中，通过FTIR检测不到氮(即低于I X 115原子/cm3)，但I X 114原子/cm3的范围内的痕迹量级可通过二次离子质谱(S頂S)进行测定。位错密度通过晶片的缺陷蚀刻接着用显微镜对蚀刻坑密度计数进行测量，其中通常观察到11至14范围内的水平。
[0156]实施例3:本实施例描述具有非中心对称的掺杂条纹的无位错的100mm-200mm的正方形或伪正方形晶片的制备。
[0157]如实施例2中所描述的进行籽晶制备和晶体生长。进行籽晶蚀刻以从所有面去除高达100微米，并在炉内进行气体吹扫。除了吹扫液体表面顶部以外，籽晶的侧面也用氩气吹扫，排出的吹扫气体(含有S1)从热区通过受控路径排空，以防止在硅附近S1和CO的再循环。此外，在硅的附近的部件中的材料，特别是在硅的上方的部件中的材料，被指定具有惰性表面。例如，所有石墨涂布用通过化学气相沉积(CVD)施加的硅碳化物层包覆，且任何绝缘表面用CVD涂层覆盖或者用薄的被包覆的石墨片覆盖。以这种方式，阻止即使很小的外来材料颗粒掺入熔体。使用较少量的原料(例如200克)用于初始熔池的形成，从而在所述片的熔化时防止熔化熔池的突然膨胀。在整个晶体生长过程中利用额外的吹扫操作，继续进行锭的生长。在生长的结束，通过以受控的方式减小流率并减小直径，在晶体上生长尾部。锥部的角度在10度和30度之间。以这种方式，如果缩小的熔化熔池经历第二相析出(例如S1-Ga)，则任何结构的损失将被限制在尾部而不会向后延伸进入锭的可形成晶片的部分。如前所述，块被切割，用如实施例1所述的LPS观察在晶片的一个角部(不居中)上大致居中的L形条纹。晶片的位错蚀刻显示在晶体生长的过程中没有掺入位错，从而产生无位错的材料。
[0158]实施例4:圆形NGM
[0159]本实施例描述产生具有小于7X 117原子/cm3的氧和集中在晶片的角部的同心掺杂条纹的100mm-200mm正方形或伪正方形晶片的实验(不包括450mm CZ)。利用由一片或多片结晶材料构成的籽晶层开始。籽晶层的尺寸是将制备的晶片的尺寸的四至九倍。在这个实施例中使用具有适当厚度的直径450_的圆形横截面的籽晶板。籽晶层具有晶体结构(例如，单晶的或多晶的，其具有有利的晶体分布)，该晶体结构将在新形成的锭中复制。在此实施例中，描述单晶籽晶的使用。籽晶层的平底被放置在晶体生长炉中的平坦支撑板上，晶体生长炉除了高纯度的原料源以外还具有来自下方的排热器和上方的加热器。然后将500克高纯度硅放置在籽晶层的顶部。抽空炉中的空气，并用氩气回充。接下来，共同地提高加热器的功率和增大来自底部的排热以在籽晶层上产生近似圆形的热场。在达到熔点之前的某个时刻，启动保持籽晶板的基座的旋转。在籽晶层上熔化熔池的过程中熔化500克硅(籽晶的顶部的一些也被熔化)。熔池的边缘由在籽晶层的熔点的等温线定义，并且其形状符合前面所述的热场，通过旋转辅助其圆形度。通过控制加热器功率使熔池的边缘接近籽晶层的边缘。对于此实施例，初始熔池被熔化，使得其略高于籽晶的边缘。熔池用杂质掺杂以在所得固体中产生所期望的电阻率。
[0160]当熔池被熔化成稳定的状态时，从上方的源开始原料的流动。然后，从管中提供熔化的原料(但在某些情况下也可以提供固态原料)。通过加入更多的液态材料，液体熔池的高度增加并且在熔池边缘的切线更接近90度。在液体熔池在边缘足够垂直的点处，减少来自上方的加热和增大来自下方的冷却，从而使液体凝固。控制加热器功率以维持液体熔池的高度标称恒定，并控制向下运动的速率以保持固液界面的垂直位置在小范围内。在生长首先的一厘米或两厘米之后，控制液体熔池，使得它的切线为越过垂直线10度(+/-2度)，从而在生长锭上产生垂直壁。来自加热器的热场是晶体形状的主要决定因素，晶体形状是标称圆形。掺杂剂以稍微不同的速率掺入硅，该速率精确地取决于熔池高度、提拉速率和在液体中的对流。在生长25cm后，停止原料的流动，稍微移动离开供应管并凝固熔池中剩余的液体，并保持顶部加热器和底部冷却。使用最大限度地减少残留应力的配方冷却锭。然后将锭从炉中取出并切成四个具有每边156mm的正方形横截面的垂直块。如果伪正方形是期望的，则如果需要的话可以将角部研磨下来。块然后可置于其中它们可以被切成晶片的线锯中。每个晶片包含在它凝固时掺入的条纹。这些条纹在锭中形成三维表面。晶片包括这些表面的切片，其可利用局部电阻率的灵敏电气测量可视化。激光光电压谱(LPS)可被用于使这些条纹成像。条纹反映加热器的圆形热场，所以诸如在切割的晶片中，在水平横截面完成时每个块(从晶锭的角部切割的)包括成组的弧形条纹。通常，观察到的条纹是围绕位于锭的中央的块的角部同心的成组的嵌套四分之一圆周带。在生产的9个块的锭中，九个块中的四个都会有这个特征，而另外四个将具有偏离边缘的中央的圆弧形的部分。
[0161]实施例5:该实施例描述了如何制备在晶片的角部具有居中的同心掺杂条纹并包含1Vcm2和104/cm2之间的位错密度的100mm-200mm正方形或伪正方形晶片。
[0162]要做到这一点的技术类似于前面的实施例，其中制备约450mm直径和20-50cm的锭。一些分散的位错可以掺入晶体中，但由于热梯度和固液界面的曲率的控制，在此实施例中，这些位错不会导致位错倍增以及最终的结构损失。相反，在晶片中观察到低到中等的位错密度(例如，通过选择性蚀刻缺陷)，而掺杂条纹反映块的位置作为整体晶体的四分之一。
[0163]实施例6:本实施例描述了生产具有小于7X117原子/cm3的氧和不居中于晶片的中央附近的点的掺杂条纹的掺镓的、100mm-200mm正方形或伪正方形晶片的方法。这里，使用类似于实施例1-5的晶体生长方法，其中锭从熔池形成，熔池从顶部馈送并从底部向上冷冻。在初始熔池中，包括一定量的镓。这可以通过在籽晶的顶部上放置少量的高纯度镓(如100毫克)来进行。镓会融化并坐落在硅的顶部，直到硅本身融化，到时它将非常均匀地混合。因为镓在液态硅中比在固态硅中具有高得多的溶解度，因此只要小部分的镓部分进入固体，就产生非常均匀的轴向浓度分布。在从硅锭切割块和硅片之后，镓的浓度可以通过气体放电质谱法或电感耦合等离子体质谱法测量，氧通过红外光谱测量，掺杂条纹通过LPS测量。
[0164]尽管前面的描述在此已经通过参考特定的装置、材料和实施方式进行了描述，但并不旨在限于本发明公开的细节;相反，它延伸到例如在所附权利要求的范围之内的所有功能上等同的结构、方法和用途。此外，尽管以上已经详细地描述了仅若干示例性实施方式，但本领域的技术人员将容易理解在不脱离用于生产硅锭的装置和方法的本公开内容的情况下，在示例性实施方式中许多修改是可行的。因此，所有这些修改都旨在被包括在随附权利要求中所限定的本发明的范围之内。在权利要求中，装置加功能的条款旨在覆盖本说明中所描述的结构为执行所述功能，并不仅是结构等同物，也是等效结构。因此，尽管因为钉子使用圆柱表面来将木制零件固定在一起，而螺钉在固定木制部件的环境中使用螺旋表面，所以钉子和螺钉可以不是结构等同物，但是钉子和螺钉可以是等效结构。
【主权项】
1.一种用于生产锭的设备，其包括: 室，其提供可控的气氛，其中所述室具有在纵向方向上彼此隔开的顶部和底部； 可旋转支撑件，其用于支承籽晶层，其中所述可旋转支撑件相对于所述室在所述纵向方向上能移动， 至少一个装置，其用于控制在所述室中的给定的生长体积(Vcr)中的温度场，其中，所述温度场具有在所述纵向方向上的温度梯度，以及 馈送装置，其用于将材料可控地馈送到所述籽晶层上。2.根据权利要求1所述的设备，其中用于控制所述温度场的所述至少一个装置包括布置在用于所述籽晶层的所述可旋转支撑件上方的一个或多个独立受控的加热器。3.根据权利要求1所述的设备，其中用于控制所述温度场的所述至少一个装置包括一个或多个独立受控的能移动的绝缘件或热屏蔽件。4.根据权利要求1所述的设备，其中用于控制所述温度场的所述至少一个装置包括布置在用于所述籽晶层的所述可旋转支撑件附近的一个或多个独立受控的气体入口。5.根据权利要求1所述的设备，其中用于控制所述温度场的所述至少一个装置包括布置在用于所述籽晶层的所述可旋转支撑件上方的至少一个顶部加热装置，其中所述顶部加热装置被设计成产生具有在垂直于纵向方向的方向上的温度梯度的温度场。6.根据权利要求1所述的设备，其中用于控制所述温度场的所述至少一个装置包括至少一个冷却装置。7.根据权利要求1所述的设备，其中至少一个冷却装置包括布置在用于所述籽晶层的所述可旋转支撑件附近的一个或多个独立受控的气体入口。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个冷却装置包括布置成用于所述籽晶层的所述可旋转支撑件下方的至少一个底部冷却装置。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是无坩祸的。10.—种用于生产锭的方法，其包括: 提供一种设备，该设备包括: 室，其用于提供可控的气氛， 至少一个装置，其用于控制在所述室内的给定生长体积(Vcr)中具有在纵向方向上的温度梯度的温度场， 可旋转支撑件，其用于籽晶层，所述可旋转支撑件在所述室内在所述纵向方向上能移动，以及 可控馈送装置，其用于提供原料； 提供籽晶层在所述可旋转支撑件上，其中所述籽晶层具有预定的横截面面积； 移动所述可移动支撑件，使得所述籽晶层位于所述生长体积(Vcr)内的预定位置上； 在所述生长体积(Vcr)内产生具有预定的垂直温度梯度的温度场； 提供熔化的硅的初始层以基本上覆盖所述籽晶层； 在使液体原料层凝固时旋转并下降所述可旋转支撑件，以形成具有横截面面积的锭；以及 添加更多的来自所述馈送装置的液体原料。11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述可旋转支撑件旋转和下降时，将所述锭和原料的液体层之间的相界保持基本上静止。12.根据权利要求10所述的方法，其中在所述可旋转支撑件旋转和下降时，连续地供给原料。13.根据权利要求10所述的方法，其中所述籽晶层的所述预定的横截面面积的平均直径比所述锭的横截面面积的平均直径小。14.根据权利要求10所述的方法，其中所述籽晶层的预定的横截面的平均直径比所述锭的横截面的平均直径小至少约5%。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述籽晶层的预定的横截面的平均直径比所述锭的横截面的平均直径大。16.根据权利要求10所述的方法，其中所述籽晶层的预定的横截面的平均直径比所述锭的横截面的平均直径大至少约5%。17.根据权利要求10所述的方法，其还包括独立地控制锭的外周上的位置的生长行为。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述锭的外周的所述生长行为通过布置在所述的边缘附近的快速升温或冷却的一个或多个独立受控的加热器控制，以在所述锭旋转时通过所述加热器提供对所述外周的不同部分的相界调节。19.根据权利要求17所述的方法，其中所述锭的所述外周的所述生长行为通过将一个或多个独立地能移动的绝缘件或热屏蔽件布置在所述锭的所述外周上的一个或多个位置附近来控制，以当所述外周的不同部分经过移动部件时快速改变它们的辐射视角系数。20.根据权利要求17所述的方法，其中所述锭的所述外周的所述生长行为通过布置供给定向在凝固的锭和原料的液体层之间的相界或该相界的附近的冷却气体或过热气体的一个或多个独立受控的气体入口来控制，并且其中气体喷射流的强度能够响应于当所述锭旋转通过时在所述锭的所述外周上测得的信号快速改变。
【文档编号】C30B29/06GK105862124SQ201610082305
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】内森·斯托达德, 卡罗尔·墨菲, 托马斯·库拉施, 比约恩·塞佩尔
【申请人】太阳世界工业美国有限公司