现：需要这些拱曲部，以便使液态硅的输送变得容易。如果没有拱曲 部，液态硅的输送被影响。其原因是坩埚底材料通过液态硅的适度的可浸润性。 在面式的坩埚底上，由液态硅构成的惰性岛"riigeInseln)产生流动，这些惰性岛几乎不 倾斜。通过坩埚底的上侧和下侧的结构化明显改善了液态硅的流动行为。不再观察到形成 岛。熔融的硅在上侧上流动穿过贯通开口并也流过拱曲部。熔融的硅的一部分达到坩埚底 的下侧并且具有与坩埚底中心的较大径向间距，该部分这样流动：首先由坩埚底附近的表 面张力保持住，在拱曲部下面经过向内流动直到坩埚底下侧中心内的突出部并流到熔融区 段的这样的区域中，该区域因为熔融区段在该区域中的变窄的直径也被称作熔融区段的颈 部。
[0020] 就像熔融的材料达到熔融区段颈部中那样的方式原则上没有与FZ方法不同。坩 埚底的下侧和储备棒的下端侧端部非常类似。两个表面具有类似的地貌，从而使得经由这 些表面流向熔融区段颈部的被熔融的硅表现出相同行为。
[0021] 坩埚底上侧上的储备量的散装部优选在熔融区段构成之前产生。特别优选的是： 储备量在上侧上堆积成一散装锥。在需要时，将另外的储备量补充配量至所述散装部，其方 式优选地是，让所述另外的储备量补充滑落至所述散装部。为此目的，将以另外的储备量 填充的管保持到所述散装部上，从而使得所述另外的储备量可以达到散装部，而不必消除 (Uberwinden)自由掉落路径。
[0022] 为了制造单晶体转动所述坩埚，而包含用于补充配量的另外的储备量的管优选保 持不动。坩埚转动的转动方向可以与这样的转动方向一致，正在生长的单晶体以该转动方 向转动。坩埚和单晶体也可以相反方向地转动。此外可以设置单晶体的交变转动或单晶体 和坩埚的交变转动。在交变转动的情况下，转动方向以时间上的间隔被反转。
[0023] 如果坩埚第一次被使用，那么在所述散装部在坩埚底上侧上产生时要注意通过储 备量阻塞所述贯通开口。适宜地，这会通过如下方式发生，即，散装部的覆盖坩埚底的至少 一个第一层由这样的颗粒或碎片组成，它们对于可以通过贯通开口掉落而言太大。在使用 过的坩埚再次使用时不需要这样的措施，因为这些贯通开口通过凝固的残余熔液已经阻 塞。
[0024] 布置在坩埚下面的感应加热线圈被使用于逐渐地熔融来自散装部的储备量。所述 储备量可以以电活性的添加材料来添加，以便提高该储备量的导电性。
[0025] 首先熔融硅，以便开始单晶体的结晶。在从坩埚底下侧中心向下伸出的突出部上， 被熔融的硅聚集。因此，种晶被接触并且颈部区段结晶。为此并且为在颈部区段上生长的 单晶体的结晶所需的硅的量在使用感应加热线圈的情况下连续地从所述储备量熔融，该储 备量作为散装部处在坩埚底上侧上。散装部的体积保持近似恒定，这是因为为了平衡，另外 的储备量从所述管中出来地补充滑动用于补充配量。如果正在生长的单晶体的柱体区段已 达到设置的长度，那么可以还结晶出锥形的端部区段。在感应加热线圈切断并且去除单晶 体之后，浸润坩埚底的上侧和下侧的被熔融的硅变成固态。坩埚然后处在这样的状态下，其 中，该坩埚可以再次使用，而不必事先维修。同样地，当坩埚底上侧上的储备量基本上被消 耗时，另外的储备量的补充配量也可以中断并终止单晶体的生长。所述坩埚然后处在这样 的状态下，该状态类似于未使用的状态。
【附图说明】
[0026] 本发明的设计方案随后参考附图来阐释。
[0027] 图1示出了穿过根据本发明的装置的示意剖面图；
[0028] 图2以立体图示出了根据图1的坩埚。
【具体实施方式】
[0029] 在图1中在晶体生长的时间点上示出了具有一优选构造的坩埚1的装置。熔融区 段分成覆盖正在生长的晶体的区域2、颈部区域3和坩埚底5附近的区域4。熔融区段的颈 部区域3延伸穿过感应加热线圈7中部内的孔6。感应加热线圈布置在坩埚1的坩埚底5 和熔融区段的区域2之间，该区域覆盖正在生长的晶体。所述坩埚1基本上包括坩埚底5 和坩埚壁8。坩埚底5具有上侧9和下侧10并且在坩埚壁8与坩埚底的中心之间具有多个 贯通开口 11，这些贯通开口导向穿过坩埚底5。在坩埚底5的上侧9和下侧10上有拱曲部 12。所述贯通开口 11处在这些拱曲部12之间。在坩埚底5的中心内，在坩埚底5的下侧 10上向下伸出一突出部13。在坩埚底的上侧9上，固体半导体材料的储备量散装成一散装 锥14。用于补充配量另外的储备量的装置导向到所述散装锥14上，该装置具有管15,该管 以另外的储备量16填充。
[0030] 就像图2中示出的那样，坩埚1具有拱曲部12,这些拱曲部沿着轨道延伸，这些轨 道形成多个圆的图案，这些圆同中心地围绕坩埚底5的中心。相邻的拱曲部12的中部具有 彼此相同的间距。
【主权项】
1. 用于由半导体材料制造晶体的装置，其包括一坩埚和一感应加热线圈，所述坩埚具 有坩埚底和坩埚壁，其中，所述坩埚底具有上侧和下侧和多个贯通开口，所述多个贯通开口 布置在所述坩埚壁和所述坩埚底的中心之间，并且其中，在所述坩埚底的所述上侧和所述 下侧上有拱曲部，所述感应加热线圈布置在所述坩埚下面并设置用于使半导体材料熔融和 使半导体材料构成的熔液稳定，所述熔液覆盖由半导体材料构成的正在生长的晶体。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述拱曲部沿着多个轨道延伸，这些轨道 形成圆形的、螺线形的、菱形的或棋盘形的图案。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在不交叉的轨道的相邻拱曲部的中部之 间存在这样的间距，该间距不小于2mm且不大于15mm。4. 根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，在所述坩埚底的所述下侧上，在 所述坩埚底中心内有一突出部，所述突出部向下伸出并且处于所述感应加热线圈中部内的 孔之上。5. 根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，所述坩埚底的所述上侧和所述下 侧由陶瓷材料制成。6. 用于由半导体材料制造晶体的方法，所述方法包括：提供一根据权利要求1至5之 一所述的装置；在所述坩埚底的所述上侧上产生由半导体材料构成的储备量的散装部；在 使用所述感应加热线圈的情况下熔融所述散装部的半导体材料并使熔融的半导体材料从 所述坩埚底的所述上侧通过所述坩埚底中的所述贯通开口导向所述坩埚底的所述下侧并 在所述坩埚底下侧上的所述拱曲部下面经过地导引成这样的熔液，该熔液覆盖由半导体材 料构成的正在生长的晶体并且是熔融区段的一个区域。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述坩埚底中的贯通开口在所述散装部 的半导体材料熔融之前通过所述散装部的半导体材料阻塞或通过凝固的半导体材料阻塞。8. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，半导体材料构成的所述储备量的所产 生的散装部基本上包含半导体材料构成的颗粒或半导体材料构成的碎片或包含半导体材 料构成的颗粒和碎片的混合物。9. 根据权利要求6至8之一所述的方法，其特征在于，将另外的储备量补充配量至所述 散装部，其方式是，让所述另外的储备量补充滑落至所述散装部。10. 根据权利要求6至9之一所述的方法，其特征在于，所述半导体材料是硅。11. 根据权利要求6至10之一所述的方法，其特征在于，所述晶体是单晶的或是多晶 的。12. 根据权利要求6至11之一所述的方法，其特征在于，所述晶体具有圆形或矩形或正 方形的横截面形状。
【专利摘要】用于由半导体材料制造晶体的装置和方法。该装置包括一坩埚和一感应加热线圈，所述坩埚具有坩埚底和坩埚壁，其中，所述坩埚底具有上侧和下侧和多个贯通开口，所述多个贯通开口布置在所述坩埚壁和坩埚底的中心之间，并且其中，在所述坩埚底的所述上侧和所述下侧上有拱曲部，所述感应加热线圈布置在所述坩埚下面并设置用于使半导体材料熔融和使半导体材料构成的熔液稳定，该熔液覆盖半导体材料构成的正在生长的晶体。方法包括在坩埚底的上侧上产生半导体材料构成的储备量的散装部并在使用感应加热线圈的情况下熔融散装部的半导体材料。
【IPC分类】C30B15/18, C30B29/06
【公开号】CN105274618
【申请号】CN201510282587
【发明人】G·布伦宁格, G·拉明
【申请人】硅电子股份公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年5月28日
【公告号】DE102014210936B3, EP2952612A1, US20150354087