[发明专利]通过定向固化生长单晶硅锭的系统及方法

权利要求书

1.一种用于产生单晶锭的系统，包括：

坩埚，其设置于熔炉中，且构造成容置单一个种晶和原料；

至少一个加热组件，其用于加热和至少部分地熔解该种晶，并且将装于该坩埚中的该原料完全地熔解；

热交换器，其用于控制来自该坩埚的排热，以促进来自该至少部分地熔解的种晶和该原料的该单晶锭的生长；以及

隔离件，其装于该熔炉中，并构造成相对于该坩埚而移动，以促进该单晶锭的冷却和定向固化。

2.如权利要求1所述的系统，其中，该隔离件相对于该坩埚而上升或下降。

3.如权利要求1所述的系统，其中，该坩埚包括用于在该熔炉中保持该坩埚的保持器。

4.如权利要求1所述的系统，其中，该热交换器可操作地用于多个阶段中，以控制该坩埚中的该种晶的熔解率。

5.如权利要求4所述的系统，其中，在一个阶段中，气体流入该热交换器，以避免大致上完成该种晶的熔解。

6.如权利要求5所述的系统，其中，在另一阶段中，增加流入该热交换器的该气体，以促进该种晶的定向固化。

7.如权利要求1所述的系统，还包括探针或热电偶，以监测该原料的熔解和该种晶的回熔。

8.如权利要求1所述的系统，其中，该原料是多晶硅原料。

9.如权利要求1所述的系统，其中，该热交换器是气体冷却热交换器。

10.如权利要求1所述的系统，还包括用于支撑该坩埚的热交换器区块。

11.如权利要求10所述的系统，其中，该隔离件至少包括侧边隔离件和配置在该热交换器区块下方的隔离件。

12.如权利要求11所述的系统，其中，该侧边隔离件构造成在相对于该热交换器区块的垂直方向上移动。

13.如权利要求11所述的系统，其中，该配置在该热交换器区块下方的该隔离件构造成相对于该热交换器区块而移动。

14.如权利要求1所述的系统，其中，该坩埚的形状是矩形、圆锥形或锥形的其中之一。

15.如权利要求1所述的系统，其中，该坩埚具有用于在单晶生长期间牢牢固定该种晶的种晶井部位。

16.如权利要求1所述的系统，还包括设置有该坩埚的支撑结构，以用于控制热流。

17.一种通过定向固化生长产生单晶锭的方法，该方法包括下列步骤：

将种晶和原料放置于熔炉中的坩埚中；

加热和至少部分地熔解该种晶，并且将装于该坩埚中的原料完全地熔解；

操作热交换器以控制来自该坩埚的排热，以促进来自该至少部分地熔解的种晶和该原料的该单晶锭的生长；以及

于该熔炉中设置可移动的隔离件，该隔离件构造成相对于该坩埚而移动，以促进该单晶锭的定向固化。

18.如权利要求17所述的方法，其中，该隔离件相对于该坩埚而上升或下降，以促进该种晶的定向固化。

19.如权利要求17所述的方法，其中，操作该热交换器的步骤还包括将气体流入该热交换器，以避免大致上完成该种晶的熔解。

20.如权利要求19所述的方法，还包括增加流入该热交换器的该气体，以促进该种晶的定向固化。

21.如权利要求17所述的方法，其中，该可移动的隔离件至少包括侧边隔离件和配置在热交换器区块下方的隔离件。

22.如权利要求21所述的方法，还包括以下步骤：

上升或下降配置在该热交换器区块下方的该隔离件，以促进定向固化。

23.一种用于产生可使用在光伏打应用的单晶硅锭的方法，该方法包括下列步骤：

将种晶和硅原料放置在熔炉的坩埚中；

加热和至少部分地熔解该种晶，并且将装于该坩埚中的该原料完全地熔解；

操作热交换器，以通过将气体以经过控制的速率引入该坩埚中而控制该种晶和该原料的该熔解；以及

在该熔炉中设置可移动的隔离件，该隔离件构造成相对于该坩埚而移动，以促进该单晶锭的定向固化。