[实用新型]晶体成长装置

说明书

技术领域

本实用新型关于一种晶体成长装置，尤指一种运用于制备硅碇的晶体成长装置。

背景技术

硅碇(silicon crystal ingot)系由硅晶体所组成的条状物，其广泛地运用于电子产业和光伏产业中，尤其是在蓬勃发展的太阳能电池产业中扮演重要的角色。现行相关产业中生产硅碇的主要技术包含：布里奇曼生长技术(Bridgman growth)、柴可斯基单晶生长法(Czochralski method)和定向固化法(directional solidification)，其中三种主要技术中都包含了将硅原料(silicon feedstock)熔融的步骤。因此，熔融硅原料的效率和产量于硅碇的制备中具有极高的重要性。

业界常用于熔融硅原料的晶体成长装置如，GT Solar公司和FerroTec公司所贩售的加热炉。GT Solar公司拥有一篇关于熔融硅原料的加热炉的加热器的专利(中华民国公开第200949027号)，该加热器包含两组相互电性和热耦接的加热元件。于加热炉中，该加热器系如同一入料盖般设置于坩埚的上方，使其中一组加热元件覆盖该坩埚的上方，而另一组加热元件则环绕该坩埚的侧边。然而此加热炉具有以下缺点：1)依据该加热器的设计及操作需求，该设置于坩埚侧边的加热元件所能覆盖该坩埚的侧边的面积有限，影响加热的均匀度；及2)由于该加热器系覆盖且固定于坩埚的上方，因此该坩埚所能容纳的原料量会受到该加热器的位置限制，且不能实行二次加料，导致产量受到限制。

FerroTec公司的加热炉中包含一坩埚及设置于前述坩埚侧边的加热器，由于该加热器系设置于坩埚的侧边，该坩埚允许堆置较多的硅原料且可允许二次加料，因此单次作业的产量优于GT Solar公司的加热炉。然而，FerroTec公司的加热炉尚具有以下缺点：1)加热器仅设置于侧边，因此加热均匀度并不理想；及2)虽然可以二次加料，但二次加料时需再度打开高温的加热炉，增加操作上的危险性。

在硅碇的制程中，坩埚系属于一次性消耗品，也就是说，单次作业中的产量对于成本的影响很大，因此，在产量导向的考量上，使得FerroTec公司在市占率上逐渐胜过GT Solar公司。然而，在习用晶体成长装置仍存在缺点的现在，相关产业仍需要一种在效率和产量上都更为优良的晶体成长装置。

实用新型内容

爰是，本实用新型的一目的为提供一种晶体成长装置，其具有产量大且操作安全性高的优点。

本实用新型的另一目的为提供一种晶体成长装置，其兼顾高产量与高加热均匀度的优点。

为达上述目的，本实用新型提供一种晶体成长装置，其包含：一坩埚，其系用于承载原料；一移动式顶部加热器，其系设置于前述坩埚的上方，并可相对于前述坩埚上下移动；及至少一入料口。

较佳地，前述晶体成长装置进一步包含一槽体，该槽体设有一周壁，该周壁设有前述至少一入料口，并定义出一内部空间以容纳前述坩埚及前述移动式顶部加热器。

较佳地，前述晶体成长装置系包含两个设置于前述槽体的周壁的入料口，以供二次加料之用。

较佳地，前述晶体成长装置进一步包含一设置于前述坩埚侧边的侧边加热器。

较佳地，前述侧边加热器及/或前述移动式顶部加热器为电阻式加热器或感应式加热器。

较佳地，前述坩埚的材质为石英或金属。

较佳地，前述金属为铱、铂或钼。

较佳地，前述坩埚的表面系涂覆有氮化硅，并经烧结处理。

较佳地，前述槽体的内部空间的底部设有一石墨防漏盘及一玻璃纤维毡。

综上所述，在本实用新型的一个实施态样中，前述晶体成长装置系包含一移动式顶部加热器和至少一个加料口，藉由前述移动式顶部加热器，可于坩埚中堆置大量的硅原料而不用担心会碰触到加热器，且藉由前述加料口的设置，可达到二次加料的目的而无须打开高温的加热炉。在本实用新型的另一个实施态样中，前述晶体成长装置进一步包含一侧边加热器以提高晶体成长装置的整体加热均匀度。

附图说明

图1系一示意图以显示本实用新型的移动式顶部加热器的作动方式；

图2系一示意图以显示本实用新型实施例一的晶体成长装置。

主要元件符号说明：

100-----晶体成长装置

10-----移动式顶部加热器

11-----连接部

12-----螺杆

13、14-----箭头

20-----周壁

21、22-----入料口

23、24-----入料盖

25-----坩埚

26-----侧边加热器