[发明专利]用于制造多晶硅锭的工艺和设备

权利要求书

1.一种用于生成多晶硅锭的工艺，其中所述工艺包括以下步骤：

将坩埚放置在工艺腔室中，其中，所述坩埚填充有固体硅材料，或所述坩埚在所述工艺腔室中填充硅材料，其中所述坩埚相对于至少一个对角加热器布置成：相对于即将生成的所述硅锭，所述对角加热器向侧部偏移并且所述对角加热器大体位于即将生成的所述硅锭的上方；

将所述坩埚中的所述固体硅材料加热到所述硅材料的熔融温度以上，从而在所述坩埚中形成熔融硅；

将所述坩埚中的所述硅材料冷却到所述熔融硅的凝固温度以下，其中，在冷却步骤中，所述硅材料中的温度分布至少部分地通过所述至少一个对角加热器来进行控制；以及

用至少一张箔幕(14)来阻挡从所述坩埚(6)流向所述对角加热器(9a、9b)的任何直接气流，所述至少一张箔幕设置成与所述至少一个对角加热器(9a、9b)面向所述坩埚的一侧相邻近。

2.根据权利要求1所述的用于生成多晶硅锭的工艺，其进一步包括：

降低板元件，所述板元件位于所述工艺腔室中且通过所述至少一个对角加热器而得到被动式加热，并且所述板元件包括气体供应器所用的至少一个通道；以及

在所述熔融硅的凝固时间段的至少一个时间片段中，将气流引导至所述坩埚中的所述熔融硅的表面，其中所述气流至少部分地通过所述板元件中的所述至少一个通道而引导至所述熔融硅的所述表面。

3.根据权利要求2所述的用于生成多晶硅锭的工艺，其进一步包括：

将额外的固体硅材料固定到所述板元件，然后对所述坩埚中的所述硅材料进行加热，以使所述额外的硅材料的至少一部分在所述板元件的降低过程中浸没到所述坩埚中的所述熔融硅中，从而熔融，藉此提高了所述坩埚中的所述熔融硅的填充水平。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于生成多晶硅锭的工艺，其进一步包括：

在所述硅材料的加热和/或冷却步骤的至少一部分中，引导顶部-底部气流流过所述对角加热器面向所述坩埚的至少一侧。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于生成多晶硅锭的工艺，其中设置了至少两个堆叠起来的对角加热器，所述对角加热器至少在所述硅材料的冷却步骤中受到控制，从而使所述对角加热器所放出的加热功率至少相差10％。

6.一种用于生成多晶硅锭的设备(1)，所述设备包括：

工艺腔室(4)，其可打开和关闭，从而进行装载和卸载；

坩埚固持器，其位于所述工艺腔室(4)内部，用于将坩埚(6)固持在预定位置；

至少一个对角加热器(9a、9b)，其相对于所述坩埚固持器横向地定位在所述工艺腔室(4)中，所述对角加热器大体垂直于所述坩埚固持器并且在垂直方向上与所述坩埚固持器间隔一段距离，从而使得所述对角加热器(9a、9b)在垂直方向的定位大体位于即将形成于所述坩埚中的多晶硅锭的上方，并且其中当所述工艺腔室关闭时所述对角加热器(9a、9b)相对于所述坩埚固持器是静止的；以及

至少一张箔幕(14)，其设置成与所述至少一个对角加热器(9a、9b)面向所述坩埚的一侧相邻近，从而阻挡从所述坩埚(6)流向所述对角加热器(9a、9b)的直接气流。

7.根据权利要求6所述的用于生成多晶硅锭的设备，其中所述对角加热器(9a)在垂直方向上与所述坩埚固持器所固持的坩埚和/或形成于所述坩埚中的多晶硅锭的重叠量最大为20％。

8.根据权利要求6或7所述的用于生成多晶硅锭的设备，其中设置了至少两个堆叠起来的对角加热器(9a、9b)。

9.根据权利要求8所述的用于生成多晶硅锭的设备，其中所述至少两个堆叠起来的对角加热器(9a、9b)包括至少一个电阻加热元件，其中堆叠起来的所述电阻加热元件包括不同的单位长度电阻，其中具有较大单位长度电阻的所述电阻加热元件包括的单位长度电阻至少比其他电阻加热元件的单位长度电阻大10％。

10.根据权利要求9所述的用于生成多晶硅锭的设备，其中较高的电阻加热元件具有较小的单位长度电阻。

11.根据权利要求9或10所述的用于生成多晶硅锭的设备，其中所述堆叠起来的对角加热器(9a、9b)经由共享电极连接到共享控制单元。