[发明专利]用于生产硅块的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产硅块的设备。此外，本发明还涉及一种用于生产硅块的方法。最后，本发明涉及一种硅块。

背景技术

由EP 2 251 459 A1公知一种用于提供液态硅的设备和方法。在这种情况下设置的是，给熔化坩埚后装填（nachzuchargieren）液态硅。

发明内容

本发明的目的在于，改善用于生产硅块的设备。

该目的通过权利要求1所述的特征得以实现。

本发明的核心在于，将至少两个用于容纳半导体熔体的容器布置在共同的腔中，其中，所述容器中的至少一个容器具有出口，经由所述出口，液态硅能够流出到至少一个另外的容器中。

所述第二容器尤其用于提供硅熔体，以便后装填所述第一容器。优选地，所述第二容器布置在所述第一容器之上。这使得所述液态硅从所述第二容器流出到所述第一容器中变得容易。

所述第二容器的出口尤其能够以溢出口的形式构成，优选带有流嘴地构成。所述出口尤其能够得以控制，尤其是能够被封闭。

用于容纳所述容器的共同的腔尤其是热绝缘的。它优选能够以气密的方式对外隔离。通过将所述容器布置在共同的腔中，改善了所述方法的能效。

所述容器尤其可以相对于彼此位置固定地布置。尤其可以放弃可运动的部件。这简化了所述设备的结构。此外，由此改善了所述设备的机械稳定性。

根据本发明的一个方面，所述第二容器的容量V₂小于所述第一容器的容量V₁，即V₂＜V₁。尤其适用的是：V₂:V₁≤0.5，尤其是V₂:V₁≤0.1，尤其是V₂:V₁≤0.05，尤其是V₂:V₁≤0.01，尤其是V₂:V₁≤0.005。所述第二容器的容量V₂尤其为至少0.5升（L）。所述容量V₁尤其处于100升至5000升的范围内。所述容量V₂尤其处于0.5升至20升的范围内。

所述第二容器尤其具有如下横截面积A₂，其小于所述第一容器的横截面积A₁，即A₂＜A₁。尤其适用的是：A₂:A₁≤0.5，尤其是A₂:A₁≤0.25，尤其是A₂:A₁≤0.2。

所述第二容器尤其可以具有如下横截面，所述横截面展示出所述第一容器的横截面的标定型式。它优选可以通过如下方式来布置，即，所述第一容器在由第一容器和第二容器组成的组合中的对称特性是得到保证的。由此，能够以具有优点的方式影响所述第一容器中的硅熔体的结晶。

根据本发明的一个方面，所述设备具有加热装置，所述加热装置适用于不仅在所述第一容器中而且在所述第二容器中使得块状硅熔融。

所述加热装置尤其可以包括所述第一容器的顶部加热器。所述顶部加热器尤其布置在所述第一容器之上。它可以布置在所述第二容器之上或者之下。

所述顶部加热器可以具有处于1kW（千瓦）至100kW范围内的功率，尤其是处于10kW至70kW范围内的功率，尤其是处于30kW至55kW范围内的功率。

所述顶部加热器可以相对于所述第一容器的上边缘相距开地布置。所述顶部加热器与所述第一容器的上边缘之间的间距尤其处于1cm至100cm的范围内，尤其处于1cm至20cm的范围内，尤其处于5cm至10cm的范围内。

所述顶部加热器与所述第一容器的上边缘之间的间距尤其大于所述第二容器在垂直于它的横截面的方向上的延伸部。但是，所述顶部加热器与所述第一容器的上边缘之间的间距也可以小于所述第二容器在垂直于它的横截面的方向上的延伸部。

所述第二容器尤其可以布置在所述第一容器的所谓的“热区（Hot Zone）”中。在这种情况下，所述“热区”是指所述腔中的如下区域，借助于所述加热装置能够将所述区域加热到处于硅的熔化温度之上的温度上，尤其是加热到高于1450℃的温度上，尤其是加热到高于1500℃的温度上。