長(zhǎng)晶系統(tǒng)及石英蓋板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種長(zhǎng)晶系統(tǒng)，且特別是有關(guān)于一種能使硅晶棒的各部位含氧量提升的長(zhǎng)晶系統(tǒng)及石英蓋板。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電子時(shí)代的來(lái)臨，電子性產(chǎn)品大量受到重視，故晶圓材料成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與光電產(chǎn)業(yè)大量需求的產(chǎn)品。而晶圓的生長(zhǎng)方式有很多種，例如浮融帶長(zhǎng)晶法(FloatingZone Method)、雷射加熱提拉長(zhǎng)晶法(Laser Heated Pedestal Growth)、及柴式長(zhǎng)晶法(Czochralski Method)等，而更因每種長(zhǎng)晶方式不同而所使用的設(shè)備亦不盡相同。
[0003]太陽(yáng)能電池屬于半導(dǎo)體的一種，故又稱為太陽(yáng)能芯片，娃(silicon)為目前通用的太陽(yáng)能電池的原料代表，其發(fā)電原理為利用太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能。太陽(yáng)能光電基板(Solar PV Cell)的芯片材質(zhì)有很多種，大致上可分為單晶娃、多晶娃、非晶娃，以及其它非娃材料，其中以單晶娃及多晶娃兩類最為常見(jiàn)。
[0004]然而，在形成太陽(yáng)能芯片前，須先以坩禍凝固其內(nèi)的硅熔湯，以長(zhǎng)晶形成硅晶棒，進(jìn)而供切割形成芯片。其中，上述技術(shù)并非局限于太陽(yáng)能電池，只要是使用硅單晶基板且同時(shí)針對(duì)基板有高氧含量需求的產(chǎn)品(如:半導(dǎo)體組件、光電組件)，都可以使用此技術(shù)。但上述技術(shù)于凝固硅熔湯時(shí)，硅熔湯內(nèi)的氧會(huì)從硅熔湯的液面蒸發(fā)，此將使最后形成的硅晶棒的氧含量無(wú)法有效的提高。針對(duì)上述缺陷，目前已公開(kāi)的專利中有提出對(duì)應(yīng)的解決方式，如:中國(guó)第102345154號(hào)專利及美國(guó)第5515810號(hào)專利。但上述已公開(kāi)的專利案所呈現(xiàn)的效果應(yīng)還具有提升的空間存在。
[0005]于是，發(fā)明人有感上述缺陷的可改善，乃特潛心研宄并配合學(xué)理的運(yùn)用，終于提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺陷的的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例在于提供一種長(zhǎng)晶系統(tǒng)及石英蓋板，其能使硅晶棒的各部位含氧量提升。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種長(zhǎng)晶系統(tǒng)，包括:一長(zhǎng)晶裝置，包含:一坩禍，其包含有一底壁及自所述底壁周緣一體延伸的一環(huán)側(cè)壁，所述底壁包含有一主體部與一邊角部，且所述邊角部一體連接于所述主體部與所述環(huán)側(cè)壁之間，所述邊角部的內(nèi)表面呈弧狀曲面；及一石英蓋板，其包含有一平板狀的平貼部及自所述平貼部周緣一體彎曲延伸的一配合部，所述平貼部的大致中央處包圍定義有一開(kāi)口，且所述配合部的外表面呈弧狀曲面；所述石英蓋板容置于所述坩禍內(nèi)，且所述開(kāi)口在一垂直方向上對(duì)應(yīng)于所述底壁的主體部?jī)?nèi)表面的大致中央部位，而所述配合部的內(nèi)表面在所述垂直方向上大致對(duì)應(yīng)于所述底壁的邊角部?jī)?nèi)表面；以及一硅熔湯，其盛裝于所述坩鍋內(nèi)，所述石英蓋板的平貼部保持貼附于所述硅熔湯的液面，且所述配合部未抵接于所述硅熔湯，所述硅熔湯能經(jīng)提拉凝固而形成一穿過(guò)所述石英蓋板開(kāi)口的硅晶棒；其中，當(dāng)所述硅熔湯的液面不高于所述底壁的邊角部時(shí)，所述石英蓋板通過(guò)其配合部收容于所述坩禍的邊角部?jī)?nèi)表面所圍繞的空間中，以使所述平貼部維持貼附在所述硅熔湯的液面上。
[0008]優(yōu)選地，所述硅熔湯通過(guò)對(duì)流施力于所述平貼部，以提供所述石英蓋板浮在所述硅熔湯液面所需的力，使所述石英蓋板通過(guò)所述平貼部而貼附于所述硅熔湯的液面。
[0009]優(yōu)選地，所述長(zhǎng)晶裝置包括有一熱屏蔽與一推頂模塊，所述石英蓋板連接固定于所述熱屏蔽，所述坩禍設(shè)置于所述推頂模塊上，且所述推頂模塊能推動(dòng)坩禍沿所述垂直方向移動(dòng)；當(dāng)所述硅熔湯的液面下降時(shí)，所述推頂模塊推動(dòng)所述坩禍上升一距離，且所述距離與所述硅熔湯液面下降高度相同，以使所述石英蓋板的平貼部能保持貼附于所述硅熔湯液面。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例另提供一種石英蓋板，適于容置在盛裝一硅熔湯的一坩禍內(nèi)，所述石英蓋板包括:一平貼部，其呈平板狀且在大致中央處包圍定義有一開(kāi)口，所述平貼部用以保持貼附于所述硅熔湯的液面，且所述硅熔湯經(jīng)提拉所形成的一硅晶棒能穿過(guò)所述石英蓋板的開(kāi)口 ；以及一配合部，其自所述平貼部周緣一體彎曲延伸所形成，且所述配合部的外表面呈弧狀曲面。
[0011]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的長(zhǎng)晶系統(tǒng)及石英蓋板，通過(guò)平貼部能保持貼附于硅熔湯的液面，使得硅晶棒的各部位含氧量提升且保持在特定范圍內(nèi)。并且，通過(guò)石英蓋板的配合部對(duì)應(yīng)于坩禍的邊角部，使得硅熔湯的液面不高于坩禍底壁的邊角部時(shí)，平貼部能維持貼附在硅熔湯的液面上，以令硅晶棒的底部的含氧量能保持在特定范圍。
[0012]為能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的長(zhǎng)晶裝置，用于盛裝硅熔湯時(shí)的平面示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明長(zhǎng)晶裝置的石英蓋板的立體示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明長(zhǎng)晶裝置的石英蓋板的另一視角立體示意圖。
[0016]圖4為圖1中的硅熔湯經(jīng)提拉凝固形成硅晶棒時(shí)的平面示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例的長(zhǎng)晶裝置，用于盛裝硅熔湯時(shí)的平面示意圖。
[0018]圖6為圖5中的硅熔湯經(jīng)提拉凝固形成硅晶棒時(shí)的平面示意圖。
[0019]圖7為本發(fā)明第二實(shí)施的石英蓋板固定于熱屏蔽的立體示意圖。
[0020]符號(hào)說(shuō)明:
[0021]100長(zhǎng)晶裝置；
[0022]I 坩禍；
[0023]11 底壁；
[0024]111主體部
[0025]112 邊角部；
[0026]12 環(huán)側(cè)壁；
[0027]2 石英蓋板；
[0028]21 平貼部；
[0029]22 配合部；
[0030]23 開(kāi)口；
[0031]3 熱屏蔽；
[0032]4 推頂模塊；
[0033]200 硅熔湯；
[0034]201 液面；
[0035]300 硅晶棒；
[0036]G間隙；
[0037]V垂直方向。
【具體實(shí)施方式】
[0038]第一實(shí)施例
[0039]請(qǐng)參閱圖1至圖4，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例，需先說(shuō)明的是，本實(shí)施例對(duì)應(yīng)圖式所提及的相關(guān)數(shù)量與形狀，僅用以具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，以便于了解其內(nèi)容，而非用以局限本發(fā)明的權(quán)利范圍。
[0040]本實(shí)施例提供一種長(zhǎng)晶系統(tǒng)，包括一長(zhǎng)晶裝置100與一硅熔湯200。長(zhǎng)晶裝置100包括一坩禍I與一用以容置在坩禍I內(nèi)的石英蓋板2。需說(shuō)明的是，本實(shí)施例的改良處主要在于坩禍I與石英蓋板2，所以在下述說(shuō)明中，長(zhǎng)晶裝置100以坩禍I與石英蓋板2兩個(gè)組件作一說(shuō)明，但不表示長(zhǎng)晶裝置100僅包含坩禍I與石英蓋板2。
[0041]所述坩禍I在本實(shí)施例中是由石英材料一體成型所制成，且坩禍I包含有一底壁11及自底壁11周緣一體延伸的一環(huán)側(cè)壁12。其中，底壁11包含有一平板狀的主體部111與一弧狀的邊角部112，且上述邊角部112 —體連接于主體部111與環(huán)側(cè)壁12之間，邊角部112的內(nèi)表面呈弧狀曲面。
[0042]所述石英蓋板2在本實(shí)施例中主要是由石英材料一體成型所制成，石英蓋板2大致呈對(duì)稱的碗狀且厚度均厚。其中，石英蓋板2的厚度大致為3厘米至5厘米，而優(yōu)選為3厘米，但本發(fā)明不受限于此。
[0043]更詳細(xì)地說(shuō)，所述石英蓋板2包含有一平板狀的平貼部21及自平貼部21周緣一體向外彎曲延伸的一配合部22。上述平貼部21的大致中央處包圍定義有一圓形的開(kāi)口 23，且配合部22的外表面呈弧狀曲面。
[0044]再者，當(dāng)石英蓋板2容置于坩禍I內(nèi)，上述開(kāi)口 23在一垂直方向V上對(duì)應(yīng)于底壁11的主體部111內(nèi)表面的大致中央部位。而配合部22的內(nèi)表面在垂直方向V上大致對(duì)應(yīng)于底壁11的邊角部112內(nèi)表面，進(jìn)一步地說(shuō)，石英蓋板2的配合部22外表面的弧度大致等于其在垂直方向V上所對(duì)應(yīng)的坩禍I邊角部112的內(nèi)表面弧度，而本實(shí)施例的石英蓋板2的配合部22外表面的弧度大致為其在垂直方向V上所對(duì)應(yīng)的坩禍I邊角部112的內(nèi)表面弧度的85%?100%，但不以此為限。
[0045]另外，石英蓋板2的配合部22外表面端緣與坩禍I環(huán)側(cè)壁12內(nèi)表面之間形成一不大于5厘米的間隙G。需說(shuō)明的是，石英蓋板2的配合部22外表面端緣與坩禍I環(huán)側(cè)壁12內(nèi)表面之間存在的間隙，是為了使石英蓋板2能順暢的置入坩禍I內(nèi)。因此，在所述石英蓋板2能順暢置入坩禍I的前提下，間隙G的存在是越小越好。
[0046]以上介紹長(zhǎng)晶裝置100的坩禍I與石英蓋板2各自的結(jié)構(gòu)技術(shù)特征及兩者間的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)關(guān)系，下述接著針對(duì)長(zhǎng)晶系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作作一舉例說(shuō)明。
[0047]當(dāng)所述長(zhǎng)晶裝置100在其坩禍I內(nèi)盛裝硅熔湯200時(shí)，石英蓋板2的平貼部21能保持貼附于硅熔湯200的液面201，并且