CN102124150B - 控制气载污染物跨晶带表面的转移 - Google Patents

Abstract

一种生长带状晶体的方法，它提供了容纳熔融材料的坩埚，并且将丝索穿过该熔融材料，以生长带状晶体。该方法还引导带状晶体周围的气流，使气体沿着带状晶体朝所述坩埚向下流动。

Description

控制气载污染物跨晶带表面的转移

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年8月18日提交的美国临时专利申请No.61/089,603的优先权，并且是2008年6月13日提交的美国专利申请No.12/138,799和2008年6月13日提交的美国专利申请No.12/138,791的部分继续申请，这两件申请都要求于2007年6月14日提交的美国临时专利申请No.60/944,017的优先权，上述申请的全部公开内容在此通过引用的方式并入。

技术领域

本发明总体上涉及带状晶体，更具体地，本发明涉及对带状晶体的生长期间的污染物进行控制。

背景技术

太阳能电池可以由通过“带状晶拉晶(ribbon pulling)”技术制造的硅晶片形成。该带状晶拉晶技术通常使用一个晶体生长系统，该晶体生长系统包括在用于容纳熔融硅浆的坩埚周围的专用熔炉。该熔炉通常包括围绕坩埚的基部绝热体、以及位于该基部绝热体上方且靠近生长的带状晶体的绝热体(称为“后热器”)。

在生长过程中，通常将两条丝索(string)穿过坩埚，使得熔融硅浆凝固至其表面，因此在两条丝索之间形成生长的带状晶体。通过将多组丝索穿过坩埚，可以同时形成两个或更多个带状晶体。将附着有带状晶体的丝索穿过后热器，使得带状晶体可以在受控环境中冷却。然后将带状晶体从熔炉中取出。

在整个过程中，通常要注意减少在带状晶体中存在的不希望的杂质或污染物的量。污染物可能不利地影响带状晶体的性能，这可能影响利用这种带状晶体制成的装置的性能。例如，污染物能够不期望地减少由这种带状晶体制成的太阳能电池的转换效率。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种生长带状晶体的方法提供了容纳熔融材料的坩埚，并且将丝索穿过该熔融材料，以生长带状晶体。该方法还引导该带状晶体周围的气流，使气体沿着带状晶体朝所述坩埚向下流动。

根据相关实施例，该方法还提供了后热器，该后热器位于坩锅上方并且在至少一侧与带状晶体邻近。该后热器具有防护件，该防护件联接至后热器的至少一部分。该防护件位于带状晶体与后热器之间。该防护件可以由石墨、碳化硅和/或石英形成。该防护件可以包括多个片状物，所述多个片状物利用至少一个肋联接至后热器。该肋可以在带状晶体的边缘附近对齐。该方法可以进一步提供至少在两个侧面包围坩锅的基部绝热体。该基部绝热体具有防护件，该防护件联接至基部绝热体的至少一部分，并且该防护件位于基部绝热体与坩锅之间。该坩锅可以包括与该防护件的一部分邻接的至少一个挡板(baffle)。基部绝热体可以具有位于坩锅下方的至少一个开口，其中，气体向下流过坩锅并穿过所述至少一个开口。该方法可以进一步将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中。基部绝热体可以具有防护件，该防护件联接至基部绝热体的至少一部分，其中，该防护件位于基部绝热体与坩锅之间。该方法可以进一步提供联接至基部绝热体的至少一个挡板，其中，气流被引导为向下经过至少一个挡板和坩锅。该方法可以进一步提供后热器，该后热器位于坩锅上方并且至少在两个侧面与带状晶体邻近。该后热器可以具有至少一个开口。该方法可以进一步将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中，其中，气体被朝向带状晶体引导。后热器可以具有防护件，该防护件联接至后热器的至少一部分。该防护件位于带状晶体与后热器之间。该方法可以进一步提供气体密封件，该气体密封件联接至后热器并且与带状晶体邻近，其中，气流基本上朝向坩锅离开所述气体密封件。该方法可以进一步提供壳体，该壳体包围坩锅和带状晶体的一部分，并且提供防护件，该防护件联接至所述壳体的至少一部分。该防护件与带状晶体的一部分邻近。该方法可以进一步提供气体密封件，该气体密封件联接至壳体并且与带状晶体邻近。该气体密封件具有至少一个开口。该方法可以进一步将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中。气体被朝向带状晶体引导，并且气流基本上在带状晶体与防护件之间沿着该防护件离开所述气体密封件。

根据本发明的另一个实施例，一种带状晶体生长系统包括：坩埚，该坩埚用于容纳熔融材料；以及基部绝热体，该基部绝热体至少在两个侧面包围所述坩锅。基部绝热体可以具有位于坩锅下方的一个或多个开口。该带状晶体生长系统还可以包括气体系统，该气体系统通过至少一个开口提供来自外部气源的气体，使得气体向下流过坩锅并穿过所述至少一个开口。

根据本发明的另一个实施例，一种带状晶体生长系统包括用于容纳熔融材料的坩埚以及位于该坩锅上方的后热器，该后热器具有内表面。该带状晶体生长系统还可以包括与该内表面邻近的至少一个防护件。后热器和至少一个防护件被构造为允许带状晶体经过该至少一个防护件附近。该至少一个防护件可以由石墨、碳化硅和/或石英形成。

根据相关实施例，防护件可以利用至少一个肋来联接至后热器的内表面。替代地，防护件可以联接至包围坩锅的壳体，并且被构造为允许带状晶体穿过该壳体中的通道。坩锅可以具有至少两个丝索孔，所述至少两个丝索孔限定了沿着带状晶体生长方向的竖直延伸平面，并且肋可以与该平面的边缘对齐。该系统还可以包括：基部绝热体，该基部绝热体至少在两个侧面包围坩锅；以及至少一个基部绝热体防护件，该基部绝热体防护件联接至基部绝热体的至少一部分。该基部绝热体防护件位于基部绝热体与坩锅之间。坩锅可以包括与基部绝热体防护件的一部分邻接的至少一个挡板。

附图说明

从以下参照附图对本发明的进一步描述中，将会更充分地意识到本发明的上述内容和优点，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的透视图；

图2示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的局部剖视图，其中，所述壳体的一部分被移除；

图3示意性示出了现有技术的带状晶体生长系统的局部剖视图以及该系统中的气流；

图4示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的局部剖视图，该带状晶体生长系统具有多个挡板和位于基部绝热体中的气体系统；

图5示意性示出了根据本发明实施例的、在图4所示的带状晶体生长系统中的气流；

图6示意性示出了根据本发明实施例的、在无挡板的情况下图4所示的带状晶体生长系统中的气流；

图7示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的局部剖视图，该带状晶体生长系统具有位于后热器中的气体系统；

图8示意性示出了根据本发明实施例的、在图7所示的带状晶体生长系统中的气流；

图9示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的局部剖视图，该带状晶体生长系统具有晶带防护件和附接至壳体的气体系统；

图10A示意性示出了根据本发明实施例的、在图9所示的带状晶体生长系统的上部中的气流；

图10B示意性示出了根据本发明实施例的、在图9所示的带状晶体生长系统的下部中的气流；

图11示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的截面图，该带状晶体生长系统具有联接至后热器的晶带防护件；

图12示意性示出了根据本发明实施例的、具有多个晶带防护件的后热器的一部分的透视图；

图13示意性示出了根据本发明实施例的、如图12所示的后热器的一部分的截面图；

图14示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统的一部分的截面图，该带状晶体生长系统具有联接至基部绝热体的晶带防护件；并且

图15示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统一部分的截面图，该带状晶体生长系统具有带挡板的坩锅和联接至基部绝热体的晶带防护件。

具体实施方式

本发明的各个实施例提供了用于生长带状晶体的系统和方法，从而减少晶带表面中的气载污染物的量。这通过小心地控制在生长和冷却过程中的环境以及带状晶体周围的气流来实现。惊奇地发现，带状晶体中的污染物水平是比基于熔料中的材料成分而在理论上预测出的更高的数量级。已经发现，晶带表面上的污染物水平比晶带的内部更高。相信在生长和冷却过程中，污染物会更容易结合到带状晶体的表面中。因此，在生长和冷却过程中，重要的是提供一种减少使带状晶体暴露于其的污染物的环境。也重要的是，以如下方式引导带状晶体周围的气流：即，使得此时可能结合到带状晶体中的任何污染物最少。下面讨论示例性实施例的细节。

图1示意性示出了根据本发明实施例的带状晶体生长系统10。该生长系统10包括形成封闭或密封内部的壳体12。该内部可以基本没有氧气(例如为了防止燃烧)，并且可以包括诸如氩气或其他惰性气体等的一种或多种气体，它们可以从外部气源提供。该内部包括坩埚14(如图2至图9所示)以及用于大致同时生长多个硅带状晶体16的其他部件。尽管图1示出了四个带状晶体，但生长系统10可以大致同时生长更少或更多的带状晶体。带状晶体16可以由单晶硅或多晶硅形成。壳体12可以包括门18，以允许对内部及其元件进行检查，还包括一个或多个光学窗口20。壳体12还可以提供用于将原材料(未示出)引导到壳体12内部中直至坩埚14以使该原材料熔化的装置。应当注意，硅带状晶体16的讨论是示例性的，并非旨在限制本发明的所有实施例。例如，带状晶体16可以由其他材料形成，例如其他金属或合金。

图2示意性示出了生长系统10的局部剖视图，其中，壳体12的一部分被移除。如图所示，生长系统10在壳体12内部包括用于容纳熔融材料22的坩埚14。在一个实施例中，坩埚14可以具有大致平坦的顶表面，该顶表面可以支撑或容纳熔融材料22。坩埚14可以包括丝索孔(未示出)，这些丝索孔允许丝索24穿过坩埚14。随着丝索24穿过坩埚14，熔融硅浆凝固至其表面，因此在两条丝索24之间形成生长的带状晶体16。坩埚14可以具有细长的形状，其具有用于生长沿着其长度并排布置的多个带状晶体16的区域。

生长系统10还包括基于壳体12中的多个区域的热量要求而构造的绝热体，所述多个区域例如是容纳熔融材料22的区域和容纳所形成的生长的带状晶体16的区域。这样，该绝热体包括基部绝热体26和后热器28，该基部绝热体26形成容纳坩埚14和熔融材料22的区域，该后热器28位于基部绝热体26上方(从这些图的透视图可见)。后热器28可以由基部绝热体26支撑，例如通过支柱(未示出)来支撑。另外或替代地，后热器28可以附接或固定至壳体12的顶部。在一些实施例中，后热器28具有位于生长的带状晶体16的两侧的两个部分28a、28b。这两个部分28a、28b形成一个或多个通道，带状晶体16经过这些通道而生长。替代地，后热器28也可以仅位于生长的带状晶体16的一侧。后热器28提供受控的热环境，该热环境允许该生长的带状晶体16随着其从坩锅14中上升而冷却。在一些实施例中，后热器28可以具有位于该后热器28内的一个或多个另外的开口或狭缝29，以随着该生长的带状晶体16穿过后热器28的内表面而从带状晶体16可控地排放热量。

生长系统10还可以包括一个或多个晶带防护件30，该晶带防护件30保护生长的带状晶体16，使其免受可能从基部绝热体26和/或后热器28引入的污染物影响。在生长和冷却过程中，污染物可能从基部绝热体26和/或后热器28中“蒸腾”并扩散到生长的带状晶体16中。晶带防护件30在生长的带状晶体16与绝热体26、28之间提供了保护屏障，以便减少在生长和冷却环境中该带状晶体暴露于其的污染物的量，因此降低带状晶体16中的杂质浓度。

晶带防护件30可以联接至后热器28的至少一部分并位于后热器28与带状晶体16之间。优选地，晶带防护件30在带状晶体16的两侧联接至后热器28。如图所示，晶带防护件30可以联接至后热器28的内表面，或者，晶带防护件30可以附接至后热器28的顶部或附接至壳体12的顶部(未示出)。替代地或另外，晶带防护件30可以联接至基部绝热体26的至少一部分并位于基部绝热体26与坩锅14之间。优选地，晶带防护件30在坩锅14的两侧联接至基部绝热体26，并且终止于容纳熔融材料22的坩锅14的顶部下方的某个位置。

为了保护带状晶体16使其免受来自基部绝热体26和/或后热器28的污染物影响，晶带防护件30优选由能够承受相对高温的非常纯的、高质量材料形成。例如，该晶带防护件材料优选在从大约1000℃至大约1500℃范围内的温度下工作。典型地，基部绝热体26和/或后热器28由低密度的碳绝热材料形成，例如碳泡沫、碳纤维或石墨泡沫材料。因此，晶带防护件30可以由比典型的绝热材料具有更高纯度的各种材料形成。优选地，晶带防护件30由坚硬的密致材料形成。例如，晶带防护件30可以由碳化硅、石英、石墨、或它们的组合物形成。晶带防护件30可以是形成在基部绝热体26和/或后热器28上或联接至该基部绝热体26和/或后热器28的诸如包覆层等的层。晶带防护件30可以是形成在基部绝热体26和/或后热器28上或者形成在例如CVD碳化硅涂层石墨的晶带防护件材料上的涂层。晶带防护件30可以是附接至基部绝热体26和/或后热器28的多个片状物或板。晶带防护件30能够可移除地联接至基部绝热体26和/或后热器28，从而，如果晶带防护件30变得被污染，例如熔融硅浆飞溅于其上，或者以某种方式受到损坏，则可以容易地替换该晶带防护件30。

生长系统10还可以包括如下文关于图4至图10B更详细描述的一个或多个气体系统(图2中未示出)，以减少在生长和冷却环境中带状晶体暴露于其的污染物的量。

例如，如图3所示，在典型的带状晶体生长系统中，壳体12内的气体倾向于在基部绝热体26和后热器28之间朝向坩锅14而流入(如箭头31所示的气流)。然后，该气体沿着生长的带状晶体16向上流动离开坩锅14。气体沿着该方向自然地流动，部分是因为带状晶体16随着其从坩锅中上升并冷却而放出热量。随着生长的带状晶体16周围的空气变暖(并且，与后热器28的顶部附近相比，在坩锅14附近，带状晶体周围的空气变得更暖)，该暖空气沿着带状晶体16在带状晶体16与后热器28之间上升。这种效应倾向于沿着带状晶体产生向上的气流或通风，这导致更冷的空气从侧面进入以替代向上流动的暖空气。

相信在带状晶体16更容易受影响而将污染物结合到材料表面的期间、即带状晶体16最初由熔融物形成并开始冷却时，朝向坩锅流入的气体将这些污染物携带到晶带表面。因此，本发明的各个实施例以如下这种方式来控制系统中的气流：即，减少系统中的这些气载污染物并且/或使生长过程中这些污染物的影响最小化。例如，各个实施例可以包括：阻止气流穿过基部绝热体与后热器之间的间隙；将诸如惰性气体的另一种气体引入到系统中，以减少带状晶体表面上的污染物的浓度；和/或通过将另一种气体和/或泵送机构引入到壳体中而在系统中建立可替代的流动模式。

还相信的是，在此期间污染物可能从生长的带状晶体16周围的绝热材料中被携带至晶带表面。因此，本发明的各个实施例在对气流进行控制或不进行控制的情况下在该系统中提供了保护屏障，以便减少来自基部绝热体26和/或后热器28的这些气载污染物，从而使生长过程中这些污染物的影响最小化。

例如，图4和5示意性示出了一个实施例，其中，气流31沿着带状晶体16朝着坩锅14向下，而不是向上离开坩锅14。这通过提供基部绝热体26中的气体系统以及位于基部绝热体26与后热器28之间的挡板32来实现。如图4和5所示，基部绝热体26可以包括形成在坩锅14下方的一个或多个开口34。该气体系统可以将来自外部气源(未示出)的气体经由气体供应管线36供应至开口34。气体供应管线36可以包括用于将气体引导到开口34中的一个或多个气体喷口38。开口34可以构造为具有喷嘴形状40(例如从较小直径过渡到较大直径的形状)，从而该气体系统在壳体12内有效建立气体泵送机构。该泵送作用改变了壳体12中的气流，从而使气体沿着带状晶体16朝坩锅14向下流动。

例如，当将气体供应到开口34中时，气体经过喷嘴40而从基部绝热体26的与坩锅14面对的内表面流动(如图5中的箭头31所示)到基部绝热体26的与壳体12面对的外表面。然后，该气体沿着壳体12的侧面朝向其顶部向上流动，并且跨过后热器28的顶部而朝向带状晶体16流动。随着气体在喷嘴40中移动，这倾向于在开口34的内表面处形成压力降，从而导致坩锅14周围的气体向下流动并进入开口34。该作用与沿着壳体12的侧面上升的气流一起建立了在后热器28附近沿着带状晶体16朝向坩锅14流动的向下气流。

在一些实施例中，生长系统10还可以包括气体冷却系统，该气体冷却系统可以将来自外部气源(未示出)的气体通过气体冷却集管44供应至气体冷却喷口42。该气体冷却系统可以提供气体以进一步冷却所述生长的带状晶体16。例如，如图4和5所示，气体冷却喷口42可以在坩锅14上方的区域中面向生长的带状晶体16。尽管该气体冷却系统将气体供应至生长系统10，但所提供的气体量使得其不明显改变由基部绝热体26中的气体系统建立的整体气流模式。

挡板32也可以设置在基部绝热体26与后热器28之间，从而防止气流进入这两个结构之间的间隙。挡板32可以联接至基部绝热体26的顶部，并且与后热器28的远离带状晶体16的外表面邻近。替代地，挡板32可以联接至后热器28的外表面并且与基部绝热体26的顶部邻近。

另一个实施例可以包括基部绝热体26中的气体系统，如上文关于图4和5所描述的，但其没有挡板32。如图6所示，此构造仍然建立了在后热器28附近沿着带状晶体16朝向坩锅14流动的向下气流。尽管一部分气流在后热器28与基部绝热体26之间，但沿着带状晶体16的总体向下的流动模式导致一些从侧面横向流动的气体离开所述生长的带状晶体16而转向下朝着坩锅14流动。这使得该横向流动的气体中可能含有的任何污染物对带状晶体16的有害影响最小化。

图7和8示意性示出了另一个实施例，其中，在后热器28中设置有气体系统。如图所示，后热器28包括形成在后热器28的一个或两个部分中的一个或多个开口46。该气体系统可以将来自外部气源(未示出)的气体经由气体供应管线48而供应至开口46。在这种情况下，气体通过开口46朝向带状晶体16流入。后热器28还可以包括气体密封件50，该气体密封件50联接至后热器28的顶部。气体密封件50使后热器28的顶部中的通道实质上变窄，带状晶体16经过该通道。这在带状晶体16与气体密封件50之间有效建立了密封，从而将通过开口46流入的气体大致沿着带状晶体16在向下方向上(如图8中的箭头31所示)朝向坩锅14引导。气体密封件50基本上防止气体沿着带状晶体16向上流动，并且基本上防止横向流动的气体从后热器28的顶部进入。

图9至10B示意性示出了另一个实施例，其中，在壳体12的外部设置有气体系统。如图所示，气体密封件52可以在如下通道周围联接至壳体12的顶部，带状晶体16穿过该通道而到达壳体12的外部。气体密封件52包括形成在气体密封件52中的一个或多个开口54。尽管图9和10A示出了位于气体密封件52的一侧的开口54，但开口54可以在气体密封件52的任一侧或两侧。该气体系统可以将来自外部气源(未示出)的气体供应至开口54中。气体通过开口54朝向带状晶体16流入。气体密封件52使壳体12的顶部中的通道实质上变窄，带状晶体16经过该通道。这在带状晶体16与气体密封件52之间有效建立了密封，从而将通过开口54流入的气体大致沿着带状晶体16在向下方向上(如图10A和10B中的箭头31所示)朝向坩锅14引导。气体密封件52基本上防止气体沿着带状晶体16向上流动，并且基本上防止气体从壳体12的顶部进入壳体12。

在本实施例中，可使用一个或多个晶带防护件30来维持沿着带状晶体16朝向坩锅14流动的气流。可以为在生长系统10中生长的每个带状晶体16使用一组晶带防护件30。晶带防护件30与壳体12中的允许该带状晶体穿过的通道邻近。晶带防护件30可以联接至壳体12的顶部(如图10A所示)或者固定至气体密封件52。晶带防护件30可以沿着带状晶体16在壳体12中的长度来设置，从而防止气体沿着后热器28的顶部横向流入到带状晶体16。如图10B所示，晶带防护件30可以终止于坩锅14上方的某个位置，使得向下流动的气体离开晶带防护件30的底部，并且朝向壳体12的侧面和后热器28的外侧横向向外流动。

如上所述，晶带防护件30可以联接至基部绝热体26和/或后热器28。例如，图11示意性示出了具有与后热器28的内表面联接的晶带防护件30的带状晶体生长系统10的截面图。图12示出了图11所示的后热器28的一部分的透视图。晶带防护件30可以是一个层、一个涂层或片状物，或者可以是利用一个或多个肋62附接至后热器28的多个片状物或板60，如图12所示。片状物60和肋62可以如下这种方式定位在后热器28中：即，控制所述生长的带状晶体16附近的温度梯度，从而潜在地减少所述生长的带状晶体16中的应力。肋62可以位于指定位置，从而控制所述生长的带状晶体16的某些特性和性质。

例如，坩锅14可以具有用于接收丝索24的多个丝索孔(未示出)。随着丝索24穿过坩锅14，熔融硅浆凝固至其表面，因此形成生长的带状晶体16。不期望的是，生长的带状晶体16的某些部分可能未经过进一步的冷却，并且可能比预期的薄(例如，形成了薄而易碎的“颈部”)。因此，肋62可以位于生长的带状晶体16的这些部分附近，以确保适当的冷却，并因此确保期望的厚度。因此，肋62可以由与片状物60具有不同的导热性(例如较高的导热性)的材料形成。例如，片状物60可以由碳化硅形成，而肋62可以由石墨形成。

如图所示，肋62可以为矩形带的形式，每个均具有大致均匀的宽度。替代地或另外，这些肋62中的一个或多个可以具有变化的宽度。在其他实施例中，这些肋62中的一个或多个可以具有均匀的或变化的不同形状，例如椭圆形、不规则形状。如图12所示，肋62可以定位为彼此邻近，每个肋62基本在后热器28的整个长度上沿竖直方向延伸。替代地，肋62可以包括多个较短部分，它们沿竖直方向彼此叠置，并且在各个部分之间具有很小间隔或没有间隔，或者在各个部分之间具有指定的间隔量。肋62的尺寸和形状可以根据带状晶体16的期望厚度而变化。然而，通常该尺寸和形状不应太大，因为带状晶体16可能在某些区域变得过厚，并且/或具有不期望的内部张力或应力。因此，应该小心地控制该肋62的尺寸和形状，以使这种张力或应力最小化，并且确保适当的带状晶体厚度。

例如，可以认为两个丝索孔形成经过系统10沿着带状晶体生长方向竖直向上延伸的平面。带状晶体16通常平行于该平面而生长。肋62可以沿着生长的带状晶体16或该平面的边缘而定位或对齐，或者可以沿着该竖直延伸平面定位在任意位置，因此降低系统10的所述区域中的温度。降低所述区域中的温度应该具有在相应区域中增加带状晶体厚度的效果。

尽管图11示出了位于后热器28的内表面上的晶带防护件30，但晶带防护件30也可以被包括在后热器28的其他表面上。例如，如图13所示，晶带防护件30可以大致包围后热器28。

图14示意性示出了带状晶体生长系统10的底部的截面图，该带状晶体生长系统10具有联接至基部绝热体26的晶带防护件30。如上文所述，晶带防护件30可以联接至基部绝热体26的至少一部分并位于基部绝热体26与坩锅14之间。晶带防护件30可以在坩锅14的两侧上联接至基部绝热体26，并且可以终止于容纳熔融材料22的该坩锅的顶部下方的某个位置。

坩锅14的上部还可以包括一个或多个挡板66，该挡板66在坩锅14的两侧延伸至晶带防护件30，如图15所示。挡板66可以防止来自基部绝热体26的污染物被结合到熔融材料22附近的生长的带状晶体16中。在包括后热器28中的和/或壳体12上的气体系统的实施例中，挡板66还可以将后热器28与基部绝热体26之间的气流引导到外部。

本发明的各个实施例也可以进行组合。例如，基部绝热体26中的气体系统可以与后热器28中的气体系统和/或壳体12上的气体系统一起使用。类似地，联接至基部绝热体26和/或后热器28的晶带防护件30可以与基部绝热体26及后热器28中的和/或壳体12上的一个或多个气体系统一起使用。因此，基本单独进行的对不同实施例的这些方面中的每一个方面的讨论并非旨在限制所有实施例。

尽管上述讨论公开了本发明的多个示例性实施例，但显而易见的是，在不偏离本发明的实质范围的情况下，本领域技术人员能够做出将实现本发明的某些优点的各种变型。

Claims (30)

1.一种生长带状晶体的方法，该方法包括：

提供容纳熔融材料的坩埚；

将丝索穿过所述熔融材料，以生长所述带状晶体；以及

引导所述带状晶体周围的气流，使气体沿着所述带状晶体朝所述坩埚向下流动。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

提供后热器，所述后热器位于所述坩锅上方并且在至少一侧与所述带状晶体邻近，所述后热器具有防护件，所述防护件联接至所述后热器的至少一部分，所述防护件位于所述带状晶体与所述后热器之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述防护件包括石墨、碳化硅、石英、或它们的组合物。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述防护件包括多个片状物，所述多个片状物利用至少一个肋联接至所述后热器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一个肋在所述带状晶体的边缘附近对齐。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

提供基部绝热体，所述基部绝热体至少在两个侧面包围所述坩锅，所述基部绝热体具有防护件，所述防护件联接至所述基部绝热体的至少一部分，其中，所述防护件位于所述基部绝热体与所述坩锅之间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述坩锅包括与所述防护件的一部分邻接的至少一个挡板。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

提供基部绝热体，所述基部绝热体至少在两个侧面包围所述坩锅，所述基部绝热体具有位于所述坩锅下方的至少一个开口，其中，气体向下流过所述坩锅并穿过所述至少一个开口。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述基部绝热体具有防护件，所述防护件联接至所述基部绝热体的至少一部分，其中所述防护件位于所述基部绝热体与所述坩锅之间。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

提供联接至所述基部绝热体的至少一个挡板，其中，所述气流被引导为向下经过所述至少一个挡板和所述坩锅。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

提供后热器，所述后热器位于所述坩锅上方并且至少在两个侧面与所述带状晶体邻近，所述后热器具有至少一个开口；以及

将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中，其中，朝向所述带状晶体引导所述气体。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述后热器具有防护件，所述防护件联接至所述后热器的至少一部分，所述防护件位于所述带状晶体与所述后热器之间。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：

提供气体密封件，所述气体密封件联接至所述后热器并与所述带状晶体邻近，其中，所述气流基本上朝向所述坩锅离开所述气体密封件。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：

提供壳体，所述壳体包围所述坩锅和所述带状晶体的一部分；以及

提供防护件，所述防护件联接至所述壳体的至少一部分，其中，所述防护件与所述带状晶体的一部分邻近。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

提供气体密封件，所述气体密封件联接至所述壳体并且与所述带状晶体邻近，所述气体密封件具有至少一个开口；以及

将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中，其中，气体被朝向所述带状晶体引导，并且气流基本上在所述带状晶体与所述防护件之间沿着所述防护件离开所述气体密封件。

17.一种带状晶体生长系统，包括：

坩埚，所述坩埚用于容纳熔融材料；

基部绝热体，所述基部绝热体至少在两个侧面包围所述坩锅，所述基部绝热体具有位于所述坩锅下方的至少一个开口；以及

气体系统，所述气体系统通过所述至少一个开口提供来自外部气源的气体，使得气体向下流过所述坩锅并穿过所述至少一个开口。

18.根据权利要求17所述的带状晶体生长系统，其中，所述基部绝热体具有防护件，所述防护件联接至所述基部绝热体的至少一部分，其中，所述防护件位于所述基部绝热体与所述坩锅之间。

19.根据权利要求17所述的带状晶体生长系统，还包括：

至少一个挡板，所述至少一个挡板联接至所述基部绝热体，其中，气体向下流过所述至少一个挡板和所述坩锅。

20.根据权利要求19所述的带状晶体生长系统，还包括：

后热器，所述后热器位于所述基部绝热体和所述坩锅上方，所述后热器具有内表面和与内表面相反的外表面，所述内表面允许带状晶体经过所述后热器的两个部分之间，其中，所述至少一个挡板与所述后热器的外表面邻近。

21.根据权利要求17所述的带状晶体生长系统，还包括：

后热器，所述后热器位于所述基部绝热体和所述坩锅上方，所述后热器具有内表面；以及

至少一个防护件，所述至少一个防护件与所述内表面邻近，其中，所述后热器和所述至少一个防护件被构造为允许带状晶体经过所述至少一个防护件附近。

22.根据权利要求21所述的带状晶体生长系统，其中，所述至少一个防护件包括石墨、碳化硅、石英、或它们的组合物。

23.根据权利要求21所述的带状晶体生长系统，其中，所述至少一个防护件包括多个片状物，所述多个片状物利用至少一个肋联接至所述后热器。

24.根据权利要求23所述的带状晶体生长系统，其中，所述坩锅具有至少两个丝索孔，所述至少两个丝索孔限定了沿着带状晶体生长方向的竖直延伸平面，所述至少一个肋与所述平面的边缘对齐。

25.一种带状晶体生长系统，包括：

坩埚，所述坩埚用于容纳熔融材料；

后热器，所述后热器位于所述坩锅上方，所述后热器具有内表面；以及

至少一个防护件，所述至少一个防护件利用至少一个肋联接至所述后热器的所述内表面，其中，所述后热器和所述至少一个防护件被构造为允许带状晶体经过所述至少一个防护件附近，并且所述至少一个防护件包括石墨、碳化硅、石英、或它们的组合物。

26.根据权利要求25所述的带状晶体生长系统，其中，所述坩锅具有至少两个丝索孔，所述至少两个丝索孔限定了沿着带状晶体生长方向的竖直延伸平面，所述至少一个肋与所述平面的边缘对齐。

27.根据权利要求25所述的带状晶体生长系统，还包括：

壳体，所述壳体包围所述坩锅并且被构造为允许带状晶体穿过所述壳体中的通道，其中，所述防护件联接至所述壳体。

28.根据权利要求25所述的带状晶体生长系统，还包括：

基部绝热体，所述基部绝热体至少在两个侧面包围所述坩锅；以及

至少一个基部绝热体防护件，所述基部绝热体防护件联接至所述基部绝热体的至少一部分，其中，所述基部绝热体防护件位于所述基部绝热体与所述坩锅之间。

29.根据权利要求28所述的带状晶体生长系统，其中，所述坩锅包括与所述基部绝热体防护件的一部分邻接的至少一个挡板。

30.根据权利要求29所述的带状晶体生长系统，其中，所述坩锅包括与所述基部绝热体防护件的一部分邻接的至少一个挡板。

Images