CN104685113A - 连续cz方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一种CZ成长方法和设备，较佳为一种连续CZ成长方法和设备，其中实质上防止输送系统所提供的固体原料在晶锭成长期间进入坩埚的成长区域。以此方式，产生具有特别一致性质的晶锭。

Description

连续CZ方法和设备
相关申请的交互参照
本申请要求美国临时专利申请第61/699,004号(2012年9月10日申请)的权益。该临时专利申请的全部内容以参考方式并入本文。
技术领域
本发明有关利用连续CZ单晶成长法制备晶锭，诸如硅晶锭，以及用于以此方法制备晶锭的装置。
背景技术
制备用于制造集成电路和光伏打太阳能电池用材料的硅晶锭的最有效率和经济的方法之一为CZ(Czochralski)方法(以下有简称为CZ或CZ制程的情形)。在典型的CZ制程中，将硅进料置于坩埚内，并且将硅进料在约1416℃的温度熔化至其液态。接着，将具预定结晶取向的小晶质硅晶种下降以接触熔化物的表面，接着将其逐渐地收回。在适当地控制温度下，液态硅在晶质晶种上冷冻成具有与该晶种所具者相同的取向。接着，将晶种缓慢地提高远离熔化物，以形成具有最终长度为一公尺或更多和直径为数百公厘(mm)的成长中的硅晶质晶锭。
已知有两种类型CZ技术，通常称为批式CZ方法和连续CZ法。于批式CZ，在经加热的坩埚中，将需要用于生长硅晶锭的全部量的进料材料在制程开始时熔化，而且将一块晶锭取出以使该坩埚实质上耗乏。接着，将坩埚在一块晶锭之后丢弃。相较于言，于连续CZ(CCZ)成长，在成长制程的期间连续地或周期性地补充进料材料，结果可在成长期间从经补料的单一坩埚拉出多个晶锭。仅在许多晶锭循环之后，丢弃坩埚，并且以新的坩埚置换。
为了进行CCZ制程，需要将传统的批式CZ成长设备修改以包含一种用于以连续或半连续的方式将额外的进料材料供给熔化物，但不会不利地影响成长中晶锭性质的装置。为了减少此补料行为对同时结晶成长的不利效果，通常修改传统的石英坩埚以提供将经添加的材料传送入其中的外或环形熔融区域，以及从其拉出硅晶锭的内成长区域。此等区域彼此液态流动连通。
虽然此等和其他已知的修改使得CCZ能用于制备具有良好的整体性质的硅晶锭，产业中对于改良的CCZ方法和装置仍有需求，尤其是彼等最小化或消除在拉出晶锭时由补料给坩埚所造成的效果者。
发明内容
本发明有关一种CZ成长设备，较佳为包括坩埚的连续CZ成长设备，该坩埚具有由至少一个壁分隔的内成长区域和外进料区域，该壁具有至少一个在该等区域之间提供限制的流体连通的开口。该设备进一步包括固体原料输送系统，其包括具有悬伸于坩埚的外进料区域上且在其中输送固体原料的输送点的进料器，以及至少一个实质上防止固体原料进入坩埚的内成长区域的粒子阻挡装置。于一个具体例，该设备进一步包括安置在坩埚的内成长区域上的隔热屏蔽。较佳地，隔热屏蔽和坩埚的壁是为空隙所分隔，而且粒子阻挡装置实质上防止固体原料通过该空隙。粒子阻挡装置可为至少部分覆盖坩埚的内成长区域的粒子屏蔽。例如，粒子屏蔽可安置在坩埚的壁上，而且伸入内成长区域。替代地，或额外地，粒子阻挡装置可为环绕隔热屏蔽周围安置(诸如，环绕其外底边缘)的隔离外壳。再者，或替代地，粒子阻挡装置可为至少部分环绕或位于该固体原料输送系统内而安置的粒子屏蔽，特别是环绕进料器的输送点，诸如与进料器一同安置的套件。
本发明进一步有关一种CZ成长的方法，较佳为一种连续CZ成长硅晶锭的方法，包括以下步骤：在CZ成长设备中提供具有由至少一个壁分隔的内成长区域和外进料区域的坩埚；提供包括硅的固体预进料进入该内成长区域和该外进料区域；熔化该固体预进料；起始固体晶锭的成长；以及自该装置移除所产生的硅晶锭。生长硅晶锭同时，将固体原料从硅输送系统传输送至坩埚的外进料区域。另外，CZ成长设备包括至少一个实质上防止固体硅进入坩埚的内成长区域的粒子阻挡装置。较佳地，用于本发明的方法的CZ成长设备为本发明的设备。
如所主张，应暸解前述一般性描述和以下详细描述两者为例示性且应仅为解释性，并且意欲以提供本发明的进一步解释。
附图说明
图1、图2以及图3为本发明的CZ成长设备和方法的具体例的示意图。
符号说明
100、200、300         CZ成长设备
110、310              坩埚
111、211、311a、311b  壁
112、312              内成长区域
113、313a、313b       外进料区域
114                   加热器
115                   熔化物
116、216、316         隔热屏蔽
117、217、317         固体原料输送系统
118、218、318         进料器
119、219、319         输送点
120、320              空隙
121、221、321         粒子屏蔽
122                   水平段
123                   垂直段
124、224、324         隔离外壳
330                   套件。
具体实施方式
本发明有关一种硅晶锭的CZ成长设备和方法。本发明的CZ成长设备包括坩埚、固体原料输送系统以及至少一个粒子阻挡装置，各包含于产生晶锭(诸如，硅晶锭)的成长室内。成长室包括形成可加热的空间(其中提供有坩埚)的侧壁和顶壁。坩埚可含有包括硅的预进料，其在成长室内的坩埚中熔化。坩埚可用一个或多个台座从下方支撑，而且可为任何本领域中已知用于结晶生长且能含有固体和液体材料两者(特别是固体和液体硅)者。例如，坩埚可为石英坩埚或可为含有石英内衬料的石墨坩埚。取决于如结晶成长系统的几何，坩埚亦可具有任何横截面形状，但典型地具有圆形横截面形状。
坩埚包括至少两个区域，各由具有至少一个开口(诸如切口、孔或管)的壁或其他分离装置分隔，以在该等区域之间提供限制的流体连通。例如，坩埚可包括壁以将其分成两个区域，即内区域(本文中称为内成长区域)和外区域(本文中称为外进料区域)。此等区域彼此流体连通。内区域为起始晶锭的成长且使晶锭从其生长之处，而外区域在晶锭生长时将额外的材料供入内区域。因此，当因结晶制程而从内成长区域移除材料时，新的材料可从外进料区域进入。较佳地，内成长区域及/或外进料区域含有欲于其中熔化的包括硅的固体预进料，而且可进一步包括至少一种掺杂物材料，包含，例如、磷、硼、镓、铟、铝、砷或锑。
在晶质晶锭生长和取出之前，或较佳为同时，本发明的CZ成长设备的固体原料输送系统提供固体原料至坩埚。因此，较佳地，固体原料输送系统能在坩锅加热同时，输送固体形式材料至坩埚。在整个晶锭成长的过程中，可连续地或分批地(半连续地)提供原料。较佳地，该原料包括硅(包含冶金等级硅或太阳能等级硅)，而且进一步可包括至少一种掺杂物材料，诸如，磷、硼、镓、铟、铝、砷或锑。
可使用各种用于将固体材料运输至坩埚的装置。例如，固体原料输送系统可包括进料器，诸如，凹槽系统透过该凹槽系统提供控制量的固体硅给坩埚。进料器可包括至少一个悬伸于坩埚上的输送点。当坩埚包括内成长区域和外进料区域时，较佳为固体原料输送系统提供材料至坩埚的外进料区域，以对从其生长或拉出晶质晶锭的熔化硅的干扰最小化。美国专利申请案第13/446,414号描述有用于本发明的CZ成长设备的适合的固体原料输送系统的具体实例，其全部内容以参考方式并入于本文中。因此，当因结晶制程而从内成长区域移除材料且新的材料从外进料区域进入内成长区域时，藉由输送系统提供额外的固体原料至外进料区域，藉以维持用于连续成长晶质晶锭的相对稳定熔化材料来源。
本发明的CZ成长设备可进一步包括安置在坩埚上的隔热屏蔽，较佳为安置在坩埚的内成长区域上。当坩埚中维持熔化的进料时，该屏蔽保护生长中的晶锭免于过度地加热，故该屏蔽是由能抵挡成长设备内的高温和条件低传热性的材料所制成，或包括该材料。本领域中已知有各种种类的隔热屏蔽，而且任何这些都可用于本发明的设备。尺寸和形状将取决于成长设备的几何。例如，对于具有圆形横截面形状且用以形成具有略圆形横截面形状的硅晶锭的坩埚，较佳为隔热屏蔽亦具有圆形横截面形状且几何略柱形或锥形。更佳地，隔热屏蔽具有倒锥形状，即屏蔽的顶部的横截面面积大于在底部的横截面面积，而且具有够大以使生长中的晶锭通过直径的底部。
本发明的CZ成长设备可进一步包括至少一个系统，从该系统可起始晶质晶锭的成长。例如，该设备可进一步包括拉取机构，该机构包含在其上支撑有小晶质晶种(诸如，硅结晶)的伸缩式索。利用此机构，可将具有预定结晶取向的晶种下降以接触坩埚内所含熔化的材料，接着将其逐渐地收回。适当控制温度下，液体材料在晶质晶种上冷冻成具有与该晶种所具相同的取向，藉以引发晶质晶锭的成长。接着，将种晶缓慢地提高远离熔化物，以形成具有期望的最终长度和直径的生长中的晶质晶锭。亦可使用一个或更多个支援拉取机构的荷重元，连同回应该荷重元的控制装置，以启动从该固体原料输送系统供应原料至成长设备。
如上述，坩埚较佳具有内成长区域和外进料区域，而且固体原料输送系统包括具有悬伸于坩埚的外进料区域上的输送点的进料器，其将晶锭拉出时对内成长区域内熔化硅的干扰最小化。然而，已观察到甚至采用包括有安置在坩埚的外成长区域上的输送点的进料器时，固体原料粒子仍可不经意地进入内成长区域，并且负面地影响生长中的晶锭的晶质结构。例如，硅晶锭典型地是由CZ成长制程在惰性气氛下制备，而且已发现来自气体的对流携带来自硅原料输送系统的固体硅的粒子进入内成长区域。另外，粒子亦可通过意外的粒子反弹和通过外进料区域中所含熔化硅的沸腾而进入成长区域。
基于此原因，本发明的CZ成长设备进一步包括至少一个实质上防止固体原料进入坩埚的内成长区域的粒子阻挡装置。能阻挡粒状物材料的任何装置都可使用。例如，该装置可为固体隔障或可具有多个孔或空间(诸如屏或网目)以允许气态气体的流动，但不会使粒状物实质通过。该成长设备中亦可使用多个装置。该装置可由能抵挡固体材料碰撞和能进一步抵挡该成长设备内的高温度和条件的任何材料所制成，但不会对成长设备的整体热廓线有实质效果。较佳地，该粒子阻挡装置可包括石英、石墨、经碳化硅涂布的石墨或碳化硅。更佳地，该装置是由石英所制成。
粒子阻挡装置可被安置在CZ成长设备内的各种位置，只要对晶锭的成长不具有实质负面影响。例如，粒子阻挡装置可为粒子屏蔽，其安置以至少部分覆盖坩埚的内成长区域，诸如，置于此区域的表面上的屏。此外，粒子阻挡装置可亦为安置在分隔内成长区域和外进料区域的坩埚壁上的粒子屏蔽。此屏蔽可从内成长区域的壁向上或向内延伸。较佳地，粒子屏蔽邻近固体原料输送系统的提供固体原料进入坩埚的外进料区域的位置而安置。
至于另一个实例，粒子阻挡装置可为安置在坩埚壁中的开口的粒子屏蔽。以此方式，粒子屏蔽会防止输送入坩埚的外成长区域内所含熔化物的固体原料通过开口和进入内成长区域。特别地，粒子屏蔽可为横跨壁的开口的粒状物屏，或可为置于开口之前或之内的一层石英丸粒。
亦作为实例，粒子阻挡装置可为至少部分环绕或于固体原料输送系统内安置的粒子屏蔽，特别是环绕输送系统的进料器的输送点，从该输送点处，固体原料离开和进入坩埚的外进料区域。例如，该粒子屏蔽可为安置在固体原料输送系统的进料器内的套件。该套件较佳为至少部分延伸至进料器的输送点下，更佳为坩埚的壁下，而且具有安置在外进料区域内的下边缘，藉以防止原料的任何散逸的粒子进入内成长区域。
如上述，本发明的CZ成长设备可进一步包括安置在坩埚的内成长区域上的隔热屏蔽或锥体。这可在隔热屏蔽和坩埚的壁之间创制空隙。对于此设备来说，粒子阻挡装置防止固体原料通过此空隙和进入内成长区域。例如，粒子阻挡装置可为安置在坩埚的壁上且延伸至邻近隔热屏蔽的位置的粒子屏蔽，藉以有效地防止固体材料通过空隙，但不会完全阻挡该空隙。替代地，或额外地，粒子阻挡装置可为环绕隔热屏蔽周围安置的隔离外壳，较佳为环绕屏蔽的外表面之外，而且具有足以防止固体材料进入空隙的尺寸和形状。隔离外壳可至少部分安置在外进料区域上，而作为用于使固体材料从进料器进入此区域的偏转器，或可至少部分安置在内成长区域上，而有效地防止固体材料通过空隙。较佳地，隔热屏蔽安置在内成长区域内，且具有位在坩埚中分隔区域的壁的上边缘之下的下边缘，而且隔离外壳在该下边缘环绕隔热屏蔽的外表面周围安置。
图1、图2以及图3显示本发明的CZ成长设备的特定具体例和组件，并且于下讨论。然而，对本领域技术人员而言，这些本质上仅为阐释性且非限制性，而且仅以实施例的方式呈现应是显而易见的。许多修改和其他具体例是在本领域技术人员的范畴内，而且意图落入本发明的范畴内。此外，本领域技术人员应理解特定配置为例示性，而且实际的配置将取决于特定系统。利用不超过常规实验，本领域技术人员将亦能认知和辨识与显示的特定元件相当者。
图1例示性地阐释连续单晶(CCZ)成长设备100的具体例，包括坩埚110，其具有将坩埚110分隔成内成长区域112和外进料区域113的壁111。壁111具有至少一个开口，诸如切口或孔(未显示)，以在内成长区域112和外进料区域113之间提供限制的流体连通。加热器114环绕坩埚110，而且加热器114加热预进料以形成熔化物115。CCZ成长设备100进一步包括具有倒锥形几何的隔热屏蔽116，以及包括进料器118的固体原料输送系统117，该进料器118具有安置在坩埚110的外进料区域113上的输送点119。隔热屏蔽116安置在内成长区域112上，而在隔热屏蔽116和壁111之间形成空隙120。
如图1所示，连续单晶成长设备100进一步包括至少一个实质上防止固体原料输送系统117所提供的固体原料进入内成长区域112的粒子阻挡装置。特别地，该设备包括安置在壁111且环绕其整个周围的粒子屏蔽121。粒子屏蔽121具有部分覆盖内成长区域112的水平段122和安置在壁111的垂直段123，各延伸至邻近隔热屏蔽116的位置。以此方式，粒子屏蔽121有效地防止固体原料输送系统117所提供的固体原料通过空隙120并且进入内成长区域112。此外，CCZ成长设备100进一步包括环绕隔热屏蔽116的外表面的下边缘而周围安置的隔离外壳124(其在壁111的上边缘下方)，藉以提供额外的保护以防止粒子进入内成长区域112。
图2显示本发明的CZ成长设备的另一个具体例，其类似于图1中显示者，但具有不同的粒子阻挡装置。特别地，连续CZ成长设备200具有安置在壁211上但仅接近固体原料输送系统217的进料器218的输送点219的粒子屏蔽221。亦包含环绕隔热屏蔽216的外表面的下边缘而周围安置的隔离外壳224(其在壁211的上边缘下方)。以此方式，CCZ成长设备200的粒子输送系统可防止固体原料粒子进入坩埚的内成长区域，但亦对设备的整体热廓线具有较少影响。
图3显示本发明的CZ成长设备的另一个具体例，其似于图2中显示者，但具有不同的坩埚和不同的粒子阻挡装置。特别地，连续CZ成长设备300包括坩埚310，其具有分隔坩埚310成内成长区域312和两个外进料区313a和313b的两个壁311a和311b。CCZ成长设备300进一步包括具有倒锥形几何的隔热屏蔽316，以及包括进料器318的固体原料输送系统317，该进料器318具有安置在坩埚310的外进料区域313a上的输送点319。该隔热屏蔽316安置在内成长区域312上，而在隔热屏蔽316和壁311a之间形成空隙320。类似于图2所示的具体例，CCZ成长设备300具有安置在接近输送点319的壁311a上的粒子屏蔽321，以及环绕隔热屏蔽316的外表面的下边缘而周围安置的隔离外壳324(其在壁311a的上边缘下方)。此外，套件330是提供在进料器318内，而且延伸至输送点319以下和壁311a以下，而引导固体原料直接进入外进料区域313a，而且防止粒子进入内成长区域312。
如上述，本发明进一步有关一种硅晶锭的CZ成长方法。较佳地，该方法为一种连续CZ成长法。该方法包括在CZ成长设备中提供具有至少一个分隔内成长区域和外进料区域的壁的坩埚，该壁具有在内成长区域和外进料区域之间提供限制的流体连通的至少一个开口，以及进一步提供包括硅的固体预进料进入坩埚的内成长区域和外进料区域。此等步骤可以任何顺序发生。因此，坩埚可在置入设备之前或之后进料。坩埚可为任何彼等上述者。
后续地，将固体预进料在内成长区域中和外进料区域中加热以形成熔化物，而且从内成长区域起始硅晶锭的成长。本发明的方法中生长硅晶锭时，将包括硅的固体原料从硅输送系统输送入外进料区域。该硅输送系统包括具有悬伸于坩埚的外进料区域上且在其中输送固体硅的输送点的进料器，而且该进料器可为任何彼等上述者。接着，从CZ成长设备移除产生的硅晶锭。
至于本发明的方法，CZ成长设备包括至少一个实质上防止固体硅进入坩埚的内成长区域的粒子阻挡装置。粒子阻挡装置可为任何彼等上述者。因此，较佳地，本发明的CZ成长法利用本发明的CZ成长设备。业经发现由于从坩埚的内成长区域具体排除固体原料，所产生的硅晶锭具有特别的性质，特别是一致性。因此，本发明进一步有关一种由本发明的方法产生的硅晶锭，及/或利用本发明的CZ成长设备。
为了阐释和描述的目的，已呈现本发明的较佳具体例的前述描述。其并非意欲为消耗性或将本发明限制为所揭露的精确形式。修改和变化可能按照以上教示，或从本发明的实施获得。选择和描述具体例以解释本发明的原则，而且其实际应用使得本领域技术人员能以各种具体例以及适合意欲的特定用途的各种修改利用本发明。其意欲使本发明的范畴由权利要求定义，且本发明进一步有关一种由本发明的方法产生的硅晶锭，及/或利用本发明的CZ成长设备。
为了阐释和描述的目的，已呈现本发明的较佳具体例的前述描述。其并非意欲为消耗性或将本发明限制为所揭露的精确形式。修改和变化可能按照以上教示，或从本发明的实施获得。选择和描述具体例以解释本发明的原则，而且其实际应用使得本领域技术人员能以各种具体例以及适合意欲的特定用途的各种修改利用本发明。其意欲使本发明的范畴由权利要求书和其相当者定义。

Claims (43)

1.一种CZ成长设备，包括：
坩埚，其具有至少一个分隔内成长区域和外进料区域的壁，该壁具有至少一个在该内成长区域和该外进料区域之间提供限制的流体连通的开口；
固体原料输送系统，其包括进料器，该进料器具有悬伸于该坩埚的该外进料区域上且在其中输送包括硅的固体原料的输送点；以及
至少一个粒子阻挡装置，其实质上防止该固体原料进入该坩埚的该内成长区域。
2.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为至少部分覆盖该坩埚的该内成长区域的粒子屏蔽。
3.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为安置在该坩埚的该壁上并且伸入该内成长区域的粒子屏蔽。
4.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为安置在该坩埚的该壁的该开口的粒子屏蔽。
5.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为至少部分环绕或位于该输送点内而安置的粒子屏蔽。
6.根据权利要求5所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为安置在该进料器内的套件，该套件至少部分延伸至该进料器的该输送点下，而且具有安置在该坩埚的该外进料区域内的下边缘。
7.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该设备进一步包括安置在该坩埚的该内成长区域上的隔热屏蔽。
8.根据权利要求7所述的CZ成长设备，其中，该隔热屏蔽和该壁是为空隙所分隔，而且其中该粒子阻挡装置实质上防止该固体原料通过该空隙。
9.根据权利要求7所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为安置在该坩埚的该壁上且伸入该内成长区域而延伸至邻近该隔热屏蔽的位置的粒子屏蔽。
10.根据权利要求7所述的CZ成长设备，其中，该隔热屏蔽具有倒锥形状。
11.根据权利要求7所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置为环绕该隔热屏蔽周围安置的隔离外壳。
12.根据权利要求11所述的CZ成长设备，其中，该隔离外壳为至少部分安置在该外进料区域上。
13.根据权利要求11所述的CZ成长设备，其中，该隔离外壳为至少部分安置在该内成长区域上。
14.根据权利要求11所述的CZ成长设备，其中，该隔离外壳为环绕该隔热屏蔽外部安置。
15.根据权利要求11所述的CZ成长设备，其中，该隔热屏蔽具有安置在该壁的上边缘下方的该内成长区域内的下边缘，以及其中该隔离外壳是环绕该隔热屏蔽的该下边缘安置。
16.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该粒子阻挡装置包括石英、石墨、经碳化硅涂布的石墨、或碳化硅。
17.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该固体原料进一步包括至少一种掺杂物材料。
18.根据权利要求17所述的CZ成长设备，其中，该掺杂物材料为磷、硼、镓、铟、铝、砷、或锑。
19.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该内成长区域和该外进料区域包括欲于其中熔化的包括硅的固体预进料。
20.根据权利要求19所述的CZ成长设备，其中，在该内成长区域、该外进料区域、或两者中的该固体预进料进一步包括至少一种掺杂物材料。
21.根据权利要求1所述的CZ成长设备，其中，该CZ成长设备为连续CZ成长设备。
22.一种硅晶锭的CZ成长的方法，包括以下步骤：
i)在CZ成长设备中提供坩埚，该坩埚具有至少一个分隔内成长区域和外进料区域的壁，该壁具有至少一个在该内成长区域和该外进料区域之间提供限制的流体连通的开口；
ii)提供包括硅的固体预进料进入该坩埚的该内成长区域和该外进料区域；
iii)在该内成长区域中和该外进料区域中熔化该固体预进料；
iv)起始来自该内成长区域的该硅晶锭的成长；
v)于生长该硅晶锭同时，将来自硅输送系统的包括硅的固体原料输送入该外进料区域，该硅输送系统包括进料器，该进料器具有悬伸于该坩埚的该外进料区域上且在其中输送固体硅的输送点；以及
vi)从该CZ成长设备移除该硅晶锭；
其中，该CZ成长设备包括至少一种实质上防止该固体硅进入该坩埚的该内成长区域的粒子阻挡装置。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为至少部分覆盖该坩埚的该内成长区域的粒子屏蔽。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为安置在该坩埚的该壁上并且伸入该内成长区域的粒子屏蔽。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为安置在该坩埚的该壁的该开口的粒子屏蔽。
26.根据权利要求22所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为至少部分环绕或位于该输送点内而安置的粒子屏蔽。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为安置在该进料器内的套件，该套件至少部分延伸至该进料器的该输送点下，而且具有安置在该坩埚的该外进料区域内的下边缘。
28.根据权利要求22所述的方法，其中，该CZ成长设备进一步包括安置在该坩埚的该内成长区域上的隔热屏蔽。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，该隔热屏蔽和该壁为空隙所分隔，以及其中该粒子阻挡装置实质上防止该固体原料通过该空隙。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为安置在该坩埚的该壁上且伸入该内成长区域而延伸至邻近该隔热屏蔽的位置的粒子屏蔽。
31.根据权利要求28所述的方法，其中，该隔热屏蔽具有倒锥形状。
32.根据权利要求28所述的方法，其中，该粒子阻挡装置为环绕该隔热屏蔽周围安置的隔离外壳。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，该隔离外壳至少部分安置在该外进料区域上。
34.根据权利要求32所述的方法，其中，该隔离外壳至少部分安置在该内成长区域上。
35.根据权利要求32所述的方法，其中，该隔离外壳环绕该隔热屏蔽外部安置。
36.根据权利要求32所述的方法，其中，该隔热屏蔽具有安置在该壁的上边缘下方的该内成长区域内的下边缘，以及其中该隔离外壳是环绕该隔热屏蔽的该下边缘安置。
37.根据权利要求22所述的方法，其中，该粒子阻挡装置包括石英、石墨、经碳化硅涂布的石墨、或碳化硅。
38.根据权利要求22所述的方法，其中，该固体原料进一步包括至少一种掺杂物材料。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，该掺杂物材料为磷、硼、镓、铟、或铝、砷、锑。
40.根据权利要求22所述的方法，其中，该内成长区域和该外进料区域包括欲在其中熔化的包括硅的固体预进料。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，该内成长区域、该外进料区域、或两者中的该固体预进料进一步包括至少一种掺杂物材料。
42.根据权利要求1所述的方法，其中，该CZ成长设备为连续CZ成长设备。
43.一种硅晶锭，利用权利要求21所述的方法生长。
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