TW201305399A

TW201305399A - 用於晶體生長裝置之加熱器組件

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Publication number: TW201305399A
Application number: TW101117525A
Authority: TW
Inventors: Carl Chartier; Santhanaraghavan Parthasarathy; Andriy Andrukhiv; David Lackey; Bhuvaragasamy G Ravi
Original assignee: Gtat Corp
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-02-01
Also published as: CN103703170A; KR20140039031A; KR101909439B1; JP6013467B2; US9303331B2; TWI593839B; WO2012170124A2; CN103703170B; JP2014522371A; US20120312800A1; WO2012170124A3

Abstract

本發明提供一種系統與方法，係用以促進晶體生長裝置之坩堝中之原料材料(例如：矽)之均勻的熱環境。更具體而言，可將加熱系統設置於晶體生長裝置中以便包括至少第一及第二加熱元件，其中該第一加熱元件組構成軸對稱性地分散熱至該原料材料，該第二加熱元件組構成對稱性地分散熱至該原料材料，藉此提供該坩堝中之該原料材料均勻的加熱分佈，使得晶體鑄塊品質之一致性增加。

Description

用於晶體生長裝置之加熱器組件

本發明關於一種晶體生長裝置，係提供坩堝中之原料材料均勻的加熱分佈。

晶體生長裝置或熔爐，諸如定向固化系統(directional solidification systems,DSS)以及熱交換器法(HEM)熔爐，牽涉到坩堝中原料材料(諸如矽)之融化以及經控制的再固化以製造鑄塊。由熔融的原料製造固化的鑄塊在超過許多小時內發生於數個可識別的步驟。舉例而言，藉由DSS方法製造矽鑄塊，將固體矽原料提供於坩堝中，通常是置於石墨坩堝盒中並且放入DSS熔爐之加熱區。隨後使用各種加熱元件在加熱區將該原料進料加熱以形成液體原料熔融，並且將遠高於矽融化溫度1412℃之該熔爐溫度維持數小時以確保完全融化。一旦全部融化，通常藉由在加熱區實施溫度梯度將加熱自融化的原料移除，以便於定向固化該熔融以及形成矽鑄塊。藉由控制該熔融如何固化，可實現具有純度優於起始原料材料之鑄塊，該鑄塊可後續用於各種高階應用，諸如在半導體及光伏打(photovoltaic)工業。

用於DSS熔爐中加熱區之該加熱元件可為電阻性或電感性。於電感型加熱中，典型地由水冷式加熱線圈圍繞該矽原料材料，而流經線圈的電流係耦接加熱台(susceptor)或原料材料，藉此達成對原料材料適當地加熱。在電阻加熱的案例中，電流流經加熱過的電阻元件，該加熱元件可以特殊的材料、電阻值、形狀、厚度及/或電流路徑設計成符合操作溫度以及功率需求。在藉由定向固化製造矽鑄塊時，典型上係使用電阻型加熱系統。

DSS熔爐特別有用於晶體生長以及用於光伏打(PV)應用和用於半導體應用中矽鑄塊之定向固化。對於兩種類型的應用而言，皆期望能製造大型矽鑄塊以降低平均製造成本。然而，當製造越大型的鑄塊時，會變得越難以控制用以達成在製造鑄塊時實質上控制加熱及排熱而遍及該熔爐加熱區之加熱流及分佈。當加熱流及分佈在整個過程中並未實質上受到控制時，鑄塊之品質可能受到影響。

實際上，當鑄塊之截面區域越大時，熔爐有時設計成有多個加熱元件藉此更佳地控制在不同區域之加熱分佈及加熱流以及溫度梯度。舉例而言，通常擁有如美國第12/933,300號專利申請案所述，部分地，DSS熔爐包含具有兩個加熱元件之加熱系統，分別是使熱朝填充有原料之坩堝其表面下降並分散之對稱性蜿蜒形狀的頂部加熱元件，以及熱朝坩堝之側邊內面分散之對稱性蜿蜒形狀的側邊加熱器。該第一加熱元件以及該第二加熱元件皆有效率地加熱、融化及固化進料於坩堝之原料。然而，皆使熱不對稱性分散於坩堝，造成非均勻加熱/溫度分佈而可能造成所產出之結晶性鑄塊品質之變異。

當雙加熱元件可用於形成更大型的鑄塊時，使用多個構件會增加固化系統的複雜性並且使得難以精確地控制加熱流及加熱分佈，特別是在製造環境中。特別是在應用於生長大型鑄塊時，期望提供可達成對坩堝中所含之全部原料材料實質上均等加熱並適當地控制遍及熔爐加熱區之加熱流及加熱分佈之多個加熱元件。因此，期望設計成一種可對含原料之坩堝提供均勻加熱分佈之加熱系統，藉此提供更一致的晶體品質。

本文提供一種系統及方法，係用以促進晶體生長裝置之坩堝中之原料材料(例如：矽)之均勻加熱/溫度分佈。更具體而言，加熱系統設置於晶體生長裝置中包括至少第一及第二加熱元件。該第一加熱元件組構成將熱軸對稱性地分散至原料材料以及該第二加熱元件組構成將熱對稱性地分散至原料材料。此種組合提供對坩堝中之原料材料之均勻加熱分佈，使得晶體品質之一致性增加。

再者，在本發明之例示的說明的實施態樣中，該第一(例如頂部)加熱元件可形成為圓形的形狀，以及從單一連續物件或材料製成而形成圓形形狀的圓周。作為對原料材料頂部提供均勻加熱之較佳模式，該第一加熱元件可設置於晶體生長裝置中坩堝的上方。同樣地，作為沿著原料材料側邊提供均勻加熱之模式，該第二加熱元件可形成為幾何及/或電性對稱性的蜿蜒形狀，並沿著晶體生長裝置中坩堝的側邊而設置。

本發明之其他形態及實施態樣係討論如下。

(定義)

藉由參考下列定義以更立即清楚地瞭解發明：當用於說明書及請求項時，除非內容中有明確指定者外，該單數形式的“一”及“該”係包含多數的情況。

本文所描述之“熔爐”或“晶體生長裝置”係指任何可加熱或熔融固體原料(諸如：矽)之設備或裝置，在通常高於約1000℃之溫度，以及接著促進所產生之融化原料材料之再固化以形成結晶性的材料，諸如用於光伏打(PV)及/或半導體應用之矽鑄塊。

本文所描述之“對稱性”及“軸對稱性”之加熱分佈係分別理解成實質上對稱性及軸對稱性之意。此係起因於該技術領域中通常知識者能理解之可能影響實質上加熱分佈之通常無法控制之情況，因此無法總是完美的對稱性或軸對稱性，特別是當持續一段時間以上時。

本發明之晶體生長裝置可為熔爐，特別是高溫熔爐，能夠在通常高於約1000℃之溫度加熱以及融化固體原料材料(諸如矽或氧化鋁)，以及接著促進所產生之融化原料材料之再固化以形成結晶性的材料，諸如多晶性的矽鑄塊或藍寶石晶碇(sapphire boule)。舉例而言，該晶體生長裝置可為晶體生長熔爐，包括定向固化系統(DSS)熔爐或熱交換器法(HEM)熔爐。

本發明之晶體生長裝置具有外層熔爐腔體或殼體(諸如水冷式外層殼體)及在該熔爐殼體內的內部加熱區係用以加熱及融化該原料材料，並接著促進該融化的原料材料之再固化以形成結晶性的材料之熔爐殼體內。該熔爐殼體可為用於該技術領域中適合高溫度之結晶化熔爐之任何已知結構者，包括不銹鋼殼體，其包含外壁及界定用以循環冷卻液體(諸如水)之冷卻通道之內壁。

該晶體生長裝置之加熱區係位在可提供及控制加熱以融化及重新固化原料材料之熔爐殼體內的內部區域。該加熱區係由隔熱材所圍繞及界定，該隔熱材可為在該技術領域中已知之任何具有低的熱傳導性且可禁得起在高溫度晶體生長熔爐之溫度及條件之材料。舉例而言，該加熱區可由石墨隔熱材所圍繞。該加熱區之形狀及尺寸可由複數個固定或移動的隔熱板所形成。舉例而言，該加熱區可由頂部、側邊及底部隔熱板所形成，該頂部及側邊隔熱板組構成垂直相對於位在加熱區內之坩堝移動。

該加熱區復包括坩堝，視需要地位於坩堝盒中，在坩堝支撐體上方。該坩堝可由各種耐熱性材料製造，舉例而言，石英(二氧化矽)、石墨、鉬、碳化矽、氮化矽、二氧化矽與碳化矽或氮化矽之組成物、焦化氮化硼(pyrollitic boron nitride)、氧化鋁、或氧化鋯，並且視需要地以諸如氮化矽塗覆，以防止鑄塊在固化後裂開。該坩堝可具有不同形狀的變化，該形狀至少具有一個側邊及底部，包括例如，圓筒狀、立方體或正方體(具有正方形剖面)，或錐形。較佳為當原料為矽時，該坩堝由二氧化矽所製並具有立方或或正方體形狀。

該坩堝可視需要地被容納於坩堝盒中，該坩堝盒提供支撐並固定坩堝之側邊及底部，且特別是當加熱時，對於由易於受損、裂開或軟化之材料所製造之坩堝而言，係特別較佳。舉例而言，對於二氧化矽所製之坩堝而言，較佳為有坩堝盒，但對於由碳化矽、氮化矽、或者二氧化矽與碳化矽或氮化矽之組成物所製之坩堝而言，坩堝盒並非必要。該坩堝盒可由各種耐熱性材料製造，諸如石墨，並且典型地具有至少一個側板及底板，視需要地進一步包括蓋子。舉例而言，對於立方體或正方體形狀之坩堝而言，該坩堝盒較佳亦為立方或正方體的形狀，具有四面壁及底板，附有視需要的蓋子。

該坩堝及視需要的坩堝盒可放置於加熱區內坩堝支撐體之上方，且因此彼此有熱交流而藉此可將熱從其一傳導至其他，較佳為藉由直接熱接觸。該坩堝支撐體可由複數個支柱舉起，以便於將坩堝放置於該晶體生長裝置之中央位置。該坩堝支撐體可由任何耐熱性材料所製，諸如石墨，以及當使用坩堝盒時，較佳為由與坩堝盒相似的材料製成。

當該晶體生長裝置為HEM熔爐時，熔爐中亦可採用熱交換器，其係單獨或與隔熱材連接以相對於坩堝移動，以控制排熱。氣體-冷熱交換器，舉例而言，氦氣-冷熱交換器可設置於坩堝下方，以促進融化原料之固化。或者，可選擇使用水或液體-冷加熱交換器。

本發明之晶體生長裝置之加熱區亦具有至少一個具有多個加熱元件之加熱系統，以提供用以融化置於坩堝中之固體原料的加熱。該加熱元件性質可為電阻性或電感性。如說明地，本發明利用電阻性加熱元件，其中電流流經加熱過的電阻元件，而該加熱元件係以特殊材料(例如石墨、鉑、二矽化鉬、碳化矽、金屬合金(諸如鎳鉻或鐵-鉻-鋁合金等))設計。

本發明之較佳實施態樣促進晶體生長裝置之坩堝中原料材料均勻的加熱分佈，藉由提供其具有可提供軸對稱性及對稱性加熱至原料材料之至少第一加熱元件以及第二加熱元件的加熱系統，因此提供坩堝之原料材料均勻的加熱分佈，使得晶體鑄塊品質之一致性增加。

說明性的實施態樣藉由實施較佳形成為圓形形狀的第一加熱元件，其可由單件材料(例如石墨)所製，提供軸對稱性加熱。藉由使該第一加熱元件由單件材料所形成，電阻值變化係被最小化並可減少接觸電阻，使得更多的電流可流通至加熱元件。此外，由於以單一連續材料製造，所以亦強化元件的結構整體性，因此，在晶體生長裝置中亦需要較少的支撐機構。

目前所提及之在此提供的各種圖，其中相同元件符號代表相同零件，如第1圖所示，常見晶體生長裝置之例示範例可與本發明組合而利用。值得注意的是當所屬技術領域中具有通常知識者能變更其他系統如在此所述之作用或操作時，所描述的系統並不受限。

於第1圖描述晶體生長裝置2，如上述所討論，可為從原料材料(諸如矽)生長鑄塊之熔爐。如說明地，該裝置 2為定向固化(DSS)熔爐，係利用定向固化過程以促進晶體生長及定向固化。如說明地，定向固化體8支撐於裝置2內，且係組構成承接含有原料材料(例如矽原料材料)之坩堝9。

加熱系統10設置於該晶體生長裝置1由與一個或以上之電極6接觸之複數個支撐元件4支撐，該等電極6與加熱系統10電性連接。該支撐元件4與電傳導性材料混合，以經由電路與該加熱元件10電性連接，以便於傳遞電力至加熱系統10並控制加熱系統10之操作。

習知的非對稱性加熱系統，如第2圖所示者，包括配置成形成實質上作用為單一加熱器之加熱系統的第一加熱元件12以及第二加熱元件14。然而，該第一加熱元件12以及該第二加熱元件14中該線圈之非對稱性蜿蜒的圖案無法提供均勻加熱/溫度分佈至坩堝中的原料材料。反而，如第2圖所示該非對稱性蜿蜒的設計，造成溫度分佈圖案為斑點狀且不均勻的，因此，當原料材料融化時缺乏一致性。由於缺乏一致性，當鑄塊成形/固化時，晶體品質傾向發生變化。

第3圖表示根據本發明例示的實施態樣之加熱系統40之透視圖。加熱系統40包括第一加熱元件50以及第二加熱元件45。該第一加熱元件50例如設置於晶體生長裝置中坩堝的上方，以便於在坩堝中原料材料的下方的方向提供軸對稱性加熱分佈。該第二加熱元件45沿著坩堝之側邊而設置，以便實質上圍繞著坩堝並且提供坩堝中的原料材料對稱性加熱分佈。再者，用以提供增加的加熱特性，該第二加熱元件45可設置成實質上覆蓋坩堝中所形成之鑄塊的整個高度。

本發明值得注意的優點之一係其幾何對稱性。舉例而言，在第3圖中之平板49，該第二加熱元件45形成為蜿蜒的圖案因而與該第二加熱元件45之其他四個平板為幾何對稱性。藉由幾何對稱性，意指當作為其他各區段在該第二加熱元件45中全部四個平板和在平板49中之各區段時，使得各區段(亦即，區段43a至43c)實質上相同尺寸及形狀，以便於從區段至區段以及平板至平板建立重複性圖案。藉此，從該加熱元件45提供坩堝中原料材料對稱性或至少實質上對稱性的加熱分佈。此外，該平板可藉由複數個夾件44連接以圍繞該坩堝之側邊而形成，舉例而言，正方形狀的加熱元件圍繞立方體形狀的坩堝的所有側邊。

如第3及4圖所見，例示的第一加熱元件50亦為幾何對稱性，如說明地由連續的單件材料形成為圓形的形狀。然而，值得注意的是雖然該圓形形狀的加熱元件可由一個單一的連續性單件材料形成，但未必是材料的實心件。舉例而言，該圓形形狀的加熱元件50可為形成於圓形形狀的加熱元件的內側邊界之圓形的蜿蜒或螺旋的圖案。

再者，該圓形加熱元件50具有複數個固定機構55，亦由與從該圓形加熱元件50周圍的邊緣凸出之第一加熱元件相同的連續單件材料所形成。如說明地，本發明說明性的實施態樣中固定機構55之數目直接關聯於連接/固定至該圓形第一加熱元件50之電極47a至47c之數目。該固定機構55使複數個電極47a至47c得以支撐位在晶體生長裝置中之坩堝上方之該第一加熱元件50，同時提供電源供應器及至少一個控制器之電性連接增加的接觸區域。為了使固定機構55得以容置電極，可於固定機構55上形成一個或多個孔洞56。

複數個電極46a至46c及47a至47c如說明地固定並電性連接至該第二加熱元件45及該第一加熱元件50，其等皆作為支撐機構且獨立地作為各自電性連接該加熱元件50及45之功用。在本發明說明性的實施態樣中，第二加熱元件45顯示具有三個電極在第一預定高度以幾何對稱性的方式固定於其上，藉此使該第二加熱元件45得以實質上包圍及覆蓋坩堝中的原料材料，例如矽原料材料。同樣地，該第一加熱元件50顯示具有三個電極在第二預定高度亦以幾何對稱性的方式固定於其上，藉此使該第一加熱元件50得以設置於坩堝中原料材料的上方。然而，所屬技術領域者能夠理解可使用超過三個電極或少於三個電極。

較佳地，除了幾何對稱性以外，該第二加熱元件45(以及在該第一加熱元件50)的四個平板亦可為電性對稱性。亦即，該四個平板可電性分割成三個相，其各平均地涵蓋1又1/3個平板。此種分割可見於以幾何對稱性圖形固定於該第二加熱元件45(及該第一加熱元件50)之三個電極46a、46b及46c(及47a、47b及47c)。

第5(A)、5(B)圖分別為本發明例示的實施態樣中用以控制原料材料之加熱/溫度分佈之可供選擇的例示的電路，藉此分別對該加熱元件50及45(亦即，頂部及側邊加熱器)提供電性對稱控制之概略圖。特別是於第5(A)圖中，各電極46a至46c及47a至47c可獨立地連接至連接電源供應器/控制器單元51之降壓轉換單元52。該電源供應器51係由至少一個控制器所控制，使得各相(例如，三個相)可施加於該加熱元件45及50。舉例而言，若有益於供應特定量的電源至特定加熱元件45並持續特定的時間，至少一個控制器控制該電源供應器51以利於提供對應的電源，例如至電極47c及46c持續一段時間。此外，介於該第一(頂部)加熱元件50以及該第二(側邊)加熱元件45之間，可將分別提供至各電極之電流控制為對稱性同步。

或者，該第一加熱元件(頂部)50及該第二加熱元件(側邊)45可各別地或獨立地分別連接至其所擁有的電源供應控制器55和56以及降壓轉換器57、58，如第5(B)圖所示。如第5(B)圖所示，該第一加熱元件之電極係受控制而連接至電源供應控制器55及降壓轉換單元57。同樣地，該第二加熱元件(側邊)45係受控制而連接至電源供應控制器56及降壓轉換單元58。所屬技術領域者應可理解，所提供的電路僅為例示，並且當形成鑄塊時，可以各種可有效提供及有效控制該加熱元件45及50之任一方式配置。

亦即，經由並聯電路，該第一加熱元件50以及該第二加熱元件45可連接至以及由一個或多個電源供應控制器操作。作為用於控制供應至該第一加熱元件50以及該第二加熱元件45的電源/電流時，該電源供應控制器可合併至該電路以獨立或相關地分別控制供應於各該加熱元件之電流。舉例而言，在本發明某些實施態樣中，流經該第一及該第二加熱元件之電流或反之亦然，分別可為約40：60至60：40之比例範圍，或以其他有助於鑄塊形成/固化之範圍，例如0：100比例、30：70比例、70：30比例、100：0等。於本發明之其他實施態樣中，根據在特定時間點上坩堝中特定的熱分佈需求，流經該第一加熱元件50之電流可為以預定的比例高於流經該第二加熱元件45之電流，或反之亦然。

因此，本發明亦可在電路中利用非暫態之電腦可讀取媒介，其包含藉由在至少一個控制器中的處理器執行的可執行程式指令，以控制供應至晶體生長裝置中加熱系統之電源。亦即，本發明之控制機構可實施作為電腦可讀取媒介，電腦可讀取媒介含有藉由在控制器中實施之處理器執行的可執行程式指令。電腦可讀取媒介之例子包括但不限定於ROM、RAM、(CD)-ROM、磁帶、軟碟、及光學資料儲存設備。電腦可讀取記錄媒介也可分佈於與電腦系統耦合的網路，使得該電腦可讀取媒介以分散的方式儲存及執行。

再者，值得注意的是雖然這些電極46a至46c及47a至47c表示為並聯連接，但只要是不脫本發明說明性的實施態樣的完整概念，亦可能將此等以串聯的方式連接。

回到第3圖，該第一加熱元件50設置於晶體生長裝置中坩堝的上方。由於該第一及第二加熱元件45及50之設計，自該第一加熱元件50之加熱/溫度分散為軸對稱性分散至坩堝中原料材料的頂部。第6(A)、6(B)及6(C)圖顯示當利用本發明時，穿過原料材料之三個橫切面區域(亦即，底部、中間及頂部)在典型的融化過程中加熱/溫度分佈之實驗結果。如同從該結果可見，穿過矽原料材料表面之大部分的溫度分佈其本質為實質上軸對稱性。

如上所述，當使用雙加熱元件形成更大型的鑄塊時，使用多個構件會增添固化系統的複雜性，並使其難以精確地控制加熱流及加熱分佈，特別是在製造環境中。特別是當應用於生長大型鑄塊時，期望能提供多個加熱元件，其能夠達成實質上均勻加熱坩堝所含之全部原料材料，並適當地控制通過該熔爐加熱區之加熱流及加熱分佈。因此，期望能設計一種加熱系統，係可提供含原料之坩堝均勻的加熱分佈，藉此提供更一致的晶體品質。

更佳地，本發明說明性的實施態樣提供一種加熱系統，其能夠提供晶體生長裝置之坩堝中原料材料均勻的加熱分佈。此外，由於該第一加熱元件完全由單件材料(包括其固定機構)所製造，相較於習知設計可達成提升電流效率或流量。再者，由於該第二加熱元件為幾何對稱性以及電性對稱性，故甚至能實現進一步控制晶體生長裝置中整個矽鑄塊固化過程。

雖然使用具體的方式描述本發明較佳實施態樣，然而此等描述僅為說明性的目的，且必須瞭解只要在不脫離下列請求項中的精神及意旨，可做出改變及變化。

2‧‧‧晶體生長裝置

4‧‧‧支撐元件

6、46a至46c、47a至47c‧‧‧電極

8‧‧‧定向固化體

9‧‧‧坩堝

10、40‧‧‧加熱系統

12、50‧‧‧第一加熱元件

14、45‧‧‧第二加熱元件

43a至43c‧‧‧區段

44‧‧‧夾件

49‧‧‧平板

51‧‧‧電源供應器/控制器單元

52‧‧‧降壓轉換單元

55‧‧‧固定機構

56‧‧‧孔洞

57、58‧‧‧降壓轉換器

為了更瞭解本發明之本質及期望的目標，係配合隨附圖式討論上述實施方式，其中相同元件符號代表遍及數個視圖及其中之對應零件。

第1圖係常見的晶體生長裝置之剖面前視圖。

第2圖係用於第1圖所示晶體生長裝置之習知設計之加熱系統之透視圖。

第3圖係根據本發明例示的實施態樣之加熱系統之透視圖。

第4圖係第3圖中頂部/第一加熱元件之放大透視圖。

第5(A)及5(B)圖係本發明例示的實施態樣中用以控制原料材料之加熱分佈之例示電路之概略圖。

第6(A)至6(C)圖係第3及4圖目前設計之加熱元件所產生之熱分佈之圖式。

40‧‧‧加熱系統

43a至43c‧‧‧區段

44‧‧‧夾件

45‧‧‧第二加熱元件

46a至46c、47a至47c‧‧‧電極

49‧‧‧平板

50‧‧‧第一加熱元件

Claims

一種晶體生長裝置，係包含：容置於坩堝中之原料材料，該坩堝設置於該晶體生長裝置中；以及加熱系統，係設置於該晶體生長裝置中，該加熱系統包括至少第一加熱元件以及第二加熱元件，該第一加熱元件組構成將熱軸對稱性地分散至該原料材料，而該第二加熱元件組構成將熱對稱性地分散至該原料材料。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，該第一加熱元件係形成為圓形形狀。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，該第一加熱元件係由單件材料所形成。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，該第一加熱元件係設置於該晶體生長裝置中之該坩堝之上方。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，該第二加熱元件係形成為蜿蜒的形狀。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，該第一加熱元件設置於該坩堝之上方，而該第二加熱元件沿著該坩堝的側邊而設置。
如申請專利範圍第6項所述之晶體生長裝置，其中，該第二加熱元件沿著該坩堝之所有側邊而形成，以便實質上圍繞該坩堝。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，藉由控制器獨立地控制該第一加熱元件及該第二元件，該控制器連接至固定並連接於該晶體生長裝置之該第一及第二加熱元件之電極。
如申請專利範圍第8項所述之晶體生長裝置，其中，該第一加熱元件及該第二加熱元件經由複數個電極連接至單一電源供應器並由該單一電源供應器操作。
如申請專利範圍第8項所述之晶體生長裝置，其中，介於該第一加熱元件與該第二加熱元件之間的電流係在40：60至60：40之範圍。
如申請專利範圍第1項所述之晶體生長裝置，其中，該第二加熱元件設置成實質上覆蓋該坩堝中鑄塊的全部高度。
一種晶體生長裝置，係包含：容置於坩堝中之原料材料，該坩堝設置於該晶體生長裝置中；以及加熱系統，設置於該晶體生長裝置中，該加熱系統包括至少第一圓形形狀的加熱元件及第二蜿蜒形狀的加熱元件，該第一加熱元件組構成從該坩堝上方軸對稱性地分散熱至該原料材料，而該第二加熱元件組構成從該坩堝之各側邊對稱性地分散熱至該原料材料。
如申請專利範圍第12項所述之晶體生長裝置，其中，在該晶體生長裝置中該第一加熱元件及該第二元件為獨立控制。
一種加熱晶體生長裝置中之原料材料之方法，係包含：將原料材料容置於坩堝中，該坩堝設置於該晶體生長裝置中；以及藉由控制器操作加熱系統，用以加熱並融化該坩堝中之該原料材料，該加熱系統經由至少第一加熱元件以及第二加熱元件加熱該原料材料，該第一加熱元件軸對稱性地分散熱至該原料材料，而該第二加熱元件對稱性地分散熱至該原料材料。
如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該第一加熱元件設置於該坩堝上方，而該第二加熱元件沿著該坩堝之側邊設置。
如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該第一加熱元件形成為圓形的形狀以從該坩堝上方軸對稱性地分散熱至該原料材料。
如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該第二加熱元件係形成為蜿蜒的形狀用以從該坩堝之各側邊對稱性地分散熱至該原料材料。
如申請專利範圍第14項所述之方法，復包含該第一加熱元件獨立於該第二加熱元件而操作。