TWI620836B - 用以由熔體形成晶片的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用以由熔體形成晶片的裝置，包括坩堝，用以容納所述熔體。所述裝置也可包括冷塊和晶體拉動器，冷塊用以在熔體的表面附近給予一低溫區域，所述低溫區域用以產生所述晶片的結晶前緣，晶體拉動器用以沿著所述熔體的表面的拉動方向拉動所述晶片，其中，拉動方向的垂線與所述結晶前緣形成小於90°且大於0°的角度。

Description

用以由熔體形成晶片的裝置及方法
本發明實施例是有關於一種製造基板的領域。更特別是本發明是有關於一種用以由熔體成長晶片(crystal sheet)的方法、系統及結構。
半導體材料(如矽(silicon)或矽合金(silicon alloys))能夠做成晶圓或晶片以用於積體電路或太陽能電池或其他應用方式中。對於大面積的基板的需求，像是太陽能電池，隨著對於可再生能源的需求而持續地增加。太陽能電池工業的一個主要的成本在於製作此些太陽能電池的晶圓或晶片。因此，減少晶圓或晶片的成本將減少太陽能電池的成本，並使此類可再生能源技術更為普及。
一種有潛力以符合成本效益的方式製造大面積基板的技術是從熔體生長晶片。特別是，由熔體水平地拉出晶片(sheets)或晶帶(ribbons)的製造方法已被研究了數十年。具體地說，為了發展出快速而可靠地成長高品質半導體材料(通常是矽)晶片 的方法，已經對所謂的浮矽法(floating silicon method；FSM)、水平帶材成長(horizontal ribbon growth；HRG)及低角度矽晶片法(low angle silicon sheet method)進行研究。在所有此些方法中，沿著垂直於成長中的結晶材料的前緣的方向，拉動半導體材料的晶片。
圖1繪示根據習知技術的一種水平帶材成長的系統100的示意圖。系統100包括用以加熱至足夠的溫度以熔融材料的坩堝(crucible)102，然後所述溶體由系統100將拉動而成為水平的晶片106或“帶材”。為了矽的成長，坩堝中的熔體104的溫度被設定為略高於矽的熔融溫度。舉例而言，於下部區域108中的熔體的溫度比形成熔體104的材料的熔點高數度。當引發器(initiator)110，或為“初始化器(initializer)”被帶至鄰近於熔體104的上表面時，其中會導致熔體104的表面熱量被移除，使水平的晶片106開始成長。在所示的範例中，引發器110是可沿著垂直於熔體104的表面的方向112移動。
根據習知技術，引發器的至少一部分會維持於低於熔體104的熔融溫度。當引發器110被帶至足夠接近於熔體104的表面時，由引發器110所提供的冷卻導致結晶化(crystallization)沿成長介面114發生，如圖1所示。然後，成長的晶片106會被沿著拉動方向116拉動。調整沿著拉動方向116的拉動速度，以形成穩定的結晶前緣或水平的晶片106的前緣118。如圖1所示，前緣118垂直於拉動方向116。只要拉動速度不超過前緣118的成長速度時，就可以使用系統100拉出一條該材料的連續晶片106。
為了模擬圖1所示的水平晶片成長的類型，已付出了多方面的努力。舉例來說，蒙特卡洛(Monte Carlo)分析顯示晶片的成 長速度受限於原子級(atomic level)上發生的過程。已經發現兩種不同的成長模式：原子級初步成長(atomically rough growth)及小平面成長(faceted growth)。在原子級初步成長的情況下，可發現結晶成長的速率正比於熔體的過冷卻量，大約每10K過冷卻增加1cm/s的速度。在模擬小面積成長的狀況下，單獨層橫跨小平面的速率是每一度過冷卻增加0.5m/s的速度。實際成長速度(Actual growth velocity；Vg)取決於開始新步驟的速率初始化，在接下來的計算並不對此作出評估。
從上述結果可看出，於接近成長的晶體介面增加熔體的過冷卻對於增加Vg可能是有用的。然而，根據習知的技術，最大的拉動速度Vp仍低於或等於Vg，因此，在給定過冷卻條件的狀況下，基板製造的速率有其上限。根據以上理由，可以瞭解到，需要一種改進的設備和方法以增加從熔體中製造水平生長的矽晶片的速率。
本發明內容僅以簡單的描述選擇性地介紹概念，此簡單描述會在下文的實施方式中再作說明。本發明內容不在於指出主張標的之關鍵功能或基本功能，也不是作為決定主張標的物的範圍的輔助手段。
在一實施例中提供一種由熔體形成晶片的裝置。該裝置包括坩堝以容納該熔體。該裝置也包括冷塊以在熔體的表面附近給予一低溫區域。該冷塊用以產生該晶片的結晶前緣。該裝置也包括晶體拉動器，用以沿著該熔體的表面的拉動方向拉動該晶 片。特別是，該拉動方向的垂線與該結晶前緣形成小於90°且大於0°的角度。
在另一實施例中提供一種由熔體形成晶片的方法，該方法包括加熱於坩堝中的材料以形成熔體。該方法更包括在離該熔體的表面第一距離之處提供冷塊，以給予一低溫區域。該低溫區域用以產生於該晶片的結晶前緣。該方法更包括順著拉動方向沿著該熔體的表面拉動該晶片，其中該拉動方向的垂線與該結晶前緣形成小於90°且大於0°的角度。
H‧‧‧高度
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度
W2a‧‧‧寬度
W3‧‧‧寬度
W4‧‧‧寬度
S‧‧‧寬度
Vp‧‧‧成長速度
Vg‧‧‧成長速度
+θ、-θ‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
+θ3、-θ3‧‧‧角度
P‧‧‧點
100‧‧‧系統
102‧‧‧坩堝
104‧‧‧熔體
106‧‧‧晶片
108‧‧‧下部區域
110‧‧‧引發器
112‧‧‧方向
114‧‧‧成長介面
116‧‧‧拉動方向
118‧‧‧前緣
200‧‧‧裝置
202‧‧‧晶片
206‧‧‧冷塊
208‧‧‧拉動方向
210‧‧‧結晶前緣
212‧‧‧表面
214‧‧‧方向
218‧‧‧下表面
220‧‧‧晶體拉動器
222‧‧‧低溫區域
230‧‧‧垂線
232‧‧‧低溫區域
234‧‧‧冷塊
402‧‧‧晶片
404‧‧‧方向
406‧‧‧方向
408‧‧‧結晶前緣
410‧‧‧晶片
412‧‧‧結晶前緣
414‧‧‧方向
416‧‧‧方向
418‧‧‧增強因子
502‧‧‧坩堝
504‧‧‧熔體
506‧‧‧下部份
510‧‧‧冷塊
512‧‧‧部份
514‧‧‧部份
516‧‧‧下表面
518‧‧‧表面
522‧‧‧結晶前緣
524‧‧‧結晶前緣
526‧‧‧結晶前緣
528‧‧‧方向
530‧‧‧晶片
532‧‧‧方向
540‧‧‧低溫區域
542‧‧‧垂線
552‧‧‧下表面
554‧‧‧下表面
702‧‧‧晶片
704‧‧‧拉動方向
706‧‧‧結晶前緣
708‧‧‧結晶前緣
710‧‧‧結晶前緣
712‧‧‧方向
714‧‧‧方向
716‧‧‧區域
718‧‧‧相對側
720‧‧‧基板
722‧‧‧區域
724‧‧‧區域
圖1繪示根據習知技術由熔體進行結晶材料的水平帶成長的系統的示意圖。
圖2繪示根據多個實施例由熔體成長晶片的裝置的透視圖。
圖3a繪示圖2的裝置的頂視圖。
圖3b繪示另一實施例的另一種裝置的頂視圖。
圖4a繪示根據習知技術由熔體製造晶片的幾何特性細節的示意圖。
圖4b繪示根據一些實施例由熔體製造晶片的幾何特性細節的示意圖。
圖5繪示根據多個實施例由熔體成長晶片的另一種裝置的透視圖。
圖6繪示圖5的裝置的頂視圖，包括所述裝置的部分放大圖。
圖7繪示根據另一實施例由熔體製造晶片的幾何特性細節的 示意圖。
本發明將在下文中參照附圖作更充分地描述，其中附圖示出本發明較佳的實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式體現，並且不應該被解釋為限於此處所闡述的實施例。相反地，提供此些實施例是為了使本揭示將是詳盡且完整的，並且充分地傳達本發明的範圍給本技術領域中的具有通常知識者。在圖示中，相同的標號代表相同的元件。
為了解決上述提到的方法的相關不足之處，本實施例提供具新穎性和創造性的裝置和晶體材料(特別是單晶(monocrystalline)材料)的水平熔體成長的技術。在多個實施例中揭示藉由水平熔體成長改善單晶矽的晶片形成的裝置和技術。本文揭示的裝置會形成長的單晶晶片，其中所述單晶晶片於大致水平的方向藉由拉動(pull)、流動(flow)或其他方式從熔體拉出。在一實施例中，熔體可隨著晶片流動，但也可能相對於晶片是靜止的。由於矽或矽合金的薄的單晶晶片在熔體的表面區域移動並形成固態晶片，所述固態晶片能夠於預設的方向沿著熔體表面拉動從而達到帶材(ribbon)形狀，其中帶材的長度方向例如對齊拉動方向，此裝置可稱為水平帶材成長(horizontal ribbon growth；HRG)裝置或浮矽法(floating silicon method；FSM)裝置。
在如上所揭示的HRG技術中，當矽熔體的表面過冷卻到低於熔融溫度Tm時會產生成長結晶前緣。無論上述生長模型中是哪一個最適用於由熔體中水平成長矽晶片，結果都顯示，矽的物 理特性，以及能夠傳遞至成長晶體的成長前緣的過冷卻量，被認為限制了能夠達到的晶體拉動速度。特別是，裝置給予矽熔體的表面的過冷卻量將會限制結晶前緣(晶片開始拉動之處)的成長速度Vg。本實施例利用了冷卻裝置的新穎的配置以啟動和維持晶片的水平成長，在給定的過冷卻速度下，相較於習知的設備和技術，增加晶體拉動的速率。特別是，本文所揭示的技術和裝置提供的晶體拉動速率(速度)VP，與習知的技術相比，超過結晶前緣的成長速率。
在多個實施例中，用來由熔體形成晶片的裝置包括可相互操作的冷塊以及晶體拉動器，使得以藉由冷塊產生的晶片的結晶前緣和晶片的拉動方向的垂線之間形成非零角度。以此方式，如下所詳述，晶片的拉動速度可以超過結晶前緣的生長速率，從而產生較高的晶片的拉動速率。
圖2以及圖3a依據多個實施例的裝置200的透視圖以及頂視圖。裝置200包括坩堝102，其用以熔融材料(像是矽)以形成熔體104，而晶片202從熔體104中拉取出來。所述裝置包括普遍可知於習知技術中的組件，包括坩堝102和用於加熱熔體104及/或坩堝102的加熱元件(未示出)。在矽成長的實施例中，熔體104的下部區域108的溫度維持在些微超過矽的熔點Tm的範圍，像是高於矽的Tm值數度。為了由熔體104引發材料的凝固化(solidification)，裝置200包括冷塊206，用以在熔體104的表面212的部份給予一低溫區域。在一範例中，提供流體冷卻(未示出)至冷塊206內部以於冷塊206中產生溫度低於表面212的區域。如圖所示，冷塊206可沿著方向214移動，而高度H，也就是介 於下表面218與熔體104的表面212之間的最短距離是可調整的。當H值為夠小時，則冷塊206會在下表面218提供低溫區域，從而使附近的熔體104的固化。當結晶化(crystallization)發生時，結晶前緣210形成，並以正比於Tc 4-Tm 4的成長速度Vg成長，其中Tc為鄰近於熔體104的表面212的冷塊206的低溫區域的溫度。因此，假若冷塊206維持在足夠低的低溫區域溫度Tc且冷塊206足夠接近於表面212時，可以拉成晶片的結晶材料成長於鄰近冷塊206的表面212的區域中。
依照已知的技術，晶體拉動器220包括沿著預定的方向(例如是平行於笛卡爾坐標系(Cartesian coordinate system)的X軸)來回拉動的晶種(未分開示出)，如圖2所示。當沉澱(precipitating)層貼附晶種時，可以從熔體104中拉出晶片202。如圖2所示，當晶體拉動器220沿著平行於X軸的拉動方向214拉動結晶材料層時，則由熔體104鄰近於冷塊206的下表面的區域拉出晶片202。結晶材料層持續地被拉出成為晶片202，直到生產已經達到晶片202的所需數量為止。而後，冷塊206會沿著方向214從表面212移離至距離熔體104的表面212更遠的位置。在更遠的距離下，冷塊206不再能夠對表面212提供足以造成熔體104的結晶化的低溫，或是Vg減少至一數值而不足以支持晶片202的持續拉動。結晶前緣210接著會終止於冷塊206下，且晶片202不再成長。
特別是，如圖3a所示，當冷塊206足夠接近於表面212，且晶片202沿著拉動方向208拉動時，則於鄰近冷塊206的下表面218的熔體104的表面212的區域中產生結晶前緣210。如圖3a的插圖中所繪示，冷塊206沿著平行於表面212的X-Y平面來 看具有大致細長的形狀。冷塊因此會產生細長的低溫區域222且具有外型相似於冷塊206的下表面的低溫區域。此低溫區域222接著沿著平行於(細長的)下表面218的長度方向產生結晶前緣210。應注意的是，雖然圖3a的頂視圖基於說明的目的而將低溫區域222繪示出來，低溫區域222實際上是如圖2所示配置在鄰近於表面212的冷塊206的下表面218。
更如圖3a所示，低溫區域222具有平行於細長方向的寬度W2a，其中所述寬度相等於結晶前緣210的寬度。然而，如圖3a所示，不同於習知技術的技術和裝置，裝置200產生結晶前緣210，其與拉動方向208的方向互不垂直，而是和拉動方向208的垂線230形成大於0°且小於90°的角度。
圖3b繪示另一實施例的冷塊234的頂視圖。在本實施例中，冷塊不具有從平行於表面212的X-Y平面來看大致細長的形狀。冷塊234產生的低溫區域232也不是細長的，且具有相似於冷塊234的下表面的形狀。然而，如同低溫區域222，低溫區域232形成相對於拉動方向208的垂線230大於0°且小於90°的結晶低溫前緣210。圖3a、3b所示的用以成長材料晶片(像是矽)的冷塊配置的優點將於接下來圖示進行詳述。
圖4a與4b分別提出根據習知技術與本實施例的由熔體製造晶片的幾何特徵的細節比較。特別是，使用圖2與3的笛卡爾坐標系來繪示俯視圖。圖4a繪示的是根據習知裝置形成的晶片402的俯視圖。特別是，冷塊(為了清楚起見而未示出)位於平行於Y軸的方向產生結晶前緣408，換句話說，沿著拉動方向的垂線。沿著平行於X軸的方向406拉動晶片402。結晶材料形成在結晶 前緣408，且有一種沿著方向404以成長速度Vg向左成長的傾向，如圖4a所示，在某些情況下，Vg約每秒數厘米。當然，結晶材料亦可以平行於Z方向的速率成長。同時，以拉動速度Vp沿著方向406拉動晶片材料。如圖所示，方向406與結晶前緣408成長的方向404相差180°。拉動晶片402的拉動速度Vp的值取決於Vg值。舉例而言，只要Vp的大小不大於Vg，則結晶前緣408在方向404上以足夠快的速度傳播(propagates)，以抵消晶片材料沿著方向406的拉動(拉動速度Vp)。因此，結晶前緣408可以維持造成固態化的冷塊(未繪示)附近的位置，而可以從熔體104拉出連續的晶片402。以此方式，可以看出，Vg的值是拉動晶片402的拉動速度的上限。
於圖4b中，繪示本實施例的裝置可以形成的晶片410的俯視圖。在圖4b中，基於比較習知技術的目的，晶片410也沿著平行於X軸的方向416拉動。同樣基於比較的目的，將假設結晶前緣412的成長速度Vg相同於圖4a的習知技術的範例中的成長速度。然而，不同於習知技術，冷塊(未明確繪示於此，但請參照圖3a)產生了結晶前緣412，其方向是沿著和Y軸形成非零角度θ的方向。沿著結晶前緣412形成的結晶材料因此有沿著方向414向下向左成長的趨勢，如圖4b所示。
假若於圖4b中的結晶材料以速率Vg沿著方向414成長，當沿著方向416拉動晶片410時，則拉動速度Vp可以超過Vg而不會造成結晶前緣412的位置改變。特別是，如圖4b所示，假使Vp=Vg/cosθ，則結晶前緣412的位置保持穩定。請再次參照圖2、3，在此方式下，藉由偏轉冷塊206的長軸，使其和拉動方向的垂 線形成角度θ，本實施例提供相較於習知技術大幅提升的Vp。圖4b也示範性地列出增強因子(enhancement factor)418，其為θ的函數，表示根據本實施例的冷卻所能達到的Vp的相對增益。舉例而言，當θ等於45°，則Vp提升41%，而於θ值等於60°時Vp加倍。應注意的是，為了讓晶片維持和習知裝置製造的晶片相同的寬度S，於細長方向增加冷塊的寬度。舉例而言，如圖4a所示，在習知的裝置中，冷塊(未示出)的寬度W1相等於晶片的寬度S。相反地，如圖3a所示，冷塊206的寬度W2大於晶片的寬度S。
除了提升水平拉動晶片的拉動速度外，本實施例提供額外的優點。舉例而言，在由熔體結晶化的期間，缺陷(defects)或污染(contaminants)會夾帶於形成在鄰近於冷塊的下表面的熔體表面的漩渦(eddies)中。藉由偏轉冷塊，使細長方向與拉動方向形成角度θ，而任意缺陷或污染會被帶向冷塊的“下游端(downstream)”，從而能夠從用於製造基板的晶片的部份移除此缺陷或污染。
圖5以及圖6繪示不同的另一實施例的裝置500的透視圖與頂視圖。在本範例中，坩堝502裝有熔體504，其中至少下部份506維持高於材料的熔融溫度以形成晶片530。當從圖6的頂面透視圖來看，冷塊510具有“V”的形狀。特別是冷塊510包括部份512與514，所述部份皆具有細長的形狀並結合，從頂部來看則形成V型。具有大致V型圖案化的冷塊510的下表面會因此傳遞低溫區域540，如圖6中的插圖所示。應注意的是，雖然基於說明的目的而在圖6中繪示出低溫區域540，低溫區域540實際上是配置在鄰近表面518的冷塊510的下表面516，如圖5所示。
當下表面516足夠接近於熔體504的表面518時，則低 溫區域540會產生V型結晶前緣522。V型結晶前緣522可表示為兩部份的結合或結晶前緣524和526，如圖6所繪示。沿著結晶前緣524、526形成的結晶材料可以沿著表面518順著拉動方向528拉動，以形成晶片530。
如圖6所示，結晶前緣524有沿著方向532向下向左成長的趨勢，如圖6所示，而結晶前緣526有沿著方向534向上向左成長的趨勢，也如圖6所示。假設由部分512提供的冷卻程度相等於部分514提供的冷卻程度，則結晶前緣521的成長速度Vg會等於結晶前緣526的成長速度。與習知技術的裝置製造的結晶前緣408不同，而與結晶前緣412相同的是，結晶前緣524、526分別和拉動方向528的垂線542形成非零角度。特別是，結晶前緣524會形成+θ，而結晶前緣526形成角度-θ。因此，在穩定晶體拉動條件下(其中結晶前緣524、526保持靜止且形成連續的晶片530)，沿著拉動方向528的晶片530的拉動速度Vp會超過Vg(根據圖4b中所記載的增強因子418)。在不同實施例中，為了形成結晶材料的均勻晶片，調整冷塊510與拉動方向528的配置，以致於角度-θ與+θ為相同值。另一種表達此情況的方式是考慮結晶前緣524、526之間的角度θ2。當角度-θ與+θ為相同值時，拉動方向平分(bisects)兩前緣之間的角度θ2，從而在拉動方向528與對應的結晶前緣524與526之間形成相同的角度值-θ3與+θ3。
此外，為了使用V型結構的冷塊來成長均勻的材料晶片，冷塊510的對應的部分512、514的下表面552與554共面(coplanar)且平行於表面518。因此，下表面552與554與表面518的距離相同，從而提供相同的冷卻溫度給表面518，並進而使結晶 前緣524、526具有相同的Vg值。
圖7繪示當圖5、6中的V型冷塊使用於啟動結晶化時，晶體成長的幾何形狀的進一步敘述的頂視圖。如圖所示，晶片702沿著拉動方向704拉動，而冷塊(未示出)產生定義V型的結晶前緣710的結晶前緣706與708。結晶前緣706、708沿著對應的方向712、714成長，以致於在穩定成長的條件下，拉動速度Vp超過結晶前緣706、708的成長速度Vg。因為結晶前緣710的方向在個別結晶前緣706、708相交於P點時突然改變，而於P點附近的區域中形成缺陷。其結果是，在拉動晶片702的期間，在晶片702的內部區域形成大致為線型且大致平行於拉動方向704的區域716。在本實施例中，於方向平行於Y軸的V型冷卻區塊的整體寬度經過調整，以致於晶片702的寬度W3(介於相對側718之間的距離)足夠寬，使基板可以隨後從晶片上切除下來，且不與區域716相交。因此，假使預定將基板720切割成寬度為W4(表示為設計的基板寬度)，則寬度W3應調整為W4的兩倍以上，以致於區域716不會被包含於基板720中。
雖然冷塊可以經過調整，使得結晶前緣706的寬度不同於結晶前緣708的寬度，但在各種實施例中，結晶前緣706、708的寬度為相同。在此情況下，相同大小的基板由位於區域716的上方及下方的晶片702的區域722、724便利地產生。
綜上所述，本實施例相較於習知技術的FSM與HRG裝置具有多個優點。其中之一為相較於傳統的FSM裝置或HRG裝置，在傳遞至材料的熔體表面的過冷卻程度相同時，提供更為快速的結晶拉動速度以形成晶片。此外，可以較小的過冷卻值達到 相同於傳統裝置的晶體拉動速度。換句話說，根據本實施例中配置的冷塊能夠達到相同於傳統裝置的拉動速度，而不需要藉由傳統裝置傳遞更高的過冷卻程度至熔體的表面，其原因在於由冷塊相對於拉動方向的角度幾何(angled geometry)提供的增強因子。
本發明沒有被限制於此處介紹的特殊具體實施例的範圍內。事實上，除了此處所述外，根據前面敘述和附圖，本發明的其他不同實施例和改良對於所屬領域中具有通常知識者是顯而易見的。因此，此種其他實施例及改良方法將落入本揭露的範疇內。此外，雖然是以用於特殊目的之特殊環境之特殊落實方法的脈絡來描述本揭露，對那些本技術領域具有通常知識者而言，將理解本發明的用處將不限制於此，且本揭露可有效益地落實於任何目的及任何環境中。因此，應該以本文所敘述之本揭露的完整廣度及精神的觀點來理解本揭露的標的。

Claims (13)

  1. 一種由熔體形成晶片的裝置，包括：坩堝，用以容納該熔體；冷塊，用以在該熔體的表面附近給予一低溫區域，該低溫區域用以產生該晶片的結晶前緣；以及晶體拉動器，用以沿著該熔體的該表面順著拉動方向拉動該晶片，其中，該冷塊包括：V型結構，該V型結構位於平行於該熔體的該表面的平面，該V型結構包括第一部分與連接至該第一部分的第二部分，其中，該第一部分形成有相對於該拉動方向的垂線的第一角度，以及其中該第二部分形成有相對於該垂線的第二角度，該第二角度的大小相同於該第一角度，且該第一角度與該第二角度具有至少45度及少於90度的大小，以及其中該V型結構用以於該晶片中定義出缺陷形成區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該冷塊包括細長形狀，用以於該低溫區域產生第一寬度，該第一寬度相同於該結晶前緣的第二寬度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該冷塊移動於第一與第二位置之間，該第一位置更為靠近該熔體的該表面，其中當該冷塊配置於該第一位置時，則該晶片的第一成長速度大於當該冷塊配置於該第二位置時的第二成長速度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中平行於第一結晶前緣的該第一部分的第三寬度等於平行於該第二結晶前緣的該第二部分的第四寬度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中從該V型結構沿著該垂線拉取的該晶片的寬度大於或等於兩倍的從該晶片形成的基板的預設基板寬度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中鄰近於該熔體的該第一部分的第一下表面共面於鄰近於該熔體的該第二部分的第二下表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中該冷塊包括內部流體以維持該冷塊的溫度低於熔體的熔融溫度。
  8. 一種由熔體形成晶片的方法，包括：加熱於坩堝中的材料以形成該熔體；在距離該熔體的表面第一距離處提供冷塊的低溫區域，其中該低溫區域用以產生該晶片的結晶前緣；以及順著拉動方向沿著該熔體的表面拉動該晶片，將該冷塊配置成位於平行於該熔體的該表面的平面的V型結構，該V型結構包括第一部分以及連接至該第一部分的第二部分；以該第一部份相對於該拉動方向的垂線的第一角度，使用該第一部份產生第一結晶前緣；以及以該第二部份相對於該垂線的第二角度，使用該第二部份產生第二結晶前緣，相對於該垂線，該第二角度的大小相同於該第一角度的大小，且該第一角度與該第二角度具有至少45度及少於90度的大小，其中該V型結構用以於該晶片中定義出缺陷形成區域。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中該冷塊的該低溫區域為具有第一寬度的細長形狀，該第一寬度等於該結晶前緣的第二寬度。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，更包括：將平行於該第一結晶前緣的該第一部分的第三寬度配置成等於平行於該第二結晶前緣的該第二部分的第四寬度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，更包括：針對從該晶片製造的基板，決定其基板寬度；以及配置該V型結構，使其沿著該垂線的寬度為大於或等於兩倍的該基板寬度。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的方法，更包括配置鄰近於該熔體的該第一部分的第一下表面，使其共面於鄰近於該熔體的該第二部分的第二下表面。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的方法，更包括移動該冷塊由該第一距離至距離該熔體表面大於該第一距離的第二距離，其中當該冷塊移動至該第二距離時，則中止該結晶前緣。
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