TWI652380B - 用於增強至熔融體之熱傳導的長晶系統及坩堝 - Google Patents

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Abstract

一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統包含一外坩堝、一內坩堝、及一堰。該外坩堝包含一第一側壁及一第一基底。該第一側壁及該第一基底界定用於容納該熔融體之一外腔。該內坩堝位於該外腔內，且具有一中心縱軸。該內坩堝包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底中具有一開口。該第二基底中之該開口與該中心縱軸同心。該堰安置在該外坩堝與該內坩堝之間以支撐該內坩堝。

Description

用於增強至熔融體之熱傳導的長晶系統及坩堝 相關申請案之交叉參考
此申請案主張2013年11月22日申請之美國申請案第14/087,604號的優先權，該案之揭示內容之全文藉此以引用方式併入本文中。
本發明之領域一般而言係關於用於自一熔融體產生半導體或太陽能物質晶錠之系統，且更特定言之係關於用於減小晶錠中之錯位及雜質濃度且增強熔融體內之熱傳導之系統。
在產生藉由丘克拉斯基(Czochralski)(CZ)法生長的單矽晶體時，多晶矽首先在一晶體拉製裝置之一坩堝(諸如一石英坩堝)內熔融以形成一矽熔融體。拉晶機接著將一晶種放低至熔融體中且將該晶種緩慢地抬離熔融體。為使用此方法產生一單一、高品質晶體，必須維持緊鄰晶錠的熔融體之表面之溫度及穩定性實質上恆定。此外，必須將鄰近於晶錠之熔融體溫度維持在一足夠高溫度以防止熔融體過早固化。用於完成此目標之先前系統尚非完全令人滿意。因此，存在對一種系統之需要，該系統不僅限制緊鄰晶錠之熔融體中之溫度波動及表面破裂，亦將足夠熱傳導提供至鄰近於晶錠之熔融體以維持熔融體之溫度。
此先前技術段落旨在向讀者介紹可能與本發明之各種態樣相關 之本技術之各種態樣，該等態樣在下文中描述及/或主張。據信此討論有助於為讀者提供背景資訊以促進更好地理解本發明之各種態樣。因此，應瞭解此等陳述在此意義上閱讀且非作為先前技術之認可。
本發明之一第一態樣係一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統。該系統包含一外坩堝、一內坩堝、及一堰。外坩堝包含一第一側壁及一第一基底。第一側壁及第一基底界定用於容納熔融體之一外腔。內坩堝位於外腔內，且具有一中心縱軸。內坩堝包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底中具有一開口。第二基底中之該開口與中心縱軸同心。堰經安置在外坩堝與內坩堝之間以支撐內坩堝。
本發明之一另一態樣係一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統。該系統包含一外坩堝、一內坩堝、及一堰。外坩堝包含一第一側壁及一第一基底。第一側壁及第一基底界定用於容納熔融體之一外腔。內坩堝位於外腔內，且包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底中具有一開口。開口具有一第一橫截面積。堰經安置在外坩堝與內坩堝之間以支撐內坩堝。堰具有一第二橫截面積。第一橫截面積與第二橫截面積之間之比率係至少大約0.25。
本發明之另一態樣係一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統。該系統包含一外坩堝、一內坩堝、一第一堰、及一第二堰。外坩堝包含一第一側壁及一第一基底。第一側壁及第一基底界定用於容納熔融體之一外腔。內坩堝位於外腔內，且包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底中具有一開口。第二側壁及第二基底界定一內腔。開口經定大小以促進外腔與內腔之間之熱傳導。第一堰安置在外坩堝與內坩堝之間。第二堰係自第一堰徑向向外定位以將熔融體分離至多個熔融體區中。
關於上文提到之態樣所注意之特徵存在各種改良。進一步特徵 亦可併入上文提到之態樣。此等改良及額外特徵可單獨存在或以任意組合形式存在。例如，下文關於圖解說明之實施例之任何者討論的各種特徵可單獨或以任何組合併入上文描述之態樣的任何者中。
100‧‧‧長晶系統
112‧‧‧矽熔融體
114‧‧‧晶錠
115‧‧‧進料系統
116‧‧‧固體原料物質
118‧‧‧進料器
120‧‧‧進料管
122‧‧‧控制器
123‧‧‧加熱系統
124‧‧‧加熱器
126‧‧‧加熱器
128‧‧‧加熱器
130‧‧‧感測器
132‧‧‧晶種
134‧‧‧拉晶機
150‧‧‧基座
152‧‧‧可旋轉軸
160‧‧‧熱反射器
170‧‧‧外熔融體區
172‧‧‧內熔融體區
174‧‧‧第一中間熔融體區
176‧‧‧第二中間熔融體區
200‧‧‧坩堝總成
210‧‧‧第一坩堝
212‧‧‧第一基底
214‧‧‧第一側壁
216‧‧‧外腔
218‧‧‧頂部表面
220‧‧‧直徑
230‧‧‧第二坩堝
232‧‧‧第二基底
234‧‧‧第二側壁
236‧‧‧內腔
238‧‧‧底部表面
240‧‧‧頂部表面
242‧‧‧直徑
244‧‧‧開口
246‧‧‧環形外緣
248‧‧‧中心縱軸
250‧‧‧直徑
260‧‧‧堰
262‧‧‧頂部堰表面
264‧‧‧底部堰表面
266‧‧‧直徑
268‧‧‧堰通道
280‧‧‧堰
282‧‧‧頂部堰表面
284‧‧‧底部堰表面
286‧‧‧直徑
288‧‧‧堰通道
300‧‧‧堰
302‧‧‧頂部堰表面
304‧‧‧底部堰表面
306‧‧‧直徑
308‧‧‧堰通道
5-5‧‧‧線
6-6‧‧‧線
9-9‧‧‧線
圖1係包含一坩堝總成之一長晶系統之橫截面；圖2係圖1之坩堝總成之一放大橫截面；圖3係用於圖2之坩堝總成中之複數個堰之一分解圖；圖4係一經組裝組態中的圖3之複數個堰之一側視圖；圖5係沿圖4之線5-5取得之圖3至圖5之複數個堰之一橫截面；圖6係沿圖5之線6-6取得之圖3至圖5之複數個堰之一部分橫截面；圖7係用於圖2之坩堝總成中之一第二坩堝之一俯視透視圖；圖8係圖7之第二坩堝之一俯視立視圖；圖9係沿圖8之線9-9取得之圖7至圖8之第二坩堝之一橫截面；及圖10係圖1之長晶系統之一部分橫截面，其圖解說明一熔融體之溫度場及流線。
遍及圖式之若干視圖，對應元件符號係指示對應部件。
在使用一連續丘克拉斯基程序之一長晶系統中，一或多個二氧化矽堰位於一外坩堝或第一坩堝與一內坩堝或第二坩堝之間以形成一坩堝總成。可藉由浸沒在熔融體內之一或多個堰支撐第二坩堝。此(等)堰在坩堝總成內建立多個區以將一區內之熔融體限制於特定位置而不通入另一區中。2013年3月14日申請之美國專利申請案第13/804,585號(「'585申請案」)中揭示此一長晶系統之一實例，該案之全文藉此以引用的方式併入本文中。
參考圖1，長晶系統被示意性地展示且整體以100指示。長晶系 統100用於藉由一丘克拉斯基方法產生一單晶晶錠。如本文中所論述，關於產生單晶晶錠之連續丘克拉斯基方法描述系統，但是可使用一批次程序。例如，可將該程序用於一「補充」CZ程序中。
長晶系統100包含：一基座150，其由一可旋轉軸152支撐；及一坩堝總成200，其容納一矽熔融體112，藉由一拉晶機134自該矽熔融體112拉製一晶錠114。在拉晶程序期間，一晶種132藉由拉晶機134放低至熔融體112中且接著自熔融體112緩慢抬高。在晶種132自熔融體112緩慢抬高時，來自熔融體112之矽原子將其等自身與晶種132對準且附著至晶種132以形成晶錠114。
系統100亦包含：一進料系統115，其用於將固體原料物質116饋送至坩堝總成200及/或熔融體112中；一熱反射器160；及一加熱系統123，其用於將熱量提供至坩堝總成200及維持熔融體112。
額外參考圖2，坩堝總成200包含：一第一坩堝210，其具有一第一基底212及一第一側壁214；一第二坩堝230，其具有一第二基底232及一第二側壁234；及複數個同心配置的堰260、280、300。
第一基底212具有一頂部表面218，且第二基底232具有一底部表面238及一頂部表面240。各側壁214、234圍繞各自基底212、232之圓周延伸，且界定各自坩堝210、230之一直徑220、242。第一側壁214及第一基底212形成一外腔216。第二側壁234及第二基底232形成一內腔236。第二坩堝230經定大小及成形以容許第二坩堝230放置在第一坩堝210之外腔216內。在一些實施例中，第一坩堝可具有約32英吋之一內徑，且第二坩堝可具有約24英吋之一內徑。在其他實施例中，第一坩堝可具有約24英吋之一內徑，且第二坩堝可具有約16英吋之一內徑。在其他實施例中，第一坩堝及第二坩堝可具有使坩堝總成200能夠如本文中所描述般運作之任何合適內徑。
額外參考圖3至圖6，複數個同心配置之堰包含一第一堰260、一 第二堰280、及一第三堰300。儘管所圖解說明之實施例被展示及描述為包含三個堰，然而系統100可包含多於或少於三個堰(諸如一個堰、兩個堰)，或使系統100能夠如本文中所描述般運作之任何其他合適數目之堰。
堰260、280、300各具有一圓柱形本體，該圓柱形本體具有一敞開頂部及底部。各堰260、280、300亦分別具有一頂部堰表面262、282、302及一底部堰表面264、284、304。
堰260、280、300支撐外腔216內之第二坩堝230。更明確言之，底部堰表面264、284、304抵靠第一基底212之頂部表面218靜置，且第二基底232之底部表面238抵靠頂部堰表面262、282、302靜置。在所圖解說明之實施例中，各底部堰表面264、284、304經成形以符合第一坩堝210之一各自接觸點。類似地，各頂部堰表面262、282、302經成形以符合第二坩堝230之一各自接觸點。在替代實施例中，頂部及底部堰表面之一或多者可具有除符合第一坩堝或第二坩堝之一各自接觸點之一形狀之外之一形狀。
各堰260、280、300具有由堰之圓柱形本體界定之一各自直徑266、286、306(圖5)。在所圖解說明之實施例中，第三堰300之直徑306大於第二堰280之直徑286，且第二堰280之直徑286大於第一堰260之直徑266。堰260、280、300彼此同心對準，使得第三堰300自第二堰280徑向向外定位，且第二堰280自第一堰260徑向向外定位。
在一些實施例中，堰260、280、300之一或多者接合至第一基底212。在其他實施例中，堰260、280、300之一或多者接合至第二基底232，而在其他實施例中，堰260、280、300之一或多者接合至第一基底212及第二基底232兩者。第一坩堝210及第二坩堝230可經火焰拋光以改良接合，例如接合之耐久性及可靠性。
堰260、280、300及第二坩堝230經配置在外腔216內以將熔融體 112分離至複數個熔融體區中。更明確言之，第二坩堝230及堰260、280、300將熔融體112分離至一外熔融體區170及一內熔融體區172(圖1)中。在所圖解說明之實施例中，外熔融體區170形成於第一側壁214與第二側壁234之間，且內熔融體區172形成於第二坩堝230之內腔236內。
各堰260、280、300安置在第一坩堝210與第二坩堝230之間，且沿著第一基底212位於自第一側壁214向內之一位置處以抑制熔融體112自外熔融體區170移動至內熔融體區172。在所圖解說明之實施例中，堰260、280、300經配置以將熔融體112進一步分離至形成於第三堰300與第二堰280之間之一第一中間熔融體區174(圖1)中及形成於第二堰280與第一堰260之間之一第二中間熔融體區176(圖1)中。
各堰260、280、300分別包含至少一堰通道268、288、308，該堰通道268、288、308延伸穿過其中以允許熔融體在外熔融體區170與內熔融體區172之間流動。堰通道268、288、308可沿著各自堰260、280、300定位以增大熔融體112在外熔融體區170與內熔融體區172之間之行進路徑。在所圖解說明之實施例中，鄰近堰的堰通道彼此徑向地對置以為外熔融體區170與內熔融體區172之間之熔融體112提供一迂迴路徑，但是在其他實施例中，堰通道可定位於沿各自堰之任何合適位置處。在所圖解說明之實施例中，各堰260、280、300包含兩個堰通道268、288、308，但是堰可包含多於或少於兩個堰通道(諸如一個通道、三個通道)或使系統100能夠如本文中所描述般運作之任何其他合適數目之通道。
在其他實施例中，一或多個堰不包含堰通道。在此等實施例中，熔融體112自外熔融體區170至內熔融體區172之移動被限制於堰上方或下方之移動。
進一步參考圖1，進料系統115包含一進料器118及一進料管120。 可自進料器118通過進料管120將固體原料物質116放置至外熔融體區170中。可藉由一控制器122基於由較冷原料物質116被添加至熔融體112而導致之熔融體中之一溫度減小而控制被添加至熔融體112之原料物質116之量。
在將固體原料物質116添加至熔融體112時，熔融體之表面可能在固體原料物質116被引入之位置被干擾。此干擾若容許傳播通過熔融體112，則亦影響熔融體112之矽原子與晶種132之矽原子適當對準之能力。堰260、280、300及第二坩堝230之第二側壁234抑制干擾在熔融體112中向內傳播。
熱反射器160鄰近於坩堝總成200定位，且覆蓋內腔236之一部分及外腔216之全部。熱反射器160抑制視線多晶矽拋射體在固體原料物質116之添加期間到達內熔融體區172，且防止來自外熔融體區170之氣體進入內熔融體區172。熱反射器160亦屏蔽晶錠114免受來自熔融體112之輻射熱的影響以容許晶錠114固化。
加熱系統123藉由繞坩堝總成200之合適位置配置之加熱器124、126、及128將熱量提供至坩堝總成200。來自加熱器124、126、及128之熱量最初熔融固體原料物質116且接著將熔融體112維持在一液化狀態。加熱器124係大致圓柱形形狀且將熱量提供至坩堝總成200之側部，且加熱器126及128將熱量提供至坩堝總成之底部。在一些實施例中，加熱器126及128為大致環形形狀，且圍繞軸152且自軸152徑向向外定位。
加熱器124、126、128係耦合至控制器122之電阻加熱器，該控制器122將電流可控制地施加至加熱器以變更其等溫度。一感測器130(諸如一高溫計或類似溫度感測器)在生長的單晶晶錠114之晶體/熔融體介面處提供熔融體112之溫度之一持續量測。感測器130亦可經引導以量測生長的晶錠之溫度。感測器130與控制器122可通信地耦合。 可使用額外溫度感測器以針對對於生長的晶錠而言關鍵之點進行量測並提供溫度回饋至控制器。儘管為清楚起見展示一單個通信引線，然而可藉由多個引線或一無線連接(諸如藉由一紅外線資料鏈路或另一合適方式)將一或多個溫度感測器鏈接至控制器。
可單獨且獨立地選擇藉由控制器122供應至加熱器124、126、及128之各者之電流量以最佳化熔融體112之熱特性。在一些實施例中，可將一或多個加熱器圍繞坩堝安置以提供熱量。
如上文所描述，堰及第二坩堝將熔融體分離至多個熔融體區中。將熔融體分離至多個熔融體區中及抑制各種區之間的熔融體移動在矽物質穿過多個區至內熔融體區時，促進加熱及熔融添加至外熔融體區中之矽物質(例如，矽原料)，且因此防止未液化之原料物質通入內熔融體區且干擾該處形成之晶錠之結構完整性。
此外，抑制熔融體在區之間之移動容許內區之表面保持相對不受干擾。堰及第二坩堝藉由實質上容納由外熔融體區及中間熔融體區中之干擾產生之能量波而實質上防止外熔融體區或中間熔融體區中之干擾使內熔融體區中之熔融體之表面破裂。
然而，至內熔融體區之熱傳導可受太多堰之添加的不利影響。例如，石英堰可用作為針對由加熱器124、126、128提供之熱量之一熱障壁，該熱障壁可防止足夠量之熱量傳導至內熔融體區172以維持液體熔融體112。因此，第二坩堝230經組態以促進至內熔融體區172之熱傳導。
更明確言之，額外參考圖7至圖9，第二坩堝230之第二基底232具有一開口244，該開口244藉由自第二基底232之頂部表面240延伸至第二基底232之底部表面238之一環形外緣246界定。儘管所圖解說明之實施例被展示及描述為包含一開口，然而替代實施例可具有形成於第二坩堝230中之多於一個開口。
外緣246實質上平行於第二坩堝之第二側壁234，但是外緣246可相對於第二坩堝230之一中心縱軸248向內或向外漸縮。
開口244延伸穿過第二坩堝230，且經定大小及成形以促進自外腔216至內腔236之熱傳導。更明確言之，開口基於第一堰260之大小而定大小。在一合適實施例中，例如，開口具有基於第一堰260之直徑266定大小之一直徑250。更明確言之，開口244之直徑250與第一堰260之直徑266之間之比率係至少約0.5，更合適至少約0.7，且甚至更合適至少約0.95。在所圖解說明之實施例中，例如，開口244之直徑250與第一堰260之直徑266之間之比率係約1.0。
在另一合適實施例中，開口244基於垂直於第二坩堝230之中心縱軸248取得之由第一堰260圍封之一橫截面積定大小。在一合適實施例中，例如，開口244之橫截面積與第一堰260之橫截面積之間之比率係至少約0.25，更合適至少約0.5，且甚至更合適至少約0.8。在所圖解說明之實施例中，例如，開口244之橫截面積與第一堰260之橫截面積之間之比率係約1.0。
在所圖解說明之實施例中，開口244具有一實質上環形形狀，但是在其他實施例中，開口可具有使系統100能夠如本文中所描述般運作之任何合適形狀。
開口244自最內部之堰(即，第一堰260)徑向向內定位，使得維持多個熔融體區之間之分離。在所圖解說明之實施例中，開口244與第二坩堝230之中心縱軸248同心，但是開口244可自第二坩堝230之中心縱軸248偏移。再者，在所圖解說明之實施例中，開口244經定大小及定位，使得外緣246實質上與第一堰260之徑向內壁對準。
開口244亦在外熔融體區170與內熔融體區172之間提供流體連通，且容許熔融體112在內腔236與外腔216之間流動。
開口244使熱量能夠自第一坩堝210直接傳導至內熔融體區172。 此外，自第一坩堝210之第一基底212橫跨熔融體112至熔融體112之表面的溫度梯度引起熔融體112在內熔融體區172內再循環，藉此增強自第一坩堝210至內熔融體區172內之熔融體112之熱傳導。
明確言之，參考圖10，展示內熔融體區172內之熔融體112之流線及溫度場。熔融體112在第一坩堝210之第一基底212及第一堰260附近比在熔融體112之表面附近更熱。因此，熔融體112在較熱與較冷部分之間再循環，藉此增強自第一坩堝210至內熔融體區172內之熔融體112之熱傳導。此外，內熔融體區172內之熔融體112之再循環提供熔融體112內之雜質之一更均勻分佈(例如，藉由將高濃度之雜質帶離晶錠-熔融體介面)，藉此減小熔融體112內之雜質濃度之位準且增強自熔融體112生長的晶錠114之品質。
如上文所描述，本發明之長晶系統提供對一已知長晶系統之改良。本發明之長晶系統實現將一矽熔融體分離至多個熔融體區中，而同時增強至熔融體之一內熔融體區之熱傳導。
將熔融體分離至多個熔融體區中及抑制熔融體在各種區之間之移動在矽原料穿過多個區至內熔融體區時，促進加熱及熔融添加至外熔融體區中之矽物質(例如，矽原料)，且因此防止未液化之原料物質通入內熔融體區且干擾該處形成之晶錠之結構完整性。此外，抑制熔融體在區之間之移動容許內區之表面保持相對不受干擾。堰及第二坩堝藉由實質上容納由外熔融體區及中間熔融體區中之干擾產生之表面振動而實質上防止外熔融體區或中間熔融體區中之干擾使內熔融體區中之熔融體之表面破裂。
如同在申請中之‘585申請案中所描述，本發明之實施例亦可減小晶錠中之氧量；降低堰及第二坩堝之消耗率，提供一更長運行壽命；且提供更佳系統效能。
另一益處係相較於已知長晶系統，外熔融體區之體積及液體-石 英表面積增大。外熔融體區之體積及液體-石英表面積之增大增強至外熔融體區之熱傳導，從而增大固體原料物質液化之速率。在添加固體原料物質之速率為高且需要大量熱量來持續液化固體原料物質時，轉換速率之增大尤其有益。
上述實施例亦提供改良之雜質特性，同時減小歸因於固體粒子衝擊晶體之晶體結構損耗之意外事件。
此外，上述實施例增強至熔融體之一內熔融體區之熱傳導。增強至內熔融體區之熱傳導實質上防止熔融體在熔融體-晶錠介面之外之位置處於內熔融體內固化。此外，增強至內熔融體區之熱傳導引起熔融體在內熔融體區內再循環，藉此進一步增強至內熔融體區之熱傳導且提供熔融體內之雜質之一更均勻分佈。
當介紹本發明或其(諸)實施例之元件時，冠詞「一」、「一個」、「該」及「該等」旨在意謂存在元件之一者或多者。術語「包括」、「包含」及「具有」旨在涵蓋且意謂可能存在除所列元件之外之額外元件。
因為可不脫離本發明之範疇而在上文建構及方法中做出各種改變，所以預期上文描述中所含及隨附圖式中展示的全部物質應解釋為闡釋性，且非一限制意義。

Claims (20)

  1. 一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統，該系統包括：一外坩堝，其包含一第一側壁及一第一基底，該第一側壁及該第一基底界定用於容納該熔融體之一外腔；一內坩堝，其位於該外腔內，該內坩堝具有一中心縱軸，該內坩堝包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底自該第二側壁徑向向內延伸，且該第二基底中具有一開口，該第二基底具有一頂側及與該頂側對置之一底側，該第二基底中之該開口與該中心縱軸同心；及一第一環形堰，其安置在該外坩堝與該內坩堝之間以抑制該熔融體自該堰向外之一位置移動至該堰向內之一位置，該第一堰沿著該底側支撐該內坩堝，該第一堰圍繞該第一堰之一圓周連續接觸該底側，該第一堰係該內坩堝之該第二側壁向內處。
  2. 如請求項1之系統，進一步包含一加熱器，其設置在該外坩堝之該第一基底下，並自該外坩堝之該第一側壁徑向向內。
  3. 如請求項1之系統，其中該開口具有一第一直徑，該第一堰具有一第二直徑，該第二側壁具有一第三直徑，該第三直徑大於該第二直徑，且該第一直徑與該第二直徑之間之比率係至少約0.5。
  4. 如請求項1之系統，其中該開口係藉由一環形外緣界定，該外緣實質上與該第一堰對準，該外緣相對於該中心縱軸漸縮。
  5. 如請求項1之系統，其中該第一堰具有延伸穿過其中以允許該熔融體在一外熔融體區與一內熔融體區之間流動之複數個第一堰通道。
  6. 如請求項5之系統，其進一步包括自該第一堰徑向向外定位之一 第二環形堰，該第二環形堰沿著該第二基底支撐該內坩堝，該第二堰具有延伸穿過其中之複數個第二堰通道。
  7. 如請求項6之系統，其中該等第一堰通道與該等第二堰通道彼此徑向地對置以為該熔融體提供一迂迴路徑。
  8. 如請求項1之系統，其進一步包括用於支撐該內坩堝及該外坩堝之一軸，及自該軸徑向向外安置之一加熱器。
  9. 一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統，該系統包括：一外坩堝，其包含一第一側壁及一第一基底，該第一側壁及該第一基底界定用於容納該熔融體之一外腔；一內坩堝，其位於該外腔內，該內坩堝包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底自該第二側壁徑向向內延伸，且該第二基底中具有一開口，該開口具有一第一橫截面積；一第一環形堰，其安置在該外坩堝與該內坩堝之間以支撐該內坩堝及抑制該熔融體自該堰向外之一位置移動至該堰向內之一位置，該第一堰係該內坩堝之該第二側壁向內處，該第一堰具有一第二橫截面積，其中該第一橫截面積與該第二橫截面積之間之一比率係至少約0.25，該第一堰及該內坩堝界定一內熔融體區，該第一堰、該內坩堝及該外坩堝界定一外熔融體區；及一熱反應器，其設置在該內坩堝及該外坩堝之頂部，該熱反應器接觸該內坩堝及該外坩堝之頂部，並經組態以防止自該外熔融體區之一氣體流動進入該內熔融體區。
  10. 如請求項9之系統，其中該第二側壁及該第二基底界定一內腔，該第二基底中之該開口經尺寸設計以促進自該外腔至該內腔之熱傳導，該開口延伸穿過該第二基底，並根據該第一堰之尺寸來決定其尺寸。
  11. 如請求項9之系統，其中該開口具有一第一直徑，該第一堰具有 一第二直徑，且該第一直徑與該第二直徑之間之比率係至少約0.5。
  12. 如請求項9之系統，其中該第一堰具有延伸穿過其中以允許該熔融體在該外熔融體區與該內熔融體區之間流動之一第一堰通道。
  13. 如請求項12之系統，其進一步包括自該第一堰徑向向外定位之一第二環形堰，該第二環形堰具有延伸穿過其中之一第二堰通道。
  14. 如請求項13之系統，其中該第一堰通道與該第二堰通道彼此徑向地對置以為該熔融體提供一迂迴路徑。
  15. 如請求項9之系統，其進一步包括用於支撐該內坩堝及該外坩堝之一軸，及自該軸徑向向外安置之一加熱器。
  16. 一種用於自一熔融體生長一晶錠之系統，該系統包括：一外坩堝，其包含一第一側壁及一第一基底，該第一側壁及該第一基底界定用於容納該熔融體之一外腔；一內坩堝，其位於該外腔內，該內坩堝包含一第二側壁及一第二基底，該第二基底自該第二側壁徑向向內延伸，且該第二基底中具有一開口，該第二側壁及該第二基底界定一內腔，該第二側壁具有一第三直徑，該開口經尺寸設計以促進該外腔與該內腔之間之熱傳導，該開口具有一第一直徑；一第一環形堰，其安置在該外坩堝與該內坩堝之間以抑制該熔融體自該堰向外之一位置移動至該堰向內之一位置，該第一堰具有一小於該第三直徑之第二直徑，該第一堰接合至該第二基底；及一第二環形堰，其自該第一堰徑向向外定位以將該熔融體分離至多個熔融體區中，該第一堰及該第二堰沿著該第二基底支 撐該內坩堝，該第二堰並不接合至該第二基底。
  17. 如請求項16之系統，其中該內坩堝具有一中心縱軸，且該第二基底中之該開口與該中心縱軸同心。
  18. 如請求項16之系統，其中該第一直徑與該第二直徑之間之比率係至少約0.5。
  19. 如請求項16之系統，其中該第一堰及該第二堰之至少一者具有延伸穿過其中以允許該熔融體在一外熔融體區與一內熔融體區之間流動之一第一堰通道。
  20. 如請求項16之系統，其中該第一堰具有延伸穿過其中之至少一第一堰通道，該第二堰具有延伸穿過其中之至少一第二堰通道，且該第一堰通道與該第二堰通道彼此徑向地對置。
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