TWI690626B - 結晶器與自一熔體成長為結晶片的方法 - Google Patents

結晶器與自一熔體成長為結晶片的方法 Download PDF

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Abstract

一種用以使熔體成長為結晶片的結晶器，其可包括致冷面面對於熔體的暴露面的致冷塊，致冷塊被設置以用於在致冷面產生致冷塊溫度，且致冷塊溫度低於在熔體的暴露面的熔體溫度。所述結晶器還可包括配置於致冷塊內且被配置以用於傳送氣體噴射至暴露面的噴嘴，其中氣體噴射以及致冷塊交互操作以產生處理區，所述處理區以第一散熱速率移除來自於暴露面的熱。第一散熱速率大於處理區之外的外部區域中的暴露面的第二散熱速率。

Description

結晶器與自一熔體成長為結晶片的方法
本發明是有關於一種結晶材料自熔體的成長，且特別是有關於一種使用致冷塊與氣體噴射冷卻熔體的結晶器及方法。
矽晶圓或片材可被使用於例如積體電路或太陽能電池產業。隨著對再生性能源的需求增加，對太陽能電池的需求亦持續增加。在太陽能電池產業中，其中一項主要的成本是用來製造這些太陽能電池的晶圓或片材。減少晶圓或片材的成本，則可減少太陽能電池的成本，而使此再生性能源技術更為普遍。經研究，降低用於太陽能電池的材料之成本的方法之一為自熔體垂直拉動薄矽帶(thin silicon ribbon)，並使其冷卻以及固化後成為結晶片。 然而，在矽片的垂直拉動的過程中，溫度梯度的發展可能導致品質低劣的多晶矽。片材沿熔體的表面水平拉動的水平帶生長(Horizontal ribbon growth,HRG)也已被投入研究。先前技術試圖採用氣體以”淋噴頭(showerhead)”的方式提供冷卻，以達到拉動 帶所需的連續表面成長。此些先前技術的嘗試並未達到製造出可靠且迅速地拉動均勻厚度的寬帶的目標，亦即未達到「值得製造(production worthy)」的目標。矽熔體的輻射冷卻已被提出作為形成結晶片的另一種方法。然而，因為輻射冷卻並無法有效地提供快速熱移除，而有無法適當結晶矽板的問題。
基於這些以及其他的考量，如本發明的改進是必要的。
本發明內容以簡單的形式介紹一些概念，這些概念將於下述實施方式更進一步說明。本發明內容並非用以指出申請專利的標的的關鍵技術特徵或必要技術特徵，亦非用以幫助判斷申請專利的標的的範疇。
在一實施例中，用以使熔體成長為結晶片的結晶器可包括致冷塊。致冷塊具有面對於熔體的暴露面的致冷面。致冷塊被設置以用於在致冷面形成致冷塊溫度，致冷塊溫度低於在熔體的該暴露面的熔體溫度。本結晶器可也包含配置於致冷塊內的噴嘴。噴嘴被配置以用於傳送氣體噴射至暴露面，其中氣體噴射以及致冷塊交互操作以產生一處理區。處理區以第一散熱速率移除來自於暴露面的熱。第一散熱速率大於來自於處理區外的外部區域中的的第二散熱速率。
在另一個實施例中，使熔體成長為結晶片的方法包括：排列致冷塊於熔體的暴露面上，在致冷塊面對於熔體的致冷面產 生致冷溫度，致冷溫度低於在熔體的暴露面的熔體溫度。此方法更包括通過配置於致冷塊中的噴嘴傳送氣體噴射至暴露面，其中氣體噴射以及致冷塊彼此交互操作以形成處理區，處理區以第一散熱速率移除來自於暴露面的熱。第一散熱速率大於來自於處理區的外部區域中的暴露面的第二散熱速率。
100、300:系統
102、302:結晶器
104、800:噴嘴
104a、104b:噴嘴部
106、502:致冷塊
108、350:機殼
110、804:開孔
112、600:熔體
114:暴露面
116:晶種
118:致動器
120:拉動方向
122:加熱器
124:熱
126:坩鍋
130:處理區
131:區域
132:底面
134:接口
150:氣體控制系統
202、320、814、815:氣體噴射
204、208:排出的氣體
206、330、402、818:結晶片
210、326:氣體渦流
304、612:內部排氣通道
306:內襯
308:絕緣材料
310:補償加熱器
312:外殼
322:內排氣
324:橫向排氣
328:熱流
404:排出氣體
410、412、414、416、510、512、902、904、906、908、910、912:曲線
504、810:表面
506、508:強烈漩渦
602、614:氣流等值線
608、616:區域
802:進氣口
816:結晶晶種
820:方向
822:較寬部
830:控制器
d1:距離
d2:開孔長度
E:兩端
h1:第一高度
h2:第二高度/距離
M:中間區域
P:平面
X、Y、Z:軸向
w1、w2、w3、w4、wa:寬度
圖1A為根據本發明的實施例繪示系統的側面剖視圖。
圖1B為繪示圖1A的系統之一部份的底面示意圖。
圖1C為圖1A的系統之一部份的側面剖視圖之特寫。
圖1D為圖1A的系統之一部份的頂面剖視圖之特寫。
圖2A為繪示在結晶片成長期間，圖1A的系統的操作實例的側面剖視圖。
圖2B為繪示圖2A中操作實例的側面剖視圖之特寫。
圖3A為根據本發明的其它實施例繪示另一系統的側面剖視圖。
圖3B為繪示在結晶片成長期間，圖3A的系統之操作實例的側面剖視圖。
圖4A為圖3A的系統之一部份的模型化流場以及溫度曲線的二維複合側視圖。
圖4B為繪示圖4A的系統的四種不同架構的散熱速率曲線。
圖5A為示出當緊鄰熔體表面的致冷塊維持在低溫時，範例二維模擬溫度以及流量圖的二維複合側視圖。
圖5B為示出當緊鄰熔體表面的致冷塊維持在高溫時，範例二維模擬溫度以及流量圖的二維複合側視圖。
圖5C為繪示當致冷塊保持在兩個不同溫度的對流散熱速率曲線。
圖6A為繪示當氣體直接朝向熔體而沒有氣體的內部排氣時，氣流的圖案的俯視平面圖。
圖6B為繪示當氣體直接朝向熔體而有內部排氣時，氣流的圖案的俯視平面圖。
圖7為內部排氣的百分比的函數繪示範例散熱曲線。
圖8A為繪示與本發明的實施例一致的噴嘴的透視圖。
圖8B為繪示圖8A的噴嘴的俯視圖。
圖8C至圖8D為繪示圖8A的噴嘴的兩種不同操作實例。
圖9為示出當沿噴嘴開孔提供氣體噴射的數量為不同時，自熔體表面的散熱速率曲線的模擬結果。
本實施例提供系統以及裝置使用水平成長以成長半導體材料(例如使矽形成熔體)的連續結晶片。特別是，於此揭露的系統被設置以用於初始化以及維持在熔體的表面連續的結晶片或矽帶之成長，使形成單晶(monocrystalline)、寬的、均勻薄度的片材 以及自熔體快速拉動，例如大於每秒1公厘。在各種實施方式，液體冷卻結晶器被設置以用於在受控且統一的方式用以冷卻熔體的表面，以形成強力散熱的窄的帶或區的處理區。在各種實施方式，自矽熔體表面散熱的鋒值速率超過100瓦/每平方公分(W/cm2)，且在一些實例為大於500W/cm2。如下討論，因在熔體表面的矽的結晶成長的性質，這種高散熱速率特別有利用以生長高品質單晶矽帶。
圖1A為繪示與本發明實施例一致的用以自熔體水平成長結晶片的系統100之側視圖。系統100包括結晶器102以及坩鍋126，為清楚起見，只示出坩鍋126的下部。再者，在此圖以及其他遵循此圖的各種組件並不表示用來規定關於彼此或關於不同方向。坩鍋126可包含熔體112，例如矽熔體。結晶器102或坩鍋126或兩者皆可沿示出的正交座標系統的Y軸的平行方向移動，使安置結晶器102在自熔體112的上表面一期望的距離，此被標記為暴露面114。暴露面114代表在系統100中相鄰大氣環境的表面，且相對於熔體112相鄰坩鍋126的固體表面的表面。系統100更包括一個或多個加熱器，例如加熱器122，其可提供熱至坩鍋126從而至熔體112。加熱器122可分別被供電以在沿X-Z平面不同點提供相似量的熱或不同量的熱。熱可以被引導沿圖1A中的Y軸向上的熱流的至少一分量流過熔體112。
詳述如下，熱流自加熱器122產生，且熱流速率自暴露面114產生，熱流速率在此被稱為”散熱速率”，可被設定在發生 結晶化的特定區域外的暴露面114保持熔融表面。特別是，詳述如下，結晶化可發生在一區域或緊臨結晶器102的處理區(未示於圖1A)。在本實施例中，結晶器102可在處理區中產生一散熱速率，其足夠快速以在鄰近於暴露面114的一區域或在暴露面114形成一結晶材料。詳述如下，散熱被控制只局部地發生在在暴露面114的一部份，結果形成一期望的厚度與低的缺陷等級的單晶矽。可理解的是，“散熱”是指幫助熱自暴露面114流動的製程。 即使沒有例如結晶器102的組件用以幫助“散熱”，熱可自暴露面114向上流動。然而，結晶器102可能導致在暴露面114的一部份的散熱相較於暴露面114的其他部分中的熱流大的多，以使結晶在相鄰於結晶器102處局部地形成。
系統100更可包含拉晶機(未繪示)，其被配置以用於沿平行Z軸的拉動方向120拉動晶種116，從而朝如所示的右邊拉動結晶矽的連續板材。藉由控制緊鄰結晶器102的散熱速率，其中熱由加熱器122形成，以及沿拉動方向120的拉速，則可獲得期望的厚度與品質的結晶片。特別是，提供有致冷塊106的結晶器102以控制片材的結晶化，致冷塊106被配置以用於在致冷面產生致冷塊溫度，致冷塊溫度低於熔體112在面對於致冷面的暴露面114的部分的熔體溫度。如下所述，結晶器102更包含配置在致冷塊106中的噴嘴104，噴嘴104被設置以用以傳送氣體噴射至暴露面114。氣體噴射與致冷塊彼此交互操作以產生以第一散熱速率移除來自暴露面114的熱的處理區，第一散熱速率大於自處理區外的 外部區域中的暴露面114的第二散熱速率。藉由噴嘴與致冷塊的適當安排與操作，則可在非常窄的區域創造一個定義良好且均勻的處理區，其有助於低缺陷的單晶矽片的成長。
在圖1A的實施例中，結晶器102包含噴嘴104，噴嘴104被設置以用於提供氣體噴射至暴露面114，其中“氣體噴射”是指氣體以快速的速率流動通過窄的開口，如下文所述。氣體噴射可藉由氣體控制系統150提供，氣體控制系統150導引氣體以預定的速率進入噴嘴104。在各種實施例中，噴嘴104由在高溫環境中耐降解(degradation)的材料所組成，特別是包含熔融矽的環境。舉例而言，噴嘴可例如由熔融矽(石英玻璃，fused quartz)所組成，其耐於矽的化學腐蝕攻擊且在矽的熔體溫度(約1685絕對溫度(K))為熱穩定的。提供至暴露面114的氣體可用以增加在自緊鄰結晶器102的處理區域中的暴露面114的散熱速率。在一些實施例中，通過噴嘴104提供的氣體可以是氦或其他惰性氣體，或可以是氫。實施方式並不限於此上下文中所述。
如圖1A中所示設置在致冷塊106內的噴嘴104可藉由被導引入致冷塊106中的腔體(未繪示)內的流動的流體，例如水或乙二醇(ethylene glycol)，冷卻。因此，致冷塊106可被保持在比熔體112較低的溫度。舉例而言，若熔體112為純矽，暴露面114的溫度可保持1685K多度中以保持暴露面114在熔融態。在此同時，當冷卻水被提供於致冷塊106，致冷塊106可被保持在300K至400K的範圍內的溫度。在一實施例中，致冷塊106可由鎳製 成，其具有適於操作在很靠近高溫熔體的致冷塊的高的熱導率以及高熔點。正如，噴嘴104以及致冷塊106可交互操作以形成窄的處理區，處理區的散熱速率為足夠強以在暴露面114或附近產生期望的結晶化當處理區的外部區域保持熔融。更如圖1A所示，結晶器102包含機殼108，機殼108可被保持在機殼溫度，機殼溫度高於致冷塊106的溫度。機殼108可包含多個用於隔離以及加熱的組件以使機殼108保持在高溫。舉例而言，機殼108可被保持在暴露面114的溫度的50K的範圍內。機殼108定義一開口，其中致冷塊106的致冷面配置相對於暴露面114。換句話說，由機殼108所定義的開口內的致冷塊106的致冷面為面對於熔體112的暴露面114。如下關於圖1B的討論，此開口的區塊包含致冷塊106的底面。如此，對於暴露面114緊鄰機殼108的區域的散熱速率可少於緊鄰致冷塊106的處理區的散熱速率。值得注意的是，為了圖式的簡化，此圖以及其他未繪示結晶器102的頂部。
在各種實施例中，噴嘴104以及致冷塊106可具有在X-Z平面的細長的橫截面。圖1B根據各種實施方式示出結晶器102的底部，其中噴嘴104以及致冷塊106在平行X軸的方向為細長的。 此方向可稱為橫向方向，其指示結晶片以橫向拉動方向被拉動，如下述。亦如圖1B中所示，在噴嘴104中提供的開孔110在X-Z平面也具有沿橫向方向延伸的長軸的細長的橫截面。開孔110可為一個窄的開口，且氣體噴射通過開孔110至暴露面114。如圖1A示，開孔110延伸通過噴嘴104的總高度，以引導氣體自噴嘴 104的頂部只到達暴露面114上的區域。在如下討論的一些實施例中，多個小進氣口可以平行X軸的線性方式被排列在開孔110的頂部，以提供氣體噴射至暴露面114。如下討論，噴嘴104、開孔110以及致冷塊106沿X軸的尺寸以及進氣口使用的量可由此定義結晶片在圖1A所示的沿拉動方向120拉的寬度。
圖1C以及圖1D分別示出結晶器102的一部份的側視圖以及俯視圖。特別是，圖1C以及圖1D描述致冷塊106以及噴嘴104為最接近熔體112的暴露面114的一部份。為了清楚表示，未出示機殼108。
在各種實施例中，排列致冷塊、噴嘴以及熔體的暴露面的幾何關係以有助於產生自表面快速散熱的窄的處理區，以。特別的實施方式是，噴嘴以第一距離配置於暴露面上，且致冷面以第二距離配置在暴露面上，第二距離大於第一距離。換句話說，噴嘴延伸於相鄰致冷塊的下方，且由此位於較靠近熔體的表面。
在圖1C的例子中，致冷塊106以及噴嘴104可被配置位於自暴露面114上的一期望高度，以產生期望的結晶化過程。 高度定義為第一高度h1，其代表沿垂直於暴露面114的距離以將暴露面114自致冷塊106的底面132分隔。底面132為面對於熔體112的暴露面114的致冷面，其用以作為自暴露面114流動的熱的熱沉(sink)。須注意，被機殼108包圍的致冷塊106的其他表面未繪示在圖1C中。高度可也定義為第二高度h2，其代表將暴露面114自噴嘴104的底面分離的距離。如圖1C中所示，在此實施 例以及其他實施例中，噴嘴可被延伸到底面132下方，使得第二高度h2小於第一高度h1。在各種實施例中，第一高度h1可介於0.25公厘(mm)與5mm之間，且距離(第二高度)h2可介於0.1公厘與3公厘之間，但實施方式不限於此上下文。調整第二高度h2或第一高度h1的值的一個實施方式是用來執行致動器118連接至結晶器102，如圖1A中所示。
在一些實施例中，開孔110沿Z軸的開孔長度d2可由0.05公厘至0.5公厘。在實施例中，其中噴嘴104由石英玻璃所製作，噴嘴104可由兩個部分構成，噴嘴部104a以及噴嘴部104b。在一些實施例中，當噴嘴104被組合以及排列在系統100中，這兩部份可被組合從而定義運行垂直於暴露面114的接口134。或者，當噴嘴104被組合以及排列在系統100中，這兩部份可被組合從而定義運行在相對垂直於暴露面114的一個非零角度的接口134。接口134可定義出開孔110，開孔110的開孔長度d2可藉由形成在各噴嘴部104a以及噴嘴部104b內的凹槽，以及噴嘴部104a以及噴嘴部104b的凹槽彼此相對放置在一起而創造。此可導致具有準確的大小尺寸的開孔110，即當在系統100中操作時，不會使上述的容許公差值不同。石英玻璃為對此目的特別有用，因為石英玻璃可以被精確地加工以及具有低的熱膨脹係數，由此保證開孔110的尺寸即使在大範圍下不同的溫度的環境下被保持。此外，熔融矽(石英玻璃，fused quartz)並不與熔融矽潤濕，由此保證矽在開孔110內不會有噴嘴104被引入與熔體112意外接觸的芯吸的 情況。
更如圖1C以及圖1D中所示，底面132可坐落在平行X-Z平面，且平行暴露面114。在各種實施例中，底面132為沿平行X軸的橫向方向延長。底面132沿X軸的寬度w1可定義以垂直於橫向方向的方向拉結晶片的最終寬度。後一種的方向於此可被稱作“拉動方向”，因為其與結晶片被拉的方向一致。如下詳述，當底面132以及噴嘴104分別以第一距離以及第二距離被排列在暴露面114上，底面132可也自噴嘴104沿平行暴露面114的第二方向的一第三距離延伸，使得第三距離大於第一距離。換句話說，如在圖1D中所示，底面132可自噴嘴104沿平行Z軸的方向往外延伸距離d1，那就是沿拉動方向，而結晶器102位在暴露面114上使得距離d1大於第一高度h1。在一些實施例中，距離d1為3mm且第一高度h1小於3mm。這種特殊的幾何可如下討論的有助於更快速地散熱。
圖1D中具體示出自一被定位重合於致冷塊106的底面132的平面P的示意。對應示出的致冷塊106的區塊為底面132的區塊，其可被配置位於暴露面114上的幾公厘或更少。當致冷塊106藉由例如為水的冷卻液冷卻，致冷塊106可具有小於485K的致冷塊溫度，1200K或遠低於暴露面114的熔體溫度，其在一些實施例例如用以處理溫度為1685的K矽熔體。因為致冷塊106的存在，再加上藉由噴嘴104提供的氣體噴射，自暴露面114的 流過來的熱的散熱可被集中在窄帶中，且在其中產生激烈的散熱。在一些實例中，散熱速率大於100瓦/平方公分(W/cm2)為強烈散熱的特點，且特別是超過1000W/cm2或更大的實施例。再者，此散熱速率可遠遠超過在暴露面114往外的熱流，其可在10W/cm2的數量級上，例如在一些例子中5至50W/cm2。
強烈散熱的區域如圖1D中的處理區130所示。處理區130中的暴露面114的散熱速率可超過外部區域131的暴露面114的散熱速率，其中外部區域131是坐落在處理區130的外部。根據各種實施例中，氣體可以足夠的流速被指向通過開孔110，使得散熱速率在開孔之下達到高峰。再者，如下討論，散熱速率的特徵可在於沿拉動方向120的窄峰，使得半高寬(FWHM)是在少於兩公厘的範圍內，且在一些例子中少於0.5mm。這可能導致散熱速率的最大值高達1000W/cm2或更大。當這樣的高散熱速率傳送至這樣的窄的處理區，片材的結晶化即使在沿拉動方向120為高拉速仍可在這樣的方式下被控制以產生改善的片材結晶品質。
圖2A說明一個使用系統100形成結晶片206的例子。在這個例子中，加熱器122提供熱124，其流通過熔體112且流出熔體112在暴露面114。熱124可保持除了被拉晶機(未繪示)所拉的結晶片206的熔體112在熔融狀態。在一些例子中，自處理區130的外部的熔體表面的熱流的速率可在5至50W/cm2的範圍。然而，實施方式並不限於此上下文。如圖2A中所示，氣體噴射202通過開孔110被提供，其可藉由氣體控制系統150控制(示於圖 1A)。氣體噴射202可被指向沿平行Y軸的方向或在相對於Y軸的非零角，且可以衝擊到暴露面114以及離開如排出的氣體204。 在各種實施例中，氣流速率可藉由沿X軸每公分寬的開孔的流速率所特徵化。在特別的實施例中，氣流可以介於1公升/分(時間)-公分(寬度)(L/(m-cm))至10L/(m-cm)的流速通過開孔110。詳述如下，藉由控制結晶器102自暴露面114的分離，以及在氣體噴射202中的氣體流，大量的熱可在處理區130中經由對流散熱自暴露面114被移除。如上所述有助於整體地增加非常大的散熱速率的能力。
請參考圖2B，其示出在圖2A中描述的操作系統100的一部份的特寫圖。如在圖2B中所示，氣體噴射202朝向暴露面114，創造一配置介於暴露面114與致冷塊106以及噴嘴104之間的氣體渦流210。氣體渦流210提供自暴露面114用以快速去除熱的介質，詳細如下。特別是，氣體渦流210可藉由對流移除自暴露面114至致冷塊106的至少一部分的熱。在一些實例中，藉由氣體渦流210提供的散熱為足夠形成幾千W/cm2至1000W/cm2或更多的峰值散熱速率。此對於結晶矽的片材成為低缺陷的單晶片特別有用。現今的發明者具有一個共識，在矽的單晶片成長以其(100)晶面平行生長到XZ平面的前緣的特徵在於藉由(111)晶面形成相對於Z軸或拉方向120的54度的角度。為了適當的生長此面的前緣，在前緣的一非常窄的區域內可能需要一個非常強烈的散熱速率。在一些評估裡，散熱峰值對於具有(111)面且良好成 長的前緣可超過100W/cm2，這個值遠大於被用來形成矽的結晶片的傳統裝置實現的散熱速率。
再者，為了控制結晶片206的厚度不超過期望的厚度上限，其可能需要集中這樣高的散熱速率至在結晶片206的前緣一個窄的區域。一些實施例中，系統100可傳送小於3mm寬的強烈散熱的窄區域或帶，其中散熱的高峰速率超過一個閥值，例如100W/cm2。關於這一點，應注意的是處理區130沿拉動方向120的尺寸可根據一個方便的度量標準所定義，例如一個區域的寬度，其中散熱速率超過一閥值，或如將於下述討論的散熱速率中的一個峰的FWHM。不管切確的度量標準被使用以描繪處理區130的寬度的特性，在各種實施例中直接在開孔110下的點A之散熱速率可自100W/cm2至1500W/cm2的範圍，其中在自點A沿拉動方向120大於3mm的距離的散熱速率可少於20W/cm2。
正如，在各種實施例中，氣體噴射202可由氦氣(He)組成，其為惰性氣體且不與系統100的其他組件起反應並提供了高的熱導率。然而亦可為其他氣體，例如氫氣。再一些例子中，氣體噴射202的氣體循環是有用的，例如當He被使用於氣體噴射202。此可降低整體耗材的費用。更如圖2B中所示，氣體噴射202可作為排出的氣體208以至少部分通過相鄰致冷塊106而提供的排氣通道(未繪示)排出。如下所述，除了保存冷卻氣體，相較於裝置中的氣體如排出的氣體204被引導機殼108之下完全耗盡，此可提供改善氣體噴射之均勻性的優點。
現在轉向至圖3A，其根據本公開的進一步實施例示出部份的系統300的側視。系統300包含噴嘴104、致冷塊106且可包含拉晶機(未繪示)，這些的操作已於上討論。此外，系統300可包含氣體控制系統以及加熱器，這些操作已描述於上，但為了簡化故省略。再者，系統300包含機殼350，其包含多個如下詳述的組件。機殼350可包含相鄰於致冷塊106的內襯306，且內襯306由石墨或塗有碳化矽的石墨製成。在圖3A的實施例中，提供至少一內部排氣通道304配置於致冷塊106與內襯306之間。在一例子中，內部排氣通道具有入口，其平行Z軸的長度為1mm。
如所示，提供絕緣材料308圍繞內襯306，且提供一補償加熱器310相鄰於絕緣材料308。補償加熱器310可被使用以調節機殼350的溫度，以使機殼350被保持在一個溫度，此溫度在10K至50K的暴露面114的溫度內。最後，可提供外殼312封閉其他組件。
請參考圖3B，其示出操作系統300的一個例子。在此例子中，藉由氣體控制系統提供通過開孔110的氣體噴射320。藉由加熱器(未繪示)提供熱流328通過熔體112。氣體噴射320在致冷塊106與熔體112的暴露面114之間形成氣體渦流326。氣體渦流326可被使用以快速的自暴露面114散熱，使峰值散熱速率超過100W/cm2。此外，氣體噴射320可通過橫向排氣324沿平行於X-Z平面的方向行進以及通過內排氣322而耗盡，其中行進通過如所示的一對通道的內部排氣通道304。如下關於圖示描述，在各 種實施例中，例如在熔體112的暴露面114的表面上的氣流的動力可藉由控制氣體流速控制，自熔體表面分離結晶器，以及氣體衝擊表面上後耗盡，在其他因素中。此氣流的控制可被使用以調節處理區的寬度，處理區的熱快速的被移除，且調節峰值散熱速率，以及均勻的散熱。在圖3B中更示出當晶種116沿平行Z軸的拉動方向拉出結晶片330，其前端為靜止且位於緊鄰氣體渦流326。
圖4A為系統300之一部份的二維複合側視圖，其示出可在結晶器302內形成的例子的二維模擬溫度圖以及氦氣流圖案。 所示的結果是基於計算流體動力學(computational fluid dynamics,CFD)模型。在此模擬機殼350的組件為熱的，以使暴露面114與外殼312之間的溫度1600K以上。然而，致冷塊106以及噴嘴104為保持在溫度少於400K。氣體噴射在100公尺/秒(m/s)的速度被指向通過噴嘴104，且噴嘴104位於一距離h2，其等於熔體(未繪示)的暴露面114上的1mm。此外，噴嘴沿拉動方向120的開孔長度d2為0.1mm。如所示強烈的氣體渦流，如氣體渦流402，一方面是形成在暴露面114之間，另一方面是形成在致冷塊106與噴嘴104之間。這表示介於暴露面114以及結晶器302之間的熱對流的熱傳的大的速率。此外，排出氣體404被指向通過內部排氣通道304。在此組條件下，散熱速率也被例如沿拉動方向120的位置的函數(參照圖3A)模擬，其指示例如參數d。這種模擬的結果被繪製在圖4B，其中例如以d對四個不同的h2值的函數描述散熱速率(q")，包含圖4A中h2等於1mm的例子。在圖4B的例 子中，氣流速率為對開孔110沿平行X軸方向的各公分寬度(w1)、每分鐘6公升，如圖1D中所示。如此，對4公分寬的開孔的氣流為每分鐘24公升(L/m)。
如示於圖4B中的結果，散熱速率在d等於0公厘具有最大值，其位置為直接在噴嘴104的開孔下。在距離大於2公厘左右，散熱速率接近20W/cm2的範圍中的背景水平，其對應於處理區外的來自於暴露面114的散熱速率。在如圖3A中所示的噴嘴104以及致冷塊106的對稱結構中，散熱速率可因應在相對於零的負的距離d中相似的樣子而減少。如圖4B中所示，在散熱速率的頂峰處的值依h2的減少而快速增加。以h2等於2mm為例，在曲線410中所示，當h2等於0.25mm，則峰值為540W/cm2，在曲線416中所示，則峰值為1480W/cm2。當對於h2等於0.5公厘的曲線414存在的峰值為1200W/cm2，對於h2等於1.0mm的曲線412存在的峰值為840W/cm2。此外，假設曲線410、曲線412、曲線414以及曲線416的各曲線代表對稱的峰的一半，FWHM在h2等於2公厘處自1.2mm(2倍的0.6公厘)減少為在h2等於0.25mm處至0.3mm(2倍的0.15mm)。另一個關注的可為散熱的處理區的尺寸dz，其中散熱的速率超過一個確定的值或閥值。舉例而言，其可方便的定義一處理區為其中散熱速率超過100W/cm2的區域。如前所述，為了形成具有適當的(111)面的高品質的矽片材，在片材的成長界面的高的散熱速率為必需的。使用此散熱速率大於100W/cm2的度量標準，dz的值在h2等於2mm處自3mm(2 倍的1.5mm)減少為在h2等於0.25mm處為1.2mm(2倍的0.6mm)。如圖4A中所示，在h2等於1mm，dz的值為2.5mm(兩倍的1.25mm)。因此，調節熔體的表面上噴嘴的高度強烈影響自表面的峰值散熱速率以及處理區的尺寸(沿拉動方向或拉動方向120)，處理區代表自表面的散熱超過閥值的區域。
氣體噴射供應至自身的熔體的表面中可自表面產生大幅度的散熱。然而，本實施例通過將致冷塊相鄰噴嘴設置因此散熱速率較單獨提供一個氣體噴射的散熱速率增加。冷塊充當熱的有效的散熱器是對流從熔體表面清除。致冷塊對自熔體表面的對流散熱充當有效的熱沉(heat sink)。圖5A為二維複合側視圖，其中示出示例性的二維模擬溫度圖以及當致冷塊502被保持在熔體的表面504上3mm的距離h1形成的氦氣體流動模式。在此模擬中，當表面504溫度為在1680K的範圍中，致冷塊502被保持在300K溫度的範圍中。在d等於0公厘處通過具有開孔長度d2等於0.2mm的開孔提供的室溫的氦氣體噴射的流速為30m/s。如所示，產生強烈漩渦506，其如指示藉由對d小於0.2mm處的溫度的快速減少，有效地自表面504移除熱。
圖5B為為二維複合側視圖，其中示出示例性的二維模擬溫度圖以及相同於圖5A的狀態下形成的氣體流動模式，不同之處在於致冷塊502被保持在1600K的溫度範圍中。換句話說，圖5B的模擬代表一種狀態，其中沒有致冷塊相鄰的噴嘴，且由來自於噴嘴的冷氣流形成冷卻。如所示，形成強烈漩渦508；然而，漩渦 溫度比圖5A的情況保持較高，例如介於1000K以及1400K之間，且自表面504的散熱較少。
根據在圖5A以及圖5B中所示的該組條件，散熱速率如也被以沿拉動方向120(參照圖3A)的被指示為參數d的位置的函數計算。這種模擬的結果被繪製在圖5C，其描述當致冷塊502被保持在300K(曲線510)以及在1600K(曲線512)，作為d的函數的對流散熱速率。如圖5C中所示，對於圖5A的致冷塊502被保持在300K的情況下的對流散熱的峰值為165W/cm2，對於圖5B的致冷塊502被保持在1600K情況下的對流散熱的峰值為86W/cm2。按照上述的例子，若期望散熱速率超過100W/cm2，其可看出當致冷塊502被保持在1600K時不滿足此散熱速率。然而，當致冷塊502被設定在300K，d等於1.8mm(等於兩倍的0.9mm)的處理區被創造。
更多的模擬以被執行，以確定無論氦氣是否被局部地排出至致冷塊，對於散熱的量都不會有很大的程度的影響，例如在圖3中所示的內部排氣通道304。此外，雖然在上文公開實施方式可適用於對稱結晶器，其中氣體噴射被指向相對於熔體的表面垂直入射，在其他實施例中，氣體噴射可被提供在相對於垂直於熔體的表面一非零角度。在此情況下，可獲得相對於噴嘴的位置不對稱的散熱的分佈。再者，在一些實施例中，各內部排氣通道304可獨立工作，以使不對稱的散熱的分佈可在一個內部排氣通道304產生排出相對於另一個內部排氣通道304較大量的氣體。
如前所述，不同的實施例提供了具有相鄰致冷塊之內部排氣通道的結晶片。此特徵有利於提供自片材沿垂直於拉動方向的方向的結晶前緣更均勻的散熱。圖6A描述熔體600的表面的俯視圖，以及當氦氣被指向朝熔體(進入頁面)通過噴嘴(未具體示出)的開孔110時的氣流圖案。如所示，開孔110在X-Z平面具有細長縫隙的剖面形狀。示例性的開孔110的尺寸可為沿Z軸0.1至0.3公厘，以及沿X軸20至200mm。可於熔體600上設置一個加熱機殼，該熔體600具有一個定義圍繞開孔110的矩形冷卻區的開口。在圖6A的例子中，靠近開孔110沒有提供內部排氣通道用以排出局部的氦氣。
可以看出在開孔110的中間區域M，氣流等值線602大多是垂直於X軸，也就是，開孔110的長方向。然而，繼續向外朝開孔110的兩端E，氣流等值線602的外形為曲線，且非垂直於開孔110的長方向，即使是在緊鄰開孔110的區域，例如區域608。再者，氣流等值線602的組裝模式可表示相鄰開孔110的散熱均勻性。如此，在中間區域M的散熱，其氣流等值線602是垂直於X軸，其不同於在區域608的散熱，其氣流等值線602具有”U”形。此氣流模式可由加熱機殼產生的流動圖案所導致，其變化取決於沿開孔110的位置的三維作用。因此，在接近兩端E的區域相較在中間區域M有較少的阻抗以使氦氣向外流動。當平行X軸前進，圖6A的安排可因此於相鄰開孔110產生可變的散熱速率。因為所形成的片材的前端結晶平行X軸，其可預期結晶化可以沿 前緣以一個非均勻的方式發生，使片材具有少於期望的均勻性。
圖6B亦描述熔體600的表面的俯視圖，以及當氦氣通過噴嘴的開孔110被導引朝向熔體時的氣流圖案。然而，在圖6B的例子中，提供兩個內部排氣通道612，其可以平行方式延伸至開孔110。在一個例子中，內部排氣通道612可自開孔110沿Z軸被隔開3mm的距離。在圖6B的例子中，其可假定通過開孔110提供的氣體的90%通過內部排氣通道612被排出，而10%的氣體例如沿如圖2B中所示的熔體600的表面被排出。內部排氣通道612的存在，改變氣流等值線614的圖案，相比於氣流等值線602。雖然氣流等值線614例如在朝兩端E區域可表現出一些曲度，由排氣通道612所包圍的區域內，沿開孔110的整個寬度wa，，各氣流等值線614垂直於開孔110的長軸方向，也就是X軸。如此，在內部排氣通道612之間的區域的散熱速率可在沿介於端點E之間的開孔110的任何點均勻地相鄰開孔110。尤其，介於兩端E之間以及介於內部排氣通道612之間的區域616代表最快速散熱的區域，其中致冷塊延伸緊鄰熔體600的表面。因此，散熱速率較高的處理區可落在區域616中。在此區域616外的氣流等值線614為曲線，散熱速率足夠低，使得沿X軸的任何變化可能不會對前緣結晶做出明顯的貢獻。因此，在圖6B的情況下形成的片材的結晶化沿整個寬度wa是均勻的。
圖7描繪通過內部排氣通道而排出的不同量的氣體為d的函數的散熱的效果的曲線圖。如可看到的變化，當0%的氣體通 過內部排氣通道而排出(回收再利用)的曲線702至當90%的氣體通過內部排氣通道而排出的曲線706，峰值散熱速率僅減少2至3%。曲線704示出當50%的氣體通過內部排氣通道而排出。更有利的是，有90%的氣體被排出時，FWHM減少，以使散熱更集中在較低的d值，從而減少處理區的寬度。然而，應該注意到的是可能需要排出自氣體噴射所傳送某部分的氣體，例如10%，沿熔體的表面的方向以清除任何汙染，例如自系統的一氧化矽(SiO)或氬(Ar)。特別是清除SiO污染物可防止在熔體內形成SiO顆粒，導致自熔體中生長的結晶片的品質低劣。因此，在各種實施例中，內部排氣通道可被設置以用於排出由氣體噴射提供的75%至95%之間的氣體。在一些實施例中，至少部份通過內部排氣通道排出的氣體可被回收再利用。在一些實施例中，內部排氣通道可被設置以用於回收再利用由氣體噴射提供的70%至90%的氣體。此可有助於降低材料成本，例如當氣體噴射是由氦氣組成。
在各種另外的實施例，用以強烈散熱的處理區的寬度在片材拉動期間可被改變。為了產生寬的單晶矽片，可使用窄的單晶種以起始結晶化，使得單晶矽片的初始寬度較所需的寬度窄。 舉例而言，可能需要產生具有寬度為150mm的矽帶，以使產生具有相似寬度的基板。然而，在片材拉動的初始階段，片材的初始寬度可以較少，例如20mm，其寬度可接著在後續的拉動階段增加。因為錯位行進到窄片的邊緣的距離可相對較小，這允許出於成長帶初始形成的錯位回復正常。為了在拉晶期間加寬片材，處 理區的寬度可逐漸增加。在本實施例中，此可藉由增加提供氣體噴射至基板的區域的寬度實現。
噴嘴中氣體噴射的有效寬度可依不同方式來增加。圖8A以及圖8B分別示出噴嘴800的透視圖以及俯視圖，與本公開另一實施例相符。噴嘴800可如上所述部署於結晶器上，但為了說明清楚，沒有示出額外的組件，例如致冷塊。然而，可以被理解的是，舉例而言，致冷塊可如圖1A以及圖1B中所示環繞噴嘴800。 噴嘴800沿橫向方向為細長的，也就是平行於X軸，且包含延伸通過噴嘴的開孔804，以在熔體的表面810提供氣體噴射。如圖8A以及圖8B中所示，噴嘴800可包含複數個進氣口802，其被佈置以指示各別氣體噴射通過開孔804的頂部。當在動作狀態時，複數個進氣口802可被個別設置以用於傳送氣體至開孔以形成氣體噴射。舉例而言，在各種實施例中，例如氣體控制系統150(示於圖1A中)的控制器可個別控制氣體，以引導沿開孔提供的在任何進氣口的組合。舉例而言，在做動狀態時，進氣口被設置以用於傳送氣體至開孔804，而在非做動狀態下，進氣口可能無法傳送氣體至開孔804。舉例而言，在氣體控制系統150中的控制器830可被置以用於改變活動進氣口傳送氣體的數量，從而修改處理區沿長軸的寬度，以使處理區的寬度在拉動結晶片的給定階段達到目標寬度。
在另外的實施例中，通過內部排氣通道排氣的排氣區的寬度可被調節。舉例而言，可沿內部排氣通道提供複數個排氣口， 其中排氣口在做動狀態排出氣體。在一些實施例中，排氣通道的排氣區的寬度可藉由控制器調節，其和調節處理區的寬度一致，藉由在做動狀態時個別調節進氣口的數量來完成。特別是，控制器830可被提供以個別調節進氣口的數量，主動接收氣體從而調節處理區沿橫向方向的寬度，以達到處理區的目標寬度。同時，控制器830可一致調節處於活性狀態中的至少一個排氣通道的排氣口的數量，以符合目標寬度。舉例而言，在一個實施方式中，寬度w2可等於3.5mm，且進氣口802的數量可如圖所示等於七。 在拉晶的早期階段，兩個進氣口802以5mm的間隔彼此分開做動，而其他進氣口802不做動，以使在部份的噴嘴開孔中產生沿橫向方向寬度為一公分的處理區。同時，以5mm的間隔彼此分開的內部排氣通道(未繪示)中的兩個對應排氣口可被使用以創造一具有一公分的排氣寬度的排氣區。在後期階段，做動的進氣口802的數量可增加至七，而做動的排氣口的數量可也增加至七，因此處理區例如加寬至30mm，而加寬的排氣區符合處理區的寬度。
請參考圖9，其中以位置(w)的函數示出當沿開孔提供的氣體噴射的數量發生變化，熔體表面的散熱速率的模擬結果。 在圖9中的模擬，可以假定至少六個沿寬度(w)隔開相等間隔的進氣口，其中寬度(w)對應於平行圖中X軸方向。曲線902示出當氣體噴射被導引通過單一的，第一，放置在w等於0mm的位置以被使用於供給氣體至表面的進氣口時的散熱。對於實驗氣體噴射流動情況進行的模擬，散熱的最大值幾乎是120W/cm2 且發生在W=0處，而在w=6mm處，散熱下降低於100W/cm2。 曲線904示出除了第一進氣口之外的散熱，氣體噴射被導向通過放置相鄰第一進氣口的第二進氣口。在這種情況下，散熱的最大值為135W/cm2且發生在w=0處，而在w=13mm處，散熱下降低於100W/cm2。曲線906示出當除了第一進氣口與第二進氣口之外的散熱，氣體噴射被導向通過相鄰第二進氣口設置的第三進氣口。在這種情況下，散熱的最大值為140W/cm2且發生在w=0處，而直到w=20mm，散熱不下降低於100W/cm2。曲線908示出當除了第一進氣口至第三進氣口之外的散熱，且氣體噴射被導向通過相鄰第三進氣口設置的第四進氣口。在這種情況下，散熱的最大值仍為140W/cm2且發生在w=0，而直至w=27mm時，散熱不會下降低於100W/cm2。曲線910示出當除了第一進氣口至第四進氣口之外的散熱，且氣體噴射被導向通過相鄰第四進氣口設置的第五進氣口。在這種情況下，散熱的最大值仍為140W/cm2且發生在w=0處，而直至w=33mm時，散熱不會下降低於100W/cm2。 曲線912示出除了第一進氣口至第五進氣口之外的散熱，且氣體噴射被導向通過相鄰第五進氣口設置的六進氣口。在這種情況下，散熱的最大值仍為140W/cm2且發生在w=0，而直至w=42mm時，散熱不會下降低於100W/cm2。此外，散熱速率不會變化直至w=33mm。如此，散熱速率超過給定的閥值的區域的寬度可藉由導引氣體噴射通過沿著開孔設置的進氣口的數量的增加而方便地增加。隨著越多個進氣口的使用以導引氣體朝向熔體的表面，均 勻散熱的區域的寬度也均勻地增加。
使用如圖9、圖8C以及圖8D所示的的結果描述在一用於操作噴嘴800以形成一寬晶片的情況下兩個不同實例。圖8C示出一片材成長的早期階段，其中氣體噴射814是由導引通過單一進氣口的氣體組成，例如進氣口802，其可以位於沿著開孔804的任何位置。氣體噴射814可根據噴嘴800的高度擴散出去，如穿過開孔804。然而，當氣體噴射814到達熔體的表面810，氣體噴射814仍可只在開孔804的寬度w2的一部份形成高速的散熱，如圖8B中所示。此導致了處理區(未繪示)的形成，其寬度w3實質上小於寬度w2，亦如在圖8B中所示。反過來說，當結晶晶種816沿方向820被拉動，所導致的片材寬度，結晶片818，也可接近寬度w3。為了使結晶片818的寬度增加，處理區的寬度可藉由在活性狀態配置較大量的進氣口802而增加，以使氣體通過較大量的進氣口80被導向進入開孔804 2。這可以一單調方式在一個例子中進行，使得用於傳送氣體至噴嘴800的進氣口的數量隨著時間單調地增加。在圖8D中所示一隨後的例子，各進氣口802可被放置在做動狀態，使得氣體被傳送通過各進氣口802以形成一寬的氣體噴射，氣體噴射815，致使用以形成結晶片818的較寬部822的較寬的處理區，亦如於圖8B中所示具有寬度w4。當所有的進氣口802在做動狀態持續拉動時，可導致具有需要的寬度的均勻寬的晶體，例如寬度w4。
總而言之，本發明的實施例提供了多種優於傳統裝置的 自熔體生長的晶片。使用結晶器以提供氣體噴射以在熔體的表面以及致冷塊之間形成對流區，此有助於高速散熱，例如100W/cm2至1500W/cm2。雖然此前無意識到此高散熱速度生成條件能夠用以良好地生長單晶矽片，其中(111)面形成在生長片材的前緣。供應相鄰致冷塊的內部排氣通道也導致在熔體的表面上有更均勻的氣體流動圖案，更導致橫跨成長片材的寬度較大均勻性的成長條件。此外，使用可分開控制的多個進氣口以及排氣口以導引氣體噴射至熔體的表面，通過允許處理區的寬度在拉晶期間均勻地展開，以控制方式增加結晶片的寬度，有助於成長高品質結晶片。
本發明的範疇並不限於本文描述的特定實施例。事實上，根據前述說明和附圖，除了本文描述者以外，本揭露內容的各種其他實施例與修改方案對於所屬技術領域中具有通常知識者而言將會是顯而易見的。因此，本揭露內容的範疇意圖涵蓋該些其他實施例與修改方案。此外，雖然本揭露內容是在針對特定用途，在特定環境下的特定實施方式的脈絡下進行描述，但是所屬技術領域中具有通常知識者將會瞭解，其用途不只限於此，本揭露內容可以針對任意用途，在任意環境下有益地實施。因此，應該根據本揭露內容的完整廣度與精神，來理解本揭露內容的標的。
雖然本發明已示出及描述如上示例性實施例，但本領域技術人員可以顯而易見在不脫離本發明的精神和範圍，依所附的權利要求進行各種變化和修改。
X、Y、Z:軸向
100:系統
102:結晶器
104:噴嘴
106:致冷塊
108:機殼
110:開孔
112:熔體
114:暴露面
116:晶種
118:致動器
120:拉動方向
122:加熱器
126:坩鍋
150:氣體控制系統

Claims (14)

  1. 一種結晶器，用以使一熔體成長為一結晶片，包括：一致冷塊，具有一致冷面，該致冷面面對於該熔體的一暴露面，該致冷塊被設置以用於在該致冷面產生一致冷塊溫度，該致冷塊溫度低於在該熔體的該暴露面的熔體溫度；以及一噴嘴，配置於該致冷塊內，且被設置以用於傳送一氣體噴射至該暴露面，其中該氣體噴射以及該致冷塊交互操作以產生一處理區，該處理區以一第一散熱速率移除來自於該暴露面的熱，該第一散熱速率大於該處理區之外的外部區域中的該暴露面的一第二散熱速率，其中該致冷面以一第一高度配置於該暴露面上，且該噴嘴的前端以一第二高度配置於該暴露面上，該第二高度小於該第一高度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的結晶器，其中該噴嘴的材質包括石英玻璃。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的結晶器，其中該噴嘴包含一開孔，該開孔包括一細長橫截面，該細長橫截面的長軸沿垂直於一拉動方向的一橫向方向延伸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的結晶器，其中該開孔沿該拉動方向的一開孔長度為0.05公厘至0.5公厘。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的結晶器，更包括： 一機殼，其定義出一開口，以使該致冷面相對於該暴露面配置，該機殼具有一機殼溫度，該機殼溫度較致冷塊溫度熱；以及至少一內部排氣通道，配置於該機殼與該致冷塊之間，且被配置以用於排出來自該氣體噴射的75%至95%之間的氣體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的結晶器，其中該至少一內部排氣通道被設定用以回收由該氣體噴射所提供的70%至90%的氣體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的結晶器，更包括一致動器，該致動器被配置以用於調節該致冷面以及該暴露面之間的高度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的結晶器，其中該氣體噴射被配置以用於在該處理區中用以產生一氣體渦流，該氣體渦流以對流方式移除自該暴露面至該致冷塊的至少部份的熱。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的結晶器，其中該第一散熱速率大於100W/cm2。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的結晶器，其中該噴嘴包括一開孔，該開孔具有一細長橫截面，該細長橫截面由沿一橫向方向的寬度所定義，且其中該開孔的該氣體噴射沿該橫向方向的流速為對每公分寬為每分鐘至少1公升(1L/(m-cm))。
  11. 一種自一熔體成長為一結晶片的方法，包括：排列一致冷塊於該熔體的一暴露面上； 在該致冷塊面對於該熔體的一致冷面產生一致冷溫度，該致冷溫度低於在該熔體的該暴露面的熔體溫度；以及通過配置於該致冷塊中的噴嘴傳送一氣體噴射至該暴露面，其中該氣體噴射以及該致冷塊彼此交互操作以產生一處理區，該處理區以一第一散熱速率移除來自於該暴露面的熱，該第一散熱速率大於該處理區之外的外部區域中的該暴露面的一第二散熱速率，其中該致冷面以一第一高度配置於該暴露面上，且該噴嘴的前端以一第二高度配置於該暴露面上，該第二高度小於該第一高度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，更包括在該處理區中使用該氣體噴射產生一氣體渦流，該氣體渦流藉由對流散熱移除該暴露面的熱，其中在該處理區中的對流散熱速率大於該第一散熱速率的一半。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，更包括：提供一圍繞該致冷塊的一機殼，其中該機殼定義出一開口，其中該致冷面相對於該暴露面配置；產生該機殼的一機殼溫度，該機殼溫度高於該致冷塊溫度；在該機殼以及該致冷塊之間提供至少一內部排氣通道；以及通過該至少一內部排氣通道排出來自該氣體噴射的75%至95%之間的氣體。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中該噴嘴包括配備有多個進氣口的開孔，該些進氣口沿該開孔配置且分別被配置以用於在做動狀態時輸送氣體至該開孔以形成氣體噴射，且該至少一內部排氣通道包括複數個排氣口，該些排氣口分別被配置以用於在活性狀態時排氣，該方法更包括：調節在該做動狀態時該些進氣口的數量，從而調節該處理區的寬度至一目標寬度；以及調節在該至少一內部排氣通道的該些排氣口在該做動狀態時的數量，以提供符合該目標寬度的一排氣寬度。
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