TWM463741U

TWM463741U - 長晶爐之隔熱側板構造

Info

Publication number: TWM463741U
Application number: TW102207766U
Authority: TW
Inventors: Wan-Cian Jhong; Tsung-Pei Liu; Hsin-Yu Lin; Chun-I Fu; Chao-Ming Hsu; Chien-Kuei Chang
Original assignee: Versol Corp; Univ Nat Kaohsiung Applied Sci
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2013-10-21

Description

長晶爐之隔熱側板構造

本創作係有關於一種長晶爐之隔熱側板構造，尤指一種於加熱器及冷卻底板之間增設隔熱側板，藉由隔熱側板阻隔熱能直接傳遞至冷卻底板，使得冷卻底板溫度較低散熱較快，藉以加大多晶矽長晶爐的垂直溫度之過冷度，而可令晶錠成長時晶粒較規律的由下往上成長。

矽晶鑄錠於製造過程中，會藉由控制各種製程參數，而令晶錠之晶粒可趨向於縱向成長，以製造出品質較佳的晶錠，為了要使晶粒縱向的成長，首要控制的製程參數就是長晶爐之縱向溫度的過冷度，即是控制長晶爐底部、中段與頂部的溫度、冷卻速度與溫度差。而長晶爐本身的結構設計，也會影響到製程參數的設定，倘若單改變製程參數依然無法製造出符合需求的晶錠，勢必得從機臺本身作改良。

目前的多晶矽長晶爐如第五圖所示，包含有一爐體（1A），其內部包含有一絕緣籠（11A）、一加熱器（12A）、一冷卻底板（13A）及其他構件，前述爐體（1A）構造為已知技術，在此不加以描述，而前述絕緣籠（11A）係將前述加熱器（12A）產生的熱能與外界絕緣，而前述冷卻底板（13A）用以供放置坩堝；一般來說，目前製造矽晶鑄錠的製程中，會將坩堝放置於冷卻底板（13A）上並透過冷卻底板（13A）降溫，而坩堝會於其底部鋪設晶種，再於晶種上方放置矽料，當加熱熔融時會令矽料完全的熔融，但希望晶種處於未熔融狀態[即爐體底部溫度低於頂部]，藉由晶種以幫助晶粒成長時可由縱向成長，但是，請配合參閱第六圖及第七圖所示，目前的多晶矽長晶爐會讓爐體（1A）在加熱過程中，加熱器（12A）產生之熱能直接傳遞至冷卻底板（13A），導致冷卻底板（13A）的溫度較高，且冷卻底板（13A）散熱效率也較差，使得晶種（B’）的四周圍跟著被熔融而形成一熔融區域（C’），讓熔湯在冷卻凝固時，其底部溫度過高且溫度無法達到均勻[四周圍熔融，內層未熔融]，導致晶粒在成長時，四周圍無法藉由晶種（B’）成長，進而讓晶粒無法規律的由下往上的成長，且晶粒大小也較不均勻，而無法製造出品質較好得晶錠，因此有必要對機臺進行改良。

爰此，為改善現有的多晶矽長晶爐之冷卻底板散熱效率較差，使得垂直溫度之過冷度不足的情況下，導致製造出的晶錠品質不佳的問題，本創作提供一種長晶爐，所述長晶爐係增設隔熱側板來阻隔加熱器產生之熱能直接傳遞至冷卻底板，使得長晶爐加熱時，讓底部及冷卻底板之溫度較低，且散熱速度可以加快，藉以加大垂直溫度的過冷度，而讓位於底部的晶種不會熔融，藉以讓晶粒可沿著晶種縱向成長，進而提昇晶錠品質，與擴大類單晶的面積比例。

本創作係為一種長晶爐之隔熱側板構造，為一多晶矽長晶爐包含有一絕緣籠、一加熱器及一冷卻底板，前述加熱器環設固定於前述絕緣籠內部且靠近於頂部，而前述冷卻底板設置於前述絕緣籠內部且位於前述加熱器下方，本創作係於上述絕緣籠內部環設固定有一隔熱側板[或者前述隔熱側板固定於上述冷卻底板]，前述隔熱側板位於上述加熱器與上述冷卻底板之間，且圍繞於上述冷卻底板周圍，藉以阻擋上述加熱器之熱量傳遞至上述冷卻底板，而得以加大前述多晶矽長晶爐之縱向溫度的過冷度。

本創作之功效：

1.透過增設隔熱側板阻隔加熱器產生的熱能直接傳遞至冷卻底板，而讓冷卻底板的溫度可以較低且亦有較佳的散熱效率，使得晶粒在成長初期，熔湯底部有較佳的散熱速度且溫度較均勻，而讓晶粒可較規則的呈縱向成長。

2.長晶爐底部溫度較低，可避免加熱過程中晶種熔融成液態，而失去晶種的功能，進而影響晶粒成長的方向與晶錠的品質。

有關本創作之技術特徵及增進功效，配合下列圖式之較佳實施例即可清楚呈現，首先，請參閱第一圖所示，本創作之較佳實施例，為一種長晶爐之隔熱側板構造，為一多晶矽長晶爐（1）包含有一絕緣籠（11）、一加熱器（12）及一冷卻底板（13），前述加熱器（12）環設固定於前述絕緣籠（11）內部且靠近於頂部，而前述冷卻底板（13）設置於前述絕緣籠（11）內部且位於前述加熱器（12）下方，前述冷卻底板（13）用以供坩堝放置，坩堝內放置有矽料，藉由前述加熱器（12）產生熱能，以令前述絕緣籠（11）內部產生高溫，使得坩堝內之矽料因高溫熔融，本創作中，係將一隔熱側板（14）環設於前述加熱器（12）與前述冷卻底板（13）之間，且靠近於前述冷卻底板（13）周圍，其實施手段揭露兩種如下：

第一實施例：所述隔熱側板（14）連接固定於所述絕緣籠（11），且所述隔熱側板（14）位於上述加熱器（12）與上述冷卻底板（13）之間，且圍繞於上述冷卻底板（13）周圍。

第二實施例：請參閱第二圖所示，所述隔熱側板（14’）位於上述加熱器（12）與上述冷卻底板（13）之間且連接固定於上述冷卻底板（13），並圍繞於上述冷卻底板（13）周圍。

透過上述隔熱側板（14）阻隔上述加熱器（12）之熱量直接傳遞至上述冷卻底板（13），以令冷卻底板（13）溫度較低與散熱速度較快，而得以加大前述多晶矽長晶爐（1）之縱向溫度的過冷度。

請參閱第三圖及第四圖所示，本創作的多晶矽長晶爐（1）藉由增設所述隔熱側板（14）來阻隔加熱器（12）之熱量直接傳遞給所述冷卻底板（13），使得所述冷卻底板（13）的溫度較低，同時有較佳的散熱速度，以至於所述多晶矽長晶爐（1）之底部溫度可較低於頂部溫度，藉以加大垂直溫度的過冷度；請參閱第六圖及第七圖所示，相較於本創作的多晶矽長晶爐（1）構造，現有爐體（1A）之加熱器（12A）產生之熱能係直接傳遞至所述冷卻底板（13A），導致所述冷卻底板（13A）的溫度較高且散熱效率較差，而讓晶種（B’）產生熔融區域（C’）的問題。因此，藉由增設所述隔熱側板（14）來降低冷卻底板（13）之溫度，可讓晶錠製造過程中，矽料可以完全的熔融，而底部的晶種（B）則未熔融，且底部具有較均勻的溫度，藉以讓晶粒成長時會較規律的沿著晶種方向呈縱向成長，進而提昇晶錠品質，與擴大類單晶的面積比例。

惟以上所述僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作專利涵蓋之範圍內。

（1）‧‧‧多晶矽長晶爐

（11）‧‧‧絕緣籠

（12）‧‧‧加熱器

（13）‧‧‧冷卻底板

（14）‧‧‧隔熱側板

（14’）‧‧‧隔熱側板

（1A）‧‧‧爐體

（11A）‧‧‧絕緣籠

（12A）‧‧‧加熱器

（13A）‧‧‧冷卻底板

（B）‧‧‧晶種

（B’ ）‧‧‧晶種

（C’ ）‧‧‧熔融區域

[第一圖]係為本創作長晶爐之隔熱側板構造示意圖。

[第二圖]係為本創作長晶爐之另一隔熱側板構造之示意圖。

[第三圖]係為本創作長晶爐加熱時，底部晶種呈現之狀態。

[第四圖]係為第三圖之A-A剖視圖。

[第五圖]係為現有長晶爐之構造示意圖。

[第六圖]係為現有長晶爐加熱時，底部晶種呈現之狀態。

[第七圖]係為第六圖之B-B剖視圖。

(1)‧‧‧多晶矽長晶爐

(11)‧‧‧絕緣籠

(12)‧‧‧加熱器

(13)‧‧‧冷卻底板

(14)‧‧‧隔熱側板

Claims

一種長晶爐之隔熱側板構造，為一多晶矽長晶爐包含有一絕緣籠、一加熱器及一冷卻底板，前述加熱器環設固定於前述絕緣籠內部且靠近於頂部，而前述冷卻底板設置於前述絕緣籠內部且位於前述加熱器下方，其特徵在於：上述絕緣籠內部環設固定有一隔熱側板，前述隔熱側板位於上述加熱器與上述冷卻底板之間，且圍繞於上述冷卻底板周圍，藉以阻擋上述加熱器之熱量傳遞至上述冷卻底板，而得以加大前述多晶矽長晶爐之縱向溫度的過冷度。
一種長晶爐之隔熱側板構造，為一多晶矽長晶爐包含有一絕緣籠、一加熱器及一冷卻底板，前述加熱器環設固定於前述絕緣籠內部且靠近於頂部，而前述冷卻底板設置於前述絕緣籠內部且位於前述加熱器下方，其特徵在於：上述絕緣籠內部環設有一隔熱側板，前述隔熱側板位於上述加熱器與上述冷卻底板之間且固定於上述冷卻底板，並圍繞於上述冷卻底板周圍，藉以阻擋上述加熱器之熱量傳遞至上述冷卻底板，而得以加大前述多晶矽長晶爐之縱向溫度的過冷度。