具有至少一个开口的带状晶拉晶炉后热器制造技术

一种带状晶拉晶炉，该带状晶拉晶炉具有用于围绕一个或多个带状晶的至少一部分的内部，并且具有定位在该内部中的后热器。该后热器具有至少一个壁，所述壁具有有助于控制炉内温度分布的一个或多个开口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及带状晶拉晶炉，并且更具体地，本专利技术涉及控制带状晶拉晶炉内的热量。
技术介绍
硅片是各式各样的半导体器件，例如太阳能电池、集成电路和MEMS装置的构建基块。例如，Marlboro, Massachusetts的EvergreenSolar， Inc由通过已知的带状拉晶，，技术生产的硅片形成太阳能电池。 带状拉晶技术通常使用一种专门的炉，该炉围绕容纳熔融硅的坩埚和正生长的带状晶。该炉通常具有由固体、绝热材料形成的基座，以及位于基座绝热体上方和生长的带状晶附近两处的绝热材料(通称是后热器)。 通常，本专利技术人已知的现有技术的后热器仅在其最接近处提供了有限的温度分布的变化。因此，随着晶冷却，最近生长的带状晶可能包含有应力，该应力对其物理性能有不利影响。该应力能够不合意地降低最终由这种带状晶制造的太阳能电池的转换效率。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，带状晶拉晶炉具有用于围绕一个或多个带状晶的至少一部分的内部，和位于该内部之内的后热器。该后热器具有至少一个壁，壁带有有助于控制炉体内的温度分布的一个或多个开口 。 在相关实施例中，一个或多个开口可具有均一或可变尺寸的细长槽的形式。该一个或多个开口可完全或部分地延伸穿过该壁。炉还可在内部中包括坩埚，而后热器可位于坩埚上方。炉也可包括设置在坩埚附近的基座绝热体，并且后热器可以由基座绝热体支撑。炉也可包括围绕后热器的壳体，并且后热器可以附接到壳体的顶部。该后热器可以包括彼此面对的两个部分，其中每个部分可包括至少一个壁，并且各个壁可以具有一个或多个开□。 炉也可包括具有至少两个线孔的坩埚，所述线孔沿着带状晶生长方向限定垂直延伸的平面，并且一个或多个开口可以与该平面的边缘对齐，以控制线附近的带状晶的厚度。该开口可以沿着该平面的边缘在彼此顶部竖直对齐。 根据本专利技术的另一实施例，生产带状晶拉晶炉的方法形成用于接纳一个或多个带状晶的至少一部分的内部。该方法还(在该内部内)设置后热器，该后热器具有带一个或多个开口的至少一个壁。 在相关实施例中，该方法可进一步将坩埚设置在内部中，并将后热器定位在坩埚上方。该方法可进一步将基座绝热体设置在坩埚附近，并将后热器支撑在基座绝热体上方。该方法可进一步设置围绕该后热器的壳体，并将后热器附接到壳体的顶部。 在一些实施例中，后热器可包括彼此面对的两个部分。这两个部分可允许带状晶在两个部分的一部分之间穿过。该方法可进一步设置具有至少两个线孔的坩埚，所述线孔沿带状晶生长方向限定垂直延伸的平面，并且将所述开口与该平面的边缘对齐。 根据本专利技术的其他实施例，冷却带状晶的方法提供了一种具有内部的带状晶拉晶炉，并将后热器设置在内部中。该后热器具有带一个或多个开口的至少一个壁。该方法还使带状晶至少部分穿过炉的内部生长。带状晶的至少一部分在至少一个壁附近生长。附图说明 下面通过参照概括的附图而讨论说明的具体实施方式，本领域的技术人员应当更完全地理解本专利技术的各种实施例的优点。图1示意性地示出可以实现本专利技术的示例性实施例的硅带状晶生长炉。 图2示意性地示出图1所示的带状晶生长炉移除壳体部分的部分剖视 图3示意性地示出根据本专利技术的实施例移除壳体的沿着图2中线A-A的透视剖视图； 图4示意性地示出根据本专利技术的实施例移除壳体的沿着图2中线A-A的剖视 图5示意性地示出根据本专利技术的实施例移除壳体的带状晶生长炉的透视 图6A和6B分别示意性地示出根据本专利技术的实施例的后热器绝热体的侧视图和透视底视图； 图7示意性地示出根据本专利技术的另一实施例的后热器绝热体的侧视图；并且 图8示意性地示出无后热器绝热体的基座绝热体和衬里绝热体的透视顶视图。具体实施例方式在示例性的实施例中，带状晶拉晶炉将后热器绝热体定位在基座绝热体上方并且邻近于生长带状晶。后热器绝热体包括一个或多个开口，以控制生长着的带状晶附近的温度，潜在地降低生长带状晶内的应力。下面要论述示例性的实施例的细节。 图1示意性示出一种可以实现本专利技术的示例性实施例的硅带状晶拉晶炉10。该炉IO包括形成基本上无氧(例如为了防止燃烧)的密闭或密封内部的壳体12。代替氧，内部可以具有某种浓度的另一种气体，比如氩或其他惰性气体，或者气体的混合物。内部包括有坩埚14(如图2-6中所示)及其他组件(其中一些在下面论述)，用于基本上同时生长多个硅带状晶16。尽管图1示出四个硅带状晶，但该炉IO可基本上同时生长更多或更少的带状晶。带状晶16可以是单晶硅、复晶硅或多晶硅。壳体12中的进料口 18设置有用于将硅原料导向壳体12的内部以进入坩埚14的装置，同时一个或多个可选的窗口 20允许对内部和其组件进行观测。 应当注意的是，硅带状晶16的讨论是说明性的，并不意图限制本专利技术的全部实施例。例如，带状晶16可以由其他材料的原料或者硅和某种其他材料的混合物形成。 图2示意性地示出图1所示的移除一部分壳体12的炉10的部分剖视图。该视图 示出其中的上述坩埚14，该坩埚具有可以支撑或容纳熔融材料的基本上平坦的顶表面。坩 埚14的该实施例沿着其长度具有纵长的形状，以用于生长硅带状晶16的区域并肩布置。 炉10具有绝热体，绝热体根据炉10内各种区域、例如容纳熔融材料的区域和容纳 生长带状晶的区域的热需求进行特别配置。这两个区域基本上形成生长的带状晶16穿过 的内部区域。因此，炉10的内部包括基座绝热体24和衬里绝热体26，它们共同形成容纳坩 埚14的区域，这将在下文更详细地讨论。该炉同样包括位于基座绝热体24和衬里绝热体 26(从附图的透视图中看)上方的后热器28。该后热器28提供了用于使生长的带状晶16 随着它从坩埚14中升起而冷却的可控热环境。基座绝热体24、衬里绝热体26和后热器26 可以具有相关的但是不同的热需求，因此，可以用不同的材料生产。然而，替代实施例可以 在不同区域中具有类似的或相同的绝热材料。 图3和4分别示意性地示出移除壳体的沿着图2的线A-A的透视剖视图和剖视 图。如图2-4所示，后热器28大致在基座绝热体24和衬里绝热体26上垂直间隔。后热器 28例如可通过支柱(未示出)由基座绝热体24和衬里绝热体26之一或两者加以支撑。此 外或可替代地，后热器28可以连接或固定到壳体12的顶端部分12a上。在一些实施例中， 后热器28具有两个部分28a、28b，它们位于生长的带状晶16在两侧上。这两个部分28a、 28b形成一个或多个通道30 (如图3所示)，带状晶穿过所述通道生长。可替代地，后热器 28也可以位于生长的带状体晶16的仅一侧上，如图5中所示。 后热器28可以由提供适当热需求用于允许带状体晶以可控方式冷却的任何绝热 材料形成。例如，后热器28可以由石墨或碳材料、比如碳泡沫或石墨泡沫绝热材料形成。因 此，后热器28可以由类似于衬里绝热体26的材料形成，这进一步在下文详细讨论。尽管如 此，后热器26形成的区域中的热需求通常不同于包括坩埚14和熔融材料的区域中的热需 求。 在示例性的实施例中，后热器28具有一个或多个开口 32，以用于可控地从穿过通 道30生长的带状晶16中导出热量。图6A和6B示出这种后热器28的一个实施例。在该 实施例中，后热器28具有面对基座绝热体24和衬里绝热体26的底部34，以及具有开口 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带状晶拉晶炉，包括：内部，所述内部用于围绕一个或多个带状晶的至少一部分；和后热器，所述后热器位于所述内部中，所述后热器具有至少一个壁，所述壁具有一个或多个开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-14 60/944,017一种带状晶拉晶炉，包括内部，所述内部用于围绕一个或多个带状晶的至少一部分；和后热器，所述后热器位于所述内部中，所述后热器具有至少一个壁，所述壁具有一个或多个开口。2. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，其中，所述一个或多个开口包括细长槽。3. 如权利要求2所述的带状晶拉晶炉，其中，所述槽的尺寸是可变的。4. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，其中，所述一个或多个开口完全延伸穿过所述 壁。5. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，其中所述一个或多个开口部分地延伸穿过所述壁。6. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，还包括所述内部中的坩埚，其中，所述后热器位于所述坩埚上方。7. 如权利要求6所述的带状晶拉晶炉，还包括设置在所述坩埚附近的基座绝热体，其中，所述后热器由所述基座绝热体支撑。8. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，还包括围绕所述后热器的壳体，所述后热器附接到所述壳体的顶部。9. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，其中，所述后热器包括彼此面对的两个部分，所述两个部分中的每个都具有至少一个壁，每个所述壁都具有一个或多个开口 。10. 如权利要求1所述的带状晶拉晶炉，还包括具有至少两个线孔的坩埚，所述线孔沿着带状晶的生长方向限定竖直延伸的平面，所述至少一个或多个开口与所述平面的边缘对齐。11. 如权利要求io所述的带状晶拉晶炉，其中，所述一个或多个开口包括沿着所述平面的边缘在彼此顶部上竖直对齐的多个开口。12. —种生产带状晶拉晶炉的方法，包括形成用于容纳一个或多个带状晶的至少一部分的内部；并且在所述内部中设置后热器，所述后热器具有至少一个壁，所述壁具有一个或多个开口 。13. 如权利要求12所述的方法，其中，所述一个或多个开口包括细长槽。14. 如权利要求13所述的方法，其中，所述槽的尺寸是可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，大卫哈维，斯科特赖特斯玛，
申请(专利权)人：长青太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]