[发明专利]一种用于获得多晶硅半导体材料，特别是硅的设备，以及一种控制其温度的方法

权利要求书

1.一种用于半导体材料(2)的熔化和随后定向凝固，特别是为获得具有“太阳能”纯度的多晶硅的设备(1)，包括至少一个用于所述半导体材料的坩埚(3)，优选由石英或陶瓷材料制成，可移去地装在杯形石墨容器(4)内；至少一个顶部感应线圈(12)，面向所述石墨容器的开口(15)设置，顶部感应线圈(12)和开口(15)之间至少设有与顶部感应线圈(12)可操作的相关联的石墨板(14)；至少一个横向感应线圈(16)，围绕所述石墨容器的侧壁(17)设置；至少一个底部感应线圈(18)，面向所述石墨容器的底壁(19)设置；用于分别并且独立地供应所述感应线圈(12，16，18)的交流供电装置(20)；以及用于在所述感应线圈的各中空匝(13)中提供冷却剂的冷却装置(21)；作为整体，所述设备的特征在于：

-所述至少一个底部感应线圈(18)包括多个绕组(31-34)，所述多个绕组彼此相邻设置并位于由绝缘支撑板(35)所设定的同一平面上；

-电气开关装置(40)，预先设置在所述至少一个底部感应线圈(18)的绕组(31-34)与各交流供电装置(20)之间，用于根据不同的配置选择性地互相连接交流供电装置(20)和绕组(31-34)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述不同的配置的不同之处在于彼此相邻设置的各绕组(31-34)中的电流循环方向。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少一个底部感应线圈(18)包括4个所述绕组(31-34)，根据方格图案，每两个相邻设置。

4.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，相邻设置的所述绕组(31-34)具有平面螺旋形状。

5.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述绕组(31-34)将所述至少一个底部感应线圈(18)划分为各个相邻的区域，所述区域中由感应线圈(18)产生的磁场的通量L的各磁通量线具有相似的图形；所述开关装置(40)被设计为选择性地确定相邻区域之间通量L的磁通量线的图案，使其与该相邻区域之间的边界线(K)成正切或正交。

6.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个底部感应线圈(18)是可垂直移动的，使用时能改变其距所述石墨容器(4)底壁(19)的距离(D)。

7.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个底部感应线圈(18)的冷却装置(21)被设计为在所述至少一个底部感应线圈(18)的中空匝(13)中供应导热油。

8.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括可打开的流体密封罩(5)，其内部装所述石墨容器(4)以及所述感应线圈(12，16，18)。

9.一种用于对半导体材料(2)定向凝固过程的温度进行控制的方法，其中所述半导体材料被熔化并随后进行受控凝固，通过石墨感受器(14，17，19)加热装在坩埚(3)内的半导体材料进行所述熔化步骤，每个石墨感受器(14，17，19)与至少一个感应线圈(12，16，18)可操作地相关联，并围绕所述坩埚设置，所述方法的特征在于，包括以下步骤：

-在所述坩埚(3)的下面设置感受器(19)，所述感受器(19)与至少一个底部感应线圈(18)可操作地相关联，所述底部感应线圈(18)包括多个位于同一平面且彼此相邻设置的绕组(31-34)；以及

-选择性地使所述绕组(31-34)彼此连接并与各交流供电装置(20)连接，用于根据不同的配置为所述底部线圈供应电源，所述配置彼此的不同之处在于在彼此相邻设置的所述各绕组中电流循环的方向。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个底部感应线圈(18)的绕组(31-34)彼此相互连接使得每个绕组设定出所述感应线圈的一个区域，所述区域中磁场的通量L的各磁通量线具有相似的图形；并且相邻区域的通量L的磁通量线具有与该相邻区域之间的边界线K成正切或正交的图形。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述至少一个底部感应线圈(18)和与其相关联的石墨感受器(19)之间的距离(D)是变化的。