[发明专利]制造结晶硅锭的设备

权利要求书

1.一种通过定向凝固制造结晶硅锭的设备，其中

-所述设备包括至少一个能够容纳坩埚的具有一个或多个隔热侧壁的隔室，且

-其中所述隔室包括：

i）加热装置，

ii）至少一个用于将吹扫气体供应到所述隔室的入口，和

iii）一个或多个用于自所述隔室提取气体的出口，

其特征在于所述隔室还包括：

-通过在以下元件之间的连续外周开口形成的气体管路[wq1]：

-上部遮蔽元件，其在所述坩埚上方一定距离处放置，且覆盖所述隔室的水平横截面积以将其分隔成两个叠置的次隔室，其中所述上部次隔室具有加热装置，和

-下部遮蔽元件，其在所述上部遮蔽元件下方一定距离处且沿所述坩埚的外表面放置，并覆盖在所述坩埚的外表面与所述隔室的一个或多个隔热侧壁的内表面之间形成的横截面积，

-位于所述气体管路或所述一个或多个出口中的流动约束段，以在所述气体管路或一个或多个出口中提供横截面积A，A=P·d，其中P为所述坩埚的周长，其单位为mm，且d为0.5至50mm，且其中

-所述一个或多个用于供应吹扫气体的入口位于所述坩埚上方，且

-所述一个或多个用于提取气体的出口位于在所述上部遮蔽元件与所述下部遮蔽元件之间的所述隔室的一个或多个隔热侧壁上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中d为2至10mm或4至6mm。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中：

-所述上部遮蔽元件由一块板或薄片制成，形成基本上水平取向的间隔壁或顶盖，且

-所述下部遮蔽元件由一块板或薄片元件制成，形成如下的基本上水平取向的间隔壁或平台，所述间隔壁或平台从所述坩埚壁的外表面沿所述坩埚的整个外周伸出，且因此沿所述隔室的外周将所述隔室的内部空间分隔成两个叠置的次隔室。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述下部遮蔽元件和所述上部遮蔽元件各自由一块如下材料的刚性板或柔性薄片制成，所述材料能够耐受在由一个连续结构元件形成的硅结晶炉中存在的温度和化学环境，或者其由一起覆盖所述隔室内部空间的预期横截面积的多于一个刚性板或柔性薄片元件制成。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述薄片由以下材料之一制成：碳纤维增强的碳化硅，例如C-C/SiC或C/SiC复合材料，碳化硅纤维复合材料SiC/SiC，有或没有SiC涂层的碳纤维增强的碳，或者涂布有或未涂布有SiC的石墨。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述薄片为涂布有SiC的碳纤维增强的碳，其中

-所述碳纤维增强的碳薄片的厚度为1～10mm，且

-所述SiC涂层的厚度为10～200μm。

7.根据权利要求6所述的设备，其中：

-所述碳纤维增强的碳薄片的厚度在以下范围之一内：2～8mm、2～5mm或2～3mm，且

-所述SiC涂层的厚度在以下范围之一内：20～150μm、40～120μm或60～100μm。

8.根据权利要求3～7中的任一项所述的设备，其中所述流动约束段通过在所述坩埚的上缘与所述气体管路的上部遮蔽元件之间的间隙或距离以在其之间形成具有横截面积A的连续狭缝而形成，A=P·d，其中P为所述坩埚的周长，单位为mm，且d为2～50mm。

9.根据权利要求3～7中的任一项所述的设备，其中所述流动约束段通过在周向侧面支撑体的上缘与所述气体管路的上部遮蔽元件之间的间隙或距离以在其之间形成具有横截面积A的连续狭缝而形成，A=P·d，其中P为所述坩埚的周长，单位为mm，且d为2～50mm，且其中所述下部遮蔽元件沿所述周向侧面支撑体的外表面放置，并覆盖在所述周向侧面支撑体的外表面与所述隔室的一个或多个隔热侧壁的内表面之间形成的横截面积。

10.根据权利要求3～7中的任一项所述的设备，其中所述流动约束段通过应用如下的周向罩体而形成，所述周向罩体连结至所述上部遮蔽元件并从所述上部遮蔽元件向下延伸到在所述下部遮蔽元件上方一定距离处，以沿所述周向罩体的外周在自所述坩埚壁一定距离处形成连续狭缝，且其中所述狭缝具有横截面积A，A=P·d，其中P为所述坩埚的周长，单位为mm，且d为2～50mm。