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    • 专利摘要:
    揭示一種使矽晶體基底生長的裝置，其包括熱源、異向性熱負載平衡構件、坩堝以及冷卻板構件。異向性熱負載平衡構件具有高導熱性，可位於熱源上方且經運作以便平衡從熱源散發的溫度及熱通量變化。坩堝可經運作以容納熔融矽，其中熔融矽的上表面可界定為生長界面。坩堝可被異向性熱負載平衡構件實質上圍繞著。冷卻板構件可位於坩堝上方，與異向性熱負載平衡構件及熱源一同運作以便使熔融矽的生長表面處保持熱通量均勻。
    公开号:TW201323672A
    申请号:TW101138709
    申请日:2012-10-19
    公开日:2013-06-16
    发明作者:Frederick M Carlson；Brian T Helenbrook
    申请人:Varian Semiconductor Equipment；
    IPC主号:C30B15-00
    专利说明:
    使用異向性材料的熱負載平衡【關於聯邦政府出資贊助研究或開發的聲明】
    美國政府已購得本揭示的許可權，在某些情形下有權要求專利所有人按照美國能源部(U.S.Department of Energy)頒發的合同號DE-EE0000595的條款規定在合理的條件下授權給他人。
    本揭示的實施例涉及矽晶體生長(silicon crystal growth)領域，特別是涉及使用異向性(anisotropic)材料來控制矽晶體生長的熱負載平衡(thermal load leveling)。
    隨著對可再生能源的需求的增長，對太陽能電池的需求也在不斷增長。因為這些需求在增長，所以太陽能電池行業的一個目標是降低成本/功率比(ratio)。以$/瓦特為單位的太陽能很昂貴，這部分歸因於製造太陽能電池的成本。有兩種類型的太陽能電池：矽和薄膜。太陽能電池大部分是由矽晶圓(wafers)所製成，如單晶矽晶圓，其占與製造晶體矽太陽能電池有關的成本的大部分。太陽能電池的效率，或者在標準光照下產生的功率量，部分受到此晶圓的品質的限制。目前，這類太陽能電池的生產可超過太陽能電池總成本的40%。因此，以有效降低成本的方式來生產高品質太陽能晶圓能夠降低太陽能總成本。鑒於上述及其他考慮，需要進行本文所提出的改進。
    “發明內容”旨在簡要提出概念的選定，這些概念將在“實施方式”中做詳細說明如下。“發明內容”並非用以鑒別申請專利範圍標的之關鍵特徵或必要特徵，也非用以協助確定申請專利範圍標的之技術方案範圍。
    各種實施例主要是指向用來製造太陽能電池的矽晶圓生產用的矽晶體生長。在一實施例中，揭露了一種使矽晶體基底(substrate)生長的裝置，其包括熱源、異向性熱負載平衡構件、坩堝(crucible)以及冷卻板構件。坩堝是用來容納熔融矽(molten silicon)，其中熔融矽的上表面界定為生長界面(growth interface)。異向性熱負載平衡構件具有高導熱性，其配置於熱源與坩堝之間。異向性熱負載平衡構件經運作以便平衡從熱源散發的溫度及熱通量(heat flux)變化。冷卻板構件位於坩堝上方，以便吸收來自熔融矽的熱量，從而使熔融矽結晶成矽晶體基底。
    在另一實施例中，一種使矽晶體基底生長的方法包括在坩堝內裝入熔融矽，其中熔融矽的上表面的一部分界定為生長表面。使用熱源對坩堝及坩堝內的熔融矽進行加熱。經由配置於熱源與坩堝之間的被動(passive)熱負載平衡異向性材料來調節從熱源入射到坩堝表面上的熱量。對熔融矽的生長表面上方的區域進行冷卻，以使得生長表面處保持熱通量均勻。
    下面將參照附圖來對本發明進行全面說明，其中這些附圖繪示了本發明的較佳實施例。然而，本發明也可以許多不同的形態來體現，而不應理解成限於本文所列舉的實施例。確切地說，提供這些實施例是為了使揭露的內容更透徹更完整，且將本揭示的技術方案範圍更全面地傳達給本領域具有通常知識者。在整個圖式中，相同的元件符號代表相同的元件。
    各種實施例都指向一種熱負載平衡構件，其配置在熱源與坩堝之間，以便協助平衡熱源所產生的溫度及熱通量變化，其中坩堝內容納製造矽晶圓所用的熔融矽。在一些實施例中，也可在坩堝內使用泵裝置和擋板(baffle)結構來促使熔融矽均勻流動，以進一步平衡溫度及熱通量變化。
    在使矽晶體基底(如太陽能電池用的矽光伏(photovoltaic)基底)生長時，可採用浮矽法(floating silicon method,FSM)。根據背景技術可以看出，採用浮矽法的矽晶體生長類似於當氣溫降到水的凝固點以下時池塘裏如何結冰。在池塘的表面形成固態冰表面，以及隨著時間的推移根據池塘表面的氣溫和當時的水溫而向下“生長”到較暖的水裏。
    浮矽法矽晶體生長通常包括裝有熔融矽的坩堝，此坩堝從低溫被加熱，再從高溫冷卻下來。冷卻構件使得熔融矽從其上表面開始凝固，此上表面稱為生長區。矽晶體基底的生長向下延伸到熔融矽內。因此矽晶體的生長速率取決於熔融矽和冷卻構件的溫度。當矽垂直向下生長時，也會沿著水平方向朝坩堝外以及朝著遠離加熱源和冷卻源的方向進行拉晶(pulled)或運送(transport)。透過對影響熔融矽的溫度梯度進行精確控制，矽晶體可以恆定的速率生長，且可以恆定的速率進行拉晶或運送以確保矽晶體基底的相對均勻的厚度。因此，於生長區中保持水平均勻的溫度條件是有利的。
    理想的是，垂直生長速率應當盡可能均勻。這可藉由使相對於生長表面的垂直熱通量保持近似恆定來達成。矽晶體基底的上表面的溫度應當保持低於生長表面的溫度，以便移除能量。溫差應當相對小，以使得矽晶體基底內的應力(stress)最小化。然而，當熱源經歷空間溫度變化時，保持這種狀態可能會很麻煩。具體而言，用來加熱熔融矽的熱源會在熔融矽上產生溫度梯度。在浮矽法系統的適當位點處加裝熱負載平衡構件能夠大大平衡熱源的溫度及熱通量變化，從而平衡熔融矽的溫度。
    通常，熱通量是指通過指定表面的熱能轉移速率。在國際單位制(International System of Units,SI)中，熱通量是以瓦/平方米(W/m2)來進行測量，表示每單位面積的熱能轉移速率。最常用的熱通量測量方式是對一塊已知導熱率的材料進行溫差測量，其中導熱率代表材料的導熱能力。高導熱率材料之間的傳熱速率比低導熱率材料之間的傳熱速率快。高導熱率材料可應用於熱源。加熱速率單位的國際單位制為焦耳每秒或瓦特。加熱速率是標量(scalar quantity)，而熱通量是向量(vector quantity)。
    因為熱能經引導而朝向熔融矽，所以浮矽法系統中用來平衡溫度及熱通量變化的熱負載平衡構件應當是高異向性的。異向性是指與方向有關的特性，同向性(isotropy)則相反，其表示在所有方向上都具有相同的特性。異向性可定義為當沿著不同的軸來進行測量時材料的物理特性或機械特性(包括導熱性)的差異。在異向性材料中沿著高導熱率方向的溫度變化往往會被消除，因為在此方向上傳熱較快。這有助於平衡不均勻熱源所造成的溫度及熱通量變化，進而使得用來製造太陽能電池或其他設備的矽晶體基底能夠更均勻、更高品質地生長。
    圖1是根據本揭示一實施例中所繪示的一種浮矽法裝置100的方塊圖。此浮矽法裝置100通常是用來使矽晶體基底120從熔融矽116生長出來。裝置100包括熱源110，此熱源110可包括(例如)石墨。在一實施例中，石墨熱源110可具有約2 mm的厚度，且導熱率(k)值約為4 W/mK(watts per meter-kelvin)。坩堝114是用來容納熔融矽116，坩堝114可包括石英。在一示例性實施例中，坩堝114可具有約5 mm的厚度，且導熱率(k)值約為4 W/mK。
    異向性熱負載平衡構件112配置於熱源110與坩堝114之間。此異向性熱負載平衡構件112至少部分圍繞著坩堝114，其可包括熱解石墨(pyrolytic graphite)，其中熱解石墨是高異向性材料。在熱解石墨中，碳原子形成一種結構：在一個方向上其特徵為具有六邊形排列的碳原子的平面層，而在垂直於此平面層的方向則包括隨機定位的原子。這導致平面層方向上具有高導熱率(k)，而在垂直方向上則具有很低的導熱率。熱解石墨也可稱為被動構件，因為它無需額外的能量或進行額外的控制來獲取及保持其異向性高導熱特性。在一實施例中，熱解石墨可具有約10 mm的厚度，且平面方向上的導熱率(k)值約為300 W/mK，而垂直方向上的導熱率(k)值僅僅為1 W/mK。
    冷卻板構件118(如碳化矽)可位於坩堝114上方，用以吸收來自熔融矽116的熱量，以便在兩者之間形成生長界面。舉例而言，此冷卻板構件118可利用輻射傳熱或輻射傳熱與對流傳熱相結合的方式來吸收熱量。熔融矽116結晶，且沿著圖1中的V生長(Vgrowth)箭頭所示的方向向下“生長”，以形成矽晶體基底120。流經熔融矽116的熱量從上表面散發至冷卻板構件118，此冷卻板構件118用作此發熱物的散熱器(heat sink)。因此，較低的冷卻板溫度會產生較大的矽晶體基底120生長速率V生長，而對於指定的冷卻板溫度，流經矽的熱流速率較大會產生較小的生長速率V生長。因此，生長速率值V生長取決於流經熔體的熱量與冷卻板構件118從熔融矽116上吸收的熱量的剩餘熱量。
    舉例而言，導熱率為4 W/mK、厚度為2 mm的石墨熱源110對含有熱解石墨材料且平面或“x”方向的導熱率為300 W/mK、垂直或“y”方向的導熱率為1 W/mK的10 mm異向性熱負載平衡構件112進行加熱。在圖1中“x”軸與“y”軸是針對異向性熱負載平衡構件112而做的標示。值得注意的是，異向性熱負載平衡構件112的任何指定點的“y”方向都垂直於坩堝114的表面。異向性熱負載平衡構件112圍繞著5 mm厚的坩堝114，其中坩堝114可包括石英材料且導熱率為4 W/mK。坩堝114內容納導熱率為64 W/mK、深度為10 mm的熔融矽116。冷卻板構件118位於熔融矽116上方，以便在熔融矽116的上表面處形成生長界面，熔融矽116從生長界面開始結晶，且沿著圖1中的V生長箭頭所示的方向向下“生長”成矽晶體基底120。
    就此例而言，矽晶體基底的想要厚度(圖1中的Sy)為100 μm。冷卻板吸收均勻的熱通量10 kW/m2，且假定生長界面處於矽的凝固溫度1685 K下，則坩堝底部的熔融矽的溫度為1687 K。根據上述特性，生長速率V生長為每秒10 μm。因此，矽晶體基底將在10秒內達到想要的厚度100 μm。拉晶速率(pull-rate)Vx應當近似為2 cm/s，以便穿過20 cm的生長區，如此一來，當矽晶體基底朝著遠離生長界面的方向進行拉晶或運送且到達支撐台122上時，矽晶體基底厚度(Sy)將達到100 μm，其中矽晶體基底可在支撐台122上被切片。如此一來，異向性熱負載平衡構件112使生長界面的熱通量保持水平均勻，因而能夠獲得均勻的垂直生長速率和切片厚度。在替代性實施例中，基底厚度(Sy)將會生長到略微大於100 μm，以補償浮矽法裝置100對矽晶體基底120進行拉晶或運送時由熔融矽造成的任何厚度損耗。這使得矽晶體基底120在到達支撐台122時基底厚度(Sy)能夠達到100 μm。
    圖2是根據本揭示所提出的另一實施例的方塊圖。除了泵215和擋板結構217外，浮矽法裝置200實質上與參照圖1所述之裝置相似。具體而言，裝置200包括配置於熱源110與坩堝114之間的異向性熱負載平衡構件112。熔融矽116被裝入坩堝114內。熔融矽116流經泵215，泵215經運作以使得熔融矽116沿著箭頭A所示的方向圍繞擋板結構217而流動。藉由使坩堝114內的熔融矽圍繞著擋板結構217而流動，熱梯度變化可進一步減小。結果，坩堝114內的熔融矽116的熱梯度變化的減小對使用冷卻板構件118來進行更均勻的結晶提供了有利條件。如此一來，便能夠以更有效降低成本且可靠的方式來生產更高品質的矽基底。此外，平穩流動(constant flow)能夠使熔融矽內的任何雜質實質上均勻地散開，以避免最終存在於成品內的雜質因高度集中而發生隔離現象。
    本文包括一個或一個以上的流程圖，其代表用以實施所揭露結構的新態樣的示例性方法。雖然，為了便於說明，以(例如)流程圖的形式繪示於本文的一個或一個以上的方法是以一系列步驟來顯示和表述，但是容易理解且值得注意的是，步驟的次序並非對這些方法的限定，因為有些步驟可根據需要按不同的次序來實施，及/或與不同於本文所顯示和表述的其他步驟一起實施。此外，並非一種方法的所有步驟都是新實施方法所必備的。
    圖3是根據本發明所提出的一實施例的邏輯流程圖。邏輯流程300可表示由本文所述之裝置100及/或200來執行的操作的一部分或全部。
    在圖3所示之實施例中，在方塊302處，邏輯流程300可在坩堝114內裝入熔融矽116。舉例而言，坩堝114可由被動材料圍繞著，如具有高導熱性的異向性熱負載平衡構件112。熔融矽116的上表面的一部分是生長表面。各實施例並不限於此例。
    在方塊304處，邏輯流程300可使用熱源110來對異向性熱負載平衡構件112進行加熱。舉例而言，熱源110可包括石墨。各實施例並不限於此例。
    在方塊306處，邏輯流程300可在熔融矽116的生長界面上方形成冷卻區。舉例而言，冷卻板構件118(如碳化矽)可恰好位於熔融矽116上方。藉由使生長表面的溫度下降到矽的平衡凝固溫度，冷卻板構件118可使熔融矽116從生長界面處開始凝固。各實施例並不限於此例。
    在方塊308處，邏輯流程300可使熔融矽116的生長表面處保持熱通量均勻。舉例而言，異向性熱負載平衡構件112將它從熱源104吸收至坩堝114的熱量進行均勻分佈。進而，使坩堝114內的熔融矽116保持均勻，從而使生長表面處的熱通量也保持均勻。這種均勻可確保矽晶體基底120具有均勻的生長速率。各實施例並不限於此例。
    在方塊310處，邏輯流程300可以恆定的拉晶速率朝著遠離坩堝114的方向對正在生長的矽晶體基底120進行拉晶或運送。舉例而言，正在生長的矽晶體基底120可以恆定速率(Vx)朝著遠離冷卻板構件118和朝著坩堝114外的方向進行橫向拉晶。矽晶體基底120的拉晶速率可與矽晶體基底120的生長速率相對應，使得矽晶體基底120具有均勻的厚度(Sy)。然後矽晶體基底120可停靠在支撐台122上。各實施例並不限於此例。
    圖4是根據本發明所提出的一實施例的邏輯流程圖。邏輯流程400可表示由本文所述之裝置100及/或200來執行的操作的一部分或全部。
    在圖4所示之實施例中，在方塊402處，邏輯流程400可在坩堝114內裝入熔融矽116。舉例而言，坩堝114可被具有高導熱性的異向性熱負載平衡構件112圍繞著。熔融矽116的上表面的一部分是生長表面。各實施例並不限於此例。
    在方塊404處，邏輯流程400可使用熱源110來對異向性熱負載平衡構件112進行加熱。舉例而言，熱源110可包括石墨。各實施例並不限於此例。
    在方塊406處，邏輯流程400可以泵送方式(pump)使熔融矽圍繞著位於坩堝114內的擋板結構而流動。舉例而言，本文包括泵215，其以泵送方式使熔融矽116圍繞著位於坩堝114內的擋板結構217而流動。利用泵215來使熔融矽保持流動狀態可進一步減小熔融矽116的溫度梯度，使矽晶體基底120的生長達到更高品質且更均勻。此外，平穩流動有助於熔融矽116內的任何雜質實質上均勻地散開，以避免最終存在於成品中的雜質因高度集中而發生隔離現象。各實施例並不限於此例。
    在方塊408處，邏輯流程400可在熔融矽116的生長界面上方形成冷卻區。舉例而言，冷卻板構件118(如碳化矽)可恰好位於熔融矽116上方。藉由使生長表面的溫度下降到矽的平衡凝固溫度，冷卻板構件118可使熔融矽116從生長界面處開始凝固。各實施例並不限於此例。
    在方塊410處，邏輯流程400可使熔融矽116的生長表面處保持熱通量均勻。舉例而言，異向性熱負載平衡構件112將它從熱源104吸收至坩堝114的熱量進行均勻分佈。進而，使坩堝114內的熔融矽116保持均勻，從而使生長表面的熱通量也保持均勻。這種均勻可確保矽晶體基底120具有均勻的生長速率。各實施例並不限於此例。
    在方塊412處，邏輯流程400可以恆定的拉晶速率朝著遠離坩堝114的方向對正在生長的矽晶體基底120進行拉晶或運送。舉例而言，正在生長的矽晶體基底120可以恆定速率(Vx)朝著遠離冷卻板構件118和朝著坩堝114外的方向進行橫向拉晶。矽晶體基底120的拉晶速率可與矽晶體基底120的生長速率相對應，使得矽晶體基底120具有均勻的厚度(Sy)。然後矽晶體基底120可停靠在支撐台122上。各實施例並不限於此例。
    圖5繪示描繪品質因素(figure of merit,FM)關係的曲線圖。當給定不均勻熱源110時，品質因素對下方生長表面(lower growth surface)(例如，正在生長的矽晶體基底的底部)的熱通量的均勻性進行量化。其定義為來自熱源表面110的最大熱通量與最小熱通量之間的差值除以到達下方生長表面的最大熱通量與最小熱通量之間的差值。具有儘量大的品質因素是有利的，因為這表明生長界面的熱通量變化小。
    圖5繪示為關於熱解石墨的高度非線性計算結果。這些計算假定來自熱源表面的熱通量呈線性變化。然後此熱量經過厚度介於零至20 mm的熱解石墨層，再經過5 mm的石英，最後經過10 mm的熔融矽而到達矽晶體基底。假定每個層的長度為20 cm。當熱解石墨的厚度為20 mm時，品質因素為204，表明基底的熱通量變化比來自熱源的熱通量變化小204倍。
    圖6是適用於實施圖1所示之浮矽法系統100及/或圖2所示之浮矽法系統200的示例性電腦系統600的一實施例。如圖6所示，此電腦系統600包括處理構件605、用來儲存負載平衡控制應用程序615的系統記憶體610、用戶界面構件620、網路界面625以及浮矽法界面630。處理構件605可以是市場上可購買到的各種處理器中的任何處理器，包括雙微處理器(dual microprocessors)與其他多處理器架構。此處理構件605以通訊方式與其他構件相耦接。此外，電腦系統600可經由網路界面625來以通訊方式與外部網路650相耦接。
    電腦系統600藉由負載平衡控制應用程序(application)615來運作，以便從浮矽法界面630接收基底厚度Sy測量值。從坩堝114對矽晶體基底進行拉晶時可獲得這些基底厚度測量值Sy，且可根據取樣時間及/或根據從生長界面拉出的基底的長度來收集這些基底厚度測量值Sy。控制應用程序615經運作以將此厚度測量值與儲存於記憶體610中的對應於想要的晶圓幾何形狀的預定許可厚度值做比較。若所收集的厚度值Sy未落在儲存於記憶體610中的預定許可厚度值的容差程度(tolerance levels)內，則控制應用程序615可執行控制指令來調節施加在熱源110和冷卻板118上的功率以改變其溫度，及/或調節從生長界面拉晶到支撐台120上的矽晶體基底拉晶速率。此外，控制應用程序615也可提醒操作員調整坩堝114內的熔融矽116的量。這種測量及參數修正過程可重複執行，直到矽基底120達到想要的厚度。此外，實施這些調整時也可考慮在熱源110與坩堝114之間使用異向性熱負載平衡構件112，它能夠減少從熱源入射到熔融矽上的熱通量變化。這些調整都可採用負載平衡控制應用程序615執行控制指令的形式來實施。此外，這些控制指令可被預先編程，或者可由操作員經由用戶界面構件620而輸入。如此一來，包括(但不限於)各種溫度、拉晶速率以及厚度測量值在內的反饋便可被監控且返回給電腦系統600，並由負載平衡控制應用程序615進行分析和處理，以便製造出具有所需厚度的矽基底。
    如本文所用的術語“系統”、“設備”以及“構件”是指與電腦有關的實體、硬件、硬件與軟件的結合、軟件或正在執行的軟件，示例性計算體系架構600提供了其實例。舉例而言，構件可以是(但不限於)處理器上正在運行的進程、處理器、硬碟驅動器、(光學及/或磁存儲媒體的)多重存儲驅動器、物體、可執行的程序、執行線程(a thread of execution)、電腦程序及/或電腦。舉例而言，服務器上正在運行的應用程序與此服務器都可以是構件。一個進程及/或執行線程內可存在著一個或一個以上的構件，且一個構件可存在於一台電腦上，及/或分配在兩台或兩台以上的電腦之間。此外，多個構件可透過各種類型的通訊媒體來以通訊方式相互耦接，以便協調各操作。這種協調可能涉及單向或雙向資訊交換。舉例而言，這些構件可透過在通訊媒體上傳播訊號的方式來傳播資訊。資訊可體現為分配給各訊號線的訊號。透過這種分配，每條訊息便是一個訊號。然而，其他實施例可能會以另一種方式來使用資料訊息。
    雖然本發明已以特定實施例揭露如上，然而在不脫離申請專利範圍所界定的本發明的技術方案領域及範圍的前提下，當可對所述實施例做出各種改良、更動或修飾。因此，本發明並不限於所述實施例，而是本發明的完整技術方案範圍當由申請專利範圍的語言文字及其等同物來界定。
    100、200‧‧‧浮矽法裝置
    110‧‧‧熱源
    112‧‧‧異向性熱負載平衡構件
    114‧‧‧坩堝
    116‧‧‧熔融矽
    118‧‧‧冷卻板構件
    120‧‧‧矽晶體基底
    122‧‧‧支撐台
    215‧‧‧泵
    217‧‧‧擋板結構
    302~310、402~412‧‧‧方塊
    600‧‧‧電腦系統
    605‧‧‧處理構件
    610‧‧‧記憶體
    615‧‧‧負載平衡控制應用程序
    620‧‧‧用戶界面構件
    625‧‧‧網路界面
    630‧‧‧浮矽法界面
    650‧‧‧外部網路
    圖1是根據本揭示一實施例所繪示的一種浮矽法(FSM)裝置的方塊圖。
    圖2是根據本揭示另一實施例所繪示的一種浮矽法(FSM)裝置的方塊圖。
    圖3是根據本揭示一實施例所繪示的與圖1所示之裝置有關的邏輯流程圖。
    圖4是根據本揭示所提出的另一實施例中，與圖2所示之裝置有關的邏輯流程圖。
    圖5繪示描繪品質因素(FM)關係的曲線圖。
    圖6繪示適用於實施本揭示之各種實施例的示例性電腦系統600的一實施例。
    100‧‧‧浮矽法裝置
    110‧‧‧熱源
    112‧‧‧異向性熱負載平衡構件
    114‧‧‧坩堝
    116‧‧‧熔融矽
    118‧‧‧冷卻板構件
    120‧‧‧矽晶體基底
    122‧‧‧支撐台
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] 一種裝置，包括：熱源；坩堝，配置於所述熱源上方且經運作以容納熔融矽，其中所述熔融矽的上表面界定為生長界面；異向性熱負載平衡構件，配置於所述熱源與所述坩堝之間，且經運作以便平衡從所述熱源散發的溫度及熱通量變化；以及冷卻板構件，位於所述坩堝上方，且經配置以便吸收來自所述熔融矽的熱量，從而使所述熔融矽結晶成矽晶體基底。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中所述異向性熱負載平衡構件在朝著所述坩堝的第一方向上具有第一導熱率，且在朝著所述熱源的第二方向上具有第二導熱率，所述第一導熱率大於所述第二導熱率。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中所述矽晶體基底沿著從所述生長界面垂直向下的方向生長。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中所述坩堝被所述異向性熱負載平衡構件實質上圍繞著。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中所述異向性熱負載平衡構件是包括熱解石墨的被動構件。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中所述熱解石墨約為10 mm厚。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中所述坩堝包括石英。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中所述石英約為5 mm厚。
    [9] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包括台，所述台位於所述坩堝的一端附近且經配置以便在所述矽晶體基底從所述坩堝被拉晶過來時支撐著所述矽晶體基底。
    [10] 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包括：擋板結構，配置於所述坩堝內；以及泵設備，包含於所述坩堝內，且經運作以便引導所述熔融矽圍繞著所述坩堝內的所述擋板結構而流動。
    [11] 一種使矽晶體基底生長的方法，包括：在坩堝內裝入熔融矽，其中所述熔融矽的上表面的一部分界定為生長表面；使用熱源對所述坩堝進行加熱；經由配置於所述熱源與所述坩堝之間的被動熱負載平衡異向性材料來調節從所述熱源入射到所述坩堝表面上的熱量；以及對所述熔融矽的所述生長表面上方的區域進行冷卻，以使得所述生長表面處保持熱通量均勻。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括以恆定的拉晶速率朝著遠離所述坩堝的方向對正在生長的矽晶體基底進行拉晶。
    [13] 如申請專利範圍第11項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括以泵送方式使所述熔融矽圍繞著位於所述坩堝內的擋板結構而流動。
    [14] 如申請專利範圍第11項所述之使矽晶體基底生長的方法，其中所述被動熱負載平衡異向性材料包括熱解石墨。
    [15] 如申請專利範圍第12項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括：測量所述矽晶體基底的厚度；以及判斷所述矽基底的被測厚度是否在許可容差值內。
    [16] 如申請專利範圍第14項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括：若所述矽基底的被測厚度不在所述許可容差值內，則對從所述熱源入射到所述坩堝表面上的熱量進行修正。
    [17] 如申請專利範圍第14項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括：若所述矽基底的被測厚度不在所述許可容差值內，則對所述生長表面上方的所述區域的冷卻速率進行修正。
    [18] 如申請專利範圍第14項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括：若所述矽基底的被測厚度不在所述許可容差值內，則對遠離所述坩堝的所述拉晶速率進行修正。
    [19] 如申請專利範圍第14項所述之使矽晶體基底生長的方法，更包括：若所述矽基底的被測厚度不在所述許可容差值內，則對裝入所述坩堝的熔融矽的量進行修正。
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