用于生长单晶硅锭料的原材料供给单元和包含其的设备的制作方法

1.实施方式涉及原材料供给单元、包含其的单晶硅锭料生长设备，更具体来说，涉及能够向单晶硅锭料生长设备的坩埚均匀供给原材料从而简化加工并确保加工稳定性的原材料供给单元以及包含其的单晶硅锭料生长设备。


背景技术：

2.用于制造半导体装置、太阳能电池等的基材主要是单晶晶片(wafer)。具体来说，广泛使用单晶硅晶片。通常通过由晶种进行单晶锭料的生长并切割单晶锭料来制造单晶晶片。
3.如图1所示，用于制造单晶锭料的单晶生长设备包含：干锅20，向其中引入多晶原材料s从而进行熔化；以及加热单元30，其构造成对坩埚20进行加热，从而使得原材料20熔化成硅熔体l，并且在坩埚20上方提供原材料供给单元。
4.在原材料供给单元中，其中限定了空间的主体10可以被原材料s(例如多晶硅)填充，并且阀40设置杆50下方从而打开和闭合主体10的靠下部分。当将原材料s初始引入到坩埚20中时，可以使用主体10，并且当含有硅熔体l的坩埚20用原材料s再次填充时，也可以使用主体10。因此，原材料供给单元可以被称作填充设备。
5.为了向坩埚20供给原材料s，可以通过(未示出的)拉升装置使得主体10向下移动从而靠近坩埚20。
6.但是，常规原材料供给单元具有下列问题。
7.如图1所示，阀40设置在主体10下方。当阀40向下移动时，原材料s可以以朝向坩埚20中的硅熔体l的方向注射通过阀40与主体10之间的空间。
8.此时，当主体10的尺寸增加时，主体中的原材料s的量增加，从而可以一次性向坩埚20供给大量原材料s。但是，当主体10下方的阀40打开且一次性向坩埚20中的硅熔体l供给主体10中的大量原材料s时，硅熔体l可能在其表面溅起。
9.为了防止此类溅起现象，可以考虑在原材料s的供给过程中关闭主体10下方的阀40的方法。但是，原材料s可能与主体10的下表面和其间的阀40发生碰撞，从而主体10和阀40可能破裂。
10.因此，可能重复进行多次如下过程：采用具有较小内部体积的主体10将原材料s完全供给到坩埚20，用原材料s填充主体10，以及将原材料s供给到坩埚20。
11.因此，在多晶硅锭料生长过程中，作为原材料s注入到坩埚中的多晶硅熔化，用多晶硅再次填充原材料供给单元，并且再次将多晶硅供给到坩埚，从而该过程可能是复杂的并且加工时间可能拉长。


技术实现要素：

12.技术问题
13.实施方式简化了向单晶硅锭料生长设备中的坩埚供给原材料的过程并且缩短了
加工时间。
14.技术方案
15.实施方式提供了一种原材料供给单元，其包括：主体，其具有构造成将用原材料填充的空间；构造成在纵向方向上将主体分隔成至少两个区域的分隔物；从主体上方延伸到主体的内部区域从而布置在主体中的杆；以及连接到杆的阀，所述阀构造成打开和关闭主体的靠下部分，其中，主体的下表面具有台阶(step)。
16.另一个实施方式提供了原材料供给单元，其包括：主体，其具有构造成将用原材料填充的空间；从主体上方延伸到主体的内部区域从而布置在主体中的杆；以及连接到杆的阀，所述阀构造成打开和关闭主体的靠下部分，其中，阀的底表面具有台阶(step)。
17.另一个实施方式提供了单晶硅锭料生长设备，其包括：室；提供在室内的坩埚，所述坩埚构造成容纳硅熔体；构造成对坩埚进行加热的加热单元；设置在坩埚上方的热屏蔽材料；构造成向坩埚施加磁场的磁场发生器；构造成使坩埚转动从而向上移动的转轴；以及原材料供给单元，其中，原材料供给单元设置在坩埚上方。
18.有益效果
19.在根据实施方式的原材料供给单元以及包含其的单晶硅锭料生长设备中，原材料供给单元的主体的下表面或者阀的底表面可以具有台阶结构，从而可以将主体一些区域中的原材料供给到坩埚中的硅熔体，并且然后可以将主体其他区域中的原材料供给到坩埚中的硅熔体。
20.因此，采用体积比原先更大的主体，可以通过一些区域供给原材料，然后可以通过其他区域供给原材料，从而在原材料供给过程中，原材料供给单元可以不进行替换，或者原材料供给单元可以无需用原材料再次填充，因而可以简化原材料供给过程并且可以缩短加工时间。
附图说明
21.图1显示常规原材料供给单元以及常规单晶硅锭料生长设备；
22.图2显示根据本公开内容的单晶硅锭料生长设备的实施方式；
23.图3显示原材料供给单元的第一实施方式；
24.图4和5显示图3的原材料供给单元的主体的靠下部分的细节；
25.图6显示原材料供给单元的第二实施方式的一部分；
26.图7显示原材料供给单元的第三实施方式的一部分；
27.图8显示原材料供给单元的第四实施方式；
28.图9和10显示图8的原材料供给单元的阀的靠下部分的细节；
29.图11显示原材料供给单元的第五实施方式的一部分；
30.图12显示原材料供给单元的第六实施方式的一部分；
31.图13a至13d显示根据本公开内容的原材料供给方法的第一实施方式；以及
32.图14a至14d显示根据本公开内容的原材料供给方法的第一实施方式。
33.最佳模式
34.将对实施方式进行描述来具体解释本公开内容，并且会参照附图对实施方式进行详细描述从而有助于对本公开内容进行理解。
35.但是，本公开内容的实施方式可以各种不同形式进行改进，并且本公开内容的范围不限于以下实施方式。提供的本公开内容的实施方式仅仅是为了向本公开内容所属领域的普通技术人员更完整地解释本公开内容。
36.此外，关系术语，例如“第一”、“第二”、“上方”和“下方”可以仅仅是用于将一个物体或元素/元件与另一个物体或元素/元件区分开来，而不一定要求或者涉及此类物体或元素/元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。
37.图2显示根据本公开内容的单晶硅锭料生长设备的实施方式。下文将会参照图2对根据本公开内容的单晶硅锭料生长设备的实施方式进行描述。
38.根据这个实施方式的单晶硅锭料生长设备1000可以包括：室600；设置在室600内的坩埚200，所述坩埚构造成接收硅熔体；构造成对坩埚200进行加热的加热单元300；设置在坩埚200上方的热屏蔽材料650；构造成向坩埚200施加磁场的磁场发生器(未示出的)；构造成使坩埚200转动从而向上移动的转轴400；以及设置在坩埚200上方的原材料供给单元100。
39.室600可以包括：主体室610、穹顶室620和牵拉室630，这取决于其连接位置。
40.坩埚200可以安装在主体室610中，并且穹顶室620可以在主体室610的上端部形成覆盖部。主体室610和穹顶室620(其提供了使多晶硅原材料生长成单晶硅锭料所需环境的空间)可以分别是在其中具有容纳空间的圆柱体。牵拉室630可以位于穹顶室620的上端部处，并且可以是在其中对经生长的单晶硅锭料向上牵拉的空间。
41.室600可以具有从其内壁以水平方向突出的支撑突出部640以及设置在坩埚200上方的热屏蔽材料650。例如，支撑突出部640可以从牵拉室630的内壁以水平方向突出。支撑突出部640可以支撑原材料供给单元100的抓取突出部(catching protrusion)190。在原材料供给单元100的抓取突出部190得到室600的支撑突出部640的支撑之后，可以通过拉升装置500使得阀向下移动，并且可以使得原材料供给单元100的主体的靠下部分逐渐打开。
42.坩埚200可以布置在主体室610中，并且可以得到位于坩埚200下方的坩埚支撑部210的支撑。坩埚200可以具有在用原材料填充的同时可转动的结构。加热单元300可以布置在主体室610中，从而与坩埚200的外周表面间隔开。当通过加热单元300对坩埚200进行加热时，坩埚200中的原材料可以变成硅熔体。
43.可以在加热单元300与主体室610的内壁之间安装隔热器310，并且可以防止加热单元300的热量从主体室610泄漏出来。拉升装置500可以包括：固定部分510，其构造成对生长的目标或者原材料供给单元100进行固定和支撑；以及拉升部分520，其构造成使得生长的目标(例如，单晶锭料)或者原材料供给单元100的阀向上或向下移动，下文将会进行描述。
44.固定部分510可以是缆线型或者轴型，并且晶种夹头(seed chuck)(未示出)可以设置在固定部分的一端。拉升部分520可以采用马达使得连接到固定部分的原材料供给单元100向上或向下移动。
45.在完成原材料的供给以及使原材料供给单元100与室600分离之后，可以将晶种连接到晶种夹头(未示出)用于单晶生长。
46.原材料供给单元的第一实施方式可以包括：主体，其具有构造成将用原材料填充的空间；构造成在纵向方向上将主体分隔成至少两个区域的分隔物；从主体上方延伸到主
体的内部区域从而布置在主体中的杆；以及连接到杆的阀，所述阀构造成打开和关闭主体的靠下部分，其中，阀的底表面可以是平坦的，并且主体的下表面可以具有台阶。
47.主体的下表面可以包括具有不同高度的至少两个区域，并且所述至少两个区域之间的边界可以在垂直方向上与分隔物重叠。
48.主体的下表面的高度差可以是30mm至70mm。
49.主体的下表面可以包括具有第一高度的第一部分以及具有大于第一高度的第二高度的第二部分，其中，主体的下表面被第一部分围绕的面积与主体的下表面被第二部分围绕的面积可以彼此相等。
50.阀可以具有锥形形状，所述锥形形状可以包括第一倾斜表面和第二倾斜表面，并且锥形形状的第一倾斜表面和第二倾斜表面可以分别在垂直方向上与主体的第一部分和第二部分重叠。
51.阀的底表面与第一倾斜表面之间的第一角度可以大于或等于阀的底表面与第二倾斜表面之间的第二角度。
52.主体的下表面还可以包括具有所述第一高度的第三部分以及具有所述第二高度的第四部分，其中，第一部分和第三部分可以相对于主体的中心以水平方向对称布置，并且第二部分和第四部分可以相对于主体的中心以水平方向对称布置。
53.图3显示原材料供给单元的第一实施方式。下文将参照图3对原材料供给单元的第一实施方式进行描述。
54.根据实施方式的原材料供给单元100可以包括：主体110，其具有构造成将用原材料填充的空间；从主体110上方延伸到主体110的内部区域中从而布置在主体内的杆140；以及连接到杆140的阀180，所述阀布置在杆140下方，从而打开和闭合主体110的靠下部分。可以在主体110中设置分隔物160，所述分隔物160构造成在纵向方向上将主体110分隔成至少两个区域。
55.主体110和阀180可以分别包括石英玻璃，其呈现出高耐腐蚀性、耐用性和纯度。主体110可以在其上表面和下表面打开，并且可以具有构造成在其中将用原材料(未示出)填充的空间。例如，主体可以具有圆柱体形状。主体110的开放上表面可以通过覆盖部150封闭，并且主体的开放下表面可以通过阀180封闭。可以提供一个或多个覆盖部150，并且其可以具有各种任意形状，例如除了条状之外的十字形状。
56.杆140可以连接到布置在主体110上方的晶种夹头120。与此同时，可以在杆140的靠上区域提供停止器130。停止器130可以在横向方向上相对于杆140突出，从而当与设置在主体110上方的覆盖部150接触时使拉升装置500停止运行。
57.当将图3的原材料供给单元100引入图2的单晶硅锭料生长设备中的时候，杆140的一端可以连接到单晶硅锭料生长设备1000的拉升装置500，并且可以插入到原材料供给单元100的主体110中。例如，杆140可以包括布置在主体110中的棒、缆或绳，从而沿着主体的中心以垂直方向延伸。此外，杆140可以由金属合金制备，所述金属合金包含展现出高的耐腐蚀性和耐热性的钼或者耐热且耐压并且呈现出高硬度的钨。
58.阀180可以具有锥形形状。此处，锥形形状可以表示具有圆形下表面的锥体。阀180可以由平坦下表面以及第一和第二倾斜表面构成。虽然第一和第二倾斜表面并未在物理上彼此区分开来，但是可以取决于第一与第二部分之间的位置关系将第一和第二倾斜表面彼
此区分开来，如下文所述。
59.在这个实施方式中，主体100的下表面可以具有台阶结构。也就是说，主体110的下表面可以包括具有不同高度的至少两个区域。所述至少两个区域之间的边界可以在垂直方向上与分隔物600重叠。
60.在图3中，主体110的下表面可以被分成第一部分和第二部分，其中，第一部分与第二部分之间的高度差d1可以是30mm至70mm。
61.第二部分可以布置成高于第一部分。此时，所述高度可以是距离图2的单晶硅锭料生长设备1000中的原材料供给单元100下方的任意点的高度。
62.当通过杆140的移动使得阀180向下移动时，可以在主体110与阀180的第一和第二倾斜表面之间形成间隙，并且可以在原材料供给单元100的下方通过间隙供给原材料(例如，多晶硅)。此时，由于第一部分与第二部分之间的高度差d1，位于第二部分上方的原材料完全通过第二部分和第二倾斜表面供给，然后位于第一部分上方的原材料完全通过第一部分和第一倾斜表面供给。此时，分隔物160可以防止位于第一部分上方的原材料与位于第二部分上方的原材料相互混合或者朝向彼此移动。
63.例如，当主体110的横截面是圆形时，分隔物160可以将主体110的区段分成半圆部分。可以在分隔物160中形成垂直方向上的通孔，并且杆140可以在垂直方向上移动通过通孔。
64.如果高度差d1小于30mm，则在位于第二部分上方的原材料完全向下供给之前，位于第一部分上方的原材料可能就向下供给了。如果高度差d1大于70mm，则位于第一部分上方的原材料与位于第二部分上方的原材料之间的供给时间差可能太大，并且可能不必要地增加了阀180在垂直方向上的移动距离。
65.图4和5显示图3的原材料供给单元的主体的靠下部分的细节。
66.图4是主体110的靠下部分的立体图，并且图5是主体110的仰视图。如所示，主体110的靠下部分具有台阶结构。当主体110在横向方向(即，水平方向)上的截面是圆形时，第一部分和第二部分可以分别具有半圆形状。在图5中，主体的靠下部分被第一部分围绕的第一面积与主体的靠下部分被第二部分围绕的第二面积可以彼此相等。也就是说，当通过第一部分将第一高度的原材料供给到坩埚200后通过第二部分将第二高度的原材料供给到坩埚200时，第一高度与第二高度可以彼此相等。
67.图6显示原材料供给设备的第二实施方式的一部分。除了提供具有不同结构的阀181之外，这个实施方式与图3的原材料供给单元的第一实施方式相一致。
68.也就是说，阀181的第一倾斜表面与底表面之间的第一角度θ1和阀的第二倾斜表面与底表面之间的第二角度θ2可以彼此是不同的。具体来说，第一角度θ1可以大于第二角度θ2，或者第一角度θ1与第二角度θ2可以彼此相等。
69.形成第一角度θ1的第一倾斜表面在垂直方向上与主体的第一部分重叠，并且形成第二角度θ2的第二倾斜表面在垂直方向上与主体的第二部分重叠。此时，通过第二倾斜表面将原材料完全供给到位于其下方的坩埚，以及通过第二倾斜表面将原材料完全供给到坩埚。此外，当原材料通过第二部分完全供给到位于其下方的坩埚时，因为当向坩埚供给原材料时坩埚发生转动，原材料(即，多晶硅)可以较为均匀地分布在储存在坩埚中的硅熔体的整个表面区域上。当通过第一部分将原材料供给到坩埚时(因此，原材料可以通过(具有较
大倾斜角度的)第一倾斜表面供给到坩埚)，从而原材料的掉落速度可以相对较高，因而可以缩短原材料供给时间。此外，由于已经通过第二倾斜表面进行供给的多晶硅分布在硅熔体的表面上，可以防止由于多晶硅的掉落所导致的硅熔体溅起。
70.在原材料供给单元的另一个实施方式中，主体110的下表面可以具有台阶结构，其中，可能并不包括具有不同高度的两个部分，而是可以提供具有不同高度的三个或四个部分。
71.当提供了三个部分时，第一部分至第三部分可以具有不同高度。此外，在第二实施方式中，可以设置在垂直方向上分别与主体的下表面的第一部分至第三部分重叠的第一倾斜表面至第三倾斜表面，并且当从第一部分到第三部分的高度逐渐增加时，从第一倾斜表面到第三倾斜表面的倾斜角度可以逐渐减小。
72.图7显示原材料供给单元的第三实施方式的一部分，具体来说，主体110的靠下部分。
73.上图是主体110的靠下部分的立体图，以及下图是主体110的仰视图。
74.如所示，主体110的靠下部分具有台阶结构。当主体110在横向方向(即，水平方向)上的截面是圆形时，第一至第四部分分别可以具有扇形形状(具有90度(
°
)的中心角)，并且主体的靠下部分分别被第一至第四部分围绕的第一至第四区域可以彼此相等。第一部分的高度可以等于第三部分的高度，并且第二部分的高度可以等于第四部分的高度。也就是说，当通过第一部分和第三部分将第一高度的原材料供给到坩埚之后通过第二部分和第四部分将第二高度的原材料供给到坩埚时，第一高度与第二高度可以彼此相等。此时，可以在主体110中提供分隔物从而将主体110的内部空间分隔成对应于第一至第四部分的四个部分。
75.在上述实施方式中，原材料供给单元中的阀的底表面是平坦的，并且主体的下表面具有台阶结构。在下文将要进行描述的实施方式中，原材料供给单元中的阀的底表面具有台阶结构，并且主体的下表面是平坦的。
76.具体来说，下文将会描述的原材料供给单元的实施方式可以包括：具有构造成将用原材料填充的空间；从主体上方延伸到主体的内部区域从而布置在主体中的杆；以及连接到杆的阀，所述阀构造成打开和关闭主体的靠下部分，其中，阀的底表面具有台阶。
77.主体的下表面可以是平坦的。
78.阀的底表面可以包括具有不同高度的至少两个倾斜表面。
79.阀的底表面的高度差可以是30mm至70mm。
80.阀的底表面可以包括具有第一高度的第一底表面以及具有大于第一高度的第二高度的第二底表面，其中，第一底表面在水平方向上的截面积与第二底表面在水平方向上的截面积可以彼此相等。
81.阀可以具有锥形形状，所述锥形形状可以包括第一倾斜表面和第二倾斜表面，并且锥形形状的第一倾斜表面和第二倾斜表面可以分别在垂直方向上与阀的第一底表面和第二底表面重叠。
82.第二底表面与第二倾斜表面之间的第二角度可以小于或等于第一底表面与第一倾斜表面之间的第一角度。
83.阀的底表面还可以包括具有所述第一高度的第三底表面以及具有所述第二高度的第四底表面，其中，第一底表面和第三底表面可以相对于阀的中心以水平方向对称布置，
以及第二底表面和第四底表面可以相对于阀的中心以水平方向对称布置。
84.阀的底表面还可以包括具有大于第二高度的第三高度的第三底表面，其中，第一底表面、第二底表面和第三底表面可以在水平方向上具有相同的截面积。
85.此外，可以在如图2所示的单晶硅锭料生长设备中提供根据下文将要描述的实施方式的原材料供给单元。
86.图8显示原材料供给单元的第四实施方式。下文将参照图8对原材料供给单元的第四实施方式进行描述。
87.根据这个实施方式的原材料供给单元100可以包括：主体110，其具有构造成将用原材料填充的空间；从主体110上方延伸到主体110的内部区域中从而布置在主体内的杆140；以及连接到杆140的阀182，所述阀布置在杆140下方，从而打开和闭合主体110的靠下部分。可以在主体110中设置分隔物160，所述分隔物160构造成在纵向方向上将主体110分隔成至少两个区域。下文将基于相对于图3所示的第一实施方式的区别进行描述。
88.主体100的下表面可以不具有台阶结构并且可以是平坦的，如所示。
89.阀182可以具有锥形形状，其中，阀182的下表面可以具有台阶。在图8中，阀182可以包括具有第一底表面和第二底表面的下表面以及第一和第二倾斜表面，并且第一和第二倾斜表面可能在物理上彼此无法区分开来。
90.阀182的下表面可以被分成第一底表面和第二底表面，其中，第一底表面与第二底表面之间的高度差d2可以是30mm至70mm。例如，第二底表面可以布置高于第一底表面。
91.当通过杆140的移动使得阀182向下移动时，可以在主体110与阀182的第一和第二倾斜表面之间形成间隙，并且可以在原材料供给单元100的下方通过间隙供给原材料(例如，多晶硅)。此外，由于第一底表面与第二底表面之间的高度差d2，位于阀182的第一倾斜表面上方的原材料完全通过主体110的下表面和第一倾斜表面供给，然后位于第二倾斜表面上方的原材料完全通过主体110的下表面和第二倾斜表面供给。此时，分隔物160可以防止位于第一倾斜表面上方的原材料与位于第二倾斜表面上方的原材料相互混合或者朝向彼此移动。
92.图9和10显示图8的原材料供给单元的阀的靠下部分的细节。
93.图9是阀182的靠下部分的立体图，以及图10是阀182的仰视图。如所示，阀182的靠下部分具有台阶结构。当阀182在横向方向(即，水平方向)上的截面是圆形时，第一底表面和第二底表面可以分别具有半圆形状。在图10中，阀182的下表面的第一底表面的第一面积与阀的下表面的第二底表面的第二面积可以彼此相等。也就是说，当通过第一部分将第一高度的原材料供给到坩埚200后通过第二部分将第二高度的原材料供给到坩埚200时，第一高度与第二高度可以彼此相等。
94.图11显示原材料供给单元的第五实施方式的一部分。除了提供具有不同结构的阀183之外，这个实施方式与图8的原材料供给单元的第四实施方式相一致。
95.也就是说，阀183的第一倾斜表面与第一底表面之间的第三角度θ3和阀的第二倾斜表面与第二底表面之间的第四角度θ4可以彼此是不同的。具体来说，第四角度θ4可以大于第三角度θ3。因此，阀182的第一倾斜表面的最高点与第二倾斜表面的最高点之间的高度差d3可以大于阀的第一底表面与第二底表面之间的高度差d2。
96.此外，通过第一倾斜表面将原材料完全供给到位于其下方的坩埚，并且通过第二
倾斜表面将原材料完全供给到坩埚。当原材料通过第一倾斜表面完全供给到位于其下方的坩埚时，因为当向坩埚供给原材料时坩埚发生转动，原材料(即，多晶硅)可以较为均匀地分布在储存在坩埚中的硅熔体的整个表面区域上。因此，当通过具有较大倾斜角度的第二倾斜表面供给原材料时，原材料的掉落速度可以修昂对较高，因而可以缩短原材料供给时间。此时，由于多晶硅分布在硅熔体的表面上，可以防止由于多晶硅的掉落所导致的硅熔体溅起。
97.在原材料供给单元的另一个实施方式中，阀182或183的下表面可以具有台阶结构，其中，可能并不包括具有不同高度的两个部分，而是可以提供具有不同高度的三个或四个部分。
98.当提供了三个部分时，第一部分至第三部分可以具有不同高度。此外，在第二实施方式中，可以设置在垂直方向上分别与第一底表面至第三底表面重叠的第一倾斜表面至第三倾斜表面，并且当从第一底表面到第三底表面的高度逐渐增加时，从对应的第一倾斜表面到第三倾斜表面的倾斜角度可以是逐渐增加的。
99.图12显示原材料供给单元的第六实施方式的一部分，具体来说，阀184的靠下部分。
100.上图是阀184的靠下部分的立体图，并且下图是阀184的仰视图。
101.如所示，阀184的靠下部分具有台阶结构。当阀184在横向方向(即，水平方向)上的截面是圆形时，第一至第四部分分别可以具有扇形形状(具有90度(
°
)的中心角)，并且主体的靠下部分分别被第一至第四倾斜表面围绕的第一至第四区域可以彼此相等。也就是说，当通过第一倾斜表面和第三倾斜表面将第一高度的原材料供给到坩埚200之后通过第二倾斜表面和第四倾斜表面将第二高度的原材料供给到坩埚200时，第一高度与第二高度可以彼此相等。此时，可以在主体110中提供分隔物从而将主体110的内部空间在水平方向上分隔成对应于第一至第四倾斜表面的四个区域。
102.图13a至13d显示根据本公开内容的原材料供给方法的第一实施方式。
103.在这个实施方式中，提供了采用如图3所示的原材料供给单元的第一实施方式将原材料供给到单晶硅锭料生长设备的方法。具体来说，提供了将原材料从原材料供给单元(其构造成使得阀的底表面是平坦的且主体的下表面具有台阶)供给到坩埚的方法。
104.首先，如图13a所示，在坩埚转动的同时，使得原材料供给单元100以朝向坩埚200中所容纳的硅熔体(si熔体)的方向向下移动。此时，原材料供给单元100的靠下部分可以向下移动到距离硅熔体(si熔体)的表面第一高度h1。此时，第一高度h1可以约为150mm，主体110可以填充有多晶硅，并且分隔物(未示出)可以在垂直方向上对主体110的内部空间进行分隔。
105.如图13b所示，作为杆140向下移动的结果，阀180以朝向坩埚200的方向向下移动。此时，当阀180的底表面向下移动到低于主体110的下表面的第二部分的位置时，多晶硅可以掉落通过主体110的下表面的第二部分与阀180的第二倾斜表面之间的间隙。此时，阀180的下表面可以从主体110的下表面的第二部分向下移动第二高度h2。此处，第二高度h2可以是30至70mm。如果第二距离h2大于70mm，则主体110的下表面的第二部分上方的多晶硅可能过快地掉落到坩埚200中，从而硅熔体(si熔体)可能在其表面处溅起。如果第二高度h2小于30mm，则阀180的下表面与主体110的下表面的第二部分之间的空间可能太窄，从而可能无
法流畅地供给多晶硅。
106.在图13b中，在向坩埚200供给多晶硅的过程中，多晶硅可能在坩埚200中的硅熔体(si熔体)中熔化，从而硅熔体(si熔体)的表面可能升高。因此，在图13b的工艺中，坩埚200可以向下移动，从而防止硅熔体(si熔体)在其表面处的溅起。
107.当主体110的下表面的第二部分上方的多晶硅完全供给到坩埚200时(如图13c所示)，杆140进一步向下移动因而阀180再次以朝向坩埚200的方向向下移动(如图13d所示)。此时，当阀180的底表面向下移动到低于主体110的下表面的第一部分的位置时，多晶硅可以掉落通过主体110的下表面的第一部分与阀180的第一倾斜表面之间的间隙。此时，阀180的底表面可以从主体110的下表面的第一部分向下移动第三高度h3。此处，第三高度h3可以是30至70mm。此外，原材料供给单元100的靠下部分可以位于距离硅熔体(si熔体)的表面第四高度h4。此时，第四高度h4可以约为200mm。由于阀180布置成低于图13a，可以将第四高度h4设定为大于图13a的第一高度h1，从而充分确保硅熔体(si熔体)的表面与阀180的下表面之间的距离。在图13d所示的工艺中，储存在主体110的下表面的第一部分上方的多晶硅可以完全供给到坩埚200中的硅熔体(si熔体)。
108.图14a至14d显示根据本公开内容的原材料供给方法的第二实施方式。
109.在这个实施方式中，提供了采用如图8所示的原材料供给单元的第四实施方式将原材料供给到单晶硅锭料生长设备的方法。具体来说，提供了将原材料从原材料供给单元(其构造使得主体100的下表面是平坦的同时不具有台阶以及阀182的底表面具有台阶)供给到坩埚的方法。
110.首先，如图14a所示，在坩埚转动的同时，使得原材料供给单元100以朝向坩埚200中所容纳的硅熔体(si熔体)的方向向下移动。此时，原材料供给单元100的靠下部分可以向下移动到距离硅熔体(si熔体)的表面第五高度h5。此时，第五高度h5可以约为150mm，主体110可以填充有多晶硅，并且分隔物(未示出)可以在垂直方向上对主体110的内部空间进行分隔。此外，阀182的第一底表面可以位于与主体110的下表面相同的高度。
111.如图14b所示，作为杆140向下移动的结果，阀182以朝向坩埚200的方向向下移动。此时，当阀182的第一底表面向下移动到低于主体110的下表面的第一部分的位置时，多晶硅可以掉落通过主体110的下表面的第一部分与阀182的第一倾斜表面之间的间隙。此时，阀182的第一底表面的第一部分可以从主体110的下表面向下移动第六高度h6。此处，第六高度h6可以是30至70mm。如果第六高度h6大于70mm，则阀182的第一底表面上方的多晶硅可能过快地掉落到坩埚200中，从而硅熔体(si熔体)可能在其表面处溅起。如果第六高度h6小于30mm，则阀182的第一底表面上方的倾斜表面与主体110的下表面的第一部分之间的空间可能太窄，从而可能无法流畅地供给多晶硅。
112.在图14b中，在向坩埚200供给多晶硅的过程中，多晶硅可能在坩埚200中的硅熔体(si熔体)中熔化，从而硅熔体(si熔体)的表面可能升高。因此，在图14b的工艺中，坩埚200可以向下移动，从而防止硅熔体(si熔体)在其表面处的溅起。
113.当阀182的底表面的第一部分上方的多晶硅完全供给到坩埚200时(如图14c所示)，杆140进一步向下移动因而阀182再次以朝向坩埚200的方向向下移动(如图14d所示)。此时，当阀182的第二底表面向下移动到低于主体110的下表面的位置时，多晶硅可以掉落通过主体110的下表面的第二部分与阀182的第二倾斜表面之间的间隙。此时，阀182的第二
底表面可以从主体110的下表面向下移动第七高度h7。此处，第七高度h7可以是30至70mm。此外，原材料供给单元100的靠下部分可以位于距离硅熔体(si熔体)的表面第八高度h8。此时，第八高度h8可以约为200mm。由于阀182布置成低于图14a中，可以将第八高度h8设定为大于图14a的第五高度h5，从而充分确保硅熔体(si熔体)的表面与阀182的下表面之间的距离。
114.在图14d所示的工艺中，储存在阀182的第二底表面上方的多晶硅可以完全供给到坩埚200中的硅熔体(si熔体)。
115.在根据实施方式的原材料供给单元以及包含其的单晶硅锭料生长设备中，可以采用比先前更大体积的主体，通过一些区域供给原材料然后可以通过其他区域供给原材料，从而在原材料供给过程中原材料供给单元可以不进行替换或者原材料供给单元可以不用再次填充原材料，因而可以简化原材料供给过程并且可以缩短加工时间。
116.尽管已经参考附图描述了实施方式，但是应理解的是，本公开内容不限于上述实施方式，并且本公开内容所属领域的技术人员可以进行各种修改和改变。
117.因此，本公开内容的范围不限于上文所述的实施方式而是由所附权利要求书及其等价形式所限定。
118.工业适用性
119.根据实施方式的原材料供给单元以及包含其的单晶硅锭料生长设备可以被用于制造硅基材来制造半导体装置、太阳能电池等。