[发明专利]生产多晶硅的装置和方法以及多晶硅的锭和片

权利要求书

1.生产晶体硅的方法，它包括如下步骤：

·从硅原料形成熔体，

·进行硅熔体的定向凝固，其中在坩埚内熔化所述硅原料，

a)在提供覆盖在硅熔体上方的覆盖料的条件下，其中所述覆盖料选 自元素周期表III和IV主族的元素的氧化物或碳酸盐，及其混合物；和/ 或

b)其中以一定方式提供坩埚，使得在硅熔体上方形成提供与外部隔 离的受控气氛的有限气体空间，其中以可控方式通过适当的源、管子和 阀将含有氧、碳和/或氮的气体物质和任选地惰性气体通入硅熔体上方的 气体空间，以便调节最终抑制和阻止化合物沉淀的气氛平衡，

其中至少在凝固阶段的过程中，在熔体上方建立稳态平衡。

2.权利要求1的方法，其特征在于，对包围所述气体空间的壁加热 以防气体空间的组分凝聚。

3.权利要求1的方法，其中粒状或熔融的物质形式的覆盖料遮盖所 述硅熔体，它完全地或部分地遮盖所述熔体。

4.权利要求1的方法，其中所述覆盖料包含二氧化硅、二氧化锗、 氧化铝、氧化硼或所述氧化物的混合物。

5.权利要求1的方法，其中所述覆盖料是二氧化硅、二氧化锗、氧 化铝、氧化硼或所述氧化物的混合物。

6.权利要求4或5的方法，其中将所述呈SiO₂或B₂O₃的粉末或碎片 形式的覆盖料应用于所述硅原料上。

7.生产晶体硅的装置，它包括：

·可装填硅原料的坩埚(5)，

·至少一个用于加热所述坩埚的加热器(6，7)，其中这样布置所述 装置以致

a)硅熔体(1)中、从而凝固的晶体硅(2)中选自氧、碳和氮的外 来原子的浓度是可控的；和/或

b)分布在硅熔体上方气相中的气体组分的分压是可调和/或可控的， 所述气体组分选自氧气、碳气和氮气以及含有至少一种选自氧、碳和氮 的元素的气体物质；

其中对该装置进行设置，使得其中至少在凝固阶段的过程中，在熔 体上方建立稳态平衡。

8.权利要求7的装置，其中封盖所述坩埚而在所述熔体(1)上方 形成由热壁完全限定的气体空间(4)。

9.权利要求7的装置，其中用由耐温材料制成的盖子(8)覆盖所 述坩埚(5)而使其与外部隔离。

10.权利要求7的装置，其中这样设置装有硅原料的坩埚(5)以致 在硅原料上方和硅熔体(1)上方提供粒状和/或熔化的覆盖料(9)。

11.权利要求10的装置，其中所述覆盖料包含选自SiO₂、GeO₂、Al₂O₃、 CaCO₃或B₂O₃或其混合物的材料的粉末、颗粒或熔体。