[发明专利]制造单晶或多晶半导体材料的方法

权利要求书

1.一种使用垂直梯度冷冻法来制造单晶或多晶半导体材料的方法，其中将块状半导体原材料(20)引入熔化坩埚(2；38)中且使其在所述坩埚中熔化，并定向凝固，在所述方法中，温度分布是由所述熔化坩埚(2；38)的上端到底部来建立，所述温度分布以使分开液相与结晶析出材料的相界从所述熔化坩埚的底部开始逐渐向所述熔化坩埚的上端迁移的方式轴向移位，在所述方法中，

从所述熔化坩埚的上端熔化所述半导体原材料(20)，使得熔融材料向下滴且尚未熔化的半导体原材料(20)在所述熔化坩埚(2；38)中逐渐坍落；且

将附加半导体原材料(20)从上方补充到所述熔化坩埚中尚未熔化或未完全熔化的半导体原材料区(21)上，以便至少部分地补偿所述半导体原材料的体积收缩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过有目的地引入热来将待补充的所述半导体原材料加热到低于所述半导体原材料的熔化温度的温度，并且将处于加热状态的所述半导体原材料引入所述容器中。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述有目的地引入热是在容纳所述熔化坩埚(38)的熔化炉的热绝缘(36)内侧发生。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述有目的地引入热是在电磁辐射作用下发生。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述电磁辐射通过使热辐射或来自光辐射源(40)、尤其激光的辐射成像，或通过将微波辐射或高频或中频辐射施用到所述半导体原材料(33)上以便加热所述材料而选择性地起作用。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体、块状半导体原材料(33)在运送过程中经输送构件(32)铺平，且所述有目的地引入热是在所述已经铺平的半导体原材料中发生。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述固体、块状半导体原材料是在运送过程中铺平，以形成单层或双层，优选形成单层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述输送构件(32)将所述半导体原材料(33)从半导体原材料供应和计量容器(31)的下端输送到容纳所述熔化坩埚(2；38)的熔化炉中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在引入所述半导体原材料(33)之前，使所述输送构件(32)的前端移过所述熔化炉的热绝缘(36)，从而移入所述熔化炉的内部。

10.根据权利要求6所述的方法，其中在通过所述输送构件(32)运送的过程中，冲洗气体(43)沿相对方向扫过所述半导体原材料(33)，以除去所述经加热的半导体原材料所吸附的H₂O。

11.根据权利要求6所述的方法，其中在引入所述半导体原材料时，通过所述输送构件(32)的水平移位将所述输送构件(32)的前端移向所述熔化坩埚(2；38)的中心，以使所述半导体原材料经上部加热器预热。

12.根据权利要求1所述的方法，其中从所述熔化坩埚(2；38)的上端熔化其中的所述半导体原材料以使区带(21)以尚未熔化或未完全熔化的半导体原材料条带形式延伸越过所述熔化坩埚(2；38)的整个横截面。

13.根据权利要求1所述的方法，其中连续检测所述熔化坩埚(2；38)中的所述半导体原材料(20)的表面温度，且依据所检测的表面温度引入所述附加半导体原材料。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在达到所述半导体原材料的熔化温度后预定时间段后或立即以与加热所述熔化坩埚的加热功率相对应的速率将所述附加半导体原材料连续引入所述熔化坩埚中。

15.根据权利要求13所述的方法，其中依据加热所述熔化坩埚的加热功率和当前位于所述熔化坩埚中的半导体原材料的量，将预定量的所述附加半导体原材料补充到所述熔化坩埚中。

16.根据权利要求13所述的方法，其中根据所述熔化坩埚(2；38)中的所述半导体原材料(20)的所检测的表面温度，测定已达到所述半导体原材料的熔化温度的时间点，且其中在所述时间点后预定时间段后，依据所述加热功率，将预定量的所述附加半导体原材料补充到所述熔化坩埚中。