[发明专利]制造纯净或掺杂的半导体材料的非负载的制品的方法

说明书

优先权声明

本申请要求2008年2月29日提交的题为“制造纯净或掺杂的半导体元件或合金的非负载的制品的方法(METHOD OF MAKING AN UNSUPPORTED ATRICLE OF A PUREOR DOPED SEMICONDUCTING ELEMENT OR ALLOY)”的美国临时专利申请第61/067679号的优先权。

发明领域

本发明涉及制造半导体材料的非负载的制品的方法，以及由此形成的半导体材料制品，例如可用于制造光伏电池的半导体材料制品。

技术背景

半导体材料可用于许多应用中。例如，半导体材料可用于电子装置中作为在半导体晶片上形成的处理器。作为另一个例子，半导体材料还可用于通过光伏效应将太阳辐射转化成电能。

对于硅基光伏电池，所述硅可以例如作为非负载的片形成，或者通过在基片上形成所述硅而得到负载的。用于制造半导体材料的非负载的和有负载的制品(如硅片)的常规方法具有一些缺点。

制造非负载的半导体材料薄片(即，没有整体化的基片)的方法可能是缓慢的，或者会浪费半导体材料的原料。半导体材料的本体生长(例如单晶和多晶硅锭)通常包括随后将锭切成薄片，导致材料损失，例如约50％的线锯(wire-sawing)切口宽度。带状生长技术克服了切片引起的材料损失，但是这种技术可能比较缓慢，例如多晶硅带状生长技术的速率为1-2厘米/分钟。

可以用比较低的成本制造有负载的的半导体材料片，但是这种半导体材料薄片受到在其上进行制造的基片的限制，所述基片必须符合各种工艺和应用要求，这些要求可能是互相矛盾的。

因此，本领域中长久以来需要一种能减少材料浪费和/或增大生产速率的制造半导体材料制品的方法。

发明概述

根据本发明的各种示例性实施方式，提供了制造半导体材料的制品的方法，所述方法包括提供温度为T_模的模具，提供本体温度为T_S的熔融半导体材料，其中T_S＞T_模，任选地用颗粒涂覆模具的外表面，将模具浸在熔融半导体材料中，浸渍时间足以在模具的外表面上形成半导体材料固体层，取出模具，模具带有由熔融半导体材料形成的半导体材料固体层，从模具分离半导体材料固体层，形成半导体材料的非负载的制品。

本发明的其他示例性实施方式涉及制造半导体材料制品的方法，所述方法包括提供温度为T_模的模具，提供本体温度为T_S的熔融半导体材料，其中T_S＞T_模，任选地用颗粒涂覆模具的外表面，将模具浸在熔融半导体材料中，浸渍时间足以在模具的外表面上形成半导体材料固体层，其中只通过熔融半导体材料的温度改变模具的温度，取出模具，模具带有由熔融半导体材料形成的半导体材料固体层，从模具分离半导体材料层，形成半导体材料的非负载的制品。

本发明的其他示例性实施方式涉及控制半导体材料制品的厚度的方法，所述方法包括提供温度为T_模的模具，提供本体温度为T_S的熔融半导体材料，其中T_S＞T_模，任选地用颗粒涂覆模具的外表面，将模具浸在熔融半导体材料中，浸渍时间足以在模具的外表面上形成半导体材料固体层并开始再熔化，取出模具，模具带有由熔融半导体材料形成的半导体材料固体层，从模具分离半导体材料层，形成半导体材料的非负载的制品。

本发明的示例性实施方式还涉及通过一种方法形成的半导体材料的制品，所述方法包括提供温度为T_模的模具，提供本体温度为T_S的熔融半导体材料，其中T_S＞T_模，任选地用颗粒涂覆模具的外表面，将模具浸在熔融半导体材料中，浸渍时间足以在模具的外表面上形成半导体材料的固体层，取出模具，模具带有由熔融半导体材料形成的半导体材料固体层，从模具分离半导体材料层，形成半导体材料的非负载的制品。

本发明的其他示例性实施方式涉及用于形成半导体材料制品的模具，其中该模具包括外表面和位于该外表面上的颗粒。

在至少一些实施方式中，根据本发明的方法可以减少材料浪费和/或增大半导体材料的生产速率。