[实用新型]连续浇铸单晶硅带的设备

说明书

技术领域

本申请通常涉及半导体/光电工艺中使用的装置和系统。

背景技术

连续浇铸已长期被用于在冶金工业中制造铝和其他非铁金属的坯体。但是，近来，该技术已被修改以便制造太阳能电池应用所需的硅(Si)带。更具体地，一些新兴硅带技术，例如树状网(WEB)、定界覆膜生长(EFG)、条带(SR)、硅膜(SF)和在衬底上生长带(RGS)，已经商业化或正在开发。

与诸如卓克拉尔斯基(CZ)或定向结晶系统(DSS)生长的传统晶体硅技术相比，硅带技术淘汰了可消耗超过50％硅生长的传统的晶片切割工艺。此外，硅带技术得益于降低了的能耗且相对于传统的晶体硅技术而可相当地划算。

尽管如上所述，几乎所有当前可用的硅带技术制造的硅带的微结构是等轴的或是包括柱形硅晶粒。换言之，几乎所有当前可用的硅带技术制造的是多晶硅。同样地，大量晶粒边界，与杂质的高浓度以及沿这些边界的缺陷一起限制了由此制得的太阳能电池的最高效率。

仅有的制造单晶硅的当前可用的硅带技术为上述的WEB技术。但是，当实施这技术时，去除伴随硅生长的树状结晶可能成为问题。此外，使用WEB技术生长的硅包含通常形成在网络中部的双晶面。

实用新型内容

至少由以上可知，需要提供能相对低成本和高质量地制造单晶硅带的新装置和/或系统。制得的硅带也需要能应用于例如太阳能应用。此外，也需要提供制造这种相对低成本和高质量单晶硅带的新方法。

上述需求在很大程度上通过本实用新型的一个或多个实施例来得以实现。依照这样一个实施例，提供一种用于形成硅带的设备。该设备包括被设置为容纳硅熔融物的坩锅。该设备也包括与坩锅相邻并被设置为允许熔融物流经其中的管道。此外，该设备也包括与管道相邻并被设置为控制流经管道的熔融物温度的管道加热系统。此外，该设备也包括被设置为支撑与熔融物接触的硅种晶并被进一步设置为沿大致水平方向移动硅种晶的固定器。

依照本实用新型的另一实施例，提供一种形成硅带的方法。该方法包括加热容器中的给料(例如固体硅)以形成熔融物。该方法也包括引导一部分熔融物沿大致水平方向流出容器。此外，该方法也包括通过当部分熔融物从容器移走并固化时将部分熔融物与种晶接触从而促进单晶硅形成。

依照本实用新型的另一实施例，提供另一种用于形成硅带的设备。该设备包括用于加热硅以形成熔融物的装置。该设备也包括用于引导一部分熔融物沿大致水平方向流出加热用装置的装置。此外，该设备也包括用于当部分熔融物从加热用装置移走时控制部分熔融物如何快速冷却的装置。此外，该设备也包括用于促进单晶硅形成的装置，其中，当部分熔融物从加热用装置移走并固化时，用于促进的装置被放置为与部分熔融物接触。

因此已相当广泛地概述了本实用新型的某些实施例，以便于更好地理解详细说明，以及为了更好地评价对现有技术做出的贡献。当然还有以下将描述的本实用新型的另外实施例，这些实施例将构成附加至此的权利要求的主题。

在这方面，在详细解释本实用新型至少一个实施例之前，需要明确的是本实用新型并非限于其申请的结构细节以及如以下说明或附图所示的组件的设置。除了那些描述过和实施过的之外，本实用新型还有其他实施例并可以各种方式实施。此外，需要指出的是，在说明书以及摘要中使用的措词和术语是为了说明目的而不可视为限定。

同样地，本领域技术人员可意识到本公开所基于的构思，容易利用该构思为基础而设计用于执行本实用新型一些目的的其他结构、方法和系统。因此，重要的是，权利要求应被视为包括这种不脱离本实用新型精神和范围的等价结构。

附图说明

图1是依照本实用新型实施例的用于形成硅带的设备的示意图。

图2是图1所示设备的热控制区域内的硅带的相对温度特性。

图3是依照本实用新型实施例的形成图1所示硅带的方法步骤的流程图。

具体实施方式

本实用新型以下将参照附图说明，其中相同参考数字表述相同的部件。图1为依照本实用新型实施例的形成硅带12的设备10的示意图。如图1所示，设备10包括坩锅14(也即容器)，被设定为容纳(也即固定)硅熔融物16。图1所示熔融物16在坩锅14内通过熔化多晶硅给料而形成。但是，熔融物16也可通过加热任何其他对本领域技术人员而言是显而易见的材料而形成，从而实现本实用新型一个或多个实施例。

依照本实用新型某些实施例，坩锅14为石墨支撑的并大致为矩形石英容器。但是，石英之外其他材料也可用于形成坩锅14。此外，其他坩锅设置/几何结构也在本实用新型范围之内。