[发明专利]用于单晶半导体材料的受控掺杂的液体掺杂系统和方法

权利要求书

1.一种用于将液体掺杂剂引入半导体或太阳能级材料的熔体中的掺杂系统，该系统包括：

用于保持掺杂剂的掺杂剂储器，其中所述掺杂剂储器构造为从牵拉机构悬挂；和

供给管，所述供给管从所述掺杂剂储器延伸，并且具有内径、连接到所述掺杂剂储器的第一端部、位于所述第一端部的远侧的第二端部、位于所述第一端部处的第一节流部、和位于所述第二端部处的第二节流部，其中所述第一节流部和所述第二节流部的内径均小于所述供给管的所述内径。

2.如权利要求1所述的掺杂系统，其中，所述供给管的所述内径的尺寸确定为使得：在所述供给管内的所述液体掺杂剂的流基本占据由所述供给管封闭的空间。

3.如权利要求1所述的掺杂系统，其中，所述第二节流部的内径大于所述第一节流部的内径。

4.如权利要求1所述的掺杂系统，其中，所述第二节流部在所述供给管的第二端部处限定出开口。

5.如权利要求1所述的掺杂系统，还包括布置在所述掺杂剂储器中的颗粒状掺杂剂。

6.如权利要求1所述的掺杂系统，其中，所述掺杂剂储器包括圆柱形的石英侧壁。

7.如权利要求1所述的掺杂系统，其中，所述掺杂剂储器包括体部和锥形端部，所述锥形端部限定出具有比所述体部的截面积更小的截面积的开口。

8.如权利要求7所述的掺杂系统，其中，所述锥形端部包括限定圆锥形状的成线性变细的侧壁。

9.如权利要求7所述的掺杂系统，其中，所述锥形端部包括限定碗形形状的弯曲的侧壁。

10.如权利要求7所述的掺杂系统，其中，所述供给管的外径等于或小于在所述开口处的所述锥形端部的外径。

11.如权利要求1所述的掺杂系统，其中，所述掺杂剂储器包括多个孔，所述多个孔构造为接纳至少一个缆绳以用于从所述牵拉机构悬挂所述掺杂系统。

12.一种用于将液体掺杂剂引入半导体或太阳能级材料的熔体中的方法，所述方法包括：

将掺杂系统从牵拉机构悬挂，所述掺杂系统包括用于保持固体掺杂剂的掺杂剂储器、从所述掺杂剂储器延伸的供给管、第一节流部和第二节流部，所述供给管具有内径，第一端部连接到所述掺杂剂储器，第二端部位于所述第一端部的远侧，所述第一节流部位于所述第一端部处，所述第二节流部位于所述第二端部处；其中所述第一节流部和所述第二节流部的内径均小于所述供给管的内径；

通过所述牵拉机构将所述掺杂系统定位在充分接近所述熔体的表面的第一位置处，以使得所述供给管接触所述熔体的表面并且所述固体掺杂剂熔融；以及

通过所述牵拉机构将所述掺杂系统保持在接近所述熔体的表面处，以使得液体掺杂剂经所述掺杂系统的所述供给管流入所述熔体中。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述牵拉机构具有卡盘和仿籽晶，所述掺杂系统从所述仿籽晶悬挂。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

将所述掺杂系统移动到远离所述熔体的第二位置；以及

以用于生长单晶锭的籽晶替换所述牵拉机构的所述仿籽晶。

15.如权利要求12所述的方法，还包括在所述液体掺杂剂流入所述熔体之前在所述液体掺杂剂处于所述供给管中时，在所述供给管的第二端部处通过所述第二节流部限制所述液体掺杂剂并且进一步加热所述液体掺杂剂。

16.如权利要求12所述的方法，其中，将所述掺杂系统定位在第一位置处包括：

确定在其间将所述掺杂系统移动到所述第一位置的移动时间；以及

使所述掺杂系统在所述移动时间内移动到所述第一位置。