側(cè)部表面的一予以薄切的示例性表面片件100。
[0035]例如，使用丘克拉斯基(Cz)工藝形成的晶錠包含上「頸部」區(qū)段(sect1n)和底端「尾部」區(qū)段，其經(jīng)截割或移除以形成具有期望或目標長度的相對圓柱狀晶錠。形成的圓柱狀晶錠接著通常藉由薄切掉圓邊予以進一步處理以形成具有正方形或假正方形剖面形狀(通常稱為方形化)的磚體，其可接著予以再薄化成太陽能電池用的晶圓。此示于圖2，其中，晶錠200藉由移除形成磚體204的殘余片件202a至202d(有時稱為「翼部」)予以方形化。所以，如圖1所示，表面片件(如四片殘余片件202a至202d)在一表面(亦即切割面)上呈扁平，并且因晶錠200的圓柱形狀也具有外曲面(curved outer surface) ο形成的殘余片件因為將晶錠200較佳的是方形化成以特殊布置(disposit1n)涉及外凸自晶錠的多個節(jié)點206a至206d的正方形或假正方形而形成。如上所述，晶錠200可為藉由丘克拉斯基生長工藝或浮動區(qū)生長工藝所形成的硅晶錠，然而，本發(fā)明的描述性具體實施例不局限于此。再者，雖然下文具體實施例詳細說明中所述表面片件當作取自上述方形化工藝，本發(fā)明的描述性具體實施例仍然不必局限于此。
[0036]傳統(tǒng)上，表面片件(尤是是方形化晶錠所產(chǎn)生的殘余片件)由磚體制造商予以分成較小片件并且予以再生作為CZ或方向性固化系統(tǒng)(DSS)生長工藝中使用的原料。然而，有幫助的是，本發(fā)明的示例性具體實施例利用這些被視為廢物并且因而不昂貴的表面/殘余片件，以便制造至少一用于硅鑄錠生長工藝的種晶，藉以降低鑄錠制造相關(guān)的總成本。
[0037]或者，如上所述，可從圓柱狀硅晶錠單獨薄切表面片件作為特意工藝的部分，以取得非屬上述方形化工藝結(jié)果的表面片件204。因此，本發(fā)明的描述性具體實施例不局限于僅取自方形化工藝的表面片件，因為方形化工藝僅是取得一般遭丟棄表面片件的較佳方法。
[0038]無論表面片件是否為方形化所致的殘余片件或特意薄切自晶錠的單獨表面片件，都必須在晶錠上以特殊取向涉及至少兩個節(jié)點制作片件。亦即，薄切平面的制作必須考量晶錠內(nèi)晶體的取向(亦即，由于與多個節(jié)點的關(guān)系)。例如，如此作法利用硅晶錠確保表面片件本身當扁平表面面朝下時較佳的是具有依垂直方向的〈100〉取向。表面片件由于與晶錠生長取向平行而沿著任一表面片件的長度也較佳的是具有〈100〉取向。這暗示垂直于前兩個方向(亦即垂直方向和沿著殘余片件長度的方向)的方向由于硅晶格立體對稱也具有〈100〉族系平面(family plane)。
[0039]亦即，在本發(fā)明的示例性具體實施例中，當硅晶錠涉及晶錠外表面上所置多個經(jīng)明確識別節(jié)點予以方形化時，經(jīng)由任一節(jié)點自生長軸垂直拉出的向量呈〈100〉方向。因此，可藉由涉及這些節(jié)點方形化晶錠假設(shè)所形成磚體的適當表面取向。因此，可沿著假方磚的側(cè)部表面以及沿著殘余片件的扁平表面取得〈100〉取向。
[0040]在本發(fā)明的上述示例性具體實施例中，晶錠應(yīng)該較佳的具有大約170毫米至220毫米的直徑，并且更佳的具有大約205毫米的直徑。所形成硅磚較佳的是具有側(cè)邊大約150毫米至170毫米，并且較佳為150至155毫米的正方形或假正方形剖面形狀。磚體長度較佳是介于大約350毫米至450毫米之間，并且更佳是介于大約375至425毫米之間，如大約400毫米。各表面片件都可具有類似于所形成磚體的寬度W(例如較佳是90毫米至105毫米，并且更佳是95至100毫米)以及大約0.1毫米至24毫米的厚度(由扁平表面至曲狀表面)?；蛘撸鞅砻嫫伎捎枰越馗畛筛餍∮谄渌杀∏卸龅膱A柱狀晶錠的多個表面片件。
[0041]在本發(fā)明的示例性具體實施例中，可提供經(jīng)配置用以藉由方向性固化促進單晶生長的晶體生長設(shè)備并且至少一顆種晶和原料材料較佳置于晶體生長設(shè)備的坩禍中。接著加熱晶體生長設(shè)備以熔化坩禍中所含的原料材料而較佳是未實質(zhì)熔化種晶。晶體生長設(shè)備中至少一加熱元件(element)控制熔化以便實現(xiàn)上述期望鑄錠。置于坩禍底部的種晶可包含可取自任一上述工藝的至少一表面片件制成的一或多顆種晶。
[0042]在本發(fā)明的示例性具體實施例中，這些表面片件取決于坩禍底部如何布置一或多顆種晶而可額外予以修剪或保留未修剪。更明確地說，在本發(fā)明的示例性具體實施例中，如圖3至圖7所示，可依各種取向在坩禍底部安置一或多顆種晶。如上所述，所使用的特殊取向取決于將表面片件薄切自晶錠后如何以及是否修剪殘余片件。
[0043]例如，如圖3所示，當殘余片件未修剪時，可依交替圖案在坩禍309的底部安置多個種晶304，其中，一顆種晶具有面向一方向的曲狀表面，而鄰近或相鄰種晶則具有面向相反方向的曲狀表面。在本發(fā)明的描述性具體實施例中，生產(chǎn)自表面片件的各顆種晶都在坩禍309底部層化以至于鄰近種晶涉及其鄰近種晶旋轉(zhuǎn)180度(亦即，翻覆/交替)。如上所述，曲狀表面和扁平表面都具有相同的晶體取向，如〈100〉硅晶體取向。依此交替圖案安置這些種晶，確保將原料載入坩禍內(nèi)時，仍保持種晶的正確位置。不需要額外修剪以形成扁平表面。此外，在本示例性具體實施例中，介于鄰近種晶之間的一或多個間隙在某些具體實施例中可與液態(tài)硅融合在一起以進一步保持〈100〉晶硅取向。
[0044]也可修剪表面片件的截面以提供梯形剖面形狀，其也可使用這交替圖案予以安置在坩禍中，如圖4D所示。在本具體實施例中，如圖4A所示，表面片件400的側(cè)部以大約45度對角(亦即沿著劃線E-E和F-F)予以切割/修剪并且頂部區(qū)段進一步予以自表面片件的頂部薄切/修剪掉以形成條板400’(圖4B)?！笚l板(plank)」界定為長度顯著大于寬度和高度的實質(zhì)三維矩形或正方形結(jié)構(gòu)。另外，如圖4C所示，條板400’可予以截割成一或多片可當作種晶的較小片件400”。在某些具體實施例中，為了讓種晶在硅生長工藝中生效，每顆種晶都應(yīng)該具有介于大約5至35毫米之間的厚度T。因此，在某些應(yīng)用中可取決于表面片件的厚度修剪表面片件，以形成厚度T介于5至35毫米、較佳是10至25毫米、以及更佳是10至20毫米的種晶?；蛘?，可堆迭種晶以便實現(xiàn)期望厚度。種晶的尺寸可隨例如最終鑄錠的期望尺寸(其與坩禍的尺寸有關(guān))以及所要使用種晶的數(shù)量而變。較佳的是，種晶沿著任一邊緣的尺寸范圍由大約10公分至大約85公分?？山又越惶鎴D案404在坩禍409底部布置形成的種晶。
[0045]或者，如圖5A至圖所示，也可沿著圖5A所示畫線A-A和B-B修剪/切割表面片件500。在本具體實施例中，如圖5B所示，可沿著表面片件沿著畫線A-A和B-B的「轉(zhuǎn)角(corner)」實施第一切割和第二切割以形成一或多顆具有五個扁平表面和一個曲狀表面的種晶。在圖5B中，所形成的種晶可稱為具有厚度T、寬度W和長度L的「條板」500’。本實例中條板的長度可等于所由取得表面片件的晶錠(經(jīng)截割或未截割)的長度。雖然非必要，在由晶錠的那部分薄切表面片件之前仍可將晶錠截割成較小片件。此外，如圖4C所示，可再次將條板500’薄切成具有期望尺寸和厚度的多個種晶500”。具有剖面形狀如以上圖5A至圖5C所述的種晶可借著以非交替剖面圖案504予以在坩禍509中布置以至于圖所示鄰近種晶沿著畫線A-A切割的側(cè)部鄰接沿著畫線B-B切割的側(cè)部。
[0046]此外，如圖6A至圖6D所示，可交替修剪表面片件600以形成矩形狀種晶。例如，如圖6A所示，沿著表面片件的畫線A’ -A’、B’ -B’以及C’ -C’實施第一切割、第二切割、以及第三切割。所以，得以形成具有六個扁平表面并且無曲狀表面的種晶。圖6B中形成的種晶可稱為具有厚度T’、寬度W還有長度L的條板600’。如圖6B所示，寬度W和L與條板500’(圖5B)的寬度W和長度L實質(zhì)相同。另外，如圖5C所述的具體實施例，可將圖6B中的條板600’薄切成具有期望尺寸和厚度的多個種晶600”。具有如以上圖6A至圖6C所述剖面狀的種晶可接著以非交替剖面圖案604予以布置在坩禍609中以至于圖6D中所示鄰近晶種沿著畫線A’ -A’切割的側(cè)部鄰接沿著B’ -B’切割的側(cè)部。
[0047]如上所述，可將條板600’薄切成多個種晶。然而，如何薄切/切割