這些種晶也可影響鄰近種晶之間所形成邊界的特性，藉以影響晶體鑄錠生長的特性。圖7A至圖7D提供用于薄切生產(chǎn)自表面片件的條板的較佳技術(shù)，其防止或減少次晶粒在鄰近種晶之間的形成。更具體地說，可藉由以多個預(yù)定夾角薄切條板將條板切割成至少一鉆石狀種晶。
[0048]尤其是，如圖7A所示，可相對條板依〈110〉方向長度相關(guān)軸以大約45度夾角在第一條板600’ a中實施第一切割D-D?？删嚯x第一切割預(yù)定長度L相對條板600’ a依〈110〉方向長度相關(guān)軸以大約45度夾角接著實施第二切割。第一切割和第二切割導(dǎo)致形成至少一顆鉆石狀種晶700a (圖7B)。
[0049]另外，如圖7C所示，可相對條板依〈-110〉方向長度相關(guān)軸以大約45度夾角在第二條板600’ b中實施第一切割D’ -D’?？山又嚯x第一切割預(yù)定長度L相對條板600’ b依〈-110〉方向長度相關(guān)軸以大約45度夾角實施第二切割。第一切割和與第二切割可形成至少一顆鉆石狀種晶700b (圖7D)。
[0050]以上工藝可反復(fù)多次，直到生產(chǎn)出期望數(shù)量的鉆石狀種晶為止。本發(fā)明本示例性具體實施例中產(chǎn)生的鉆石狀種晶組成具有依〈110〉取向的至少一側(cè)部表面和依〈100〉取向的至少一側(cè)部表面的第一組鉆石狀種晶(例如，700a)、以及具有鏡射第一組的取向的第二組鉆石狀種晶(例如，700b)。
[0051]如圖7E所示，可在坩禍底部布局第一與第二組鉆石狀種晶，而使第一組中依<100>取向的至少一側(cè)部與第二組種晶中依〈110〉取向的至少一側(cè)部接觸。以此方式安置可防止次晶粒邊界，其可啟始于依習(xí)知取向兩鄰近種晶之間并且在晶體生長設(shè)備(如圖10所示的設(shè)備并且下文有進(jìn)一步說明)中生長作為鑄錠的種晶安置。
[0052]次晶粒也可啟始自娃碳化物與氮化物的雜染物(inclus1n)。隨著鑄錠生長，雜染物引發(fā)的次晶粒可遍布(invade)所生長鑄錠的整個體積。這些缺陷對于生產(chǎn)自形成的鑄錠的每一顆太陽能電池的效率造成顯著影響。然而，如圖8磚面少數(shù)載子壽命所示，在利用上述鉆石狀種晶時，雜染物集結(jié)(nucleated)的次晶粒通常無法越過邊界生長。亦即，在本發(fā)明的示例性具體實施例中，邊界本身免于次晶粒增殖(multiplicat1n)及遍布。
[0053]然而，應(yīng)注意的是，以上取向僅為示例并且使用上述形成自方形化硅晶錠的表面片件的鉆石狀種晶和矩形狀種晶的其它取向可予以使用而不脫離本發(fā)明。
[0054]使用上述技術(shù)，圖9描述流程圖，其描述藉由降低生長鑄錠時所用種晶成本而降低硅鑄錠生產(chǎn)總成本并且防止或減少硅鑄錠生長期間次晶粒在兩顆種晶之間形成的晶體生長設(shè)備中用來制造種晶的方法。更明確地說，在步驟902中，以特殊取向涉及多個節(jié)點藉由方形化裝置將晶錠方形化而自晶錠產(chǎn)生磚體。如上所述，多個表面片件由方形化晶錠所造成。其次，判斷是否要修剪種晶(步驟904)。若要修剪種晶，則利用修剪裝置修剪各片多個表面片件而自各片多個表面片件形成具有特定長度、寬度和厚度的至少一顆種晶(步驟906)?？勺愿髌砻嫫纬啥鄠€種晶，并且形成的種晶可使用一或多種化學(xué)劑予以進(jìn)一步清洗、蝕刻以移除金屬污染物、以及使用蒸餾水清理予以制備供使用。
[0055]種晶列置于坩禍底部(步驟908)，并且原料材料加載于其上(步驟910)。若不修剪種晶，則自表面片件形成的至少一顆種晶進(jìn)行步驟908和910。最后，熔化原料材料而未實質(zhì)熔化種晶，并且接著固化熔人物以形成硅鑄錠(步驟912)。
[0056]此外，在用于進(jìn)行上述方法的系統(tǒng)中，如安裝有方形化用特定刀片(blade)的第一止鋸(ban saw)或線鋸(wire saw)之類的方形化裝置可予以用于方形化晶錠。取決于所使用的工藝可自動或手動驅(qū)動本發(fā)明示例性具體實施例中的方形化工藝。同樣地，如安裝有修剪用特定刀片的第二帶鋸或線鋸之類的任何已知修剪機制可用在本發(fā)明的示例性具體實施例中以將表面片件分別修剪并且薄化成一或多顆種晶。此外，第一與第二切割裝置各可包括各能夠以預(yù)配置夾角切割或薄切材料的多個鋸件(saws)。因此，本發(fā)明的上述具體實施例不局限于此。
[0057]有幫助的是，可藉由利用這些表面片件將硅的單一硅鑄錠生產(chǎn)總成本例如由每鑄錠4000美元降低到每鑄錠400美元。此外，藉由上述在坩禍中明確修剪、列置并且取向形成自表面片件的種晶，若未整體預(yù)防則可大幅減少介于兩鄰近種晶之間的次晶粒邊界。
[0058]藉由上述方法生產(chǎn)的種晶可予以用在晶體生長設(shè)備中，如方向性固化熔爐，用以形成具有目標(biāo)晶體取向的鑄錠。例如，如圖10所示，坩禍14內(nèi)含于坩禍盒15內(nèi)并且置于可依方向A予以垂直移動的絕緣物13所圍繞的熱區(qū)12內(nèi)基座支撐件17上所升起坩禍區(qū)塊16的頂部上。晶體生長設(shè)備10的坩禍14包含原料材料18和多個種晶19?？蔀樯鲜鋈魏我环N的種晶19可沿著坩禍14底部予以列置，并且實質(zhì)完全包覆整個底部，其中，一顆種晶的邊緣鄰接至少一顆鄰近種晶的邊緣。盡管此描述性表示經(jīng)瓦制(tile)由邊緣至邊緣并且由轉(zhuǎn)角至轉(zhuǎn)角填充坩禍14底部的單晶種晶19，實際情況是，坩禍因其制備方法而通常在轉(zhuǎn)角和邊緣具有某些曲度(curvature)，并且可無法覆瓦種晶超出曲度同時又沿著坩禍底部平置有種晶?？稍诜N晶19周圍和頂部提供原料材料18。
[0059]硅鑄錠使用此晶體生長設(shè)備的制備可藉由加熱并且熔化原料材料、使用頂部加熱器20a和側(cè)部加熱器20b、使用熱耦器21較佳是無需實質(zhì)熔化種晶(雖然可能有某部分種晶回熔，尤其是種晶具有曲狀上表面的具體實施例)而予以監(jiān)測、以及自坩禍移除熱以形成硅鑄錠。若種晶系安置在坩禍中全都具有相同取向，則形成的鑄錠將是單晶鑄錠(整個具有相同晶體取向)。若種晶經(jīng)列置而具有晶體取向交替圖案，則當(dāng)鑄錠在種晶上方的部分將是單晶時，鑄錠整體將是有幾何順序的多晶鑄錠(在經(jīng)界定或排序圖案中具有單晶材料不同的多個區(qū)域)。
[0060]雖然已使用特定術(shù)語說明本發(fā)明的較佳具體實施例，此說明的目的僅在于描述，并且要理解可施作變更和變化而不脫離權(quán)利要求書的精神或范疇。
【主權(quán)項】
1.一種用于制造種晶以供用在硅鑄錠生長工藝中的方法，該方法包含: 藉由第一切割裝置以特殊取向涉及多個節(jié)點自硅晶錠薄切一或多片表面片件；以及 將該一或多片表面片件形成為可用在硅鑄錠生長工藝中具有特定長度、寬度和厚度的一或多顆種晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含: 在形成該一或多顆種晶之前，沿著預(yù)定切割線修剪所述表面片件的一或多片表面片件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該一或多片表面片件是為了形成硅磚以特殊取向涉及該多個節(jié)點方形化該硅晶錠所形成的殘余片件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，四片殘余片件因方形化該硅晶錠而形成，并且其中，該磚體具有在各側(cè)部表面上呈〈100〉取向的假正方形剖面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，一或多片表面片件藉由第二切割裝置予以切割，以形成該表面片件的第一表面和第二表面，并且該經(jīng)切割表面片件因而具有五個扁平表面和一個曲狀表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，一或多片表面片件經(jīng)縱向修剪以形成兩個扁平垂直側(cè)部表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，一或多片表面片件經(jīng)進(jìn)一步修剪以形成扁平水平頂部表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，該第二切割裝置切割該表面片件的第一表面、第二表面、和第三表面，并且該經(jīng)切割表面片件因而具有六個扁平表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，該一或多個表面片件各予以修剪成條板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該一或多顆種晶大約為5至35毫米厚。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該一或多顆種晶大約為10至25毫米厚。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該一或多顆種晶大約為10至20毫米厚。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該一或多個形成的種晶使用一或多種化學(xué)劑予以清洗、蝕刻以移除金屬污染物，以及使用蒸餾水予以清理以制備供使用的該一或多顆種