] 在第一和第二凸面元件12, 16中的至少一个的外部表面上施加半导体材料熔 体之前，半导体材料熔体的本体温度（Ts)大于或等于所用半导体材料的熔点温度（T m)， 从而（Ts)多（Tm)。在半导体材料熔体包括硅的实施方式中，熔融硅的本体温度可为 1414-1550°C，或者 1450-1490°C，例如 1460°C。
[0041] 第一和第二凸面元件12, 16的外部表面可具有选择性受控的温度，例如可冷却和 /或加热第一和第二凸面元件12, 16的外部表面，或第一和第二凸面元件12, 16的外部表 面可仅仅具有环境温度。第一和第二凸面元件12, 16的外部表面通常具有基本上相同的温 度（Tr)。第一和第二凸面元件12, 16的外部表面的温度小于半导体材料熔体的本体温度 ((Tr) < (Ts))，还小于所用半导体材料的熔点温度（(Tr) < (Tm))，从而第一和第二凸面元 件12, 16的外部表面和半导体材料熔体之间的温差将诱导半导体材料熔体的液固相转变。 外部表面第一和第二凸面元件12, 16的温度（Tr)通常为大于0-500°C，或者100-400°C， 或者100-200°C。（Tr)和（Ts)之间温差的大小可影响半导体材料片材的微观结构和其它性 质。（Tr)和（Ts)之间的温度梯度可在例如大于或等于800°C的量级。
[0042] 除了控制第一和第二凸面元件12, 16中至少一个的外部表面和半导体材料熔体 的温度之间的温度梯度以外，还可控制辐射环境例如壁容器的温度。
[0043] 所述方法还包括以相互相对的方向旋转第一和第二凸面元件12, 16,以允许沉淀 物穿过辊隙20,由此形成半导体材料片材。沉淀物沿着向下方向穿过辊隙20,通常借助重 力。具体来说，第一和第二凸面元件12，16相向旋转，或朝着辊隙20旋转。第一和第二凸 面元件12, 16中的一个顺时针旋转，而第一和第二凸面元件12, 16中的另一个逆时针旋转。
[0044] 如上所述，第一和第二凸面元件12, 16可通过多种不同方法来旋转。例如，第一 和第二凸面元件12, 16可手动旋转（例如通过手柄），或通过第一和第二親合元件26, 28 来旋转，其通常独立地耦合到用于提供旋转驱动扭矩的第一电机和第二电机40, 42。在其 他实施方式中，当第一和第二凸面元件12, 16是第一和第二圆柱辊筒，和系统10包括第 一和第二圆柱对22, 24时，可旋转第一圆柱对22的一个或两个以及第二圆柱对24中的一 个或两个，由此引发旋转第一和第二圆柱辊筒。第一和第二圆柱对22, 24可通过类似于第 一和第二凸面元件12, 16的方法来旋转。
[0045] 第一和第二凸面元件12, 16通常以相互相对的方向以基本上相同的角速度旋转。 第一和第二凸面元件12, 16的角速度是几个变量的函数，包括半导体材料片材的所需厚 度、第一和第二凸面元件12, 16的材料、第一和第二凸面元件12, 16的温度、第一和第二凸 面元件12, 16的横截面积以及辊隙20的厚度。因为期望使第一和第二凸面元件12, 16以 相互相对的方向以基本上相同的角速度旋转，所以第一和第二凸面元件12, 16通常通过第 一和第二电机40, 42来旋转，其通过第一和第二耦合元件26, 28耦合到第一和第二凸面元 件12, 16。这种电机40, 42最小化了角速度的任何变化。在一些实施方式中，可在把半导 体材料熔体施加到第一和第二凸面元件12, 16中至少一个的外部表面之前、之时或之后， 改变（即增加或降低）第一和第二凸面元件12, 16的一个或两个的角速度。第一和第二凸 面元件12, 16可以不同的角速度旋转，特别是如果第一和第二凸面元件12, 16的尺寸或大 小相互不同时。第一和第二凸面元件12, 16旋转的角速度通常选定来在半导体材料片材排 出辊隙20之前，在第一和第二凸面元件12, 16的外部表面和半导体材料熔体之间提供所需 的接触时间。接触时间通常为大于0-10秒，或者0.5-5秒。例如，当第一和第二凸面元 件12, 16各自的直径约为50毫米（mm)时，第一和第二凸面元件12, 16的角速度通常为约 6转/分钟（rpm)。
[0046] 半导体材料熔体接触第一和第二凸面元件12, 16中至少一个的外部表面的时间 或时间段的长度，通常足以允许在穿过辊隙20之前，半导体材料片材进行部分固化。这个 时间段可基于各种参数来适当变化，例如系统的温度和传热性质和所需的半导体材料片材 的性质。时间段通常是大于0-30秒。但是，这个时间段不计入半导体材料片材形成之后 半导体材料片材接触第一和/或第二凸面元件12, 16的时间段，其可延伸显著超出30秒， 取决于把半导体材料片材14与第一和/或第二凸面元件12, 16分离得有多快。
[0047] 半导体材料片材的某些方面通过把半导体材料熔体施加到第一和第二凸面元件 12, 16中至少一个外部表面来测得。例如，当把半导体材料熔体施加到第一和第二凸面元 件12, 16中至少一个外部表面上时，当沉淀物开始固化和穿过辊隙20时形成半导体材料 片材。当半导体材料熔体固化以形成厚度大于辊隙20的厚度的沉淀物时，辊隙20通常平 坦化该沉淀物，从而沉淀物具有与辊隙20相同的厚度。为此，通常旋转凸面元件并施加半 导体材料熔体，从而半导体材料熔体不完全固化然后穿过辊隙20,这可使第一和第二凸面 元件12, 16遭受压缩力。相反，半导体材料熔体穿过辊隙20时通常是部分固化的，然后形 成半导体材料片材。甚至当部分固化时，半导体材料熔体是比实心半导体材料（例如半导 体材料熔体完全固化然后穿过辊隙20)基本上更柔软和可延展的。
[0048] 当半导体材料熔体只施加到第一和第二凸面元件12, 16中的一个的外部表面上 时，形成的半导体材料片材通常穿过半导体材料片材厚度具有连续的横截面积和连续的 颗粒结构。相反，当半导体材料熔体同时施加到第一和第二凸面元件12, 16的外部表面上 时，半导体材料熔体在第一凸面元件12上形成第一沉淀物，在第二凸面元件上形成第二沉 淀物。第一和第二沉淀物在辊隙20处融合在一起以形成半导体材料片材。这样，当把半导 体材料熔体同时施加到第一和第二凸面元件12, 16的外部表面上时，半导体材料片材通常 不在其全部厚度具有连续的颗粒结构，因为颗粒分别在第一和第二沉淀物中形成，融合第 一和第二沉淀物以形成半导体材料片材不会分别改变第一和第二沉淀物的单个颗粒特征。
[0049] 当把半导体材料熔体施加到第一和第二凸面元件12, 16中的至少一个的外部表 面时，可任选地振动第一和第二凸面元件12, 16。通常，当把半导体材料熔体施加到第一和 第二凸面元件12, 16中的至少一个的外部表面时，可使第一和第二凸面元件12, 16基本保 持静态。
[0050] 可利用例如差异化膨胀和/或机械辅助，把半导体材料片材从第一和第二凸面元 件12, 16中至少一个的外部表面分离。或者，片材仍然在第一和第二凸面元件12, 16中至 少一个的外部表面上，作为支撑的半导体材料制品。但是，半导体材料片材通常在穿过系 统10的辊隙20之后与第一和第二凸面元件12, 16的外部表面分离，并变成自立式的。或 者，系统10可包括在第一和第二凸面元件12, 16的一个或两个外部表面上且在辊隙20 下方的刀片，用于把半导体材料片材从外部表面分离。此外，这种刀片可用来去除粘附到 第一和第二凸面元件12, 16d外部表面的任何残留半导体材料，或当第一和第二凸面元件 12, 16旋转时连续地从那去除污染物。
[0051] 可在把半导体材料熔体施加到第一和第二凸面元件12, 16中至少一个的外部表 面之前、之时或之后，控制环绕系统10的气氛的组成。例如，使用玻璃态氧化硅作为第一和 /或第二凸面元件和/或容器的耐火材料可导致半导体材料片材的氧污染。因此，在各种实 施方式中，可以通过以下方式减轻或显著减轻氧气污染：在低氧气环境下例如氢气（例如， 水含量小于Ippm)和惰性气体例如氩气、氪气或氙气的干燥混合物条件下熔化半导体材料 和形成半导体材料片材。低氧气环境可包括氢气、氦气、氩气或氮气中的一种或更多种。在 一个示例性实施方式中，所述气氛可以选自Ar/1. 0重量％ H2的混合物或者Ar/2. 5重量％ 氏的混合物。在这种实施方式中，系统10通常是封闭的系统，即，系统10的气氛不受其 环境的影响。
[0052] 所述方法可作为间歇方法或连续的方法来操作。在间歇方法中，第一和第二凸面 元件12, 16只需具有弧形部分。在连续的方法中，第一和第二凸面元件12, 16通常是第一 和第二圆柱辊筒或其它椭圆元件，从而当把半导体材料熔体连续施加到第一和第二凸面元 件12, 16中至少一个的外部表面上时，第一和第二凸面元件12, 16可连续地旋转。
[0053] 因为半导体材料片材可通过融合第一和第二沉淀物来形成，可理想地改变所得半 导体材料片材的颗粒结构。为此，在一些实施方式中，所述方法还可包括至少部分再次熔 融半导体材料片材以形成再次熔融的半导体材料和重结晶再次熔融的半导体材料。或者， 再次熔融和重结晶半导体材料片材可能不是所需的，特别是当半导体材料片材不通过把第 一和第二沉淀物融合在一起来形成时，例如当半导体片材通过只把半导体材料熔体沉积 在第一和第二凸面元件12, 16的一个外部表面上来形成时。
[0054] 其中，半导体材料片材的厚度随下述变化：辊隙20、第一和第二凸面元件12, 16的 角速度和半导体材料熔体接触第一和第二凸面元件12, 16中至少一个外部表面的时间。在 一些实施方式中，半导体材料片材的厚度是100-4