用于生产结晶半导体锭的坩埚及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于生产结晶半导体锭的坩埚(1)，所述坩埚包括由底板(1a)和周边侧壁(1b)限定的内部体积，所述底板(1a)的顶表面包括限定第一水平平面(H)的平面部分，所述周边侧壁(1b)各自包括内表面，所述内表面包括基本上竖直的平面部分，其限定了基本上竖直的平面(V)并且垂直于第一水平平面(H)，所述侧壁(1b)在底板(1a)的周边通过形成至少1mm的曲率半径R1而连接底板(1a)，其特征在于，在第一水平平面(H)与由各侧壁(1b)的基本上竖直的平面部分限定的基本上竖直的平面(V)之间形成交会的相交线(hv)完整地位于侧壁(1b)上、底板(1a)上或坩埚的内部体积中。
【专利说明】用于生产结晶半导体锭的坩埚及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及生产用于光伏应用的半导体晶体，如硅。特别地，本发明涉及特定的坩埚，其特别适合于生产单晶或准单晶半导体锭，用于采用结晶晶种生产半导体晶片。
【背景技术】
[0002]诸如硅的半导体晶片在光伏应用中被广泛用于将光子能量转换成电能。理想情况下，使用单晶半导体，比如单晶硅(MCS)，得到18-19%数量级的电转换率。然而，半导体单晶体的生产相当缓慢并且费用高，通常采用Czochralski拉制工艺。描述于例如US2008/053368.US2011/214603 和 W02011/083529 中的 Czochralski 拉制工艺由拉制和从大量熔融半导体中结晶出锭的步骤组成。必须严格控制拉制条件以最大限度地减少缺陷的形成，并且特别的是，锭的拉制速率必须非常之低，这将生产成本增加到超出了光伏产业所能承受的范围。因此通过Czochralski拉制工艺生产的半导体通常用于电子应用，很少用于光伏应用。
[0003]例如在US2007/227189中所述，一种便宜得多的半导体晶片类型是多晶的，如多晶硅(PCS)，通常是采用Bridgman生 长技术生产的，其中按受控的方式将容纳于坩埚中的大量熔融半导体材料冷却，以从坩埚的底部将材料固化，并使晶体-液体前沿朝着坩埚的顶部向上移动。为实施这种工艺，将坩埚放置在炉中并且用半导体原料进行填充。启动炉以熔化原料整体。然后用放置在坩埚下面的散热器使热量穿透底部底板而被抽取；通常散热器包括在管中流动的气体。通过改变气体流速有可能控制自原料抽取热量的速率。在与底板接触的原料层内的温度达到结晶温度时，晶体将自底部底板开始生长，并随着结晶前沿的行进而向上延伸。与Czochralski拉制工艺生产约IOOkg批料相比,采用Bridgman技术可生产多达500kg的批料。当通过Bridgman技术生产的多晶半导体锭的成本为采用Czochralski技术生产的单晶锭的成本的约三分之一时，与用单晶晶片获得的转换率相比，用多晶晶片获得的约14-16 %的转换率是相当低的。
[0004]近期研究已表明，可采用Bridgman技术生产单晶或准单晶半导体锭，方式是通过用单晶晶种铺盖坩埚的底板，该单晶晶种为例如通过Czochralski技术获得的单晶半导体材料的几个毫米到厘米厚的板。这样的结果例如在FR2175594、W02010/005705、US2011/0146566和US2010/0003183中给出。与原料接触的晶种的顶表面应随之一起熔化。必须在晶种的底表面开始熔化前自坩埚的底部抽取热量，使得可自部分熔化的晶种生长单晶锭，在结晶进行时注意保持稳定的固化前沿。因此必须非常精确地控制坩埚内的温度特性(temperature profile)。
[0005]用于结晶锭生长的坩埚通常是敞开的箱形的，其底板和通常四个竖直侧壁限定内部体积，并且由基于氧化硅的耐火材料制成。这种坩埚的生产和使用条件强制要求不能存在尖锐的边缘，以免高应力集中将在制造期间或者在装载坩埚并使之经历严峻的热循环时导致裂缝形成并蔓延。出于这个原因，坩埚的底板通过形成曲率半径而连接竖直的侧壁。类似地，两个相邻的侧壁也通过形成曲率半径连接。[0006]采用Bridgman工艺进行半导体锭的(准)单晶生长的限制是，除了自底板生长的单向晶体Xu外，自i甘祸的侧向壁还生长出横向晶体Xt,方向垂直于(transverse to)单晶体的一般生长方向，如图5(a)所示。特别地，当使用单晶体晶种时，曲率半径在底板与侧壁之间相交处的必要存在可防止晶种完全覆盖底板。因此在坩埚壁与竖直生长的锭之间必然存在间隙。自侧壁生长的横向晶体将主要产生于此间隙中。对于自底部底板竖直生长的多晶晶体，类似的情况也将是普遍的。这些横向晶体的长度tl可达到几个cm，并且它们侵入相邻的单向晶体可在其晶格中产生缺陷，必须将其从锭上修整掉并再次熔化，因为它们不适合用于光伏应用，对工艺的有效性是不利的。
[0007]本发明提出了通过Bridgman工艺生产(准)单晶半导体锭的解决方案，该工艺中自坩埚的侧向壁生长的横向晶体厚度基本上低于此后达到的厚度。继续部分给出本发明的这个及其它优点。
【发明内容】
[0008]本发明由所附的独立权利要求限定。从属权利要求限定优选的实施方案。特别地，本发明涉及用于生产结晶半导体锭的坩埚，所述坩埚包括由底板(Ia)和周边侧壁限定的内部体积，所述底板(Ia)的顶表面包括限定第一水平平面的平面部分，所述周边侧壁各自包括内表面，所述内表面包括基本上竖直的平面部分，其限定了基本上竖直的平面(V)并且垂直于第一水平平面，所述侧壁在底板的周边通过形成至少Imm的曲率半径Rl而连接底板，其特征在于，在第一水平平面与由各侧壁的基本上竖直的平面部分限定的基本上竖直的平面(V)的延长部分之间形成交会的相交线完整地位于侧壁上、底板上或坩埚的内部体积中。
[0009]在优选的实施方案中，沿底板与侧壁之间的接合处的半径Rl是由沿底板的周边延伸并且形成在底板和/或侧壁上的宽度为LI且深度为dl的沟槽所限定的。沟槽半径Rl优选介于5mm与25mm之间，更优选介于IOmm与17mm之间，最优选介于12mm与15mm之间。沟槽宽度LI优选介于5mm与30mm之间，更优选介于IOmm与20mm之间，最优选介于12mm与17mm之间。沟槽深度dl优选介于Imm与8mm之间，更优选介于2mm与6mm之间，最优选介于3mm与5mm之间。
[0010]在一个实施方案中，底板沟槽设置在底板上，沿底板的周边延伸，并且优选以曲率半径R2连接底板的与所述水平平面共面的部分。在替代实施方案中，一些或所有侧壁(Ib)包括侧部沟槽，其沿底板的周边延伸，并且以曲率半径R3连接各侧壁的与所述竖直平面共面的部分。还在第三实施方案中，坩埚包括这种底板沟槽和侧部沟槽两者。
[0011]如上面所讨论的那样，这种坩埚的两个相邻侧壁通常形成具有5至25mm量级的半径R4的拐角，以防止应力集中在那里。为便于用矩形的结晶晶种铺盖基本上底板的整个面积，有利的是形成在两个相邻侧壁之间的拐角处的半径R4由拐角沟槽限定，所述拐角沟槽形成在一个或两个相邻的侧壁上，沿所述两个相邻壁之间的拐角自底板向上延伸。为简化这种坩埚的制造，优选拐角沟槽自底板延伸到侧壁的顶部。在侧壁上延伸的拐角沟槽可以同上文所述的关于绕底板的周边延伸的底板沟槽或侧部沟槽为相同的类型。
[0012]坩埚的底板和壁可涂有涂料。在优选的实施方案中，底板包括沿底板的周边延伸的底板沟槽，所述底板沟槽填充有填充材料，使得填充材料与所述水平平面齐平。可通过使用选自以下组的材料来获得填充材料:氮化硅(Si3N4)、塞隆(sialon)、氮氧化硅、熔融石英或熔融二氧化硅、合成二氧化硅、硅金属、石墨、氧化铝、天然或合成的基于CaO、Si02、A1203、MgO、Zr02的陶瓷材料或它们的前体(例如硅氧烷、硅氮烷等)，形式为:
[0013]-密度优选介于0.3g/cm3与1.6g/cm3之间、更优选介于0.8g/cm3与1.3g/cm3之间的低密度层，比如泡沫，或者
[0014]-颗粒，如纤维、中空壳体、纳米颗粒、中间相球形颗粒以及它们的混合物，前述材料中的每一种具有的Fe含量优选不到20ppm,更优选不到5ppm,最优选不到lppm。如果底板涂有涂料，则涂料可以与填充底板沟槽的填充材料相同。
[0015]为了生长(准)单晶锭，优选用至少一个结晶晶种铺盖底板。实际上优选的是，用不止一个结晶晶种铺盖底板的基本上整个面积。根据本发明的坩埚的优点是，结晶晶种可通过在底板沟槽的一部分之上延伸或者通过部分地接合在侧部沟槽中而一直延伸到基本上每个侧壁。再次地，优选的是用填充材料填充底板沟槽，以便在结晶步骤期间跨越坩埚底板的整个面积(包括沟槽面积)产生基本上均匀的热流。
[0016]本发明还涉及如上限定的坩埚用于生产结晶半导体锭(优选准单晶锭)的用途。可通过以下方式生产结晶半导体晶片:
[0017]-提供如上文所述及的坩埚； [0018]-通过Bridgman技术在所述i甘祸中形成结晶半导体锭；
[0019]-自所述坩埚中取出所述锭并修整掉任何缺陷层；并
[0020]-切开如此修整的锭以形成半导体晶片。
[0021]半导体材料优选为硅。然后可以自如此产生的锭中获取结晶晶片，并且可进一步加工这种结晶晶片以形成光伏电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]附图中示出本发明的各种实施方案:
[0023]图1:示意性地显示用现有技术的坩埚(a)和根据本发明的坩埚(b)使用结晶晶种由熔融原料进行的结晶生长。
[0024]图2:示意性地显示现有技术的坩埚(a)和本发明各种实施方案(b)-(e)的坩埚的底板与侧壁之间的接合处的侧切图。
[0025]图3:示意性地显示根据本发明的坩埚的切断透视图。
[0026]图4:示意性地显示根据本发明的坩埚的两个实施方案的俯视图。
[0027]图5:示意性地显示从现有技术的坩埚(a)和根据本发明的坩埚(b)的侧壁上生长出来的横向晶体的厚度。
【具体实施方式】
[0028]比较图1(a)中所示的传统坩埚与根据本发明的坩埚(其一个例子示于图1(b))可以看到，根据本发明的坩埚(I)非常类似于在采用Bridgman技术生长例如硅的(准)单晶锭领域中所使用的坩埚。其包括由诸如石英或熔融二氧化硅的基于氧化硅的耐火材料制成的底部底板(Ia)和侧壁(lb)。其可具有圆形底,但其通常具有方形或矩形底。底板和侧壁可包括如本领域中通常使用的涂层，例如氮化硅的几个微米厚的层。可用结晶晶种(3)铺盖坩埚的底板(Ia)，优选覆盖所述底板的基本上整个面积。在这两种类型的坩埚中，底板(Ia)通过形成曲率半径Rl而连接侧壁，以防止在拐角和边缘处形成应力集中。根据本发明的坩埚本身与现有技术坩埚的区别之处在于底板(Ia)与每个侧壁(Ib)之间的接合处的几何形状。接合处的几何形状使得在第一水平平面(H)与各侧壁(Ib)的竖直部分的延长部分(V)之间形成交会的各相交线(hv)的主要部分位于侧壁(Ib)上、底板(Ia)上或坩埚的内部体积中。水平平面(H)由底板(Ia)的顶表面的平面部分所限定。
[0029]这种几何形状具有的优点是，用于生长(准)单晶锭的结晶晶种可覆盖底板(Ia)的基本上整个面积，通过比较图1(a)和5(a)中的现有技术坩埚与图1(b)和5 (b)中根据本发明的坩埚可以很好地看到这一点。在传统的坩埚中(参见图1(a)和5(a))，结晶晶种(其必须水平地放在底板上以确保与坩埚的底板(Ia)有良好的热接触)可只覆盖底板的水平部分，并且必须在半径R开始前中止。事实上，在传统的坩埚中，底板在与侧壁的接合处开始上升以形成曲率半径R。因此晶种必须与侧壁(Ib)分开达至少R的距离(R量级通常为5至20mm)。另一方面，在根据本发明的坩埚中，结晶晶种(3)可一直就延伸到侧壁，如在图1(b)和5(b)中可以看到的那样。这种明显的小差异对(准)单晶锭的生产效力有显著影响。如图5(a)中示意性地示出的那样，随着热量通过底部底板疏散，单向晶体Xu将自晶种(3)的熔融表面开始向上生长，但横向晶体Xt也将自侧壁(Ib)开始侧向生长。控制推进的热前沿，以便其具有平的或优选凸的形状(参见图1(a)和(b))，这样可促进竖直晶体Xu的生长，对侧向晶体Xt则是不利的，但后者仍可生长达几个厘米的距离tl，并在一段距离上破坏了锭中的单向晶体晶格。由此可知，在由锭切出晶片之前，必须将锭的每个侧面修整达几个厘米，这表示对工艺的效力有严重的限制。
[0030] 如果水平平面(H)和各侧壁(Ib)内表面的竖直部分的延长部分(V)相互截止(hv)于坩埚(I)的内部体积内或者底板或相应的侧壁上，则晶种(3)可覆盖基本上底板(Ia)的整个面积，相当接近侧壁(Ib)，即使不与之发生接触，如图5(b)中所示。在这些条件下已观察到，侧向晶体Xt的尺寸t2显著小于用现有技术的坩埚获得的晶体尺寸tl (比较图5(a)和(b))。侧向晶体Xt的尺寸减小表示经济性相当优于现有技术的工艺，因为为了用于生产光伏品质晶片而必须对锭进行修整的厚度受控于侧向晶体Xt中的最大者，所以相应地减少了高价值刮料的量。此外，与小尺寸横向晶体相比，较大尺寸的横向晶体将在较大的深度上破坏单向晶体的晶格。显而易见的是可以将刮料重新用作原料并再次熔化，但这一过程是相当耗能的。
[0031]介于由底板(Ia)顶表面的平面部分限定的水平平面⑶与各侧壁(Ib)的内表面的竖直部分(V)的延长部分之间的截线(hv)可通过沿底板(Ia)与侧壁(Ib)之间的接合处由沟槽(8a，Sb)限定半径Rl而被包括在坩埚(I)的内部体积内或者底板或相应的侧壁上，所述沟槽宽度为LI (Lla, Llb)，深度为dl (dla, dlb)，沿底板(Ia)的周边延伸，并且形成在底板(Ia)上和/或侧壁(Ib)上。这种沟槽的不同实施方案示于图2(b)_(e)，相对比的是图2(a)中的传统i甘祸。沟槽半径Rl的典型值介于5mm与25mm之间，优选介于IOmm与17mm之间，更优选介于12mm与15mm之间。沟槽可具有介于5mm与30mm之间、优选介于IOmm与20mm之间、更优选介于12mm与17mm之间的宽度LI。典型的沟槽深度dl介于Imm与8mm之间，更优选介于2mm与6mm之间，最优选介于3mm与5mm之间。
[0032]如图2(c)和(d)中所示，底板(Ia)可包括沿底板的周边延伸的底板沟槽(8a)。在优选的实施方案中，底板沟槽(8a)以曲率半径R2连接底板(Ia)的与水平平面(H)共面的部分。在图2(b)所示的替代实施方案中，所有的侧壁(Ib)包括沿底板(Ia)的周边延伸的侧部沟槽(Sb)。如同底板沟槽(8a)，各侧部沟槽(Sb)可以曲率半径R3连接各侧壁(Ib)的与竖直平面(V)共面的部分。最后，底板(Ia)和各侧壁(Ib)均可分别设有沿底板(Ia)的周边延伸的底板沟槽(8a)和侧部沟槽(8b)，如图2(e)中所示。
[0033]由于两个相邻侧壁之间的拐角通常形成半径R4，如图4(a)的顶视图所示，因此覆盖包括这种拐角的底板部分的方形或矩形结晶晶种应该与侧壁分开达至少R4的距离。可以通过将覆盖底板的拐角部分的晶种拐角切削为具有匹配半径R4来解决这个问题，从而使这种拐角晶种可铺盖整个拐角面积。替代的解决方案示于图4(b)，其中坩埚的侧壁(Ib)可设有类似于上文所述及的底板沟槽(8a)和/或侧部沟槽(Sb)、但沿两个相邻侧壁(Ib)之间的交会自底板向上延伸的沟槽。为易于加工，优选的是这种沟槽自底板延伸到侧壁的顶部，但这不是强制性的，只要它们一直延伸到超过结晶晶种厚度的高度即可。
[0034]众所周知的是，坩埚的底板和侧壁可涂有涂料层(例如氮化硅)以减少坩埚材料与高反应性熔融原料之间的相互作用。为了控制推进的结晶前沿(参见图1)的形状和速度，重要的是以受控和均匀的方式通过底板(Ia)抽取热量。由于空气是良好的隔热体，因此自结晶晶种(3)穿过底板(Ia)的热流在底板的平面部分中将具有较高的速率，与其中气穴将晶种下表面与底板顶表面分开(参见图5(b))的沟槽上方相比，在此处可确保与晶种(3)有良好的热接触。出于这个原因，可有利的是用填充材料填充底板沟槽(8a)，以便均化在底板的整个面积之上自结晶晶种穿过底板的热流。填充材料应该与底板的平面部分齐平，以确保在底板的整个面积之上与结晶晶种有良好和均匀的热接触。填充材料或其前体可以为以下材料中的一种或多种:氮化硅(Si3N4)、塞隆(sialon)、氧氮化硅、硅氧烷、硅氮烷、熔融石英或熔融二氧化硅、合成二氧化硅、硅金属、石墨、氧化铝、天然或合成的基于Ca0、Si02、A1203、M g0、Zr02 的陶瓷材料，形式为:
[0035]-密度优选介于0.3g/cm3与1.6g/cm3之间、更优选介于0.8g/cm3与1.3g/cm3之间的低密度层，比如泡沫，或者
[0036]-颗粒，如纤维、中空壳体、纳米颗粒、中间相球形颗粒以及它们的混合物，前述材料中的每一种具有的Fe含量优选不到20ppm,更优选不到5ppm,最优选不到lppm。如果底板或侧壁涂有涂料，则优选填充材料与涂料是相同或类似的。
[0037]本发明坩埚与结晶晶种(3) —起使用是有利的。结晶晶种(3)是厚度约5至25mm、优选8至15_、更优选10至12_的结晶板。按成本来说，较薄的晶种是有利的，特别是如果其是单晶的话，并且按热抽取速率来讲亦如此。然而更成问题的是随着晶种厚度的减小，要控制晶种的上表面而不是底部熔融。因此对于给定的应用，结晶晶种的最佳厚度取决于操作者的技能和所使用的设备。这种结晶晶种优选为单晶半导体，用于生长(准)单晶半导体锭。当结晶晶种(3)或优选并置的若干这种结晶晶种(3)铺盖坩埚底板(Ia)的基本上整个面积、基本上与侧壁接触或非常接近侧壁时，根据本发明的坩埚是最有利的。在底板沟槽(8a)设置在底板上的情况下(参见图2(c)和(d))，结晶晶种(3)可通过在底板沟槽(Sa)之上延伸而到达侧壁(参见图5(b))。在侧部沟槽(Sb)设置在侧壁上的情况下，结晶晶种可一直延伸到乃至超出由所述侧壁的平面部分限定的竖直平面(V)(条件是结晶晶种比所述侧部沟槽(8b)的长度(Llb)薄)。如图5中所示，这可允许在熔融原料(5a)结晶(5b)时显著减小自侧壁(Ib)生长的横向晶体)(t的尺寸t2。
[0038]根据本发明的坩埚适于生产结晶半导体锭。因为它允许底板面积的较大部分被结晶晶种(3)覆盖，其特别适于生产(准)单晶锭。特别地，其可用于生产硅锭。
[0039]因此可以有利地采用以下步骤生产(准)单晶锭。
[0040](a)提供如上文所述及的坩埚并将至少一个结晶晶种(3)放在底板(Ia)上面(参见图1(b));非常优选的是基本上坩埚底板(Ia)的整个面积被至少两个并置的结晶晶种铺盖，它们的顶表面优选基本上相互平行且更优选是共面的，并且覆盖基本上底板的整个面积，接近或倚靠侧壁(Ib)；
[0041](b)用大量半导体材料原料填充坩埚；
[0042](c)控制坩埚中的温度以确保原料是完全熔融的(5a)，并且至少一个结晶晶种的仅顶表面也是熔融的；专门为Bridgman工艺设计并设有散热器和精确的温度控制系统的熔炉是市售的；
[0043](d)通过坩埚的底板抽取热量以防止至少一个结晶晶种的底表面熔化并引发原料的定向结晶(5b)(参见图1(b))。
[0044]然后可以从坩埚中取出如此结晶的锭。假使锭底侧向延伸进侧部沟槽(Sb)中，则不得不要将坩埚打破，但这不是缺点，因为这种坩埚仅在很少的情况下是可重复使用的。必须将缺陷层从锭的侧部上修整掉。这种缺陷层的厚度对应于横向晶体Xt的长度和其晶格被侵入的横向结晶破坏的单向晶体Xu的区域。由于本发明的原创设计，仅用根据本发明的坩埚，这种破坏性层的厚度从传统坩埚所经历的若干厘米减少到几个毫米至几厘米。如此修整好的锭可供用于切成薄片以生产晶片。采用硅的情况下，这种晶片适合用作光伏电池。
[0045]通过提供限定坩埚的内部体积的凹腔模和凸柱塞，可以如传统生产标准坩埚所进行的那样生产根据本发明的坩埚。当被引入到凹腔里时，凸柱塞留下了对应于坩埚的所需厚度的空间。将通常基于氧化硅(如熔融二氧化硅)的耐火材料片倒入工具的凹件与凸件之间的空间里。加热工具和耐火材料，然后烧结以定型耐火材料。然后抽出柱塞并从凹腔中取出坩埚。在仅包括底 板沟槽(8a)的坩埚的情况下，可毫无困难地抽出柱塞。假使坩埚包括侧部沟槽(8b)，抽出柱塞需要采取特定的措施。例如，柱塞的形成侧部沟槽的部分可以由烧结时降解的材料制成。按这种方式，可如本领域中熟知的那样抽出烧结后剩下的柱塞的柱状部分。在另一实施方案中，凸柱塞可以是由共同限定坩埚的内部体积的中心柱状部件和周边部件构成的组件。在脱模时，可以拆卸组装的柱塞并可首先抽出中心柱状部件。可以先将每个周边部件移向底板的中心，然后将其竖直地抽出坩埚。
【权利要求】
1.一种用于生产结晶半导体锭的坩埚(I)，所述坩埚包括由底板(Ia)和周边侧壁(Ib)限定的内部体积，所述底板(Ia)的顶表面包括限定第一水平平面(H)的平面部分，所述周边侧壁(Ib)各自包括内表面，所述内表面包括基本上竖直的平面部分，其限定了基本上竖直的平面(V)并且垂直于所述第一水平平面(H)，所述侧壁(Ib)通过在所述底板(Ia)的周边形成至少1_的曲率半径Rl而连接所述底板(Ia)，其特征在于，在所述第一水平平面(H)与由各侧壁(Ib)的所述基本上竖直的平面部分限定的所述基本上竖直的平面(V)之间形成交会的相交线(hv)完整地位于所述侧壁(Ib)上、所述底板(Ia)上或所述坩埚的内部体积中。
2.根据权利要求1所述的坩埚，其中沿底板(Ia)与侧壁(Ib)之间的接合处的半径Rl是由沿所述底板(Ia)的周边延伸并且形成在所述底板(Ia)和/或所述侧壁(Ib)上的宽度为Ll(Lla，Llb)且深度为dl (dla，dlb)的沟槽所限定的， 并且其中所述沟槽半径Rl优选介于5mm与25mm之间，所述沟槽宽度LI优选介于5mm与30mm之间，和/或所述沟槽深度dl优选介于Imm与8mm之间。
3.根据权利要求1或2所述的坩埚，其中所述底板(Ia)包括底板沟槽(8a)，其沿底板(Ia)的周边延伸，并 且优选以曲率半径R2连接所述底板(Ia)的与所述水平平面(H)共面的部分。
4.根据权利要求2或3所述的坩埚，其中所有的侧壁(Ib)包括侧部沟槽(Sb)，其沿所述底板(Ia)的周边延伸，并且以曲率半径R3连接各侧壁(Ib)的与所述竖直平面(V)共面的部分。
5.根据前述权利要求中任一项所述的坩埚，其中两个相邻侧壁(Ib)形成具有由拐角沟槽限定的半径R4的拐角，所述拐角沟槽形成在相邻侧壁(Ib)之一或二者上，自所述底板沿所述两个相邻壁之间的所述拐角向上延伸，所述拐角沟槽优选地自所述底板延伸到所述侧壁(Ib)的顶部。
6.根据前述权利要求中任一项所述的坩埚，其中所述底板(Ia)和/或所述侧壁(Ib)涂有涂料。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的坩埚，其中所述底板(Ia)包括沿所述底板(Ia)的周边延伸的底板沟槽(8a)，所述底板沟槽(8a)填充有填充材料，使得所述填充材料与所述水平平面(H)齐平，其中所述填充材料优选选自氮化硅(Si3N4)、塞隆、氮氧化硅、熔融石英或熔融二氧化硅、合成二氧化硅、硅金属、石墨、氧化铝、天然或合成的基于CaO、Si02、A1203、Mg0、Zr02的陶瓷材料的组，形式为: -密度优选介于0.3g/cm3与1.6g/cm3之间、更优选介于0.8g/cm3与1.3g/cm3之间的低密度层，比如泡沫，或者 -颗粒，如纤维、中空壳体、纳米颗粒、中间相球形颗粒以及它们的混合物，前述材料中的每一种具有的Fe含量优选不到20ppm,更优选不到5ppm,最优选不到lppm。
8.根据权利要求6和7所述的坩埚，其中所述底板(Ia)涂有与填充所述底板沟槽(8a)的填充材料相同的涂料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的坩埚，其中用至少一个结晶晶种(3)铺盖所述底板(Ia)，优选用不止一个结晶晶种(3)铺盖所述底板(Ia)的基本上整个面积。
10.根据前述权利要求所述的坩埚，其中所述结晶晶种(3)在所述底板沟槽(8a)的一部分之上延伸。
11.根据前述权利要求中任一项所述的坩埚的用途，用于生产结晶半导体锭、优选硅锭、更优选准单晶硅锭。
12.用于制造结晶半导体晶片的方法，包括以下步骤: (a)提供根据权利要求1至10中任一项所述的坩埚； (b)通过Bridgman技术在所述坩埚中形成结晶半导体锭，其中所述半导体优选为硅； (c)自所述坩埚中取出所述锭并修整掉任何缺陷层；并 (d)切开如此修整的锭以形成半导体晶片。
【文档编号】C30B11/14GK103987881SQ201280060933
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年12月11日 优先权日:2011年12月12日
【发明者】吉尔伯特·兰库勒, 克里斯蒂安·马丁, 劳伦·杜布瓦 申请人:维苏威法国股份有限公司