专利名称：从硅熔体拉制多晶硅晶锭的方法和拉制组件的制作方法
技术领域：
本发明的领域总体上涉及多晶硅的生产，更特别地，涉及通过拉制多晶硅晶锭进行的多晶硅的生产。
背景技术：
传统的用于生产太阳能的光电池使用多晶硅。多晶硅通常在定向凝固(DS)工艺中生产，其中硅在坩埚中熔化并在单独的或在相同的坩埚中定向凝固。晶锭的凝固被控制以便将熔融的硅供应到铸件的凝固前端。以这种方式生产的多晶硅是晶粒的结块，其中晶粒相对于彼此的取向是随机的，这是由于坩埚壁上的异相成核点的高密度。多晶硅通常是用于光电池的优选硅源，而不是单晶硅，这是由于相比于单晶硅生产，多晶硅由于生产率更高而导致成本更低。通过DS工艺生长的多晶硅晶锭通常在它们在其中生长的坩埚附近的晶锭的部分中具有减小的中间晶粒尺寸/粒度，这是由于在坩埚表面处的许多成核点。这种减小的中间晶粒尺寸以及来自于坩埚壁的杂质的固态扩散导致该区域中的少数载流子寿命的减少， 这会不利地影响获得的电池的效率。因此，晶锭的所述部分一般不用于生产太阳能电池，而是通过在后续的硅填料中使用来回收。此外，通过DS工艺生长的硅晶锭在晶锭的顶部附近的主要部分不能用于器件制造以及不能被回收以便进一步使用，这是由于该区域中的高杂质含量。这种高杂质含量是由于当晶锭形成时熔体中的杂质偏析造成的。当晶锭形成时，熔体中的杂质的浓度一般会增大，这是由于相对小的偏析系数。晶锭的顶部区域一般是最后的凝固区域并且含有最高的杂质浓度。存在对生产多晶硅晶锭的高生产量方法的需要，该方法不会导致获得的晶锭的外围部分中的中间晶粒尺寸的减小，并且一般不会在晶锭中产生不能用于器件制造或回收的明显区域。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种用于生产多晶硅晶锭的方法。将原料多晶硅装入到坩埚中以形成硅填料，将所述硅填料加热到填料的大约熔化温度之上的温度以形成硅熔体。 使籽晶与所述硅熔体接触并从所述硅熔体向上拉制硅晶锭。控制晶锭的生长条件以产生多
晶娃晶,定。本发明的另一个方面涉及一种在晶锭拉制器中生长硅晶锭的方法。将原料多晶硅装入坩埚中以形成硅填料，将所述硅填料加热到填料的大约熔化温度之上的温度以形成硅熔体。使至少两个籽晶与所述硅熔体接触并从所述硅熔体向上拉制硅晶锭。再一个方面涉及一种用于修裁圆柱形晶锭的方法。所述晶锭具有恒定直径部分、 外周、中心和从所述中心向所述外周延伸的半径。形成四个中心晶锭区段，其中每个晶锭的横截面的对角线长度大约是该晶锭的半径。从与其中两个中心晶锭区段邻近的晶锭的一部分形成四个外围晶锭区段。本发明的又一个方面涉及一种拉制组件，其构造成用于保持多个籽晶以用于从硅熔体向上拉制生长的晶锭。所述拉制组件包括卡盘和连接到所述卡盘的多个籽晶。本发明的一个方面涉及一种晶锭拉制器，其用于从硅熔体生长硅晶锭。所述晶锭拉制器包括壳体和拉制机构，所述拉制机构用于从保持在坩埚内的硅熔体向上拉制生长的晶锭。所述拉制机构包括拉制组件，所述拉制组件包括多个籽晶和构造成用于保持所述籽晶以及从所述硅熔体在所述籽晶上生长的晶锭的卡盘。本发明的另一个方面涉及一种晶锭拉制器，其用于从硅熔体生长硅晶锭。所述晶锭拉制器具有拉制机构，所述拉制机构用于从保持在坩埚内的硅熔体向上拉制生长的晶锭。所述拉制机构包括拉制组件，所述拉制组件包括安装托架，所述安装托架(1)形状是圆的；(2)具有至少两个支腿。关于本发明的上述各方面提到的特征存在各种改进。其它特征也可以结合在本发明的上述各方面中。这些改进和附加的特征可以单独存在或者以任何组合存在。例如，下面关于本发明的任何图示出的实施方式所讨论的各种特征可以单独地或以任何组合结合到本发明的任何上述方面中。
图1是直拉(Czochralski)型晶体拉制器的截面图；图2是根据本发明的一个实施方式的拉制组件的透视图；图3是根据本发明的第二实施方式的拉制组件的透视图；图4是图3的拉制组件的透视图，其中示出了多个挡条(fret)；图5是图3的拉制组件的透视图，其中示出了多个凹槽；图6是根据本发明的第三实施方式的拉制组件的透视图；图7是根据本发明的一个实施方式的籽晶的透视图；图8是根据本发明的第二实施方式的籽晶的透视图；图9是根据本发明的第三实施方式的籽晶的透视图；以及图10是示出根据本发明的一个实施方式用于修裁正圆形硅晶锭的样式的示意图。所有附图中相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施例方式现参照附图，尤其参照图1，一种根据本发明的方法使用的晶锭拉制器由附图标记 23表示，本发明的方法为根据直拉法生长多晶硅晶锭的类型。所述晶锭拉制器23包括壳体 25，所述壳体25限定了晶体生长室16和拉制室20，所述拉制室20具有比生长室更小的横向尺寸。所述生长室16具有基本是穹顶形的上壁45，所述上壁45从生长室16过渡到变窄的拉制室20。所述晶锭拉制器23包括入口端口 7和出口端口 11，它们可以用于在晶体生长期间向所述壳体25引入和从所述壳体25移除选择性的气氛。所述晶锭拉制器23内的坩埚22包含硅熔体44，多晶硅晶锭从所述硅熔体44拉出。所述硅熔体44是通过熔化充填到所述坩埚22的原料多晶硅来获得的。所述坩埚22安装在转盘四上，所述转盘四用于围绕晶锭拉制器23的中心纵轴X转动所述坩埚。关于这方面，应该理解的是在某些实施方式中，所述坩埚是不转动的。所述坩埚22还能够在所述生长室16内抬升以便在晶锭生长时将熔体44的表面保持在基本恒定的水平。电阻加热器 39围绕所述坩埚22以用于熔化所述硅填料以产生所述熔体44。所述加热器39由控制系统(未示出)控制以便熔体44的温度在整个拉制过程中被精确控制。围绕所述加热器39 的隔离体(未示出)可以减少通过所述壳体25的热损失的量。所述晶锭拉制器23还可以包括在熔体表面上方的热屏蔽组件(未示出)，以用于将晶锭从坩埚22的热量屏蔽开以便增加固体-熔体界面处的轴向温度梯度，如在通过引用结合于此的美国专利号6，797，062 中更充分描述的。拉制机构(未示出)附接到从所述机构向下延伸的拉制线M。该机构能够提升和降低所述拉制线对。根据拉制器的类型，所述晶锭拉制器23可以具有拉制轴而不是线。 所述拉制线M终止于拉制组件58，所述拉制组件58包括籽晶卡盘32，所述卡盘32保持用于生长多晶硅晶锭的籽晶18。在生长晶锭时，所述拉制机构将所述籽晶18降低直到其接触硅熔体44的表面。一旦所述籽晶18开始熔化，则所述拉制机构将所述籽晶缓慢地向上提升穿过所述生长室16和拉制室20以生长单晶硅或多晶硅晶锭。所述拉制机构使所述籽晶18转动的速度以及所述拉制机构提升所述籽晶的速度(即拉制速率ν)由控制系统控制。除了下面更详细解释的以外，晶锭拉制器23的一般的结构和操作对于本领域普通技术人员来说是常规的和已知的。在一些实施方式中，所述晶锭拉制器23适当地构造为制备圆柱形的硅晶锭，所述硅晶锭具有大约150mm的标称直径，在另一些实施方式中，具有大约200mm的标称直径，在又一些实施方式中，具有大约300mm的标称直径。在一些实施方式中，所述晶锭拉制器23 适当地构造为制备具有至少大约300mm的标称直径的硅晶锭，甚至是具有大约450mm或更大的标称直径的硅晶锭。应该理解的是，可以以生产圆柱形之外的形状(例如矩形或正方形)的晶锭的方式拉制晶锭。关于这方面，晶锭的最大标称尺寸(不包括晶锭的长度，或者换句话说，径向截面的最长标称尺寸)可以与针对圆柱形晶锭所列出的尺寸相同。可选地或附加地，所述晶锭拉制器23适当地构造为制备具有从大约50mm到大约500mm或从大约 IOOmm到大约350mm的最大标称尺寸(不包括长度)的硅晶锭。晶锭拉制器23的热区可以构造为提供从晶锭拉制器的占主导的轴向热量流。用于拉制单晶硅的传统的晶体拉制器的热区一般构造为提供轴向和径向冷却。相比于传统的直拉拉制技术，占主导的轴向热量流减小了晶锭内的径向温度梯度，从而减少了晶锭中的冷却应力。所述晶锭拉制器热区可以包括在熔体表面上方的相对厚的热屏蔽组件，该组件在反射器上方具有有限的隔离以导致占主导的轴向热量流。在通过引用结合于此的美国专利号6，482，263和7，217，320中示出了合适的热屏蔽组件。可以使用如美国专利号 5，766，341和5，593，498中披露的坩埚转动调制和美国专利号7，125，450中披露的坩埚转动来影响晶锭内的温度梯度，这些文献均通过弓丨用结合于此。在一个实施方式中，通过将晶锭加热到从大约1000°C到大约1300°C的温度并持续至少大约一个小时来使晶锭退火以减少晶锭内的残余应力。在另一个实施方式中，通过将晶锭加热到从大约1000°c到大约1300°c的温度并持续至少大约两个小时来使晶锭退火以减少晶锭内的残余应力。
晶锭拉制器的热区可以构造为通过在热区元件(尤其是上部热区元件)上使用保护涂层来减少晶锭边缘附近的铁污染，如通过引用结合于此的美国专利号6，183，553中所披露的。任选地，可以控制上部热区元件的纯净度和/或可以控制被引到和引离晶锭拉制器23的处理气体的流量以减少铁污染。相对于传统直拉技术处理气体的流量可以增加以增强在气相中的稀释。实现该效果所需的气体流量取决于所使用的特定热区，并且可以通过实验来确定。在一个实施方式中，晶锭拉制器的热区构造为分成片段(例如隔离体为瓦形，而不是连续的部件)以减少热区元件的净化成本。可以使用多个籽晶而不是上面所述的一个籽晶来从硅熔体拉制晶锭。在一个实施方式中，使用至少两个籽晶来拉制晶锭，在另一个实施方式中，使用至少大约4个籽晶。在另外一些实施方式中，使用至少大约10个籽晶、至少大约50个籽晶、至少大约100个籽晶或至少大约200个籽晶。在又一些实施方式中，使用至少大约300个籽晶、大约350个籽晶或甚至至少大约400个籽晶来拉制晶锭。在其它一些实施方式中，使用从大约4个籽晶到大约400个籽晶、从大约10个籽晶到大约400个籽晶、从大约50个籽晶到大约400个籽晶、从大约100个籽晶到大约400个籽晶、从大约200个籽晶到大约400个籽晶、或甚至使用从大约300个籽晶到大约400个籽晶来拉制硅晶锭。用于拉制硅晶锭的籽晶的数量尤其取决于要被拉制的硅晶锭的尺寸。相比于使用相对少的籽晶或甚至使用一个籽晶的拉制方法，一般来说，通过增加用于拉制晶锭的籽晶的数量，可以更快地使晶锭获得恒定直径部分 (即晶锭具有短的多籽晶锥形区域)。通过使代表恒定直径部分的晶锭部分最大化，增加了晶锭拉制器的生产率。使用多个籽晶还形成了用于多晶体生长的多个成核点。通过使多个籽晶之间的取向差异最小或者通过优选地选择多个籽晶之间的取向差异，可以减小晶锭内的失配位错。可以通过将原料多晶硅装载到坩埚中以形成硅填料来制备多晶体或单晶体硅晶锭。将所述硅填料加热到所述填料的大约熔化温度之上的温度以形成硅熔体。可以使至少两个籽晶与所述硅熔体接触并从所述硅熔体向上拉制硅晶锭。可以控制硅晶锭的生长条件以使得硅晶锭具有多晶体结构。这些生长条件可以包括多个籽晶的使用，如这里进一步描述的。为了本说明书的目的，诸如晶锭和晶片之类的 “多晶体”结构具有至少大约Imm的平均标称晶粒尺寸。原料多晶体结构具有小于大约Imm 的平均标称晶体尺寸。可以通过观察从硅晶锭切片的晶片中的光反射率来估算所述平均标称晶粒尺寸。由于晶粒之间的晶体取向的不同，晶粒在不同方向上反射光。晶界之间的标称距离可以跨晶片进行估算并进行平均。可以通过将原料多晶硅装载到坩埚中以形成硅填料来制备多晶体晶锭。将所述硅填料加热到所述填料的大约熔化温度之上的温度以形成硅熔体。将籽晶降低以接触所述硅熔体并从所述硅熔体向上拉出硅晶锭，其中晶锭的生长条件被控制以产生多晶硅晶锭。在另一个示例中，所述生长条件可以被控制为使得温度梯度足够低以防止位错增殖。合适的温度梯度尤其取决于热区和晶锭尺寸。合适的温度梯度可以通过实验或通过建模发现。在一个示例中，所述温度梯度保持低于0. 2V /mm(例如在250mm的晶锭上小于 50 0C )。在一个实施方式中，生长的多晶硅晶锭的生长速度被控制为从大约0. 3mm/min到大约2. Omm/min。在另一个实施方式中，生长速度被控制为从大约1. Omm/min到大约2. Omm/ min0在一个实施方式中，生长速度选择为使生产的晶锭以空位作为主要本征点缺陷，以将填隙缺陷减到最小。在另一个实施方式中，生长速度选择为使生产的晶锭以填隙作为主要本征点缺陷，其中晶锭生长速度超出固体-熔体界面附近的位错速度。可以使用更高的籽晶提升量来使生产率最大化，但是受实际晶锭扭曲极限的限制。在一个实施方式中，籽晶转速是零(即籽晶是不转动的)，上部热区元件是活动的并且具有方形截面以便获得具有方形截面的晶锭。这些条件不同于传统的直拉晶体生长方法。现参照图2，在一个实施方式中，用于从熔体拉制晶锭的拉制组件58包括卡盘32， 所述卡盘32具有多个附接于其上(或者悬挂于其上)的籽晶18。通过使用多个籽晶，所形成的晶锭不包含渐缩的籽晶锥体，所述渐缩的籽晶锥体是使用传统装置拉制的包含单个籽晶的硅晶锭的特征，相反地，所形成的晶锭包含多个较短的籽晶锥体。用于生长单晶体硅晶锭的传统拉制技术仅包含一个籽晶作为用于多个晶体的成核点的附加籽晶。籽晶18附接到安装托架观上。安装托架观通过吊杆36附接到卡盘32 ；但是，所述托架可以直接附接到卡盘32，或者可以以其它方式附接而不会脱离本发明的范围。所述安装托架观包括两个径向对称的支腿38，所述支腿38从所述吊杆36延伸并且包括各自的端部41、42。在一个实施方式中，所述端部41、42之间的距离是从熔体拉制的晶锭的直径的至少大约75%，在其它实施方式中，是从熔体拉制的晶锭的直径的至少大约85%、至少大约95%、甚至至少大约100%。如图2中所示，每个支腿具有附接于其上的五个籽晶。每个支腿可以具有附接于其上的多于或少于五个的籽晶，而不会脱离本发明的范围。所述安装托架观、吊杆36和卡盘32可以由石墨、涂覆石墨的碳化硅、硅、碳化硅或高温难熔金属构成。可以使用涂覆石墨的碳化硅，因为其较低的成本、强度和容易制造。现参照图3，所述安装托架观可以包括多于两个的支腿。如图3-5中所示，所述安装托架包括四个支腿38，其中每个支腿与第二支腿径向对称。当硅晶锭从晶锭拉制器的热区显现出来并开始冷却时，晶锭沿径向收缩。在本发明的一个实施方式中，籽晶18以使籽晶能够侧向运动以允许晶锭热收缩的布置附接到安装托架观。例如，图2、3和6中示出的籽晶18可以附接到终止于球62的线60(图7)。籽晶18可以作为球窝(ball and socket)接头附接到安装托架观以允许籽晶的侧向运动。 可选地，可以使用难熔金属线将籽晶直接连接到安装托架观。可选地，如图4中所示，所述安装托架观可以包括约束籽晶18的运动的一定数量的挡条46。为了举例说明的目的在图4中仅示出了一个籽晶。籽晶18包括使籽晶能够安放在安装托架观上的开口 48(图8)。所述开口 48足够大以允许在晶锭冷却时籽晶的侧向运动。这些挡条46限制籽晶18的运动，使得在将籽晶降低至接触熔体以及在从熔体拉制晶锭时每个籽晶被保留在一对挡条之内。所述安装托架观在支腿38的端部42附近可以包括向上凸出部60，其帮助限制在支腿端部处的籽晶18的运动。可选地，所述向上凸出部 60可以由挡条代替。所述安装托架观可以不包括向上凸出部60，这不会脱离本发明的范围。可选地，如图5中所示，所述安装托架观可以包括多个凹槽52。在该实施方式中， 籽晶18包括开口 48 (图9)。所述籽晶包括渐缩部56，所述渐缩部56向内朝向脊部M渐缩。可以将所述脊部M安放在安装托架观的凹槽52中以允许在晶锭冷却时籽晶的侧向运动。为了举例说明的目的在图5中仅示出了一个籽晶。现参照图6，根据本发明的一个实施方式，所述安装托架观的形状是圆形的。托架的直径可以是从熔体拉制出的晶锭的直径的至少大约75%，在其它实施方式中，是从熔体拉制出的晶锭的直径的至少大约85%、至少大约95%、甚至至少大约100%。从熔体拉制出的硅晶锭限定了一截面积。例如，对于直径大约450mm的硅晶锭，所述截面积是大约1590cm2。在一个实施方式中，附接到卡盘并用于接触硅熔体以拉制晶锭的籽晶的数量是每400cm2的晶锭截面积至少大约1个籽晶，在另一个实施方式中是每IOOcm2 的晶锭截面积至少大约1个籽晶。在另一个实施方式中，接触硅熔体的籽晶的数量是每 IOOcm2的晶锭截面积至少大约10个籽晶，在其它实施方式中是每IOOcm2的晶锭截面积至少大约20个籽晶，或者甚至是每IOOcm2的晶锭截面积至少大约30个籽晶。在其它实施方式中，接触硅熔体的籽晶的数量是从每400cm2的晶锭截面积大约1个籽晶到每IOOcm2的晶锭截面积大约30个籽晶、从每400cm2的晶锭截面积大约1个籽晶到每IOOcm2的晶锭截面积大约20个籽晶、或者从每IOOcm2的晶锭截面积大约10个籽晶到每IOOcm2的晶锭截面积大约30个籽晶。在一个实施方式中，籽晶布置成圆形样式或者布置成规则的几何阵列。在一个实施方式中，将生长条件控制为使得所述硅晶锭具有至少Imm的平均标称晶粒尺寸，在另一个实施方式中，是从大约Imm到大约25mm。在另一个实施方式中，所述硅晶锭具有从大约Imm到大约15mm、甚至从Imm到大约IOmm的平均标称直径。在另一个实施方式中，所述硅晶锭的平均标称晶粒尺寸是从大约5mm到大约25mm、从大约5mm到大约 15mm或者从大约5mm到大约10mm。在一些实施方式中，多晶体硅晶锭是圆柱形的并且具有大约150mm的标称直径， 在其它实施方式中，具有大约200mm的标称直径，在另外的实施方式中，具有大约300mm 的标称直径。在一些实施方式中，所述硅晶锭具有至少大约300mm的标称直径，甚至大约 450mm的标称直径。在其它实施方式中，晶锭具有除圆柱形之外的形状(例如矩形或方形)， 并且多晶体硅晶锭具有如上所述用于圆柱形晶锭的最大标称尺寸(不包括长度)和/或从大约50mm到大约500mm或从大约IOOmm到大约350mm的最大标称尺寸。所述硅晶锭可以像使用典型的直拉法一样具有环形形状。通过不转动籽晶以及通过使用设计成提供高的径向熔体梯度的上部热区元件，可以从硅熔体拉制出方形晶锭。高的径向熔体梯度可以通过使用厚重的隔离物或通过使用诸如加热器之类的作用元件来获得。可以以使得材料最大程度地用于太阳能电池制造的方式来修裁多晶硅晶锭。特别地，可以修裁所述晶锭以形成方形或矩形晶锭区段，这些晶锭区段可以切片成传统上在太阳能电池制造操作中生产的方形或矩形晶片。在图10中示出了一种在修裁圆柱形晶锭时使用的合适的修裁样式。对晶锭90的恒定直径部分进行修裁以形成四个中心晶锭区段92。 每个区段92从晶锭的中心C附近向外周侧延伸，或者换句话说，截面的对角线长度基本等于晶锭的半径r。还对所述晶锭90的恒定直径部分进行修裁以形成四个外围晶锭区段94。 每个外围晶锭区段94是从晶锭90的邻近其中两个中心晶锭区段92的部分中修裁出的。所述外围晶锭区段94延伸到晶锭90的外周侧以便将浪费的部分91的尺寸减到最小。可以进一步将每个径向晶锭区段94分割成第一部分95和第二部分97。修裁晶锭的方法对于本
15领域技术人员是公知的，包括例如使用线状锯以将晶锭切割成各个区段92、94和各个部分 95、97。在一个实施方式中，将硅晶锭修裁成一种构型以生产六边形太阳能电池。可以使用其它修裁样式而不会脱离本发明的范围。当介绍本发明或其实施方式的元件时，冠词“一”、“一个” “该”和“所述”旨在是指存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是涵盖性的，是指除了列出的元件之外可以存在额外的元件。由于可以在上述装置和方法中作出各种改变而不会脱离本发明的范围，因此以上描述中所包含的和在附图中示出的所有内容旨在应解释为说明性的而不是限制性的。
权利要求
1.一种用于生产多晶硅晶锭的方法，该方法包括将原料多晶硅装载到坩埚中以形成硅填料；将所述硅填料加热到所述填料的大约熔化温度之上的温度以形成硅熔体；使籽晶与所述硅熔体接触；以及从所述硅熔体向上拉制硅晶锭，包括控制晶锭的生长条件以产生多晶硅晶锭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制晶锭的生长条件包括提供用于多晶体生长的多个成核点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使两个籽晶与所述硅熔体接触以使多晶体生长。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，将晶锭的生长条件控制为产生具有从大约Imm到大约25mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，将晶锭的生长条件控制为产生具有从大约Imm到大约15mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，将晶锭的生长条件控制为产生具有从大约5mm到大约25mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，将晶锭的生长条件控制为产生具有从大约5mm到大约15mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，将所述硅晶锭拉入到晶锭拉制器的热区中，其中所述热区构造为提供占主导的轴向热量流。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，以从大约0.3mm/min到大约 2. Omm/min的速率拉制所述硅晶锭。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，以从大约1.Omm/min到大约 2. Omm/min的速率拉制所述硅晶锭。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，控制生长条件包括保持温度梯度以防止位错增殖。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，控制生长条件包括保持温度梯度低于 0. 20C /mm。
13.一种用于在晶锭拉制器中生长硅晶锭的方法，该方法包括将原料多晶硅装载到坩埚中以形成硅填料；将所述硅填料加热到所述填料的大约熔化温度之上的温度以形成硅熔体；使至少两个籽晶与所述硅熔体接触；以及从所述硅熔体向上拉制硅晶锭。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，控制晶锭的生长条件以产生多晶硅晶
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，使至少大约4个籽晶与所述硅熔体接触。
16.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，使至少大约10个籽晶与所述硅熔体接触。
17.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，使至少大约100个籽晶与所述硅熔体接触。
18.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，使至少大约200个籽晶与所述硅熔体接触。
19.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，使至少大约300个籽晶与所述硅熔体接触。
20.根据权利要求13-19中任一项所述的方法，其特征在于，将所述籽晶连接到卡盘， 所述卡盘构造成用于保持所述籽晶和从所述硅熔体在所述籽晶上生长的晶锭。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，将所述籽晶附接到与所述卡盘连接的安装托架。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，将所述安装托架附接到与所述卡盘连接的吊杆。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是每 400cm2的晶锭截面积至少大约1个籽晶。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是每 IOOcm2的晶锭截面积至少大约1个籽晶。
25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是每 IOOcm2的晶锭截面积至少大约10个籽晶。
26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是每 IOOcm2的晶锭截面积至少大约20个籽晶。
27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是每 IOOcm2的晶锭截面积至少大约30个籽晶。
28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是从每 400cm2的晶锭截面积大约1个籽晶到每IOOcm2的晶锭截面积大约30个籽晶。
29.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是从每 400cm2的晶锭截面积大约1个籽晶到每IOOcm2的晶锭截面积大约20个籽晶。
30.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与硅熔体接触的籽晶的数量是从每 IOOcm2的晶锭截面积大约10个籽晶到每IOOcm2的晶锭截面积大约30个籽晶。
31.根据权利要求13-30中任一项所述的方法，其特征在于，所述籽晶布置成圆形样式。
32.根据权利要求13-31中任一项所述的方法，其特征在于，控制晶锭的生长条件以产生具有从大约Imm到大约25mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
33.根据权利要求13-31中任一项所述的方法，其特征在于，控制晶锭的生长条件以产生具有从大约Imm到大约15mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
34.根据权利要求13-31中任一项所述的方法，其特征在于，控制晶锭的生长条件以产生具有从大约5mm到大约25mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
35.根据权利要求13-31中任一项所述的方法，其特征在于，控制晶锭的生长条件以产生具有从大约5mm到大约15mm的平均标称晶体尺寸的多晶硅晶锭。
36.根据权利要求13-35中任一项所述的方法，其特征在于，所述籽晶布置成当所述硅晶锭从所述硅熔体抽出和冷却时允许所述籽晶侧向运动。
37.一种用于修裁圆柱形晶锭的方法，所述晶锭具有恒定直径部分、外周、中心和从所述中心延伸到所述外周的半径，该方法包括形成四个中心晶锭区段，其中每个晶锭的横截面的对角线长度大约是晶锭的半径；从晶锭的邻近其中两个中心晶锭区段的部分形成四个外围晶锭区段。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，每个外围晶锭区段延伸到晶锭的外周。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述四个外围晶锭区段分割成第一部分和第二部分。
40.一种拉制组件，其构造成用于保持多个籽晶以用于从硅熔体向上拉制生长的晶锭， 所述拉制组件包括卡盘和连接到卡盘的多个籽晶。
41.根据权利要求40所述的拉制组件，其特征在于，所述籽晶布置成当所述硅晶锭从所述硅熔体抽出和冷却时允许所述籽晶侧向运动。
42.根据权利要求40或41所述的拉制组件，其特征在于，还包括连接到卡盘的安装托架，所述籽晶附接到所述安装托架。
43.根据权利要求42所述的拉制组件，其特征在于，还包括附接到卡盘的吊杆，所述安装托架附接到所述吊杆。
44.根据权利要求42所述的拉制组件，其特征在于，所述安装托架包括至少两个支腿。
45.根据权利要求42所述的拉制组件，其特征在于，所述安装托架包括至少四个支腿。
46.根据权利要求42所述的拉制组件，其特征在于，所述安装托架的形状是圆形。
47.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约4个籽晶连接到所述卡盘。
48.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约10个籽晶连接到所述卡盘。
49.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约25个籽晶连接到所述卡盘。
50.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约50个籽晶连接到所述卡盘。
51.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约100个籽晶连接到所述卡盘。
52.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约200个籽晶连接到所述卡盘。
53.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，至少大约300个籽晶连接到所述卡盘。
54.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约2个籽晶到大约 400个籽晶连接到所述卡盘。
55.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约2个籽晶到大约 300个籽晶连接到所述卡盘。
56.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约2个籽晶到大约 200个籽晶连接到所述卡盘。
57.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约2个籽晶到大约100个籽晶连接到所述卡盘。
58.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约2个籽晶到大约 50个籽晶连接到所述卡盘。
59.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约2个籽晶到大约 25个籽晶连接到所述卡盘。
60.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约10个籽晶到大约 400个籽晶连接到所述卡盘。
61.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约10个籽晶到大约 300个籽晶连接到所述卡盘。
62.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约10个籽晶到大约 200个籽晶连接到所述卡盘。
63.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约10个籽晶到大约 100个籽晶连接到所述卡盘。
64.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，大约10个籽晶到大约 50个籽晶连接到所述卡盘。
65.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积至少大约1个籽晶。
66.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约1个籽晶。
67.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约10个籽晶。
68.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约20个籽晶。
69.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约30个籽晶。
70.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积大约1个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约30个籽晶。
71.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积大约1个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约20个籽晶。
72.根据权利要求40-46中任一项所述的拉制组件，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约10个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约30个籽晶。
73.一种用于从硅熔体生长硅晶锭的晶锭拉制器，所述晶锭拉制器包括壳体和用于从保持在坩埚内的硅熔体向上拉制生长的晶锭的拉制机构，所述拉制机构包括拉制组件，所述拉制组件包括多个籽晶和构造成用于保持所述籽晶以及从所述硅熔体在所述籽晶上生长的晶锭的卡盘。
74.根据权利要求73所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述籽晶布置成当所述硅晶锭从所述硅熔体抽出和冷却时允许所述籽晶侧向运动。
75.根据权利要求73或74所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述籽晶附接到与所述卡盘连接的安装托架。
76.根据权利要求75所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架附接到与所述卡盘连接的吊杆。
77.根据权利要求75所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架包括至少两个支腿。
78.根据权利要求75所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架包括至少四个支腿。
79.根据权利要求75所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架的形状是圆形。
80.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约4个籽晶连接到所述卡盘。
81.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约10个籽晶连接到所述卡盘。
82.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约25个籽晶连接到所述卡盘。
83.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约50个籽晶连接到所述卡盘。
84.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约100个籽晶连接到所述卡盘。
85.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约200个籽晶连接到所述卡盘。
86.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约300个籽晶连接到所述卡盘。
87.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约400个籽晶连接到所述卡盘。
88.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约300个籽晶连接到所述卡盘。
89.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约200个籽晶连接到所述卡盘。
90.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约100个籽晶连接到所述卡盘。
91.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约50个籽晶连接到所述卡盘。
92.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约25个籽晶连接到所述卡盘。
93.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约400个籽晶连接到所述卡盘。
94.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约300个籽晶连接到所述卡盘。
95.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约200个籽晶连接到所述卡盘。
96.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约100个籽晶连接到所述卡盘。
97.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约50个籽晶连接到所述卡盘。
98.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积至少大约1个籽晶。
99.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约1个籽晶。
100.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约10个籽晶。
101.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约20个籽晶。
102.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约30个籽晶。
103.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积大约1个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约30个籽晶。
104.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积大约1个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约20个籽晶。
105.根据权利要求73-79中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述卡盘的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约10个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约30个籽晶。
106.一种用于从硅熔体生长硅晶锭的晶锭拉制器，所述晶锭拉制器包括用于从保持在坩埚内的硅熔体向上拉制生长的晶锭的拉制机构，所述拉制机构包括拉制组件，所述拉制组件包括安装托架，所述安装托架(1)形状是圆形的；或者(2)具有至少两个支腿。
107.根据权利要求106所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架的形状是圆形的。
108.根据权利要求106所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架具有至少两个支腿。
109.根据权利要求106所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架具有至少四个支腿。
110.根据权利要求108或109所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架包括连接到所述支腿的挡条。
111.根据权利要求109或109所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架包括形成在所述支腿中的凹槽。
112.根据权利要求106-111中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架连接到卡盘。
113.根据权利要求112所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述安装托架附接到吊杆，所述吊杆附接到所述卡盘。
114.根据权利要求106-113中任一项所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述拉制器包括连接到所述安装托架的籽晶。
115.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约4个籽晶连接到所述安装托架。
116.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约10个籽晶连接到所述安装托架。
117.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约25个籽晶连接到所述安装托架。
118.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约50个籽晶连接到所述安装托架。
119.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约100个籽晶连接到所述安装托架。
120.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约200个籽晶连接到所述安装托架。
121.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，至少大约300个籽晶连接到所述安装托架。
122.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约400个籽晶连接到所述安装托架。
123.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约300个籽晶连接到所述安装托架。
124.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约200个籽晶连接到所述安装托架。
125.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约100个籽晶连接到所述安装托架。
126.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约50个籽晶连接到所述安装托架。
127.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约2个籽晶到大约25个籽晶连接到所述安装托架。
128.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约400个籽晶连接到所述安装托架。
129.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约300个籽晶连接到所述安装托架。
130.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约200个籽晶连接到所述安装托架。
131.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约100个籽晶连接到所述安装托架。
132.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，大约10个籽晶到大约50个籽晶连接到所述安装托架。
133.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积至少大约1个籽晶。
134.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约1个籽晶。
135.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约10个籽晶。
136.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约20个籽晶。
137.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积至少大约30个籽晶。
138.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积大约1个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约30个籽晶。
139.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每400cm2截面积大约1个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约20个籽晶。
140.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，连接到所述安装托架的籽晶的数量是从所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约10个籽晶到所述拉制组件构造为拉制的晶锭的每IOOcm2截面积大约30个籽晶。
141.根据权利要求114所述的晶锭拉制器，其特征在于，所述籽晶布置成当所述硅晶锭从所述硅熔体抽出和冷却时允许所述籽晶侧向运动。
全文摘要
本发明涉及通过使用直拉型拉晶机来生产多晶硅晶锭的方法，以及包含多个用于拉制多晶硅晶锭的籽晶的拉制组件。
文档编号C30B29/06GK102333909SQ200980157622
公开日2012年1月25日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月30日
发明者S·L·金贝尔 申请人:Memc新加坡私人有限公司