用于提高晶片产率的带状晶体线制造技术

一种带状晶体包括具有宽度尺寸的主体以及嵌入主体内的线。该线具有大体上拉长的横截面形状。（该线的）横截面具有大体上的纵轴，该纵轴偏离带状晶体主体的宽度尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及线带状晶体(string ribbon crystal)，并且更具体而言，本发 明还涉及用于形成线带状晶体的线。
技术介绍
诸如在美国专利No. 4,689，109 (1987年公布并且Emanuel Μ. Sachs为单个专利技术 人)中讨论的线带状晶体可以形成各种电子器件的基础。例如，Evergreen Solar公司 (Marlborough, Massachusetts)由传统的线带状晶体形成太阳能电池。如所述专利中更详细讨论地，通过使两个或更多个线穿过熔融硅来形成线带状晶 体。该线的组成和性质对最终形成的线带状晶体的效率产生显著影响，并且在某些情况下， 对最终形成的线带状晶体的成本产生显著影响。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，带状晶体具有主体，该主体具有宽度尺寸；以及线， 该线嵌入该主体内。该线具有大体上拉长的横截面形状。该(线的)横截面具有偏离带状 晶体主体的宽度尺寸方向的大体上的纵轴。更通常地，线纵轴示例性地不与主体的宽度尺寸平行。在优选的实施例中，纵轴基 本上垂直于主体的宽度尺寸。此外，该线的横截面可以是大体上不规则的形状。该线可以是一个线或多个线。晶体还可以具有嵌入主体内的第二线，其中，第二线 还具有多个线。在其各种重复中，该线可以造成主体的横截面具有颈，该颈的厚度大于约60 微米。根据本专利技术的另一实施例，带状晶体具有主体和嵌入主体内的线。该线具有大体 上凹形的横截面形状。除了其他的之外，该线可以是“T”形、“C”形或十字形中的一种。根据本专利技术的其他实施例，形成带状晶体的方法提供了一组线，每个线具有大体 上拉长的横截面形状。每个线的横截面具有大体上的纵轴。该方法还向坩锅添加熔融材 料，并且沿着给定方向使所述一组线穿过熔融材料，由此造成熔融材料在界面上方凝固，从 而形成片(sheet)。该片的宽度尺寸大体上垂直于所述一组线的给定方向。至少一个线被 定向为使得其纵轴与片的宽度尺寸偏离。所述一组线的横截面形状可以是凸形或凹形。例如，所述一组线的横截面形状可 以大体上为有效形成凹形线的椭圆、矩形或一对线。附图说明从下面参照以下总结的附图所讨论的“具体实施方式”中，本领域技术人员应该更 充分地理解本专利技术各种实施例的优点。图1示意性示出可以由根据本专利技术示例性实施例构造的线形成的线带状晶体。图2示意性示出用于形成线带状晶体的示例性熔炉。图3示意性示出具有现有技术线的现有技术带状晶体中的一部分的横截面图。图4A示意性示出根据本专利技术示例性实施例形成的线。图4B示意性示出根据本专利技术的各种实施例的沿着线B-B的图4A中线的8个横截 面图。图5示出使用根据本专利技术示例性实施例构造的线形成线带状晶体的示例性工艺。图6A、图6B和图6C示意性示出根据使用具有拉长横截面的线的实施例的带状晶 体的横截面图。图7A和图7B示意性示出具有用于执行单线功能的多个线的带状晶体的横截面 图。图8A和图8B示意性示出具有横截面形状为大体上凹形的带状晶体。 具体实施例方式本专利技术的示例性实施例使用具有非圆形横截面的线，以形成带状晶体。具体而言， 专利技术人公开的是，某种线的几何形状能够有利地增大带状晶体的颈大小而不需要附加的外 部构造设备。结果，带状晶体应该更坚固，由此提高了产率。例如，一些实施例使用具有拉长横截面的线，其中，带状晶体的长度尺寸与宽度不 同。作为另一示例，现有的实施例形成具有凸形或凹形的非圆形线的带状晶体(而不管它 们是否拉长)。以下讨论各种实施例的细节。图1示意性示出根据本专利技术示例性实施例构造的线带状晶体10。采用与其他带状晶体类似的方式，该带状晶体10具有大体上矩形形状并且其前表面和后表面具有相对大 的表面积。例如，带状晶体10可以具有约3英寸的宽度，并且其长度可以为约6英寸。如 本领域技术人员所知道的，长度可以发生显著变化。例如，在一些已知的工艺中，长度取决 于当带状晶体10生长时熔炉操作者对于切割带状晶体10的判断力。另外，可以根据其形 成带状晶体宽度边界的两个线12的分离来变化宽度。因此，对于特定长度和宽度的讨论是 示例性的，并不意图限制本专利技术的各种实施例。带状晶体10的厚度可以发生变化，并且相对于其长度和宽度尺寸是非常小的。例如，线带状晶体10在其宽度上可以具有的厚度的范围从约60微米至约320微米。尽管厚度 存在这种变化，但是线带状晶体10也可以被视为在其长度和/或宽度上具有平均的厚度。带状晶体10可以由各种材料(通常被统称为“带状材料”或“晶体材料”)中的 任意一种形成，这取决于其应用方式。当生长带状晶体10以供光电应用时，带状晶体10可 以由诸如硅的单一元素或诸如硅基材料(例如，硅锗)的化合物形成。其他示例性的带状 晶体可以包括砷化镓或磷化铟。带状晶体可以是各种晶体类型中的任意一种，例如，多晶 (multi-crystalline)、单晶、多晶(polycrystalline)、微晶或半晶。如本领域的技术人员所知的，带状晶体10由通常被带状材料嵌入/包封的一对线 12形成。简化起见，所讨论的带状晶体10由多晶硅带状材料形成。但是，应该重申的是，对 于多晶硅的讨论不意图限制所有的实施例。示例性实施例在诸如图2所示的带状晶体生长熔炉14的带状晶体生长熔炉14中 生长带状晶体10。更具体而言，图2示意性示出可以用于形成根据本专利技术示例性实施例的 线带状晶体10的硅带状晶体生长熔炉14。除了别的之外，熔炉14具有壳体16，该壳体16 形成基本上没有氧气(以防止燃烧)的密封内部。该内部具有某些浓度的诸如氩的其他气 体或气体的组合，以替代氧气。除了别的之外，壳体内部还包括坩锅18和其他组件，用于基 本上同时生长4个硅带状晶体10。壳体16中的进料入口 20提供了一种用于将硅给料导向 到内部坩锅18的装置，而可选的窗口 22使得能够对内部组件进行检查。如图所示，坩锅18被壳体16内的内部平台支撑，并且具有基本上平坦的顶表面。 坩锅18的该实施例具有拉长的形状，并且具有用于沿着其长度生长并排布置的硅带状晶 体10的区域。在示例性实施例中，坩锅18由石墨形成，并且对于使硅保持在其熔点之上的 温度来说是耐热的。为了改进结果，坩锅18具有的长度远大于其宽度。例如，坩锅18的长 度是其宽度的3倍或更多倍。当然，在一些实施例中，坩锅18没有以这种方式拉长。例如， 坩锅18可以具有稍微方形的形状或非矩形的形状。如图2中所示并且在以下更详细讨论的，熔炉14具有用于容纳线12的多个孔 24 (以虚拟方式示出)。具体而言，图2中的熔炉14具有用于容纳四对线12的8个线孔 24。每对线12穿过坩锅18中的熔融硅，以形成单带状晶体10。许多传统的带状晶体生长工艺形成在线附近具有薄颈部的带状晶体。更具体而 言，图3示意性示出具有现有技术线12P的现有技术带状晶体IOP中的一部分的横截面图。 现有技术的带状晶体IOP在带状晶体10的线12P和较宽部38之间具有薄颈部36。如果颈 部36太薄，则带状晶体IOP会非常脆并且更容易破裂，从而导致产率损失。例如，如果线12 和形成带状晶体IOP的带状材料(例如，多晶硅)之间的热膨胀系数的差足够大，则带状晶 体IOP会更容易在颈部36发生破裂。 为了增大颈厚度，本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带状晶体，包括：主体，所述主体具有宽度尺寸；以及线，所述线嵌入所述主体内，所述线具有大体上拉长的横截面形状，所述线的横截面具有偏离所述宽度尺寸的大体上的纵轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特赖特斯玛，
申请(专利权)人：长青太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]