涡电流厚度测量装置制造方法及图纸

一种材质的薄板配置在相同材质的熔融物中。在一实例中，此薄板是利用冷却板来形成。激发线圈和感测线圈配置在冷却板的下游。此激发线圈和感测线圈使用涡电流来测定位于熔融物顶部的固体薄板的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用熔融物来形成薄板，尤其涉及利用熔融物来形成的固体薄板的厚度的测量。
技术介绍
娃晶圆(wafers)或娃薄板(sheets)可应用于集成电路产业,而这些娃晶圆或娃薄板也可应用于太阳能电池产业。大多数太阳能电池都是用硅晶圆(诸如单晶体硅晶圆)来制成。目前，晶体硅太阳能电池的主要成本是用来在其上面制造太阳能电池的晶圆。太阳能电池的效率，或者在标准照度(standard illumination)下产生的功率值,部分受到此晶圆品质的限制。由于人们对太阳能电池的需求随着人们对绿色能源的需求而增加，所以太阳能电池产业的一个目标是减小成本/功率之比(ratio)。在不降低品质的前提下任何程度地减小制造晶圆的成本都会使成本/功率之比减小，且使得这种清洁能源技术得到更广泛的应用。效率最闻的娃太阳能电池可具有大于20%的效率。这些效率最闻的娃太阳能电池是利用电子级(electronics-grade)单晶娃晶圆来制成。此类晶圆是从使用捷拉斯基法(Czochralski method)而成长起来的单晶娃圆柱形晶锭(boule)上锯切(sawing)薄片(slices)而制成。这些薄片的厚度可小于200 μ m。在后续的锯切制程中，每个晶圆会产生大约200μπι的切口损耗(kerf loss)，或者因锯条宽度而造成的损耗。圆柱形晶锭或晶圆也可能需要做成方形，以便制造成方形太阳能电池。方形化(squaring)和切口损耗都会导致材料浪费和材料成本提高。随着太阳能电池变得越来越薄，每次切割所造成的硅浪费百分比增大。锯切技术的局限性会影响获得薄太阳能电池的能力。其他太阳能电池是用从多晶娃锭(polycrystalline silicon ingots)上锯切的晶圆来制成。多晶硅锭比单晶硅成长得快，然而，所形成的晶圆中会有较多的缺陷或晶界(grain boundaries),所以品质较差,这会造成太阳能电池效率低。多晶娃锭的锯切制程与单晶硅锭或晶锭一样效率低。另一种可减少娃浪费的办法是在执行了离子植入(ion implantation)后从娃锭上分裂(cleaving)晶圆。举例而言，将氢、氦或其他惰性气体离子植入到硅锭的表面下以形成植入区。然后执行热处理、物理处理或化学处理，以便沿着此植入区而从硅锭上分裂晶圆。藉由离子植入来进行分裂可制造无切口损耗的晶圆，同时也已经证实使用此方法来制造硅晶圆很经济。再一种办法是，从熔融物上垂直拉伸硅带(ribbon of silicon)，然后使被拉伸的娃冷却下来并且凝固成薄板(sheet)。在冷却和凝固过程中被驱散的潜热(latent heat)必须沿着垂直的硅带来散热，这导致沿着硅带形成很大的温度梯度。此温度梯度使晶体硅带受到应力作用，会形成 品质较差的多晶粒(mult1-grain)娃。娃带的宽度和厚度也会因温度梯度而受限制。从熔融物上水平地形成薄板比从硅锭上切割硅片要便宜，而且可消除切口损耗或因方形化而造成的损耗。从熔融物上水平地形成薄板也可能比使用氢离子从硅锭上分裂硅或其他垂直拉伸硅带的方法便宜。此外，与垂直拉伸的硅带相比，从熔融物上水平地分离薄板可改善薄板的结晶品质。诸如能够降低材料成本的晶体成长法(crystal growthmethod)将会是使娃太阳能电池的成本降低的主要使能(enabling)步骤。然而,此薄板的厚度必须均匀，或者对于特定的太阳能电池设计而言必须具有指定的数值。因此，在生产过程中必须对厚度进行控制。许多厚度测量装置都无法承受熔融物的高温环境，所以本
需要测量熔融物中的薄板(a sheet in a melt)，特别是需要测量熔融物中的薄板的厚度。
技术实现思路
依照本专利技术的第一观点，提供一种薄板形成装置。此薄板形成装置包括一种材质的熔融物以及位于此熔融物中的相同材质的薄板。冷却板经配置以形成薄板。激发线圈(exciting coil)和感测线圈(sensing coil)配置在冷却板的下游。电源连接至激发线 圈。依照本专利技术的第二观点，提供一种测量方法。此测量方法包括使一种材质的薄板冻结(freezing)在相同材质的熔融物中。使熔融物和薄板流经一通道。使用润电流(eddycurrent)来测量薄板的厚度。一种本专利技术的第三观点，提供一种测量装置。此测量装置包括激发线圈和感测线圈。电源经配置以便为激发线圈供电，从而产生随时间而变化的磁场。控制器经配置以测量感测线圈中的感应磁场。控制器对来自感测线圈的信号进行解码(interprets)，以便估算配置在低阻层(lowerresistivity layer)上面的高阻层(higher resistivity layer)的厚度。附图说明为了更加了解本文，参考内容将伴随图示所做出，在此后将附图并入并组成本文的一部分。图1是一种从熔融物上分离薄板的装置的实施例的剖面侧视图。图2是一种从熔融物上拉伸薄板的装置的实施例的剖面侧视图。图3是一种涡电流测量系统的实施例的剖面侧视图。图4是激发线圈和感测线圈的透视图。图5是规范化的电流密度相对于垂直位置的一实施例的对比图表。图6是熔融物中的感应电流的顶部透视图。图7是熔融物的表面深度的剖面侧视图。图8是表面深度相对于频率的对比图表。具体实施例方式下面将描述与太阳能电池有关的装置与方法的实施例。然而，这些装置与方法也可用来制造(例如)集成电路、平面面板(flat panels)、发光二极管(light-emittingdiodes,LEDs)或熟悉本专业的技术人员所知的其他基板(substrates)。此外,虽然所描述的是硅熔融物，但是熔融物也可包含锗、硅和锗、镓、氮化镓、碳化硅、其他半导体材料或者熟悉本专业的技术人员所知的其他材料。因此，本专利技术并不限于下文所述的具体实施例。图1是一种从熔融物上分离薄板的装置的实施例的剖面侧视图。此薄板形成装置15具有容器16。此容器16可以是(例如)钨、氮化硼、氮化铝、钥、石墨、碳化硅或石英。容器16经配置以容纳熔融物10，在一实例中，容器16是坩埚(crucible)。熔融物10可以是硅，薄板13将会形成在熔融物10上。在一实例中，薄板13将会至少部分漂浮在熔融物10内。在图1中薄板13显示为漂浮在熔融物10中，然而薄板13也可至少部分浸没在熔融物10中，或者可漂浮在熔融物10之上。在一实例中，薄板13仅有10%从熔融物10的上面突起。熔融物10可在薄板形成装置15内回圈流动。此容器16界定了至少一个通道17。此通道17经配置以容纳熔融物10，且熔融物10从通道17的第一点18流向第二点19。在一实例中，通道17内的环境是平静的以防熔融物10中起波纹。例如，压力差、重力、气体提升泵(gas-lift pump)、螺杆泵(screwpump)、其他类型的泵或其他运输方法都会导致熔融物10流动。然后熔融物10会从溢道(spillway) 12溢出。此溢道12可以是斜坡、溢流堰(weir)、凸缘(ledge)、小型水坝或者拐角，而不限于图1所示的实施例。溢道12可为任何使薄板13能够脱离熔融物10的形状。在一特定实施例中，容器16可保持在略高于1685K的温度。对硅而言，1685K相当于冻结温度或介面温度。使容器16保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.24 US 12/862,1871.一种薄板形成装置，包括: 一种材质的熔融物； 所述材质的薄板，位于所述熔融物中； 冷却板，其经配置以形成所述薄板； 激发线圈和感测线圈，其配置在所述冷却板的下游；以及 电源，其连接至所述激发线圈。2.根据权利要求1所述的薄板形成装置，其中所述薄板漂浮在所述熔融物上。3.根据权利要求1所述的薄板形成装置，其中所述材质是硅。4.根据权利要求1所述的薄板形成装置，还包括石英衬垫，其围绕着所述激发线圈和所述感测线圈而配置。5.根据权利要求1所述的薄板形成装置，还包括控制器，其连接至所述激发线圈和所述感测线圈。6.根据权利要求1所述的薄板形成装置，其中所述激发线圈和所述感测线圈配置在所述薄板和所述熔融物的表面上方。7.根据权利要求1所述的薄板形成装置，其中所述激发线圈和所述感测线圈是用铜或钥来构成。8.根据权利要求1所述 的薄板形成装置，还包括经配置以容纳所述熔融物的容器和经配置以使得所述薄板脱离所述熔融物的溢道。9.根据权利要求1所述的薄板形成装置，还包括泵，其经配置以使得所述薄板与所述熔融物的表面以相等的速度流动。10.一种测量方法，包括: 使一种材质的薄板冻结在所述材质的熔融物中； 使所述熔融物与所述薄板流经通道；以及 使用涡电流来测量所述薄板的厚度。11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖瑞·J·罗森，法兰克·辛克莱，亚历山大·苏考夫，詹姆士·S·贝福，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：
国别省市：