[发明专利]制造具有均匀磷浓度的硅锭的方法

权利要求书

1.一种用于制造具有均匀磷浓度的硅锭的方法，至少包括在于以下的步骤：

(i)提供至少包含磷的几乎均匀的熔融硅浴；和

(ⅱ)进行硅的定向凝固，控制硅的凝固速度(V_I)和所述浴的液-汽界面处磷的蒸发速率(J_LV)，使得在定向凝固的每一时刻证实以下方程：

V_I＝k’/(2-k) (E)

k’代表磷转移系数，和

k代表磷在硅中的分配系数。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述硅浴在用在步骤(i)中之前经受有利于磷的部分蒸发的热处理。

3.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(i)中的熔融浴中磷以小于或等于50ppm。

4.如权利要求1所述的方法，其中在熔融浴用在步骤(ii)中之前和/或在步骤(ii)中定向凝固过程中，使用搅拌系统搅拌熔融浴，以确保磷在熔融硅浴中几乎均匀的分散。

5.如权利要求1所述的方法，其中硅凝固步骤(ii)采用梯度凝固法进行。

6.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中磷蒸发速率(J_LV)通过调整磷转移系数(k’)来控制。

7.如权利要求6所述的方法，其中在步骤(ii)中磷蒸发速率(J_LV)通过调节熔融浴的液汽界面的温度和/或所使用的定向凝固炉的腔室中的压力来控制。

8.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中硅凝固速度(V_I)通过调整在所使用的定向凝固炉中的热流来控制。

9.如权利要求8所述的方法，其中在步骤(ii)中硅凝固速度(V_I)通过受控的热的提取来控制。

10.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中硅凝固速度(V_I)为1和20μm/s之间。

11.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(ii)中磷转移系数k’为1.5×10^-6和3×10^-5m/s之间。

12.如权利要求1所述的方法，其中磷蒸发速率(J_LV)在步骤(ii)中定向凝固过程中保持恒定，调整硅凝固速度(V_I)以满足方程(E)。