[發明專利]半導體材料的高通量再結晶

有效

• 申請號: 201080055477.X
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN102648310B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: P·馬宗達;B·蘇曼;G·B·庫克;N·文卡特拉曼
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/64;H01L31/18;H01L21/02;C30B29/02;C30B29/06;C30B29/16;C30B29/42;C30B29/52;C30B29/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生

本發明揭示了制備和/或處理半導體材料制品的方法。在多個方法中，提供第一半導體材料制品，充分加熱所述第一半導體材料制品，使該半導體材料熔化，在基本平行于熔融的半導體材料制品最短尺寸的方向上使所述熔融的半導體材料固化。本發明還揭示了通過本文所述的方法制備的半導體材料制品。

相關申請

本申請要求2009年12月8日提交的題為“半導體材料的高通量再結晶”（HighThroughput Recrystallization of Semiconducting Materials）的美國申請第12/632837號的權益。

技術領域

本發明涉及制備和/或處理半導體材料制品的方法，以及由此制備和/或處理的半導體材料制品。

背景技術

半導體材料用于各種用途，可以例如結合入光伏器件之類的電子器件之內。光伏器件通過光電效應將光輻射轉化為電能。

光伏器件可包含例如硅作為半導體材料。對于硅基器件，可利用各種技術使硅形成各種形狀。其例子包括成形為錠塊、片材或帶材的硅。所述硅可以被下方的基材支承，或者未被支承。這些用來制造支承型和非支承型硅制品的常規方法存在很多缺點。

制備非支承型半導體材料制品例如硅片的方法可能緩慢或者浪費半導體原材料。例如，可以使用丘克拉斯基（Czochralski）工藝制備非支承型單晶半導體材料。但是，在將所述材料切割成薄片或者晶片的時候，此種大批量法可能會不利地造成顯著的截口損失。其他可用來制備非支承型多晶半導體材料的方法包括電磁澆鑄和帶材生長技術。但是，這些技術很慢，而且很貴。使用硅帶材生長技術制備的多晶硅帶材通常僅能以大約1-2cm/min的速率形成。

可以比較廉價的方式制備支承型半導體材料片，但是，半導體材料片受到在其上形成該半導體材料的基材的限制,所述基材必須滿足各種工藝要求和應用要求，這些要求可能是相互沖突的。

以下專利文獻揭示了用來制備非支承型多晶半導體材料的方法：共同擁有的美國臨時專利申請第61/067679號,該申請于2008年2月29日提交，題為“用來制備純的或者摻雜的半導體元件或合金的非支承型制品的方法（Method of Making an UnsupportedArticle of a Pure or Doped Semiconducting Element or Alloy）”；以及PCT公開第WO09/108358號，于2009年9月3日公開，題為“用來制備純的或者摻雜的半導體元件或合金的非支承型制品的方法（Methods of Making an Unsupported Article of Pure ofDoped Semiconducting Element or Alloy）”，其內容通過參考結合于此。

半導體材料的性質可能取決于很多的因素，包括晶粒結構、本生缺陷的濃度和種類，是否存在摻雜劑和其他雜質，以及它們的分布。在半導體材料中，例如晶粒的粒度、粒度分布和晶粒取向會對制得的器件的性能造成影響。例如，隨著晶粒變得更大和更均勻，光伏電池之類的基于半導體的器件的電導率會得到改進，因此總體效率會得到改進。

已知生產通量的增加會導致晶粒質量下降，從而導致所得的基于半導體的器件的效率下降。一種解決方案是將制備半導體材料制品（例如硅片）的工藝與改善晶粒結構和/或以其他方式最大程度減少缺陷的工藝分開。目標是在第一個高通量步驟中制備具有所需幾何性質（例如厚度、寬度和/或長度）的半導體材料，接著在第二步改善晶粒結構、缺陷濃度等。2008年6月2日提交的題為“處理半導體材料的方法和經過處理的半導體材料”（Methods of Treating Semiconducting Materials and Treated SemiconductingMaterials）的美國申請第12/156499號描述了將上述工藝分開的方法的例子，其內容通過參考結合于此。