TWI796531B - 具有用於昇華固體摻雜物之一具備多孔分隔構件之一摻雜導管之鑄錠拉晶裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於製備矽鑄錠之鑄錠拉晶裝置，該鑄錠拉晶裝置包含一摻雜物饋送系統。該摻雜物饋送系統包含一摻雜物導管，該摻雜物導管具有跨該摻雜物導管安置之一多孔分隔構件。固體摻雜物落入至該分隔構件上，該固體摻雜物在該分隔構件處昇華。該經昇華摻雜物藉由惰性氣體攜載通過該分隔構件以接觸及摻雜矽熔體。

Description

具有用於昇華固體摻雜物之一具備多孔分隔構件之一摻雜導管之鑄錠拉晶裝置

本發明之領域係關於一種包含用於製備一經摻雜矽鑄錠之一摻雜物饋送系統之鑄錠拉晶裝置，且特定言之係關於具有擁有跨摻雜物導管安置之一多孔分隔構件之一摻雜物導管之摻雜物饋送系統。

單晶矽(其係用於製造半導體電子組件之大多數程序之起始材料)通常藉由所謂丘克拉斯基(Czochralski) (「Cz」)方法製備。在此方法中，多晶矽(polycrystalline silicon) (「多晶矽(polysilicon)」)被裝填至一坩堝且熔化，使一晶種與熔化矽接觸，且藉由緩慢萃取而生長一單晶。

在一些應用中，將一定量之摻雜物添加至熔體以達成矽晶體中之一所要電阻率。習知地，從定位於矽熔體液位上方之幾英呎處之一饋送漏斗將摻雜物饋送至熔體中。然而，此方法不利於揮發性摻雜物，此係因為此等摻雜物傾向於不受控地蒸發至周圍環境中，從而導致產生氧化物粒子(即，亞氧化物)，其等可落入至熔體中且變得併入至生長晶體中。此等粒子可充當異質成核位點，且最終導致拉晶程序之失敗。

一些已知摻雜物系統將揮發性摻雜物作為一氣體引入至生長腔中。然而，每當執行一摻雜程序時，此等系統必須手動進行再填充。另外，此等系統無法在使用時進行再填充。因此，此等系統對於一單一生長程序具有一有限摻雜物酬載容量。此等系統因此限制可生長之矽鑄錠之大小。此外，此等系統傾向於在一生長程序期間不均勻地供應摻雜物，藉此增加沿一生長鑄錠之縱向軸之摻雜物濃度之變化。

其他已知系統將摻雜物引入至熔體附近之一蒸發容器中以蒸發摻雜物。當使用揮發性摻雜物時，固體摻雜物顆粒可活躍地移動且從蒸發容器噴出，導致其等落入至熔體中，從而減小摻雜物程序之一致性。

需要用於藉由丘克拉斯基方法摻雜一矽熔體以產生一經摻雜矽鑄錠之改良摻雜物饋送系統。

此章節旨在向讀者介紹可與本發明之各種態樣相關之此項技術之各種態樣，其等在下文描述及/或主張。據信此論述有助於向讀者提供背景資訊以促進對本發明之各種樣態之更佳理解。因此，應理解，此等陳述將有鑑於此進行閱讀，而非作為先前技術之認可。

本發明之一個態樣係關於一種用於產生一矽鑄錠之鑄錠拉晶裝置。該鑄錠拉晶裝置包含用於固持一矽熔體之一坩堝及用於從該熔體拉出一矽鑄錠之一生長腔。該鑄錠拉晶裝置包含用於將摻雜物引入至該熔體中之一摻雜物導管。該摻雜物導管包含一或多個側壁。該一或多個側壁形成摻雜物行進通過其之一導管腔。該導管腔具有一寬度。該摻雜物導管包含一入口，透過該入口將固體摻雜物引入至該摻雜物導管中。該導管腔包含一出口，透過該出口將一氣態摻雜物通過該摻雜物導管排出。該摻雜物導管包含安置於該摻雜物導管之該入口與該出口之間之支撐透過該入口引入之固體摻雜物之一分隔構件。該分隔構件跨該導管腔之該寬度延伸。

本發明之另一態樣係關於一種用於製備一經摻雜鑄錠之方法。在一坩堝中製備一矽熔體。將固體摻雜物饋送至一摻雜物導管之一入口中。該摻雜物導管延伸至一生長腔中，在該生長腔中，從該熔體拉出一鑄錠。該固體摻雜物行進通過由該摻雜物導管界定之一導管腔且至安置於該摻雜物導管內之跨該導管腔之一寬度延伸之一分隔構件上。加熱由該分隔構件支撐之固體摻雜物以昇華該固體摻雜物。將一惰性氣體引入至該摻雜物導管中。該惰性氣體與經昇華摻雜物混合。具有經昇華摻雜物混合於其中之該惰性氣體行進通過該分隔構件且透過該摻雜物導管之一出口排出。該惰性氣體之一壓力在行進通過該分隔構件之後減小。使具有經昇華摻雜物混合於其中之惰性氣體與該熔體接觸以將來自該惰性氣體之摻雜物吸收至該熔體中。從該矽熔體拉出一矽鑄錠。

本發明之又一進一步態樣係關於一種用於在一鑄錠拉晶裝置中製備一經摻雜鑄錠之方法。該裝置包含：一坩堝，其用於固持一矽熔體；一生長腔，其用於從該熔體拉出一矽鑄錠；及一摻雜物導管，其用於將摻雜物引入至該熔體中。該摻雜物導管包含形成摻雜物行進通過其之一導管腔之一或多個側壁。該導管腔具有一寬度。該摻雜物導管進一步包含：一入口，透過其將固體摻雜物引入至該摻雜物導管中；一出口，透過其將一氣態摻雜物通過該摻雜物導管排出；及一分隔構件，其安置於該入口與該出口之間且支撐透過該入口引入之固體摻雜物。該分隔構件跨該導管腔之該寬度延伸。在該坩堝中形成一矽熔體。將固體摻雜物裝載至該分隔構件上。將一惰性氣體引入至該導管腔中。該惰性氣體與經昇華摻雜物混合以形成一經摻雜惰性氣體。該經摻雜惰性氣體行進通過該分隔構件以導致摻雜物接觸及進入該熔體。從該矽熔體拉出一經摻雜鑄錠。

存在關於本發明之上述態樣提及之特徵的各種改良。進一步特徵亦可被併入本發明之上述態樣中。此等改良及額外特徵可個別地或以任何組合存在。例如，下文關於本發明之所繪示實施例之任一者論述之各種特徵可單獨或以任何組合併入至本發明之上述態樣之任一者中。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2018年12月14日申請之美國專利申請案第16/220,060號及2018年12月14日申請之美國專利申請案第16/220,058號之優先權，該等案之兩者之全部內容以引用的方式併入本文中。

一鑄錠拉晶裝置(或更簡單地稱作「鑄錠拉晶器」)通常在圖1中以「100」指示。鑄錠拉晶裝置100包含由一基座106包圍之用於固持半導體或太陽級材料(諸如矽)之一熔體104之一坩堝102。鑄錠拉晶裝置100包含界定一生長腔126之一拉晶外殼108。半導體或太陽級材料被從由絕緣體112包圍之一或多個加熱元件110提供之熱熔化。

一拉晶機構114設置於鑄錠拉晶裝置100內以生長鑄錠116且將其等拉出熔體104。拉晶機構114包含：一拉晶纜線118；一晶種固持器或卡盤120，其耦合至拉晶纜線118之一個端；及一晶種122，其耦合至晶種固持器或卡盤120以起始晶體生長。

鑄錠拉晶裝置100亦包含用於將氣態摻雜物引入至熔體104中之一摻雜物饋送系統130。摻雜物饋送系統130包含一摻雜物導管134及一分隔構件138。在所繪示實施例中，摻雜物饋送系統130亦包含一摻雜物饋送器件140、一定位系統142及一惰性氣體源144。一般言之，摻雜物饋送系統130經組態以昇華固體摻雜物(例如，摻雜物顆粒)且導致氣態摻雜物跨一熔體表面146流動。氣態摻雜物可在晶體生長開始之前及/或在晶體生長期間引入至鑄錠拉晶器100中，如圖1中展示。

在操作中，透過經定位朝向導管134之一第一端150之一入口124將一固體摻雜物148 (諸如砷、磷或具有一適合低昇華或蒸發溫度之使摻雜物饋送系統能夠如本文中描述般運作之任何其他元素或化合物)引入至摻雜物導管134中。固體摻雜物148透過摻雜物導管134落下，行進通過一導管腔164且擱置於一多孔分隔構件138上。供應至導管134之熱導致擱置於分隔構件138上之固體摻雜物148蒸發為一氣態摻雜物。氣態摻雜物與由惰性氣體源144供應之一惰性氣體152混合，該惰性氣體152行進通過摻雜物導管134且行進通過多孔分隔構件138。具有摻雜物混合於其中之惰性氣體或「經摻雜惰性氣體」198透過出口190流出摻雜物導管134且跨過熔體表面146。

隨著固體摻雜物148藉由蒸發消耗，可藉由饋送器件140將更多固體摻雜物148饋送至摻雜物導管134中。藉由連續或間歇地將固體摻雜物148供應至摻雜物導管134，可在摻雜程序及/或晶體生長程序期間在熔體表面146上方維持氣態摻雜物之一相對恆定濃度。

現參考圖2，摻雜物導管134包含一摻雜物導管側壁154且包含側壁154之一第一端150附近之一入口124，透過該入口124引入固態摻雜物148。導管134包含側壁154之一第二端136附近之一出口190，透過該出口190從導管134排出氣態摻雜物。在圖1至圖3中展示之實施例中，摻雜物導管134具有由一單一摻雜物導管側壁154界定之一大體上圓柱形形狀。一般言之，摻雜物導管134可具有使摻雜物饋送系統130能夠如本文中描述般運作之任何適合形狀及/或任何數目個摻雜物導管側壁(例如，橫截面可為圓形、橢圓形、三角形、方形或矩形)。在一些實施例中，側壁154由石英製成。

摻雜物導管134具有一寬度W₁₃₄ 且分隔構件138跨導管134之寬度W₁₃₄ 延伸以捕獲透過導管腔164落入之全部固體摻雜物(即，分隔構件138完全延伸跨過導管134以使腔164阻塞)。在其中導管134係圓柱形之實施例中，分隔構件138係具有至少導管腔164之直徑之一直徑之一圓盤。分隔構件138安置於導管入口124與出口190之間且可更靠近於出口190 (例如，在導管之長度之約最後25%或導管之長度之約最後10%或約最後5%內)。分隔構件138可具有容許分隔構件138支撐摻雜物同時容許經摻雜惰性氣體行進通過分隔構件138之任何適合厚度。

分隔構件138可經組態(例如，為多孔)以使經昇華摻雜物能夠行進通過分隔構件138且朝向熔體104。在一些實施例中，分隔構件138具有小於約1 mm、小於約750 µm、小於約675 µm、小於約600 µm、小於約500 µm或小於約400 µm、從約10 µm至約1 mm、從約10 µm至約750 µm或從約10 µm至約750 µm之一標稱最大孔徑。在一些實施例中，分隔構件138由石英(例如，00型、0型、1型、2型或類似物)製成。分隔構件138及摻雜物導管134可由單獨組件製成，其中分隔構件138經焊接或以其他方式連接至摻雜物導管134之(若干)側壁。

摻雜物導管134定位於拉晶外殼108 (圖1)內，且延伸穿過一閥總成158及至外殼108外部。在圖1中展示之實施例中，摻雜物導管134滑動地耦合至一定位系統142。定位系統142經組態以抬升及/或降低摻雜物導管134。定位系統142包含一軌道160、一耦合構件162及經組態以沿軌道160移動耦合構件162之一馬達(未展示)。軌道160在實質上平行於摻雜物導管134之縱向軸A (圖2)之一方向上延伸。耦合構件162滑動地耦合至軌道160且貼附至摻雜物導管134。摻雜物導管134可相對於延伸至摻雜物導管134之入口124中之一饋送導管196移動。在使用定位系統142之情況下，摻雜物導管134可抬升及/或降低至鑄錠拉晶裝置100內外。在其他實施例中，摻雜物導管134可完全定位於外殼內。在一些實施例中，摻雜物導管134永久地附接至鑄錠拉晶裝置100 (例如，藉由將一管外殼連接至拉晶外殼108)。在又其他實施例中，摻雜物導管134可以使摻雜物饋送系統130能夠如本文中描述般運作之任何方式定位及/或固定於外殼108內或外部。

在圖1及圖2中展示之實施例中，摻雜物導管134相對於熔體表面146成角度以促進氣態摻雜物跨熔體表面146之分佈。摻雜物導管134成角度，使得摻雜物導管134之縱向軸A (圖2)相對於熔體表面146及/或跨坩堝102之一頂部延伸之一水平面P形成約45度與約90度之間的一角度(即，銳角)。在其他實施例中，在摻雜物導管134之縱向軸A與熔體表面146及/或水平面P之間形成之角度係在約45度與約75度之間。

分隔構件138可相對於摻雜物導管134之縱向軸A成角度。如圖3中展示，分隔構件138具有一支撐表面192。支撐表面192具有相對於縱向軸A之一最高點P_H 及一最低點P_L 。最高點P_H 及最低點P_L 界定延伸穿過最高點P_H 及最低點P_L 之一平面P₁₃₈ 。導管134之縱向軸A與平面P₁₃₈ 形成約45度與約90度之間(例如，45度與90度之間)的一角度。在一些實施例中，此角度相同於在摻雜物導管134與熔體表面146之間形成之角度以容許分隔構件138實質上平行於熔體表面146 (及跨坩堝102之一頂部延伸之水平面P及導管134之出口190)。

摻雜物導管134之出口190亦可相對於導管134之縱向軸A成角度以促進氣態摻雜物跨熔體表面146之分佈。例如，出口190可成角度，使得出口190實質上平行於熔體表面146，且相對於摻雜物導管134之縱向軸A成約45度與約75度之間的一角度。在其他實施例中，摻雜物導管134實質上垂直於熔體表面146定位，使得摻雜物導管134之縱向軸A相對於熔體表面146及/或跨坩堝102之一頂部延伸之水平面P形成約90度之一角度。所繪示實施例中展示之摻雜物導管134、出口190及分隔構件138之配置係例示性的且摻雜物導管134、出口190及分隔構件138可具有使摻雜物饋送系統130能夠如本文中描述般運作之任何適合組態或定向。

在此實施例中，摻雜物導管134與一惰性氣體源144流體連通以透過出口190將氣態摻雜物攜載出導管134且朝向熔體104。惰性氣體可減少或消除摻雜物導管134之上部及摻雜物饋送系統130之其他上游組件中之經昇華摻雜物之回流(例如，減少易燃磷之積累)。可從惰性氣體源144以一給定流速將一惰性氣體152引入至摻雜物導管134中，使得惰性氣體152向下流向導管134之出口190。例如，可使用小於約10標準升/分鐘、小於約5標準升/分鐘或甚至小於約2標準升/分鐘之惰性氣體流速，同時維持氣態摻雜物至熔體表面146之一充分供應。惰性氣體152可為氬氣，但可使用使摻雜物饋送系統130能夠如本文中描述般運作之任何其他適合惰性氣體。可至少部分基於摻雜物之昇華速率控制導管腔164內之惰性氣體之流速以防止摻雜物透過摻雜物導管134回流。

在一些實施例中，摻雜物導管134不包含限制導管134中之惰性氣體152之流量之流量限制器及/或不包含垂直分區，諸如連接至分隔構件138以將導管134劃分為額外腔或容器之分區。

摻雜物導管134可連通地耦合至經組態以將固體摻雜物148饋送至摻雜物導管134中之一摻雜物饋送器件140。摻雜物饋送器件140可自動化或如其他實施例中可手動操作或僅部分自動化。饋送器件140可經組態以基於一或多個使用者定義參數及/或環境特定參數將固體摻雜物148自動饋送至摻雜物導管134中。例如，自動饋送器件140可基於以下參數之任何一或多者將固體摻雜物148饋送至摻雜物導管134中：一生長程序期間之(若干)預設時間；(若干)使用者定義時間間隔；摻雜物導管134內之固體摻雜物148之質量；導管腔164內之氣態摻雜物之一濃度；及氣態摻雜物及/或惰性氣體152之一體積或質量流速。固體摻雜物148至導管134之連續及/或間歇饋送使能夠在晶體生長程序期間在生長腔126內維持一相對恆定氣態摻雜物濃度，從而導致生長鑄錠中之一更均勻摻雜物濃度輪廓。

饋送器件140可耦合至一控制器182，該控制器182經組態以控制由饋送器件140饋送至摻雜物導管134中之固體摻雜物148之頻率及/或量。控制器182包含經組態以基於一或多個使用者定義參數及/或環境特定參數將信號發送至控制器182及/或饋送器件140及從控制器182及/或饋送器件140接收信號之一處理器184。在此實施例中，控制器182包含耦合至一處理器184之一使用者介面186及耦合至處理器184之一感測器188。使用者介面186經組態以接收使用者定義參數，且將使用者定義參數傳送至處理器184及/或控制器182。感測器188經組態以接收及/或量測環境特定參數，且將此等環境特定參數傳送至處理器184及/或控制器182。

分隔構件138定位於摻雜物導管134內之出口190附近。分隔構件138經組態以固持固體摻雜物148且容許熱從熔體104傳遞至固體摻雜物148以蒸發摻雜物，同時容許經蒸發氣體行進通過分隔構件138。分隔構件138可充分定位於熔體104附近，使得來自熔體104之輻射熱蒸發落入至分隔構件138上之固體摻雜物148。例如，分隔構件138可定位於熔體表面146上方之約1 mm與約15 mm之間。在一些實施例中，摻雜物導管134之出口190安置於熔體104內以將分隔構件138定位於熔體表面146附近。在其他實施例中，一單獨加熱元件(未展示)可用於供應熱以蒸發其中之摻雜物148。

一般言之，分隔構件138導致分隔構件上游及下游之氣體中之一壓力差，使得惰性氣體之壓力在行進通過分隔構件138之後減小。在一些實施例中，惰性氣體之壓力在其行進跨過分隔構件138時減小達至少約5毫巴。在一些例項中，擱置於分隔構件138上之固體摻雜物148促成跨分隔構件138之壓力差。此容許壓力差與摻雜物導管134中之固體摻雜物148之量相互關聯。在不存在摻雜物時之壓力差可用於校準。

根據本發明之實施例，可藉由上文描述之一鑄錠拉晶裝置100之一實施例製備一經摻雜鑄錠。藉由加熱元件110熔化多晶矽以在坩堝102中形成一矽熔體。透過入口124將固體摻雜物148引入至摻雜物導管134中。固體摻雜物148透過導管134落入至分隔構件138，固體摻雜物148擱置於該分隔構件138。加熱裝載至分隔構件138上之固體摻雜物148 (例如，藉由來自熔體104之輻射熱)以導致固體摻雜物148昇華。

將惰性氣體152引入至導管腔164中且與經昇華摻雜物混合以形成一經摻雜惰性氣體198。經摻雜惰性氣體198行進通過分隔構件138以導致摻雜物接觸熔體表面146且被吸收至熔體104中。從其中具有摻雜物之矽熔體拉出一經摻雜鑄錠。鑄錠可從多晶矽之一預裝載裝料生長(例如，一批量程序)或在一連續丘克拉斯基程序或甚至一半連續丘克拉斯基程序中生長。

本發明之實施例之鑄錠拉晶裝置具有優於先前鑄錠拉晶器之若干優點。使用跨摻雜物導管之寬度延伸之一分隔構件容許固體摻雜物相對活躍地昇華而不使摻雜物粒子落入至熔體中(例如，藉由在昇華期間從一抽氣容器跳出)。此對於傾向於活躍地昇華之摻雜物(諸如磷)係尤其有利的。分隔構件亦增加曝露至來自熔體之輻射熱之摻雜物顆粒之表面，此容許與鑄錠拉晶器環境之更高效熱交換，從而減少鑄錠熔體最初摻雜之時間。實例

藉由以下實例進一步繪示本發明之程序。不應以一限制意義看待此等實例。實例 1 ：藉由使用摻雜物饋送系統之穩定性及可重複性

使用不同量之磷摻雜(輕度摻雜、中度摻雜、重度摻雜)製備單晶矽鑄錠。在鑄錠生長之前藉由具有其中具一分隔構件之一摻雜物導管之圖1之摻雜物饋送系統摻雜矽熔體。摻雜物導管之出口距熔體之表面約5 mm。在圖4中展示數個鑄錠之晶種端之電阻率之分佈之一盒形圖。如圖4中展示，針對全部三個摻雜物量，晶種端電阻率之分佈相對緊密，此證實藉由使用本文中描述之摻雜物饋送系統之摻雜之穩定性及可重複性。

在使用具有其中具一分隔構件之一摻雜物導管之圖1之摻雜物饋送系統時，生長一單晶鑄錠之嘗試次數減少達4%。此證實晶種端處之可重複性之一改良及電阻率之較佳控制。

如本文中使用，術語「約」、「實質上」、「本質上」及「近似」在結合尺寸、濃度、溫度或其他物理或化學性質或特性之範圍使用時意謂涵蓋可存在於該等性質或特性之範圍之上限及/或下限中之變化，包含例如由捨入、量測方法或其他統計變化導致之變化。

當介紹本發明及其之(若干)實施例之元件時，冠詞「一」、「一個」、「該」及「該等」旨在意謂存在一或多個元件。術語「包括」、「包含」、「含有」及「具有」旨在係包含性且意謂可存在除所列出元件以外的額外元件。使用指示一特定定向(例如，「頂部」、「底部」、「側」等)之術語係為了便於描述且無需所描述項目之任何特定定向。

由於在不脫離本發明之範疇的情況下可對上述構造及方法做出各種改變，故上述描述中所含及隨附圖式中所展示之全部事項應旨在被解釋為闡釋性且不被解釋為一限制性意義。

100:鑄錠拉晶裝置 102:坩堝 104:熔體 106:基座 108:拉晶外殼/外殼 110:加熱元件 112:絕緣體 114:拉晶機構 116:鑄錠 118:拉晶纜線 120:晶種固持器或卡盤 122:晶種 124:入口 126:生長腔 130:摻雜物饋送系統 134:摻雜物導管/導管 136:第二端 138:多孔分隔構件/分隔構件 140:摻雜物饋送器件 142:定位系統 144:惰性氣體源 146:熔體表面 148:固體摻雜物 150:第一端 152:惰性氣體 154:摻雜劑導管側壁/側壁 158:閥總成 160:軌道 162:耦合構件 164:導管腔 182:控制器 184:處理器 186:使用者介面 188:感測器 190:出口 192:支撐表面 196:饋送導管 198:經摻雜惰性氣體 A:縱向軸 P:水平面 P₁₃₈:平面 P_H:最高點 P_L:最低點 W₁₃₄:寬度

圖1係具有一摻雜物饋送系統之一鑄錠拉晶裝置之一橫截面視圖；

圖2係摻雜物饋送系統之一摻雜物導管之一橫截面正視圖；

圖3係從圖2之位置旋轉之摻雜物導管之側視圖；及

圖4係如實例1中描述之三個摻雜物量之晶種端電阻率之一盒形圖。

貫穿圖式，對應元件符號指示對應零件。

100:鑄錠拉晶裝置

102:坩堝

104:熔體

106:基座

108:拉晶外殼/外殼

110:加熱元件

112:絕緣體

114:拉晶機構

116:鑄錠

118:拉晶纜線

120:晶種固持器或卡盤

122:晶種

124:入口

126:生長腔

130:摻雜物饋送系統

134:摻雜物導管/導管

138:多孔分隔構件/分隔構件

140:摻雜物饋送器件

142:定位系統

144:惰性氣體源

146:熔體表面

148:固體摻雜物

150:第一端

152:惰性氣體

158:閥總成

160:軌道

162:耦合構件

164:導管腔

182:控制器

184:處理器

186:使用者介面

188:感測器

190:出口

196:饋送導管

198:經摻雜惰性氣體

P:水平面

Claims (47)

1. 一種用於產生一矽鑄錠之鑄錠拉晶裝置，其包括：一坩堝，其用於固持矽之一熔體；一生長腔，其用於從該熔體拉出一矽鑄錠；及一摻雜物導管，其用於將摻雜物引入至該熔體中，該摻雜物導管具有一長度，並且包括：一或多個側壁，該一或多個側壁形成摻雜物行進通過其之一導管腔，該導管腔具有一寬度；一入口，透過其將固體摻雜物引入至該摻雜物導管中；一出口，透過其將一氣態摻雜物通過該摻雜物導管排出；及一分隔構件，其安置於該入口與該出口之間且支撐透過該入口引入之固體摻雜物，該分隔構件跨該導管腔之該寬度延伸，該分隔構件係置於該摻雜物導管之該長度之最後25%內。
2. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件係多孔的以容許經昇華摻雜物行進通過該分隔構件且朝向該熔體。
3. 如請求項2之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有小於約1mm之一標稱最大孔徑。
4. 如請求項2之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有小於約750μm之一標稱最大孔徑。
5. 如請求項2之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有小於約500μm之一標稱最大孔徑。
6. 如請求項2之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有小於約400μm之一標稱最大孔徑。
7. 如請求項2之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有從約1μm至約1mm之一標稱最大孔徑。
8. 如請求項2之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有從約10μm至約750μm之一標稱最大孔徑。
9. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該摻雜物導管係圓柱形且該分隔構件係一圓盤。
10. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該摻雜物導管之橫截面係橢圓形、三角形、方形或矩形。
11. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該摻雜物導管具有一縱向軸，該坩堝具有跨該坩堝之一頂部延伸之一水平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該水平面形成約45度與約90度之間的一角度。
12. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該摻雜物導管具有一縱向軸，該坩堝具有跨該坩堝之一頂部延伸之一水平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該水平面形成約45度與約75度之間的一角度。
13. 如請求項11之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有一支撐表面，該支撐表面具有相對於該縱向軸之一最高點及一最低點，其等界定延伸穿過該最高點及該最低點之一支撐表面平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該支撐表面平面形成約45度至約90度之間的一銳角。
14. 如請求項11之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件具有一支撐表面，該支撐表面具有相對於該縱向軸之一最高點及一最低點，其等界定延伸穿過該最高點及該最低點之一支撐表面平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該支撐表面平面形成約45度至約75度之間的一銳角。
15. 如請求項13之鑄錠拉晶裝置，其中該支撐表面平行於跨該坩堝之該頂部延伸之該水平面。
16. 如請求項13之鑄錠拉晶裝置，其中該支撐表面平行於該摻雜物導管之該出口。
17. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件由石英製成。
18. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該摻雜物導管與一惰性氣體源流體 連通以將惰性氣體引入至該摻雜物導管中以與經昇華摻雜物混合以形成一經摻雜惰性氣體，該經摻雜惰性氣體透過該摻雜物導管之該出口排出。
19. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置與由該分隔構件支撐之固體摻雜物組合，該固體摻雜物係砷。
20. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置與由該分隔構件支撐之固體摻雜物組合，該固體摻雜物係磷。
21. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該鑄錠拉晶裝置包含一加熱元件，用以加熱該坩堝，該鑄錠拉晶裝置沒有用以加熱固體摻雜物的一單獨加熱元件。
22. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件係置於該摻雜物導管之該長度之最後10%內。
23. 如請求項1之鑄錠拉晶裝置，其中該分隔構件係置於該摻雜物導管之該長度之最後5%內。
24. 一種用於製備一經摻雜鑄錠之方法，其包括：在一坩堝中製備矽之一熔體；將固體摻雜物饋送至一摻雜物導管之一入口中，該摻雜物導管延伸至一生長腔中，其中從該熔體拉出一鑄錠，該固體摻雜物行進通過由該摻 雜物導管界定之一導管腔且至安置於該摻雜物導管內之跨該導管腔之一寬度延伸之一分隔構件上，該分隔構件係置於該摻雜物導管之一長度之最後25%內；以來自該熔體之輻射熱加熱由該分隔構件支撐之固體摻雜物以昇華該固體摻雜物；將一惰性氣體引入至該摻雜物導管中，該惰性氣體與經昇華摻雜物混合，具有經昇華摻雜物混合於其中之該惰性氣體行進通過該分隔構件且透過該摻雜物導管之一出口排出，該惰性氣體之一壓力在行進通過該分隔構件之後減小；使具有經昇華摻雜物混合於其中之惰性氣體與該熔體接觸以將來自該惰性氣體之摻雜物吸收至該熔體中；及從矽之該熔體拉出一矽鑄錠。
25. 如請求項24之方法，其中該摻雜物係磷。
26. 如請求項24之方法，其中該分隔構件係多孔的且具有小於約1mm之一標稱最大孔徑。
27. 如請求項24之方法，其中該分隔構件具有小於約1mm之一標稱最大孔徑。
28. 如請求項24之方法，其中該分隔構件具有小於約750μm之一標稱最大孔徑。
29. 如請求項24之方法，其中該分隔構件具有小於約500μm之一標稱最大孔徑。
30. 如請求項24之方法，其中該分隔構件具有小於約400μm之一標稱最大孔徑。
31. 如請求項24之方法，其中該分隔構件具有從約1μm至約1mm之一標稱最大孔徑。
32. 如請求項24之方法，其中該分隔構件具有從約10μm至約750μm之一標稱最大孔徑。
33. 如請求項24之方法，其中該分隔構件平行於該熔體之一表面。
34. 如請求項24之方法，其中該分隔構件由石英製成。
35. 如請求項24之方法，其中該壓力跨該分隔構件減小達至少約5毫巴。
36. 如請求項24之方法，其中該熔體係由一加熱元件所加熱，該固體摻雜物沒有被分離於用以加熱該熔體之該加熱元件之外之一加熱元件所加熱。
37. 如請求項24之方法，其中該分隔構件係置於該摻雜物導管之該長度之最後10%內。
38. 如請求項24之方法，其中該分隔構件係置於該摻雜物導管之該長度之最後5%內。
39. 一種用於在一鑄錠拉晶裝置中製備一經摻雜鑄錠之方法，該鑄錠拉晶裝置包括：一坩堝，其用於固持矽之一熔體；一生長腔，其用於從該熔體拉出一矽鑄錠；及一摻雜物導管，其用於將摻雜物引入至該熔體中，該摻雜物導管包括一或多個側壁，該一或多個側壁形成摻雜物行進通過其之一導管腔，該導管腔具有一寬度，該摻雜物導管進一步包括：一入口，透過其將固體摻雜物引入至該摻雜物導管中；一出口，透過其將一氣態摻雜物通過該摻雜物導管排出；及一分隔構件，其安置於該入口與該出口之間且支撐透過該入口引入之固體摻雜物，該分隔構件跨該導管腔之該寬度延伸，該方法包括：在該坩堝中形成矽之一熔體；將固體摻雜物裝載至該分隔構件上，該分隔構件係定位於該熔體表面上方之約1mm與約15mm之間，以利用來自該熔體之輻射熱加熱該固體摻雜物以昇華該固體摻雜物；將一惰性氣體引入至該導管腔中，該惰性氣體與經昇華摻雜物混合以形成一經摻雜惰性氣體；使該經摻雜惰性氣體行進通過該分隔構件以導致摻雜物接觸及進入該熔體；及 從矽之該熔體拉出一經摻雜鑄錠。
40. 如請求項39之方法，其中該摻雜物導管係圓柱形且該分隔構件係一圓盤。
41. 如請求項39之方法，其中該摻雜物導管之橫截面係橢圓形、三角形、方形或矩形。
42. 如請求項39之方法，其中該摻雜物導管具有一縱向軸，該坩堝具有跨該坩堝之一頂部延伸之一水平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該水平面形成約45度與約90度之間的一角度。
43. 如請求項39之方法，其中該摻雜物導管具有一縱向軸，該坩堝具有跨該坩堝之一頂部延伸之一水平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該水平面形成約45度與約75度之間的一角度。
44. 如請求項42之方法，其中該分隔構件具有一支撐表面，該支撐表面具有相對於該縱向軸之一最高點及一最低點，其等界定延伸穿過該最高點及該最低點之一支撐表面平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該支撐表面平面形成約45度至約90度之間的一銳角。
45. 如請求項42之方法，其中該分隔構件具有一支撐表面，該支撐表面具有相對於該縱向軸之一最高點及一最低點，其等界定延伸穿過該最高點 及該最低點之一支撐表面平面，該摻雜物導管之該縱向軸與該支撐表面平面形成約45度至約75度之間的一銳角。
46. 如請求項39之方法，其中該支撐表面平行於該熔體之一表面。
47. 如請求項39之方法，其中該熔體係由一加熱元件所加熱，該固體摻雜物沒有被分離於用以加熱該熔體之該加熱元件之外之一加熱元件所加熱。

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