在炉中将硅带暴露于气体的制作方法

在炉中将硅带暴露于气体
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年5月13日提交并分配有美国专利申请no.62/847,290的临时专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开涉及从熔体生产硅带。


背景技术：

4.硅晶片或板片可用于，例如，集成电路或太阳能电池行业。随着对可再生能源的需求增加，对太阳能电池的需求不断增加。太阳能电池行业的一项主要成本是用于制造太阳能电池的晶片或板片。晶片或板片成本的降低可能会降低太阳能电池的成本，并使这种可再生能源技术更加盛行。一种已研究的用于降低太阳能电池材料成本的有前途的方法是水平带状生长(hrg)技术，其中结晶的板片沿着熔体的表面水平地拉动。在该方法中，熔体表面的一部分被充分地冷却以在晶种的帮助下局部地开始结晶，然后可以沿着熔体表面拉伸以形成结晶的板片。局部冷却可以通过提供一种装置来实现，该装置快速地移除熔体表面的开始结晶的区域上方的热。在适当的条件下，可以在该区域建立结晶板片的稳定前缘。
5.为了在稳态条件下维持该琢面前缘的生长，其中生长速度与单晶板片或“带”的提拉速度相匹配，可以通过结晶器在结晶区域中施加强烈冷却。这可能导致形成初始厚度与施加的冷却强度相称的单晶板片。在硅带生长的情况下，初始厚度经常约为1至2mm。对于诸如由单晶板片或带形成太阳能电池的应用，目标厚度可以约为200μm或更小。这需要减小初始形成的带的厚度。这可以通过在沿拉动方向拉动带时在容纳熔体的坩埚区域上加热带来实现。由于在带与熔体接触的同时带被拉过该区域，给定厚度的带可以回熔，从而将带厚度减小到目标厚度。这种回熔方法特别适用于所谓的漂浮硅法(fsm)，其中根据上文一般描述的程序在硅熔体的表面上形成硅板片。
6.在传统的带状晶体生长工艺中，带在离开炉室之前冷却至合理温度时从坩埚行进通过惰性气氛。与带生长炉分开，附加的工艺步骤然后在专门的气体混合物中重新加热和停留晶片，以提高材料质量(缺陷工程和污染减轻)并创建所需的装置架构。此外，快速热处理(rtp)工艺会在高温下加热并停留晶片，以除去氧气并减少缺陷。
7.在一台机器中生产带，然后使用不同的机器处理该带是低效的并且增加了制造成本。使用单独的机器还会增加污染或产生的缺陷，这会影响太阳能电池或其他装置的性能。需要改进的系统和方法。


技术实现要素：

8.在第一实施方案中提供了一种系统。一种系统包括用于容纳熔体的坩埚、具有直接地面对熔体的暴露面的冷块表面的冷块、可操作地连接至坩埚的炉、和气体源。冷块被配置为在冷块表面产生冷块温度，该冷块温度低于暴露面处的熔体的熔融温度，由此带在熔
体上形成。带在从熔体中移出后穿过炉，使得带的一部分穿过炉，同时使用冷块在坩埚中形成带的一部分。炉包括至少一个喷气嘴。气体源与喷气嘴流体连通。气体源容纳气体，该气体掺杂带、在带上形成表面氧化物或其他扩散阻挡物、钝化带、和/或改变带的机械性能。熔体和带可以包括硅或其他材料。
9.该系统可以包括多个喷气嘴。喷气嘴可以布置在多个区域中。每个区域都可以用气帘隔开。每个区域可以提供不同的气体。
10.气体源可以是包括氩气和氢气的混合物的合成气气体源、包括氩气和氮气的混合物的合成气源、pocl3气体源或氧气气体源中的一种。
11.炉可以被配置为具有大于0psi至20psi的氩气气氛。
12.喷气嘴可以将气体引导至带的顶部或底部。
13.喷气嘴可以以相对于带的表面成0
°
至90
°
的角度将气体引导至带。
14.炉可以使用喷气嘴支撑带。
15.在第二实施方案中提供了一种方法。该方法包括在坩埚中提供熔体。带可以使用具有直接地面对熔体的暴露面的冷块表面的冷块在熔体上水平地形成。以小角度将带从熔体中拉离熔体表面。将带从熔体输送至炉。将带的一部分输送通过炉，同时使用冷块形成带的另一部分。在炉中使用至少一个喷气嘴将气体引导至带的一部分。气体掺杂带，在带上形成表面氧化物或其他扩散阻挡物，钝化带和/或改变带的机械性能。在引导后将带的一部分通过炉的出口输送，同时使用冷块形成带的另一部分。熔体和带可以包括硅或其他材料。
16.炉可包括多个气体喷嘴。喷气嘴可以布置在多个区域中。每个区域可以将不同的气体引导至带。
17.在一个例子中，气体是包括氩气和氢气的混合物或包括氩气和氮气的混合物的合成气。在另一个例子中，气体是含掺杂剂的气体。掺杂剂可以是磷。在另一个例子中，气体是氧气。
18.炉可以被配置为具有大于0psi至20psi的氩气气氛。
19.气体可以被引导至带的顶部或底部。
20.气体可以以相对于带的表面成0
°
至90
°
的角度引导至带。
21.气体可以以大于0m/s至100m/s引导。
附图说明
22.为了更全面地理解本公开的本质和目的，应参考结合附图进行的以下详细说明，其中：
23.图1是根据本公开的带在从坩埚行进至炉出口时暴露于性能增强气体的实施方案的图；
24.图2是图示了根据本公开的方法的实施方案的流程图；
25.图3是根据本公开的带在从坩埚行进至炉出口时暴露于性能增强气体的另一个实施方案的图；以及
26.图4是在有带的区域中用于喷气嘴的气体出口的俯视图。
具体实施方式
27.尽管将根据某些实施方案来描述要求保护的主题，但其他实施方案，包括未提供本文阐述的所有益处和特征的实施方案，也在本公开的范围内。在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种结构、逻辑、工艺步骤和电子改变。因此，本公开的范围仅通过参考所附权利要求来定义。
28.本发明实施方案提供使用水平生长来生长从熔体形成的半导体材料(诸如硅)的连续结晶板片的系统。特别地，本文公开的系统被配置为将气体引导至所得的带。本文公开的实施方案包括带生长炉，其在带冷却和/或离开炉之前将硅带暴露于气体混合物。这可以消除对附加机器或再加热能源的需求。这还可以提供增强的能力或材料性能。虽然在本文公开的实施方案中列出了一些气体，但其他气体也是可能的。
29.本文公开的实施方案可以降低带或所得晶片被污染或产生缺陷的风险。通过在带形成中包括一个或多个气体暴露步骤，可以减少或最小化带在高温下花费的时间。带在高温下典型地最容易受到污染或产生缺陷。例如，金属物质在高温下可以迅速扩散到带中，这将降低所得晶片的最终电性能。虽然高温会使氧气从带中除去，但污染可能会掺入带中。污染会对所得装置的性能产生负面影响。因此，本文公开的实施方案可以在清洁的环境中进行，再加热带或晶片花费的时间更少。
30.长的或悬挂的带最终会下垂或遭受重力载荷直至带材料(例如硅)屈服点。接近熔融温度，硅的屈服应力相对较低。因此，在长距离保持带的高温会导致缺陷、位错或滑移的产生。使用本文公开的实施方案，可以机械地支撑长度较长的带以防止缺陷、位错或滑移。可以从底部和/或顶部机械地支撑带。还可以在某些区域冷却带的温度，以在支撑带的同时提供更高的屈服应力。
31.可以以最小化或防止其他区域中带的气体组分的混合或改变的方式来配置气体暴露。例如，如果带在炉中暴露于磷化氢以扩散结点，则可以最小化或防止坩埚中的熔体暴露于磷化氢。磷化氢可以改变熔体的掺杂分布。
32.可以在惰性气氛或专门的气氛中定制热分布以减轻晶片缺陷。专门的气氛可以包括旨在产生效应或处理晶片(例如改变材料性能)的气体混合物。掺杂是改变材料性能的一个实例。将带温度保持在给定的温度分布(例如在700℃至1414℃或800℃至1414℃的温度下)可以在最终带中产生低氧和减少缺陷的分布。在一个例子中，带可以暴露于大于1000℃至带中材料的熔融温度的温度，这可以提供更快的扩散。
33.可使用各种性能气体来提高带在行进通过炉时的质量和/或价值。例如，可以使用氩气、氦气、氮气、氢气或其他惰性气体。这些气体可以通过为带提供非接触式支撑来将污染最小化。这些气体可在热退火期间(诸如在800℃至1414℃的温度下)使用以减少限制寿命的缺陷。因此，可以保持带或晶片材料质量。
34.在另一个实例中，使用合成气。合成气可包括氢气与氩气、氦气、氮气或另一种惰性气体中的一种或多种。合成气可以通过钝化带上的金属杂质来延长寿命。这可用于提供超高寿命晶片(例如》1ms)。h2可用于其他钝化材料，如非晶硅或alo3。
35.在另一个实例中，使用pocl3、磷化氢或另一种含磷气体。这种气体可以延长寿命，因为含氯和/或磷气体可以吸收晶片杂质。pocl3或其他含磷气体还可以扩散太阳能电池中的结点。这可用于提供超高寿命的晶片(例如》1ms)，并且无需在炉外扩散结点。扩散结点可
至多占太阳能电池制造成本的20％。
36.虽然公开了含磷气体，但可以使用其他含掺杂剂的气体。例如，可以使用含砷或硼(如砷化氢或三氟化硼)的含掺杂剂的气体。
37.还可以提供定制的掺杂分布。在一个例子中，可以在带中的某个深度处形成结点。在另一个例子中，带上的不同空间区域被不同地掺杂以构建所需的架构。例如，带的一个条部可以是p型掺杂的，而带的一个条部可以是n型掺杂的。
38.在另一个实例中，使用氧气。氧气可以通过在晶片上创建氧化物扩散阻挡层来最小化污染，从而保持晶片材料质量。氧气还可以增加晶片强度。因此，氧气可以保持晶片材料质量并增强晶片强度。提高晶片强度、影响应力、或保持晶片材料质量都是改变带的机械性能的实例。
39.特别是对于太阳能电池制造来说，高温pocl3处理可用于退火缺陷、吸收杂质和扩散高质量结点。来自sin
x
沉积的氢可以钝化金属杂质。
40.图1是带在从坩埚101行进至炉出口115时暴露于性能增强气体的实施方案的图。系统100包括坩埚101和炉102。
41.坩埚101收容熔体103。熔体103可以包括硅，由硅组成或基本上由硅组成，但还可以包括锗、硅和锗、镓、氮化镓、氧化铝或其他半导体材料，由锗、硅和锗、镓、氮化镓、氧化铝或其他半导体材料组成或基本上由锗、硅和锗、镓、氮化镓、氧化铝或其他半导体材料组成。
42.使用冷块104在熔体103的表面上形成带105。在坩埚101中的带105通常由与熔体103相同的材料制成。冷块104可以具有直接地面对熔体103的暴露面的冷块表面。冷块104可被配置为在冷块表面产生冷块温度，该冷块温度低于暴露面处的熔体103的熔融温度，由此带105在熔体上形成。
43.冷块104可以在熔体103的表面附近产生冷区或冷区域，其在熔体103的表面的局部区域中有效地诱导各向异性结晶，同时使熔体103的相邻区域不受干扰。这促进了抽取结晶材料带105的能力。
44.冷块104可进一步包括冷却气体的喷气嘴或与冷却气体的喷气嘴耦接以帮助带105形成。因此，冷块104可使用对流和/或辐射冷却。
45.坩埚101可以是，例如，钨、氮化硼、氮化铝、钼、石墨、碳化硅或石英。坩埚101被配置为容纳熔体105。熔体105可以通过进料补充，进料诸如为固体硅进料。带105将在熔体103上形成。在一个例子中，带105将至少部分地漂浮在熔体103内。虽然带105在图1中图示为漂浮在熔体103上，带105可以至少部分地浸没在熔体103中。
46.例如，带105可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅。
47.带105在熔体103的表面上沿方向106拉动。带105可以以一定角度与熔体103分离。例如，可以相对于熔体103的表面以大于0
°
至25
°
的角度从熔体103拉出带105。在另一个例子中，相对于熔体103的表面以0
°
从熔体103拉出带105。在带105从熔体103移出之后，带105的轨迹可以在炉102中或之前改变为大体水平。
48.炉102可操作地连接至坩埚101。炉102的入口114可定位在坩埚101的带105从熔体103中拉出的端部附近。在从熔体103移出之后，带105穿过炉102。炉102包括至少一个喷气嘴110。在系统100中，图示了十个喷气嘴110a-110j。
49.加热器或隔热件可靠近炉102的入口114定位或定位在炉102的入口114处。当带
105离开熔体103并进入炉102时，附加的喷气嘴110或其他机构可用于支撑带105。例如，喷气嘴110可定位在炉102的入口114处以支撑带105。
50.虽然带105图示为水平地输送通过炉102，但带105可以相对于熔体103的表面成一定角度输送通过炉102。因此，带105可以相对于熔体103的表面部分地或完全地倾斜输送通过炉102。
51.带105的角度或带105的朝向的改变可被配置为最小化带中的弯曲应力。
52.带105可以拉动通过炉102。带105的一部分穿过炉102，同时使用冷块104在坩埚101中形成带105的一部分。因此，带105可以在冷块104与炉102的出口115之间不间断。带105的形成和带105通过炉102的输送可以是连续的。
53.在炉102的外部，连续拉出器可以机械地抓取带105并将其拉出炉102。连续拉出器可以以“双手交互(hand-over-hand)”的方式拉动带105。在一个例子中，带105可以以0.2mm/s至20mm/s的速度通过炉102输送。
54.喷气嘴110布置在一个或多个区域中。例如，可以包括一至十个区域。超过十个区域是可能的。在系统100中，图示了三个区域107、108和109，但更多或更少的区域是可能的。每个区域，诸如区域107-109，可以向带105提供不同的气体。每个区域还可以向带105提供相同的气体。每个区域可以具有不同的温度和/或压力。
55.气体源(诸如气体源111-113)与喷气嘴110流体连通。气体源容纳可以掺杂带105、在带105上形成表面氧化物或其他扩散阻挡物、钝化带105和/或改变带105的机械性能的气体。掺杂带105可以改变带105的主体电性能。可以钝化带的表面或主体。除了表面氧化物之外，扩散阻挡物还可以是氮化物(例如氮化硅)。
56.流向每个区域107-109的气体流量可以使用阀门来控制，阀门可以由计算机子系统116操作。计算机子系统116可以使用测量值来调整，例如，带105的速度、任何区域107-109中的温度、任何区域107-109中的真空或压力条件、或任何区域107-109中的气体流速。炉102的测量值可以包括温度、带105的输送速度、压力、气体浓度测量值或其他测量值。测量值可以使用炉102中的传感器。
57.本文描述的计算机子系统116、一个或多个其他系统、或一个或多个其他子系统可以是各种系统的一部分，包括个人计算机系统、图像计算机、大型计算机系统、工作站、网络设备、互联网设备、或其他装置。一个或多个子系统或一个或多个系统还可以包括本领域已知的任何合适的处理器，诸如并行处理器。此外，一个或多个子系统或一个或多个系统可以包括具有高速处理和软件的平台，作为独立的或联网的工具。
58.计算机子系统116中的处理器可以被配置为使用炉102的输出或其他输出来执行多个功能。处理器可以根据本文描述的任何实施方案来配置。处理器还可以被配置为使用炉102的输出来执行其他功能或附加步骤。例如，处理器可被配置为将输出发送至电子数据存储单元或另一存储介质。处理器可进一步如本文描述进行配置。
59.处理器可以以本领域已知的任何方式通信地耦接到系统100的各种组件或子系统中的任何一个。此外，处理器可以被配置为通过传输介质从其他系统接收和/或获取数据或信息(例如来自带检查的测试结果、包括带规格的远程数据库等)，传输介质可以包括有线和/或无线部分。以这种方式，传输介质可用作处理器与系统100的其他子系统或系统100外部的系统之间的数据链路。
60.系统100和本文公开的方法的各种步骤、功能和/或操作由以下一项或多项进行：电子电路、逻辑门、多路复用器、可编程逻辑装置、asic、模拟或数字控制/开关、微控制器或计算系统。实现诸如本文描述的那些方法的程序指令可以在载体介质上传输或存储在载体介质上。载体介质可以包括诸如只读存储器、随机存取存储器、磁盘或光盘、非易失性存储器、固态存储器、磁带等的存储介质。载体介质可以包括诸如电线、电缆或无线传输链路的传输介质。例如，贯穿本公开描述的各个步骤可以由单个处理器(或计算机子系统116)或替代地由多个处理器(或多个计算机子系统116)来进行。此外，系统100的不同子系统可以包括一个或多个计算或逻辑系统。因此，以上描述不应被解释为对本公开的限制而仅是说明。
61.区域107-109中的每一个可以是物理隔开的和/或具有彼此隔离的喷气嘴。区域之间的气帘可以提供隔离。使用特定压力的气流、与真空设置或真空泵、挡板或其他几何结构组合的气流、和/或带105本身还可用于将区域107-109彼此隔离。
62.在一个例子中，区域107-109可以通过隔热件、隔热罩、加热器或其他物理机构隔开。
63.在一个例子中，喷气嘴110流体连接至气体源111-113。三个气体源111-113中的每一个都包含不同的气体。因此，每个区域107-109可以使用喷气嘴110提供不同的气体，但是每个区域107-109还可以具有相同的气体。气体源111-113中的每一个可以是，例如，氩气气体源、包括氩气和氢气的合成气气体源、包括氩气和氮气的合成气源、pocl3气体源、氧气气体源或其他气体。在另一个实例中，气体源中的一个可以是氮气气体源、磷化氢气体源或其他携带掺杂剂的气体源。可选择气体类型以在带105上实现特定的一种或多种效应。在一个例子中，当带暴露于大于100℃且低于带105中材料的熔融温度时，将气体引导至带105。
64.炉102可以被配置为具有0psi至20psi的氩气气氛。在一个例子中，炉102具有大于0psi至20psi的氩气气氛。例如，可以使用大于0psi至1psi的压力。可以在炉102中使用低压力以实现层流或减少的湍流。湍流会增加污染，但可以补偿炉102中任何剩余的湍流。虽然公开了氩气，但可以在炉102中的带105的气氛中使用其他惰性物质。
65.除了来自喷气嘴110的气体之外，炉102中的气氛可以处于真空或接近真空的水平。炉102的入口和/或出口处的带105可以与气帘或其他密封机构结合以保持炉102中的期望压力。
66.炉102可以包括单独的氩气源以保持炉102中的气氛。炉102还可以包括一个或多个真空泵或与一个或多个真空泵连接。
67.虽然图示为在带105的底部从喷气嘴110喷射气体，但是喷气嘴还可以在与底表面相对的带105的顶表面处引导气体。顶表面可以与熔体103相对。因此，带105的顶表面和底表面之一或两者可以暴露于每个区域107-109中的气体。在形成期间，带105的顶表面可面对冷块104，而带105的相对底表面可与熔体103接触。
68.在一个特定的例子中，气体支撑被提供至带105的底表面118并且气体在炉102中的一定位置处被引导至带105的顶表面117。气体可以在带105上的同一水平位置处冲击带105的相对表面。相同的气体或不同的气体可以被引导至带105的顶表面117和底表面118。例如，图3中的系统300包括引导至带105的顶表面117的喷气嘴310a、310b和310c。如果气体仅被引导至带105的顶表面117，伯努利夹具(bernoulli gripper)可以在带105上产生吸力以支撑带105。
69.在另一个特定的例子中，气体仅在炉102中的一定位置处被引导至带105的底表面118。在还另一个特定的例子中，气体仅在炉102中的一定位置处被引导至带105的顶表面117。
70.在炉102中提供的气体可以类似于空气轴承来支撑带105，使得它提供带105搁置的或被支撑的气体垫。使用气体可以将带105保持在炉102中的表面(例如底座或底板)上方。喷气嘴110可用作气体轴承，或者可以使用与使用惰性气体的喷气嘴110分开的喷气嘴作为气体轴承。因此，带105保持在炉102区域的顶板和底板之间。虽然公开了气体轴承和伯努利夹具，但是可以使用具有或没有气体轴承和/或伯努利夹具的其他机械支撑件。
71.可以使用气体轴承、伯努利夹具和/或其他机械支撑件在炉102中将带105沿其长度支撑。在一个例子中，气体轴承能够在炉102中将带105沿其长度支撑而无需对带105的底表面118的其他支撑件。
72.用于在带105上进行掺杂、钝化或具有其他效应的气体还可用于支撑带105。因此，可在气体轴承中使用掺杂剂气体来支撑带105。喷气嘴110可用于在支撑带105的同时在带105上进行掺杂、钝化或具有其他效应。在另一个例子中，单独的喷气嘴在其他喷气嘴110在带105上进行掺杂、钝化或具有其他效应的同时用于支撑带105。
73.用于支撑带105作为气体轴承的喷气嘴110可以以与带105的表面正交的角度或以与带105的表面非正交的角度被引导。
74.虽然在图1和图3中图示为相对于带105的表面以大约90
°
从喷气嘴110喷射气体，来自喷气嘴的气体可以相对于带105的表面以0
°
至90
°
的角度被引导至带105的表面。来自喷气嘴的气体的角度可以与其效应和/或其作为气体轴承的能力有关。来自喷气嘴的气体的角度会影响赋予带的机械力。来自喷气嘴的气体的流量分布还会影响扩散转移的速率，这会影响掺杂。
75.每个区域107-109可以执行相同或不同的目的。例如，每个区域107-109可以掺杂带105，将气体物质扩散至带105，在带105上产生氧化物，提供本文公开的其他功能，和/或机械地支撑带105。区域107-109可以被配置为在带离开炉102时提供所需的带105。
76.在一个例子中，区域107-109中的一个执行两个功能。pocl3和氩气的混合物用于掺杂带105并使带105的污染最小化。本文公开的气体的其他组合是可能的。
77.用于喷气嘴110的孔的尺寸、形状和间距可以提供所需的性能。例如，喷气嘴110可以是圆形的、成角度的或具有带槽的开口。提供气流的喷气嘴110的特征尺寸可以是10μm至20cm。图4是带105(阴影部分)位于气体出口401-406上方的区域中的喷气嘴的气体出口401-406的俯视图。为了便于说明，顶表面117面朝上并且带105是部分透明的。除了图4所示的那些外，气体出口的其他形状和配置也是可能的。虽然在图4的区域中图示了多个不同形状和配置的气体出口，这是为了简单起见。实际上，一个区域可能仅包括单一形状或配置的气体出口。
78.返回图1，区域107-109中的每个区域的气流注入速率、抽取速率和对应压力的性能可以在带105中提供所需的性能或特性。例如，气流注入速率可以从接近0m/s(例如0.5m/s)至100m/s。气流可以使用真空泵或几何特征进行抽取。气流的压力可以从接近0psi至100psi。
79.每个区域107-109可以具有带105穿过的长度(例如沿着带105的长度或在方向106
上)。每个区域107-109的长度可以是300μm至100mm。
80.每个区域107-109中的温度范围和分布可以被配置为在带105中提供所需的性能或特性。每个区域107-109中的温度分布可以在从标准温度和压力(stp)至带105的熔融温度的范围内。例如，区域107-109中的一个的温度分布可以是800℃至1414℃。任何区域107-109中的温度可以被配置用于喷气嘴110中的气体的功能和/或当带105被冷却时最小化热应力或缺陷产生。
81.电阻加热器、隔热件和隔热罩可用于保持每个区域107-109中的温度。然而，其他加热或隔热技术也是可能的。
82.热分布还可以被配置为当带105从炉102的入口114传送至炉102的出口115时冷却带105。区域107-109的温度或来自喷气嘴110的气体的温度可用于冷却带105。例如，炉102的入口114可以处于或略低于带105中材料的熔融温度(例如对于硅为1414℃)。炉102的出口115可以是大约室温或低于入口114处的其他温度。然而，热分布可以根据各种应用进行调整。热分布可以被配置为避免或最小化带105中热产生的缺陷或应力。
83.来自喷气嘴110的气体的效应可以跨越带105或所得晶片的整个宽度和/或长度。喷气嘴110还可在带105或所得晶片上提供较小的局部效应。因此，喷气嘴110可以仅暴露带105的宽度的一部分(即进入图1页面的方向)。例如，沿带105或所得晶片长度的全局效应可以是钝化或掺杂。带105或所得晶片上的局部效应可包括掺杂特定的装置架构。
84.当带105离开炉102时，带105相对于熔体103的表面的角度差可以是-30
°
至 60
°
。图1图示了大约0
°
的角度差。
85.喷气嘴110可以用冲击气体跨越或覆盖带105的整个宽度。喷气嘴110可以用冲击气体跨越或覆盖小于带105的整个宽度。冲击气体浓度、流量、角度或其他参数在带105的宽度上可能是不均匀的，以解决边缘效应。在带105的宽度的边缘处，气体可以更快地扩散出去和/或带105的宽度的边缘可以比中心更薄或具有不同的几何形状。这些差异是可以接受的。例如，气体浓度可以从带105的中心至带105的边缘从100％变化至更稀的值(例如0.1％)。在另一个实例中，流量从带105的中心至带105的边缘从高至低变化。
86.系统100可在带105或所得晶片中创建特征，诸如低掺杂剂浓度区或钝化区。冲击带105的气体特性诸如浓度、流量或角度可被配置为提供所需的区域。
87.图2是图示了方法200的实施方案的流程图。在201处在坩埚中提供熔体。在202处使用冷块在熔体上水平地形成带。冷块具有直接地面对熔体的暴露面的冷块表面。在203处，带从熔体以小角度被拉出并离开熔体表面。熔体和带可以包括硅、由硅组成或可以基本上由硅组成，但其他材料也是可能的。
88.在204处将带从熔体输送至炉。带的一部分被输送通过炉，同时使用冷块形成带的另一部分。因此，带的一端在熔体中形成，同时同一带的另一部分被输送通过炉。在205处在炉中使用至少一个喷气嘴将气体引导至带。气体可以掺杂带、在带上形成表面氧化物或其他扩散阻挡物、钝化带和/或改变带的机械性能。气体可以在每个区域中被引导至带的顶部和/或底部。气体可以相对于带的表面以0
°
至90
°
的角度被引导至带。气体可以以0m/s至100m/s，诸如大于0m/s至100m/s被引导。
89.然后，带的一部分在气体被引导至带的该部分之后通过炉的出口输送，同时使用冷块形成带的另一部分。因此，带的一部分可以离开炉，同时带的一端在熔体中形成。
90.炉可包括多个喷气嘴。喷气嘴可以布置在多个区域中，诸如从一至十个区域。炉可以具有0psi至20psi的氩气气氛，考虑其他压力也是可能的。在一个例子中，炉具有大于0psi至20psi的氩气压力。
91.每个区域可以在带处引导不同的气体。气体可以是，例如，氩气、包括氩气和氢气的合成气、包括氩气和氮气的合成气、氧气或pocl3，但其他气体也是可能的。
92.在带离开炉之后，可以将带切割成晶片。例如，可以使用激光切割机、热压机或锯将带切割成晶片。所得晶片可用于太阳能电池或其他装置。
93.虽然已相对于一个或多个特定实施方案描述了本公开，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以做出本公开的其他实施方案。因此，本公开仅受所附权利要求及其合理解释的限制。