CN102187474B - 形成板材的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

冷却一材料的熔化物且在此熔化物中形成此材料的板材。输送此板材，将此板材切割成至少一片段，再于冷却腔室中冷却此片段。此材料可为硅、硅及锗、镓、或氮化镓。冷却是为了避免对此片段造成应力或应变。在一实例中，此冷却腔室具有气体冷却。

Description

形成板材的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种自熔化物形成板材的方法，且特别涉及一种最小化自熔化物形成的板材上的热应力的方法。 
背景技术
举例而言，集成电路或太阳能电池产业中可使用硅晶圆或板。随着对再生性能源的需求增加，对太阳能电池的需求也持续增加。大多数太阳能电池由硅晶圆(诸如单晶体硅晶圆)制成。目前，结晶硅太阳能电池的主要成本为太阳能电池制造于其上的晶圆。太阳能电池的效率或在标准照明下所产生的功率量部分地受此晶圆的品质限制。随着对太阳能电池的需求增加，太阳能电池产业的一目标为降低成本/功率比。制造晶圆的成本在不降低品质的情况下的任何减少均将降低成本/功率比，且允许此干净能源技术的较宽可用性。 
最高效率硅太阳能电池可具有大于20％的效率。此等硅太阳能电池是使用电子级单晶硅晶圆而制成。可藉由从使用Czochralski方法生长的单晶硅圆柱形晶块(boule)锯切薄片层来制成此类晶圆。此等片层的厚度可小于200μm。为维持单晶体生长，所述晶块必须从含有熔化物的坩埚(crucible)缓慢地生长，诸如小于10μm/s。随后的锯切制程对每晶圆导致大约200μm的锯口损失(kerf loss)，或归因于锯条(saw blade)的宽度的损失。也可能需要使圆柱形晶块或晶圆成正方形，以制作正方形太阳能电池。使成正方形及锯口损失两者均导致材料浪费且材料成本增加。随着太阳能电池变薄，每次切割浪费的硅的百分比增加。铸锭(ingot)分割技术的限制可能阻碍获得较薄太阳能电池的能力。 
使用从多晶硅铸锭锯切的晶圆来制作其他太阳能电池。多晶硅铸锭的生长速度可快于单晶硅的生长速度。然而，所得晶圆的品质较低，因为存在较多缺陷及晶界(grain boundaries)，且此较低品质导致较低效率的太阳能电池。用于多晶硅铸锭的锯切制程与用于单晶硅铸锭或晶块的锯切制程一样低效。 
可减少硅浪费的另一解决方案为在离子植入之后使晶圆从硅铸锭分裂(cleave)。举例而言，将氢、氦或其他惰性气体植入硅铸锭的表面之下，以形成经植入区。接着进行热、物理或化学处理，以使晶圆沿此经植入区从铸锭分裂。虽然经由离子植入的分裂可在无锯口损失的情况下产生晶圆，但仍有待证明可使用此方法来经济地产生硅晶圆。 
又一解决方案为从熔化物垂直拉出薄硅带，且接着允许所拉出的硅冷却并凝固为板材。此方法的拉出速率可被限制为小于大约18mm/min。在硅的冷却及凝固期间所移除的潜热(latent heat)必须沿垂直带移除。此导致沿所述带的较大温度梯度。此温度梯度对结晶硅带加应力，且可能导致较差品质的多晶粒硅。所述带的宽度及厚度也可能由于此温度梯度而受限。举例而言，宽度可被限于小于80nm，且厚度可被限于180μm。 
已测试从熔化物实体拉出的水平硅带。在一种方法中，将附着至一杆的晶种插入熔化物中，且在坩埚的边缘上以较低角度拉出所述杆及所得板材。所述角度及表面张力被平衡，以防止熔化物从坩埚上溅出。然而，难以起始及控制此拉出制程。必须接取坩埚及熔化物以插入晶种，此可能导致热量损失。可将额外热量添加至坩埚以补偿此热量损失。此额外热量可能导致熔化物中的垂直温度梯度，其可导致非层状(non-laminar)流体流。而且，必须执行可能较困难的倾斜角度调节，以平衡形成于坩埚边缘处的弯月面(meniscus)的重力与表面张力。此外，由于热量是在板材与熔化物的分离点处被移除，因此作为潜热被移除的热量与作为显热(sensible heat)被移除的热量之间存在突然变化。 此可导致此分离点处沿带的较大温度梯度，且可导致晶体中的错位(dislocations)。错位及挠曲(warping)可能由于沿板材的此等温度梯度而发生。 
尚未执行从熔化物水平分离的薄板材的制造，例如使用溢道(spillway)。藉由分离从熔化物的水平制造板材与从铸锭分割硅相比可能较便宜，且可能消除锯口损失或由于使成正方形而导致的损失。藉由分离从熔化物的水平制造板材与使用氢离子从铸锭分裂硅或其他拉出硅带的方法相比也可能较便宜。此外，从熔化物水平分离板材与拉出带相比可改良板材的晶体品质。诸如此可降低材料成本的晶体生长方法将为降低硅太阳能电池的成本的主要可行步骤。 
一旦制造出板材，就必须将其降温至诸如室温的较低温度。举例来说，由包含熔融硅材的装置中抽出硅板材，且将其输送至较低温的环境。在不同温度的环境之间输送延伸的板材或带状的板材会对板材造成热应力。且在大范围的晶格常数中，沿着板材的温度梯度会产生一梯度。若此梯度是均匀一致的，则晶格仍可维持有序，但若此梯度会沿着板材改变，则会产生错位。若此板材是宽且薄，则温度的横向梯度所产生的应力也会造成板材弯曲(扭曲或端部弯曲(end buckling))。因此，沿着板材的温度变化限制了板材的可用宽度及厚度。所以，此领域需要形成板材的改进方法，以将从熔化物制造出的板材上的热应力减至最小，且特别是需要使板材可维持无错位及无畸变的移除板材的改进方法。 
发明内容
本发明的第一方面提供一种方法，其包括冷却一材料的熔化物以及在此熔化物中形成此材料的固体板材。输送此板材及将此板材切割成至少一片段。冷却此片段。 
本发明的第二方面提供一种装置。此装置包括界定一通道的容器，此通道被配置为用以容纳一材料的熔化物。冷却板配置成接近此熔化物，且被配置为用以于此熔化物上形成此材料的板材。切削装置被配置为用以将此板材切成至少一片段。冷却腔室被配置为用以容纳此片段。此冷却腔室及此片段是经组态使近似均匀的横向温度横跨此片段的表面。 
本发明的第三方面提供一种装置。此装置包括界定一通道的容器，此通道被配置为用以容纳一材料的熔化物。冷却板配置成接近此熔化物，且被配置为用以于此熔化物上形成此材料的板材。切削装置被配置为用以将此板材切成至少一片段。冷却腔室被配置为用以容纳此片段。此片段在此冷却腔室中冷却。 
附图说明
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下面结合附图作详细说明如下： 
图1为根据一实施例的一种自熔化物分离出板材的装置的剖面侧视图； 
图2为根据一实施例的一种自熔化物拉出板材的装置的剖面侧视图； 
图3为根据一实施例的一种自熔化物制造出板材的装置的剖面侧视图； 
图4为根据一实施例的一种气体等温冷却系统的剖面侧视图； 
图5为根据一实施例的一种非均质的等温系统的剖面侧视图； 
图6为使用图3的实施例的制程流程图。 
具体实施方式
结合太阳能电池而描述本文的装置及方法的实施例。然而，此等实 施例也可用于制造(例如)集成电路、扁平平板或本领域技术人员已知的其他基板。此外，虽然本文将熔化物描述为硅，但熔化物可含有锗、硅与锗，或本领域技术人员已知的其他材料。因此，本发明不限于下文所描述的具体实施例。 
图1为从熔化物分离板材的装置的一实施例的剖面侧视图。形成板材的装置21具有容器16以及平板15及20。容器16以及平板15及20可为(例如)钨、氮化硼、氮化铝、钼、石墨、碳化硅或石英。容器16被配置为用以容纳熔化物10。熔化物10可为硅。在一实施例中，熔化物10可经由进料器11补充。进料器11可含有固体硅或固体硅与锗。在另一实施例中，熔化物10可被泵抽至(pumped into)容器16中。板材13将形成于熔化物10上。在一种情况下，板材13将至少部分地在熔化物10内浮动。虽然图1中是以板材13在熔化物10中浮动为例，但板材13也可至少部分地浸没于熔化物10中，或可浮动于熔化物10的顶部。在一种情况下，仅10％的板材13从熔化物10的顶部上方突出。熔化物10可在板材形成装置21内循环。 
此容器16界定至少一通道17。此通道17被配置为用以容纳熔化物10，且熔化物10从通道17的第一点18流动至第二点19。在一种情况下，通道17内的环境是静止的，以防止在熔化物10中产生涟波(ripples)。熔化物10可由于(例如)压力差、重力、磁流体动力(magnetohydrodynamic)驱动、螺旋泵，以及叶轮泵、轮或其他输送方法而流动。熔化物10接着在溢道(spillway)12上流动。此溢道12可为斜面、堰(weir)、小堤或角落，且不限于图1中所说明的实施例。溢道12可为允许板材13从熔化物10分离的任何形状。 
在此特定实施例中，平板15被配置为用以部分延伸于熔化物10的表面下方。此可防止波或涟波形成于熔化物10上时对板材13造成干扰。此等波或涟波可由于从进料器11添加熔化物材料、泵抽或本领域技术人员已知的其他原因而形成。平板15亦可用来控制熔化物10在通道17中的程度。 
在一特定实施例中，可使容器16以及平板15及20维持在稍高于近似1687K的温度。对于硅而言，1687K表示冷凝(freezing)温度或界面温度。藉由使容器16以及平板15及20的温度维持于稍高于熔化物10的冷凝温度，冷却板14可使用辐射冷却来起作用，以获得熔化物10上或熔化物10中的板材13的所要冷凝速率。在此特定实施例中，冷却板14由单个片段或部分组成，但在另一实施例中可包含多个片段或部分。可以高于熔化物10的熔化温度的温度来加热通道17的底部，以在熔化物10的界面处形成较小的垂直温度梯度，以防止组成过冷(constitutional supercooling)或在板材13上形成枝状结晶(dendrites)或分支突出部分。然而，容器16以及平板15及20可处于高于熔化物10的熔化温度的任何温度。此举防止熔化物10在容器16以及平板15及20上凝固。 
可藉由至少将装置21部分地或完全地封入一包壳(enclosure)内，来使装置21维持于稍高于熔化物10的冷凝温度的温度。若所述包壳使装置21维持于高于熔化物10的冷凝温度的温度，则可避免或减少加热装置21的需要，且包壳中或周围的加热器可补偿任何热量损失。此包壳可藉由非均质的传导性而等温。在另一特定实施例中，并不将加热器安置于包壳上或包壳中，而是将加热器安置于装置21中。在一种情况下，可藉由将加热器嵌入容器16内及使用多区温度控制来将容器16的不同区加热至不同温度。 
包壳可控制装置21所安置的环境。在一具体实施例中，包壳含有惰性气体。可使此惰性气体维持于高于熔化物10的冷凝温度。惰性气体可减少添加至熔化物10中的溶质量，其中溶质的添加可能导致板材13在形成制程期间的组成不稳定性。 
装置21包含冷却板14。冷却板14允许排热，使板材13形成于熔化物10上。当冷却板14的温度降低至低于熔化物10的冷凝温度时，冷却板14可致使板材13在熔化物10上或熔化物10中冷凝。此冷却板14可使用辐射冷却，或可由(例如)石墨、石英或碳化硅制造。冷却板14可从液态熔化物10快速、均匀且以受控量的方式移除热量。在形成板材13时，可减少对熔化物10的干扰，以防止在板材13中产生瑕疵。 
与其他带拉出(ribbon pulling)方法相比，熔化物10的表面上的熔解热量的排热及来自熔化物10的热量的排热可允许较快地产生板材13，同时使板材13维持较低的缺陷密度。冷却熔化物10的表面上的板材13或在熔化物10上浮动的板材13允许缓慢地且在较大区域上移除熔解潜热，同时具有相对大的板材13抽出速率。 
冷却板14在长度及宽度上的尺寸可增加。以具有相同垂直生长速率及所得板材13厚度而言，增加长度可允许较快的板材13抽出速率。增加冷却板14的宽度可产生较宽的板材13。不同于垂直板材拉出方法，使用图1中所述的装置及方法的实施例，不存在对板材13的宽度的固有(inherent)实体限制。 
在一特定实例中，熔化物10及板材13以大约1cm/s的速率流动。冷却板14的长度大约为20cm且宽度大约为25cm。板材13可在大约20秒内生长至大约100μm的厚度。因此，所述板材的厚度可以大约5μm/s的速率生长。可以大约10m2/小时的速率产生厚度大约为100μm的板材13。 
在一实施例中，可使熔化物10中的热梯度减至最小。此举可允许熔化物10流稳定且分层。也可允许使用冷却板14以及经由辐射冷却来形成板材13。在一特定情况下，冷却板14与熔化物10之间的温度差为大约300K，可以大约7μm/s的速率在熔化物10上或熔化物10中形成板材13。 
在冷却板14下游且在平板20下方的通道17区域可为等温的(isothermal)。此等温区可允许板材13进行退火。 
在板材13形成于熔化物10上之后，使用溢道12使板材13从熔化物10中分离。熔化物10从通道17的第一点18流动至第二点19。板材13将与熔化物10一起流动。板材13的此输送可为连续移动。在一种情况下，板材13的流动速度可大致与熔化物10的流动速度相同。因此，可形成且输送板材13，且板材13相对于熔化物10是静止的。可更改溢道12的形状或溢道12的定向(orientation)，以改变熔化物10或板材13的速度分布(profile)。 
熔化物10在溢道12处与板材13分离。在一实施例中，熔化物10的流动在溢道12上输送熔化物10，且可至少部分地在溢道12上输送板材13。此举可使单晶板材13的破裂程度减至最低或防止单晶板材13的破裂，这是因为无外部应力施加至板材13。在此特定实施例中，熔化物10将在溢道12上流动且远离板材13。不应将冷却应用于溢道12处，以防止对板材13造成热震(thermal shock)。在一实施例中，溢道12处的分离是在近等温条件下发生。 
与以垂直于熔化物方向来拉出板材的方式相比，板材13可较快地形成于装置21中，这是因为熔化物10可在一设定速度下流动，而此设定速度使熔化物10上的板材13可以适当地冷却及结晶。板材13会以大致与熔化物10的流动速度一样快的速度流动。此举减小板材13上的应力。因为拉出会对带造成应力，因此以垂直于熔化物方向来拉出带会有速度上的限制。在一实施例中，装置21中的板材13不会有任何所述拉出应力。此举可提升板材13的品质以及板材13的生产速度。 
在一实施例中，板材13可趋向于直接往前进而越过溢道12。在一些情况下，可在板材13越过溢道12之后支撑板材13，以防止板材13断裂。支撑元件22被配置为用以支撑板材13。支撑元件22可使用(例如)气体或鼓风机来提供气体压力差以支撑板材13。在板材13从熔化物10分离之后，可缓慢地改变板材13所处的环境的温度。在一种情况下，随着板材13移动远离溢道12，可降低所述温度。 
在一种情况下，板材13的生长、板材13的退火以及使用溢道12使板材13从熔化物10的分离可在等温环境下进行。使用溢道12的分离以及使板材13与熔化物10以大致相等的速率流动，可使板材13上的应力或机械应变减至最小。此举增加产生单晶体板材13的可能性。 
在另一实施例中，将磁场施加至板材形成装置21中的熔化物10及板材13。此举可消震(dampen)熔化物10内的振荡流(oscillatory flow)，且可改良板材13的结晶化。 
图2为从熔化物拉出板材的装置的一实施例的剖面侧视图。在此实施例中，板材形成装置23由熔化物10中拉出的板材13以输送之。在此实施例中，熔化物10不会在通道17中循环，且可使用晶种来拉出板材13。可藉由冷却板14来冷却以形成板材13，且可从熔化物10中拉出所得板材。 
图1至图2的实施例均使用冷却板14。冷却板14的长度上的不同冷却温度、熔化物10的不同流动速率或板材13的拉出速度、板材形成装置21或板材形成装置23的各个部分的长度，或在板材形成装置21或板材形成装置23内的时序(timing)可用于制程控制。若熔化物10为硅，则可在板材形成装置21中形成多晶板材13或单晶体板材13。在图1或图2的实施例中，板材形成装置21或板材形成装置23可包含于包壳中。 
图1及图2仅为可在熔化物10中形成板材13的板材形成装置的两个实例。也可以使用其他用于垂直或水平板材13生长的装置或方法。虽然本文所描述的方法及装置的实施例是针对图1的板材形成装置来具体描述，但这些实施例可应用于任何垂直或水平板材13的生长方法或 装置。因此，此处所述的实施例并非仅限于图1至图2的具体实施例。 
在板材13上的峰值应变(peak strain)可能发生于板材13的宽度(图3的Z方向)的边缘。温度梯度造成的应变可能使板材13产生形变或位移。此温度梯度描述特定位置周围的温度改变的趋势与速率。基于可能造成形变及位移，有需要在一些实施例中最小化沿着板材13的温度梯度。在板材13冷却的过程中，降低温度梯度可减少板材13的应变。 
图3为本发明的一实施例的一种装置的剖面侧视图，其中装置用以从熔化物制造出板材。虽然图3的实施例是以使用板材形成装置21为例，但图3的实施例也可以使用板材形成装置23或其他可从熔化物10形成板材13的装置。图3的实施例减少板材13可能经历的任何温度梯度。板材13由板材形成装置21所形成。板材13的潜热在其暴露于冷却板14的期间被移除，且横跨于板材13的高度或厚度(图3中的Y方向)的温度梯度随的产生。熔化物10的温度使板材13可能会在区域34中进行退火。在区域34中可维持一近似均匀的温度。在一实施例中，区域34的温度可略高于熔化物10的温度，使得部分板材13会熔回至熔化物10中。区域34的温度也造成板材13中的应变会进行退火，其中此应变是在冷却板14的形成制程中或结晶制程中产生。 
当板材13在溢道12处自熔化物10分离，板材13会被输送以离开板材形成装置21。支撑单元30可将板材13保持为水平且平坦。支撑单元30可为气体或鼓风机、流体轴承或其他支撑系统。 
切削装置31将板材13切成至少一片段33。在此，片段33部分突出于冷却腔室32。切削装置31可为激光切削机、热压器或锯子。片段33可为方形、矩形或其他板材13的部分形状。在板材于熔化物10、区域34、或其他高温度区域中退火后，可藉由切削装置31切削板材13。在切削板材13时，可藉由流体平台、流体轴承或其他所属领域中技术人员所熟知的装置来支撑板材13。这样的支撑可以在切削期间防止扰乱 切削上游的板材13生长。 
板材13的片段33而后可在冷却腔室32中冷却。虽然图3是以于冷却腔室32中承载一片段33为例，但也可于冷却腔室32中承载多个片段33。冷却腔室32可维持空间上均匀的温度，其中此温度随着时间而递减。在一实施例中，可最小化冷却腔室32与片段33之间的温度差。接着可在冷却腔室32中进行冷却控制，以最小化片段33中的热应力或其他应变。此举可最小化板材13或片段33中产生的任何温度梯度。若可最小化或防止温度梯度，即可制造高品质的板材13或片段33。如此，也能制造较宽的板材13或片段33。 
本领域中技术人员皆熟知在这种冷却腔室32中，可使用空间上的温度梯度来制造随着时间而递减的温度，以移除来自于冷却腔室32或片段33内部的热。在某种程度上，此温度梯度垂直于板材13或片段33区域，且可忽略板材13或片段33的顶部与底部之间沿着图3中的Y方向的温度差。防止横向温度梯度可免除板材13或片段33翘曲的可能，因此能免除板材13或片段33在尺寸上的限制。此处的横向是指横跨于片段33或板材13的表面，或者是图3中的X或Z方向。 
一旦片段33被载入冷却腔室32中，冷却腔室32可将片段33自板材形成装置21中移除或输送离开。此动作可在一输送带上、其他组件中或机械系统中，以自动机械式进行。在一实例中，在制造板材13与片段33的期间，可使用与循环多个系统32。冷却腔室32可在诸如一空间上或横向(图3的X或Z方向)感测中维持等温或近似等温，以在冷却腔室32缓慢降低片段33的温度之前，最小化片段33的应力及应变。 
图4为本发明的一实施例的一种气体等温冷却系统的剖面侧视图。图4中的冷却腔室40为图3中的冷却腔室32的一实施例。片段33静置于冷却腔室40中，其中冷却腔室40在空间上为等温或近似等温的环境。片段33可配置于冷却腔室40中的一表面上。在冷却腔室40中完成气体对流冷却，如此一来，冷却腔室40及片段33可在空间上维持等温或近似等温并降至诸如室温的温度。因此，冷却腔室40可在高温下装载片段33，且而后在低温下移除片段33，其中相较于对板材13进行主动(active)冷却，此方法能具有较少缺陷。
冷却腔室40具有与片段33邻近的多孔材料41，例如多孔陶瓷。多孔材料41藉由导管42与气体源43流体交流。在一实施例中，可以烧结或钻孔多孔材料41。诸如氢、氮、氦或其他惰性气体等钝性气体可自气体源43流经多孔材料41，使冷却腔室40在受控制的方式下冷却进行空间上的等温或冷却。驱气环44可用以捕捉气体，以防止气体影响冷却腔室40的环境。环绕冷却腔室40的热绝缘体可进一步地最小化可能对冷却腔室40环境产生的影响。在装载与运输片段33的期间以及在冷却片段33以避免应力或应变的期间，冷却腔室40被配置为用以在空间上为等温或近似等温的环境，其中例如是在横向(图3中的X方向或Z方向)感测上为等温。在冷却期间，片段33在横跨整个片段33上具有近似均匀的横向温度。此处的横向使指横跨于片段33或板材13的表面，或指图3中的X方向或Z方向。 
图5为本发明一实施例的一种非均质的等温系统的剖面侧视图。图5的冷却腔室50为图3的冷却腔室32的另一实施例。在本实施例中，片段33被非均质材质的厚板51所围绕，此非均质材质例如为热解石墨。片段33可配置于冷却腔室50中的一表面上。当冷却腔室50被输送至不同温度的区域或冷却腔室50四周的温度改变时，厚板51的范围可设置成使片段33维持在空间上等温或近似等温的环境中，因此片段33可维持在均匀温度，其中空间上例如是指在横向(图3中的X方向或Z方向)感测上。举例来说，厚板51可具有一横向尺寸，此横向尺寸比片段33的尺寸约大于50％。片段33可缓慢地适应室外温度的改变。本实施例允许在不同温度的区域之间运输片段33以将其冷却，且可不需要使用气体进行主动(active)冷却。在本实施例中，冷却腔室50在冷却腔室50及片段33之中具有垂直的温度梯度。热导可用以维持横向等温或近似等温的状态，且可将热以纵向(transversely)而非横向(1aterally)方式排除。横向上的非均质热传导性可能会大于纵向上的非均质热传导性。此处的横向是指横跨片段33或板材13的表面，或指图3中的X方向或Z方向。此处的纵向是指横跨板材的厚度，或指图3中的Y方向。 
图6为图3的实施例的制程流程图。虽然在附图中是以冷却腔室40及冷却腔室50为例，但也可以是其他实施例的冷却腔室32，且冷却腔室40及冷却腔室50也可以是冷却腔室32以外的其他冷却腔室。例如在板材形成装置21中或板材形成装置23中形成板材(步骤60)。此板材再被切成片段(步骤61)。而后，此片段被装载于冷却腔室中(步骤62)并被冷却(步骤63)。冷却此片段(步骤63)，使片段维持在空间上等温或近似等温状态下以避免缺陷产生。在冷却片段之前、冷却片段期间或冷却片段之后(步骤63)皆可输送片段。此冷却过程(步骤63)可使用气体冷却、将片段移动至不同温度下的不同区域或调整片段周遭的温度。 
本发明的范围不受限于上述实施例。事实上，除了上述实施例以外，所属领域中技术人员可根据以上描述及所附图而轻易地得知本发明的其他各种实施例或本发明的润饰。因此，这些其他的实施例或润饰亦涵盖于本发明的范围内。再者，虽然本发明的实施例是以基于特定目的在特定环境中进行特定施行为例以揭示本发明，然任何所属技术领域中技术人员应理解本发明不限于此，且本发明可以在多种环境与多种目的下有利地施行。因此，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以权利要求所界定的范围为准。 

Claims (20)

1.一种形成板材的方法，包括：
藉由辐射冷却来冷却一半导体材料的一熔化物；
归因于所述熔化物的所述冷却，于所述熔化物的表面上形成所述半导体材料的一固体板材，其中所述半导体材料的所述固体板材浮动于所述熔化物的表面上；
输送所述板材；
将所述板材切割成至少一片段；以及
冷却所述片段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料选自由硅、硅及锗、镓以及氮化镓所构成的族群。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括使用一溢道自所述熔化物分离所述板材。
4.根据权利要求1所述的方法，其中冷却所述片段的步骤包括使用气体进行气体冷却。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述冷却所述片段的步骤将横跨所述片段的表面的横向热梯度最小化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却所述片段的步骤包括随着时间降低所述片段的温度，且维持横跨所述片段的表面的横向温度的均匀性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述冷却所述片段的步骤纵向跨越所述片段的厚度。
8.一种形成板材的装置，包括：
一容器，界定一通道，所述通道被配置为用以容纳一半导体材料的一熔化物；
一冷却板，配置成接近所述熔化物，且经设置以于所述熔化物上形成所述半导体材料的一板材；
一切削装置，被配置为用以将所述板材切成至少一片段；以及
一冷却腔室，被配置为用以容纳所述片段，其中所述冷却腔室及所述片段是被配置为用以使近似均匀的横向温度横跨所述片段的表面。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述半导体材料选自由硅、硅及锗、镓以及氮化镓所构成的族群。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述冷却腔室包括一冷却机制。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述冷却机制包括多个导管以及一气体源。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述冷却腔室包括至少一多孔材料。
13.根据权利要求12所述的装置，还包括多个导管以及一气体源，其中所述气体源与所述多孔材料流体交流。
14.根据权利要求8所述的装置，其中所述冷却腔室被配置为用以在一段时间内改变所述近似均匀的横向温度。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述近似均匀的横向温度被降低至室温。
16.根据权利要求14所述的装置，其中在没有于所述片段的所述表面上产生横向热梯度的状态下冷却所述冷却腔室以及所述片段。
17.一种形成板材的装置，包括：
一容器，界定一通道，所述通道被配置为用以容纳一半导体材料的一熔化物；
一冷却板，配置成接近所述熔化物，且被配置为用以于所述熔化物上形成所述半导体材料的一板材；
一切削装置，被配置为用以将所述板材切成至少一片段；以及
一冷却腔室，被配置为用以容纳所述片段，其中所述片段在所述冷却腔室中冷却。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述半导体材料选自由硅、硅及锗、镓以及氮化镓所构成的族群。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述冷却腔室具有配置于所述片段的上方与下方的多个腔壁，且所述腔壁具有非均质的热传导性，横向跨越所述片段的表面的热传导性大致大于纵向跨越所述片段的厚度的热传导性。
20.根据权利要求17所述的装置，其中所述冷却腔室由热解石墨组成。
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