CN104769166A - 从坩埚中的种晶生长硅铸锭的系统和方法及其中所使用的种晶的制造 - Google Patents

从坩埚中的种晶生长硅铸锭的系统和方法及其中所使用的种晶的制造 Download PDF

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CN104769166A CN201380043928.1A CN201380043928A CN104769166A CN 104769166 A CN104769166 A CN 104769166A CN 201380043928 A CN201380043928 A CN 201380043928A CN 104769166 A CN104769166 A CN 104769166A
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Abstract

本文提供降低硅铸锭生产总成本的系统及方法。更具体地说，可以特殊取向自关于多个节点的硅晶锭薄切一或多片表面片件。这些一或多片表面片件可接着予以形成为一或多颗可用于硅铸锭生长工艺具有特定长度、宽度和厚度的种晶。藉由利用这些片件以形成一或多颗种晶，以前会遭到丢弃的晶锭片件现在可予以用于形成高品质种晶以供硅铸锭生长工艺使用。

Description

从坩埚中的种晶生长硅铸锭的系统和方法及其中所使用的种晶的制造
相关申请案的对照参考
本申请案主张2013年8月17日所申请第61/684,331号美国临时专利申请案的优先权。此申请案的全部内容特此含括引用于本文中。
技术领域
本发明涉及从坩埚中的种晶生长硅铸锭的系统和方法、以及其中所使用的种晶的制造方法。
背景技术
如方向性固化系统(DSS)之类的晶体生长设备或熔炉(furnace)含括坩埚中如硅之类原料材料(feedstock material)的熔化和受控制再固化(resolidification)以生产铸锭。固化铸锭自熔融原料的生产在许多可识别步骤中出现数个小时。例如，为了藉由DSS方法生产硅铸锭，固态硅原料载入坩埚内并且置于DSS熔炉的热区内。接着使用热区内的各种加热成分(elements)加热原料进料(feedstock charge)，并且维持熔炉温度远高于1412℃硅熔化温度数小时以确保完全熔化。一旦完全熔化，自熔融原料除热，常藉由在热区内施加温度梯度，以便方向性固化熔化物(melt)并且形成硅铸锭。藉由控制熔化物如何熔化，可实现纯度高于起始原料材料的铸锭，其可接着予以用于各种高阶应用，如半导体和光电产业。
为了使用DSS工艺制备单晶硅铸锭，通常将单一晶体种晶覆瓦(tile)(多颗种晶)置于硅铸锭生产用的坩埚底部层件中。接着将硅原料加载于种晶顶部并由上往下熔化。一旦熔化物触及种晶顶部，工艺即转移到方向性固化阶段。种晶遍及工艺维持至少部分固态并且作用为熔融原料结晶化的模板(template)。亦即，虽然种晶表面可部分熔化，但由于生长(熔化物固化)始于种晶表面，因此，整个最后生长出来的铸锭仍重复种晶的晶体结构。
这些种晶其厚度范围通常由大约5毫米(mm)到35毫米并且包覆坩埚底部的显著区域(significant area)。标准坩埚的大小可相当大，因而需要大量种晶以生长上述硅坩埚。
由于所需种晶的成本通常相当高(例如，每个铸锭大约2,000至10,000美金)，故各单独铸锭的制造成本因而极高。因此，需要降低每个铸锭制造成本并且简化取向程序以较低成本生产较高品质铸锭的生产硅铸锭的系统及方法。
发明内容
本文提供降低整体硅铸锭生产成本的系统及方法。更具体地说，一或多片表面片件可以特殊取向涉及多个节点自硅晶锭薄切一或多片表面片件。这些一或多片表面片件可接着予以形成为具有硅铸锭生长工艺用特定长度、宽度和厚度的一或多颗种晶。藉由利用这些片件以形成一或多颗种晶，以前遭到丢弃的晶锭片件现在可用于形成高品质种晶以供硅铸锭生长工艺使用。
较佳的是，表面片件可为一或多片用于将硅晶锭做成方砖的工艺直接导致的残余片件(residual pieces)。接着可依各种取向在坩埚底部列置这些表面片件。
在本发明的某些示例性具体实施例中，也可藉由多次切割各表面片件修剪(crop)表面片件。接着可将经修剪表面片件薄切成多个种晶并且予以置于坩埚底部。接着可依经配置用以防止或减少经生长铸锭内形成并且扩展(spread)次晶粒边界的特殊取向在坩埚中安置种晶。
下文说明本发明的其它态样及具体实施例。
附图说明
为了更理解本发明的本质及期望目的而配合附图参照底下详细说明，其中，相称的元件符号在许多图示代表相应部分，并且其中：
图1是根据本发明一示例性具体实施例出自晶锭的示例性表面片件的透视图；
图2是根据本发明一示例性具体实施例晶锭方形化后形成的砖体(brick)和残余片件的剖面图；
图3描述根据本发明一示例性具体实施例要安置在晶体生长设备中的种晶用第一示例性种晶取向；
图4A至图4D描述根据本发明一示例性具体实施例要置于晶体生长设备中的种晶用第二示例性种晶取向和修剪技术；
图5A至图5D描述根据本发明一示例性具体实施例要置于晶体生长设备中的种晶用第三示例性种晶取向和修剪技术；
图6A至图6D描述根据本发明一示例性具体实施例要置于晶体生长设备中的种晶用第四示例性种晶取向和修剪技术；
图7A至图7E描述根据本发明一示例性具体实施例可涉及图7E所示种晶取向所使用的又一示例性修剪技术；
图8是根据图7E所示种晶取向予以配向的两颗种晶之间所形成边界和砖面的少数载子寿命扫描；
图9是根据本发明示例性具体实施例种晶制造技术描述晶体生长设备中生长硅铸锭所用方法的流程图；以及
图10是根据本发明示例性具体实施例可用于生长硅铸锭的示例性晶体生长设备的剖面前视图。
具体实施方式
定义
参照底下定义得以最清楚理解本发明：
除非上下文另有清楚指示，否则说明书和权利要求书中所使用的单数形式「一」和「该」包括复数参考。
本文所述的「晶体生长设备」意指任何能够以普遍大于大约1000℃的温度加热并且熔化硅等固态原料并且促进所产生熔融原料材料再固化以形成光电(PV)及/或半导体应用所使用单晶硅铸锭等晶体材料的装置或设备。
本文所述的「修剪装置」是任何能够将硅精确切割成一或多片片件的装置。修剪装置可为例如刀子、自动化锯子、或任何其它精确切技割有效技术所已知经明确配置的装置。
本文所述「方形化装置」是任何能够将硅精确方形化成一或多片具有如砖体等方形剖面形状的片件的装置。方形化装置可为经明确配置用以方形化硅晶锭的例如自动化电脑辅助制造机器或锯子。
本文所述的「表面片件」是薄切自圆柱状晶锭的半圆柱状片件，有时称为圆柱状节片(cylindrical segment)。这些表面片件包括起源于晶锭遭到切割、薄切、或在某些实例中甚至遭到截割(section)之前一部分原始圆柱状晶锭表面的至少一表面。这些表面片件较佳是典型方形化工艺期间方形化晶锭所致的残余片件。然而，也可在晶锭已截割之前或之后以个别基础从晶锭移除残留片件。因此，本发明的描述性具体实施例不局限于此。
详细说明
下文参照附图说明的是本发明的较佳具体实施例，其中，相称的元件符号代表相同或类似的元件。
本发明涉及方向性固化工艺坩埚中生长硅铸锭的系统及方法。如上所述，单一晶体种晶覆瓦(多颗种晶)置于硅铸锭生产用坩埚(例如，铸造坩埚)底部层件中。接着将硅原料加载在种晶顶部并且予以由上往下熔化。一旦熔化物触及种晶顶部，工艺即转移到方向性固化阶段。种晶块体(bulk)大部分在整个铸造程序维持固态(或主要呈固态)并且作用为熔融原料结晶用模板。由于生长(熔化物固化)起于种晶表面，因此种晶的晶体结构在整个遍及所形成铸锭重复。
透过上述工艺用于生产一单晶硅铸锭仅种晶的总成本目前大约每个铸锭2000至10000美元。此成本因制备种晶所用材料价值而高。尤其是，种晶切割自砖体，其中，晶圆已经薄切自该砖体。因此，藉由降低种晶成本降低各单独铸锭总成本同时又考虑次晶粒边界形成的工艺将极有助于整体产业。
本发明的示例性具体实施例包括藉由降低生长铸锭所用种晶成本用于降低硅铸锭生产总成本的系统及方法。更具体地说，硅铸锭生长制造相关成本藉由利用薄切自晶锭的一或多片表面片件而予以降低。这些表面片件可为硅砖制造程序期间方形化晶锭所致或者可在晶锭上以特殊取向涉及多个节点自圆柱状硅晶锭四面中任一面予以单独薄切的残余片件。如上所述，由于表面片件包括一部分圆柱表面，因此各片件在最初薄切自晶锭时都应该具有一曲状表面以及三扁平表面。例如，图1描述已自圆柱状晶锭侧部表面的一予以薄切的示例性表面片件100。
例如，使用丘克拉斯基(Cz)工艺形成的晶锭包含上「颈部」区段(section)和底端「尾部」区段，其经截割或移除以形成具有期望或目标长度的相对圆柱状晶锭。形成的圆柱状晶锭接着通常藉由薄切掉圆边予以进一步处理以形成具有正方形或假正方形剖面形状(通常称为方形化)的砖体，其可接着予以再薄化成太阳能电池用的晶圆。此示于图2，其中，晶锭200藉由移除形成砖体204的残余片件202a至202d(有时称为「翼部」)予以方形化。所以，如图1所示，表面片件(如四片残余片件202a至202d)在一表面(亦即切割面)上呈扁平，并且因晶锭200的圆柱形状也具有外曲面(curved outer surface)。形成的残余片件因为将晶锭200较佳的是方形化成以特殊布置(disposition)涉及外凸自晶锭的多个节点206a至206d的正方形或假正方形而形成。如上所述，晶锭200可为藉由丘克拉斯基生长工艺或浮动区生长工艺所形成的硅晶锭，然而，本发明的描述性具体实施例不局限于此。再者，虽然下文具体实施例详细说明中所述表面片件当作取自上述方形化工艺，本发明的描述性具体实施例仍然不必局限于此。
传统上，表面片件(尤是是方形化晶锭所产生的残余片件)由砖体制造商予以分成较小片件并且予以再生作为CZ或方向性固化系统(DSS)生长工艺中使用的原料。然而，有帮助的是，本发明的示例性具体实施例利用这些被视为废物并且因而不昂贵的表面/残余片件，以便制造至少一用于硅铸锭生长工艺的种晶，藉以降低铸锭制造相关的总成本。
或者，如上所述，可从圆柱状硅晶锭单独薄切表面片件作为特意工艺的部分，以取得非属上述方形化工艺结果的表面片件204。因此，本发明的描述性具体实施例不局限于仅取自方形化工艺的表面片件，因为方形化工艺仅是取得一般遭丢弃表面片件的较佳方法。
无论表面片件是否为方形化所致的残余片件或特意薄切自晶锭的单独表面片件，都必须在晶锭上以特殊取向涉及至少两个节点制作片件。亦即，薄切平面的制作必须考量晶锭内晶体的取向(亦即，由于与多个节点的关系)。例如，如此作法利用硅晶锭确保表面片件本身当扁平表面面朝下时较佳的是具有依垂直方向的<100>取向。表面片件由于与晶锭生长取向平行而沿着任一表面片件的长度也较佳的是具有<100>取向。这暗示垂直于前两个方向(亦即垂直方向和沿着残余片件长度的方向)的方向由于硅晶格立体对称也具有<100>族系平面(family plane)。
亦即，在本发明的示例性具体实施例中，当硅晶锭涉及晶锭外表面上所置多个经明确识别节点予以方形化时，经由任一节点自生长轴垂直拉出的向量呈<100>方向。因此，可藉由涉及这些节点方形化晶锭假设所形成砖体的适当表面取向。因此，可沿着假方砖的侧部表面以及沿着残余片件的扁平表面取得<100>取向。
在本发明的上述示例性具体实施例中，晶锭应该较佳的具有大约170毫米至220毫米的直径，并且更佳的具有大约205毫米的直径。所形成硅砖较佳的是具有侧边大约150毫米至170毫米，并且较佳为150至155毫米的正方形或假正方形剖面形状。砖体长度较佳是介于大约350毫米至450毫米之间，并且更佳是介于大约375至425毫米之间，如大约400毫米。各表面片件都可具有类似于所形成砖体的宽度W(例如较佳是90毫米至105毫米，并且更佳是95至100毫米)以及大约0.1毫米至24毫米的厚度(由扁平表面至曲状表面)。或者，各表面片件都可予以截割成各小于其所由薄切而出的圆柱状晶锭的多个表面片件。
在本发明的示例性具体实施例中，可提供经配置用以藉由方向性固化促进单晶生长的晶体生长设备并且至少一颗种晶和原料材料较佳置于晶体生长设备的坩埚中。接着加热晶体生长设备以熔化坩埚中所含的原料材料而较佳是未实质熔化种晶。晶体生长设备中至少一加热元件(element)控制熔化以便实现上述期望铸锭。置于坩埚底部的种晶可包含可取自任一上述工艺的至少一表面片件制成的一或多颗种晶。
在本发明的示例性具体实施例中，这些表面片件取决于坩埚底部如何布置一或多颗种晶而可额外予以修剪或保留未修剪。更明确地说，在本发明的示例性具体实施例中，如图3至图7所示，可依各种取向在坩埚底部安置一或多颗种晶。如上所述，所使用的特殊取向取决于将表面片件薄切自晶锭后如何以及是否修剪残余片件。
例如，如图3所示，当残余片件未修剪时，可依交替图案在坩埚309的底部安置多个种晶304，其中，一颗种晶具有面向一方向的曲状表面，而邻近或相邻种晶则具有面向相反方向的曲状表面。在本发明的描述性具体实施例中，生产自表面片件的各颗种晶都在坩埚309底部层化以至于邻近种晶涉及其邻近种晶旋转180度(亦即，翻覆/交替)。如上所述，曲状表面和扁平表面都具有相同的晶体取向，如<100>硅晶体取向。依此交替图案安置这些种晶，确保将原料载入坩埚内时，仍保持种晶的正确位置。不需要额外修剪以形成扁平表面。此外，在本示例性具体实施例中，介于邻近种晶之间的一或多个间隙在某些具体实施例中可与液态硅融合在一起以进一步保持<100>晶硅取向。
也可修剪表面片件的截面以提供梯形剖面形状，其也可使用这交替图案予以安置在坩埚中，如图4D所示。在本具体实施例中，如图4A所示，表面片件400的侧部以大约45度对角(亦即沿着划线E-E和F-F)予以切割/修剪并且顶部区段进一步予以自表面片件的顶部薄切/修剪掉以形成条板400’(图4B)。「条板(plank)」界定为长度显著大于宽度和高度的实质三维矩形或正方形结构。另外，如图4C所示，条板400’可予以截割成一或多片可当作种晶的较小片件400”。在某些具体实施例中，为了让种晶在硅生长工艺中生效，每颗种晶都应该具有介于大约5至35毫米之间的厚度T。因此，在某些应用中可取决于表面片件的厚度修剪表面片件，以形成厚度T介于5至35毫米、较佳是10至25毫米、以及更佳是10至20毫米的种晶。或者，可堆迭种晶以便实现期望厚度。种晶的尺寸可随例如最终铸锭的期望尺寸(其与坩埚的尺寸有关)以及所要使用种晶的数量而变。较佳的是，种晶沿着任一边缘的尺寸范围由大约10公分至大约85公分。可接着以交替图案404在坩埚409底部布置形成的种晶。
或者，如图5A至图5D所示，也可沿着图5A所示画线A-A和B-B修剪/切割表面片件500。在本具体实施例中，如图5B所示，可沿着表面片件沿着画线A-A和B-B的「转角(corner)」实施第一切割和第二切割以形成一或多颗具有五个扁平表面和一个曲状表面的种晶。在图5B中，所形成的种晶可称为具有厚度T、宽度W和长度L的「条板」500’。本实例中条板的长度可等于所由取得表面片件的晶锭(经截割或未截割)的长度。虽然非必要，在由晶锭的那部分薄切表面片件之前仍可将晶锭截割成较小片件。此外，如图4C所示，可再次将条板500’薄切成具有期望尺寸和厚度的多个种晶500”。具有剖面形状如以上图5A至图5C所述的种晶可借着以非交替剖面图案504予以在坩埚509中布置以至于图5D所示邻近种晶沿着画线A-A切割的侧部邻接沿着画线B-B切割的侧部。
此外，如图6A至图6D所示，可交替修剪表面片件600以形成矩形状种晶。例如，如图6A所示，沿着表面片件的画线A’-A’、B’-B’以及C’-C’实施第一切割、第二切割、以及第三切割。所以，得以形成具有六个扁平表面并且无曲状表面的种晶。图6B中形成的种晶可称为具有厚度T’、宽度W还有长度L的条板600’。如图6B所示，宽度W和L与条板500’(图5B)的宽度W和长度L实质相同。另外，如图5C所述的具体实施例，可将图6B中的条板600’薄切成具有期望尺寸和厚度的多个种晶600”。具有如以上图6A至图6C所述剖面状的种晶可接着以非交替剖面图案604予以布置在坩埚609中以至于图6D中所示邻近晶种沿着画线A’-A’切割的侧部邻接沿着B’-B’切割的侧部。
如上所述，可将条板600’薄切成多个种晶。然而，如何薄切/切割这些种晶也可影响邻近种晶之间所形成边界的特性，藉以影响晶体铸锭生长的特性。图7A至图7D提供用于薄切生产自表面片件的条板的较佳技术，其防止或减少次晶粒在邻近种晶之间的形成。更具体地说，可藉由以多个预定夹角薄切条板将条板切割成至少一钻石状种晶。
尤其是，如图7A所示，可相对条板依<110>方向长度相关轴以大约45度夹角在第一条板600’a中实施第一切割D-D。可距离第一切割预定长度L相对条板600’a依<110>方向长度相关轴以大约45度夹角接着实施第二切割。第一切割和第二切割导致形成至少一颗钻石状种晶700a(图7B)。
另外，如图7C所示，可相对条板依<-110>方向长度相关轴以大约45度夹角在第二条板600’b中实施第一切割D’-D’。可接着距离第一切割预定长度L相对条板600’b依<-110>方向长度相关轴以大约45度夹角实施第二切割。第一切割和与第二切割可形成至少一颗钻石状种晶700b(图7D)。
以上工艺可反复多次，直到生产出期望数量的钻石状种晶为止。本发明本示例性具体实施例中产生的钻石状种晶组成具有依<110>取向的至少一侧部表面和依<100>取向的至少一侧部表面的第一组钻石状种晶(例如，700a)、以及具有镜射第一组的取向的第二组钻石状种晶(例如，700b)。
如图7E所示，可在坩埚底部布局第一与第二组钻石状种晶，而使第一组中依<100>取向的至少一侧部与第二组种晶中依<110>取向的至少一侧部接触。以此方式安置可防止次晶粒边界，其可启始于依习知取向两邻近种晶之间并且在晶体生长设备(如图10所示的设备并且下文有进一步说明)中生长作为铸锭的种晶安置。
次晶粒也可启始自硅碳化物与氮化物的杂染物(inclusion)。随着铸锭生长，杂染物引发的次晶粒可遍布(invade)所生长铸锭的整个体积。这些缺陷对于生产自形成的铸锭的每一颗太阳能电池的效率造成显著影响。然而，如图8砖面少数载子寿命所示，在利用上述钻石状种晶时，杂染物集结(nucleated)的次晶粒通常无法越过边界生长。亦即，在本发明的示例性具体实施例中，边界本身免于次晶粒增殖(multiplication)及遍布。
然而，应注意的是，以上取向仅为示例并且使用上述形成自方形化硅晶锭的表面片件的钻石状种晶和矩形状种晶的其它取向可予以使用而不脱离本发明。
使用上述技术，图9描述流程图，其描述藉由降低生长铸锭时所用种晶成本而降低硅铸锭生产总成本并且防止或减少硅铸锭生长期间次晶粒在两颗种晶之间形成的晶体生长设备中用来制造种晶的方法。更明确地说，在步骤902中，以特殊取向涉及多个节点藉由方形化装置将晶锭方形化而自晶锭产生砖体。如上所述，多个表面片件由方形化晶锭所造成。其次，判断是否要修剪种晶(步骤904)。若要修剪种晶，则利用修剪装置修剪各片多个表面片件而自各片多个表面片件形成具有特定长度、宽度和厚度的至少一颗种晶(步骤906)。可自各片表面片件形成多个种晶，并且形成的种晶可使用一或多种化学剂予以进一步清洗、蚀刻以移除金属污染物、以及使用蒸馏水清理予以制备供使用。
种晶列置于坩埚底部(步骤908)，并且原料材料加载于其上(步骤910)。若不修剪种晶，则自表面片件形成的至少一颗种晶进行步骤908和910。最后，熔化原料材料而未实质熔化种晶，并且接着固化熔人物以形成硅铸锭(步骤912)。
此外，在用于进行上述方法的系统中，如安装有方形化用特定刀片(blade)的第一止锯(ban saw)或线锯(wire saw)之类的方形化装置可予以用于方形化晶锭。取决于所使用的工艺可自动或手动驱动本发明示例性具体实施例中的方形化工艺。同样地，如安装有修剪用特定刀片的第二带锯或线锯之类的任何已知修剪机制可用在本发明的示例性具体实施例中以将表面片件分别修剪并且薄化成一或多颗种晶。此外，第一与第二切割装置各可包括各能够以预配置夹角切割或薄切材料的多个锯件(saws)。因此，本发明的上述具体实施例不局限于此。
有帮助的是，可藉由利用这些表面片件将硅的单一硅铸锭生产总成本例如由每铸锭4000美元降低到每铸锭400美元。此外，藉由上述在坩埚中明确修剪、列置并且取向形成自表面片件的种晶，若未整体预防则可大幅减少介于两邻近种晶之间的次晶粒边界。
藉由上述方法生产的种晶可予以用在晶体生长设备中，如方向性固化熔炉，用以形成具有目标晶体取向的铸锭。例如，如图10所示，坩埚14内含于坩埚盒15内并且置于可依方向A予以垂直移动的绝缘物13所围绕的热区12内基座支撑件17上所升起坩埚区块16的顶部上。晶体生长设备10的坩埚14包含原料材料18和多个种晶19。可为上述任何一种的种晶19可沿着坩埚14底部予以列置，并且实质完全包覆整个底部，其中，一颗种晶的边缘邻接至少一颗邻近种晶的边缘。尽管此描述性表示经瓦制(tile)由边缘至边缘并且由转角至转角填充坩埚14底部的单晶种晶19，实际情况是，坩埚因其制备方法而通常在转角和边缘具有某些曲度(curvature)，并且可无法覆瓦种晶超出曲度同时又沿着坩埚底部平置有种晶。可在种晶19周围和顶部提供原料材料18。
硅铸锭使用此晶体生长设备的制备可藉由加热并且熔化原料材料、使用顶部加热器20a和侧部加热器20b、使用热耦器21较佳是无需实质熔化种晶(虽然可能有某部分种晶回熔，尤其是种晶具有曲状上表面的具体实施例)而予以监测、以及自坩埚移除热以形成硅铸锭。若种晶系安置在坩埚中全都具有相同取向，则形成的铸锭将是单晶铸锭(整个具有相同晶体取向)。若种晶经列置而具有晶体取向交替图案，则当铸锭在种晶上方的部分将是单晶时，铸锭整体将是有几何顺序的多晶铸锭(在经界定或排序图案中具有单晶材料不同的多个区域)。
虽然已使用特定术语说明本发明的较佳具体实施例，此说明的目的仅在于描述，并且要理解可施作变更和变化而不脱离权利要求书的精神或范畴。

Claims (58)

1.一种用于制造种晶以供用在硅铸锭生长工艺中的方法，该方法包含：
藉由第一切割装置以特殊取向涉及多个节点自硅晶锭薄切一或多片表面片件；以及
将该一或多片表面片件形成为可用在硅铸锭生长工艺中具有特定长度、宽度和厚度的一或多颗种晶。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含：
在形成该一或多颗种晶之前，沿着预定切割线修剪所述表面片件的一或多片表面片件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，该一或多片表面片件是为了形成硅砖以特殊取向涉及该多个节点方形化该硅晶锭所形成的残余片件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，四片残余片件因方形化该硅晶锭而形成，并且其中，该砖体具有在各侧部表面上呈<100>取向的假正方形剖面形状。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，一或多片表面片件藉由第二切割装置予以切割，以形成该表面片件的第一表面和第二表面，并且该经切割表面片件因而具有五个扁平表面和一个曲状表面。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，一或多片表面片件经纵向修剪以形成两个扁平垂直侧部表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，一或多片表面片件经进一步修剪以形成扁平水平顶部表面。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，该第二切割装置切割该表面片件的第一表面、第二表面、和第三表面，并且该经切割表面片件因而具有六个扁平表面。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，该一或多个表面片件各予以修剪成条板。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，该一或多颗种晶大约为5至35毫米厚。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，该一或多颗种晶大约为10至25毫米厚。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，该一或多颗种晶大约为10至20毫米厚。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，该一或多个形成的种晶使用一或多种化学剂予以清洗、蚀刻以移除金属污染物，以及使用蒸馏水予以清理以制备供使用的该一或多颗种晶。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，该硅晶锭藉由丘克拉斯基生长工艺或浮动区生长工艺予以形成。
15.根据权利要求1所述的方法，其中：
该硅晶锭具有<100>方向的生长轴。
16.根据权利要求1所述的方法，其中：
经由任一节点垂直拉自该生长轴的向量为<110>方向。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述种晶经形成具有钻石形状。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，该一或多片表面片件予以修剪成条板，以及其中，第一切割相对于该条板的长度相关轴以大约45度夹角在该条板中藉由第二切割装置予以施作，以及其中，第二切割相对于与该第一切割平行的该条板的该长度相关的该轴以大约45度夹角并且距离该第一切割以预定长度藉由该切割装置予以施作，其中，该第一切割和该第二切割形成该钻石状种晶。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，第一组钻石状种晶具有呈<110>取向的至少一侧部表面以及呈<100>取向的至少一侧部表面。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，第二组钻石状种晶具有镜射该第一组的取向。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，该多个种晶形成自单一表面片件。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，该硅铸锭生长工艺为单晶硅铸锭生长工艺。
23.根据权利要求1所述的方法，其中，该硅铸锭生长工艺是有几何顺序的多晶硅铸锭生长工艺。
24.一种利用根据权利要求1所述的方法制造出的至少一颗种晶以供生长硅铸锭的方法，该方法包含：
提供晶体生长设备，该晶体生长设备经配置用以藉由方向性固化促进铸锭生长；
在该晶体生长设备内将多个种晶和原料材料置于坩埚中；
加热并且熔化内含于该坩埚中的该原料材料而未实质熔化所述种晶；以及
自该坩埚移除热以形成该硅铸锭。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，第一与第二组钻石状种晶置于该坩埚中而具有与该第二组中呈<110>取向的侧部表面接触的该第一组中呈<100>取向的侧部表面。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，该多个种晶在该坩埚中于顶部彼此堆迭。
27.根据权利要求24所述的方法，其中，该多个种晶具有曲状表面并且以曲状和扁平表面交替图案置于该坩埚中。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包含利用液态硅融合邻近种晶之间的一或多个间隙以保持<100>晶体硅取向。
29.根据权利要求24所述的方法，其中，该生长的硅铸锭为依该生长方向具有一致性取向的单晶硅铸锭。
30.一种用于制造种晶以供硅铸锭生长工艺使用的系统，该系统包含：
第一切割装置，经配置以特殊取向涉及多个节点自硅晶锭薄切一或多片表面片件；以及
第二切割装置，经配置将一或多片表面片件形成为可用在硅铸锭生长工艺中具有特定长度、宽度和厚度的一或多颗种晶。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，该第二切割装置经进一步配置在形成该一或多颗种晶之前，沿着预定切割线修剪所述表面片件的一或多片表面片件。
32.根据权利要求30所述的系统，其中，该一或多片表面片件是为了形成硅砖以特殊取向涉及多个节点方形化硅晶锭所致形成的残余片件。
33.根据权利要求32所述的系统，其中，四片残余片件因方形化该硅晶锭而形成，其中，该砖体具有各侧部表面都呈<100>取向的假正方形剖面形状。
34.根据权利要求30所述的系统，其中，一或多片表面片件藉由该第二切割装置予以切割以形成该表面片件的第一表面与第二表面，并且该经切割表面片件因而具有五个扁平表面和一个曲状表面。
35.根据权利要求30所述的系统，其中，一或多片表面片件经纵向修剪以形成两个扁平垂直侧部表面。
36.根据权利要求35所述的系统，其中，该一或多片表面片件经进一步修剪以形成扁平水平顶部表面。
37.根据权利要求30所述的系统，其中，该第二切割装置切割该表面片件的第一表面、第二表面、以及第三表面，并且该经切割表面片件因而具有六个扁平表面。
38.根据权利要求37所述的系统，其中，该一或多片表面片件各予以修剪成条板。
39.根据权利要求30所述的系统，其中，该一或多颗种晶大约为5至35毫米厚。
40.根据权利要求30所述的系统，其中，该一或多颗种晶大约为10至25毫米厚。
41.根据权利要求30所述的系统，其中，该一或多颗种晶大约为10至20毫米厚。
42.根据权利要求30所述的系统，其中，所述经形成种晶使用一或多种化学剂予以清洗、蚀刻以移除金属污染物，以及使用蒸馏水予以清理以制备供使用的一或多颗种晶。
43.根据权利要求30所述的系统，其中，该硅晶锭藉由丘克拉斯基生长工艺或浮动区生长工艺予以形成。
44.根据权利要求30所述的系统，其中：
该硅晶锭具有<100>方向的生长轴。
45.根据权利要求30所述的系统，其中：
经由任一节点垂直拉自该生长轴的向量为<110>方向。
46.根据权利要求34所述的系统，其中，所述种晶形成为钻石形状。
47.根据权利要求46所述的系统，其中，该一或多片表面片件予以修剪成条板，以及其中，第一切割相对于该条板的该长度相关轴以大约45度夹角在该条板中藉由第二切割装置予以施作，以及其中，第二切割相对于与该第一切割平行的该条板的该长度相关的该轴以大约45度夹角并且距离该第一切割以预定长度藉由该切割装置予以施作，其中，该第一切割和该第二切割形成该钻石状种晶。
48.根据权利要求47所述的系统，其中，第一组钻石状种晶具有呈<110>取向的至少一侧部表面以及呈<100>取向的至少一侧部表面。
49.根据权利要求48所述的系统，其中，第二组钻石状种晶具有镜射该第一组的取向。
50.根据权利要求30所述的系统，其中，该多个种晶形成自单一表面片件。
51.根据权利要求30所述的系统，其中，该硅铸锭生长工艺为单晶硅铸锭生长工艺。
52.根据权利要求30所述的系统，其中，该硅铸锭生长工艺是有几何顺序的多晶硅铸锭生长工艺。
53.根据权利要求30所述的系统，其中，该一或多颗种晶用在经配置藉由方向性固化促进铸锭生长的晶体生长装置中，其中，该晶体生长设备内多个该一或多颗种晶和原料材料置于坩埚中，该原料材料经加热并且熔化而未实质熔化所述种晶；以及接着自该坩埚移除热以形成该硅铸锭。
54.根据权利要求53所述的系统，其中，第一与第二组钻石状种晶置于该坩埚中而具有与该第二组中呈<110>取向的侧部表面接触的该第一组中呈<100>取向的侧部表面。
55.根据权利要求53所述的系统，其中，该多个种晶在该坩埚中于顶部彼此堆迭。
56.根据权利要求53所述的系统，其中，该多个种晶具有曲状表面并且以曲状和扁平表面交替图案置于该坩埚中。
57.根据权利要求56所述的系统，进一步包含利用液态硅融合邻近种晶之间的一或多个间隙以保持<100>晶体硅取向。
58.根据权利要求53所述的系统，其中，该生长的硅铸锭为依该生长方向具有一致性取向的单晶硅铸锭。
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