CN113166968A - 包含具有用于升华固体掺杂物的多孔分隔构件的掺杂导管的铸锭拉晶设备 - Google Patents

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CN113166968A CN201980082576.8A CN201980082576A CN113166968A CN 113166968 A CN113166968 A CN 113166968A CN 201980082576 A CN201980082576 A CN 201980082576A CN 113166968 A CN113166968 A CN 113166968A
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Abstract

本发明公开一种用于制备硅铸锭的铸锭拉晶设备，其包含掺杂物供给系统。所述掺杂物供给系统包含掺杂物导管，其具有跨所述掺杂物导管安置的多孔分隔构件。固体掺杂物落入到所述分隔构件上，所述固体掺杂物在所述分隔构件处升华。所述经升华掺杂物通过惰性气体载送通过所述分隔构件以接触及掺杂硅熔体。

Description

包含具有用于升华固体掺杂物的多孔分隔构件的掺杂导管的 铸锭拉晶设备
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2018年12月14日申请的第16/220,060号美国专利申请案及2018年12月14日申请的第16/220,058号美国专利申请案的优先权，所述两个美国专利申请案的全部内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开的领域涉及一种包含用于制备经掺杂硅铸锭的掺杂物供给系统的铸锭拉晶设备，且特定来说涉及具有拥有跨掺杂物导管安置的多孔分隔构件的掺杂物导管的掺杂物供给系统。
背景技术
单晶硅(其是用于制造半导体电子组件的大多数工艺的起始材料)通常通过所谓的丘克拉斯基(Czochralski)(“Cz”)方法制备。在此方法中，多晶硅(polycrystallinesilicon)(“多晶硅(polysilicon)”)被装填到坩埚且熔化，使晶种与熔化硅接触，且通过缓慢萃取而生长单晶。
在一些应用中，将一定量的掺杂物添加到熔体以实现硅晶体中的所要电阻率。常规地，从定位于硅熔体液位上方的几英尺处的供给漏斗将掺杂物供给到熔体中。然而，此方法不利于挥发性掺杂物，这是因为此类掺杂物倾向于不受控地蒸发到周围环境中，从而导致产生氧化物粒子(即，亚氧化物)，其可落入到熔体中且变得并入到生长晶体中。这些粒子可充当异质成核位点，且最终导致拉晶工艺的失败。
一些已知掺杂物系统将挥发性掺杂物作为气体引入到生长腔中。然而，每当执行掺杂程序时，此类系统必须手动进行再填充。另外，此类系统无法在使用时进行再填充。因此，此类系统对于单个生长过程具有有限掺杂物酬载容量。此类系统因此限制可生长的硅铸锭的大小。此外，此类系统倾向于在生长过程期间不均匀地供应掺杂物，借此增加沿生长铸锭的纵向轴的掺杂物浓度的变化。
其它已知系统将掺杂物引入到熔体附近的蒸发容器中以蒸发掺杂物。当使用挥发性掺杂物时，固体掺杂物颗粒可活跃地移动且从蒸发容器喷出，导致其落入到熔体中，从而减小掺杂物工艺的一致性。
需要用于通过丘克拉斯基方法掺杂硅熔体以产生经掺杂硅铸锭的改进掺杂物供给系统。
此章节希望向读者介绍可与本公开的各种方面相关的所属领域的各种方面，其在下文描述及/或主张。据信此论述有助于向读者提供背景信息以促进对本公开的各种方面的更佳理解。因此，应理解，这些陈述将鉴于此进行阅读，而非作为现有技术的认可。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种用于产生硅铸锭的铸锭拉晶设备。所述铸锭拉晶设备包含用于固持硅熔体的坩埚及用于从所述熔体拉出硅铸锭的生长腔。所述铸锭拉晶设备包含用于将掺杂物引入到所述熔体中的掺杂物导管。所述掺杂物导管包含一或多个侧壁。所述一或多个侧壁形成掺杂物通过的导管腔。所述导管腔具有一宽度。所述掺杂物导管包含入口，通过所述入口将固体掺杂物引入到所述掺杂物导管中。所述导管腔包含出口，通过所述出口将气态掺杂物通过所述掺杂物导管排出。所述掺杂物导管包含安置于所述掺杂物导管的所述入口与所述出口之间的支撑通过所述入口引入的固体掺杂物的分隔构件。所述分隔构件跨所述导管腔的所述宽度延伸。
本公开的另一方面涉及一种用于制备经掺杂铸锭的方法。在坩埚中制备硅熔体。将固体掺杂物供给到掺杂物导管的入口中。所述掺杂物导管延伸到生长腔中，在所述生长腔中，从所述熔体拉出铸锭。所述固体掺杂物通过由所述掺杂物导管界定的导管腔且到安置于所述掺杂物导管内的跨所述导管腔的宽度延伸的分隔构件上。加热由所述分隔构件支撑的固体掺杂物以升华所述固体掺杂物。将惰性气体引入到所述掺杂物导管中。所述惰性气体与经升华掺杂物混合。具有经升华掺杂物混合于其中的所述惰性气体通过所述分隔构件且通过所述掺杂物导管的出口排出。所述惰性气体的压力在通过所述分隔构件之后减小。使具有经升华掺杂物混合于其中的惰性气体与所述熔体接触以将来自所述惰性气体的掺杂物吸收到所述熔体中。从所述硅熔体拉出硅铸锭。
本公开的又另一方面涉及一种用于在铸锭拉晶设备中制备经掺杂铸锭的方法。所述设备包含：坩埚，其用于固持硅熔体；生长腔，其用于从所述熔体拉出硅铸锭；及掺杂物导管，其用于将掺杂物引入到所述熔体中。所述掺杂物导管包含形成掺杂物通过的导管腔的一或多个侧壁。所述导管腔具有一宽度。所述掺杂物导管进一步包含：入口，通过其将固体掺杂物引入到所述掺杂物导管中；出口，通过其将气态掺杂物通过所述掺杂物导管排出；及分隔构件，其安置于所述入口与所述出口之间且支撑通过所述入口引入的固体掺杂物。所述分隔构件跨所述导管腔的所述宽度延伸。在所述坩埚中形成硅熔体。将固体掺杂物装载到所述分隔构件上。将惰性气体引入到所述导管腔中。所述惰性气体与经升华掺杂物混合以形成经掺杂惰性气体。所述经掺杂惰性气体通过所述分隔构件以导致掺杂物接触及进入所述熔体。从所述硅熔体拉出经掺杂铸锭。
存在关于本公开的上述方面提及的特征的各种改进。进一步特征还可被并入本公开的上述方面中。这些改进及额外特征可个别地或以任何组合存在。例如，下文关于本公开的所说明实施例中的任一者论述的各种特征可单独或以任何组合并入到本公开的上述方面中的任一者中。
附图说明
图1是具有掺杂物供给系统的铸锭拉晶设备的横截面图；
图2是掺杂物供给系统的掺杂物导管的横截面正视图；
图3是从图2的位置旋转的掺杂物导管的侧视图；及
图4是如实例1中描述的三个掺杂物量的晶种端电阻率的盒形图。
贯穿图式，对应元件符号指示对应零件。
具体实施方式
铸锭拉晶设备(或更简单地称作“铸锭拉晶器”)在图1中大体上以“100”指示。铸锭拉晶设备100包含由基座106包围的用于固持半导体或太阳级材料(例如硅)的熔体104的坩埚102。铸锭拉晶设备100包含界定生长腔126的拉晶外壳108。半导体或太阳级材料被从由绝缘体112包围的一或多个加热元件110提供的热熔化。
拉晶机构114经提供于铸锭拉晶设备100内以生长铸锭116且将其从熔体104拉出。拉晶机构114包含：拉晶缆线118；晶种固持器或卡盘120，其耦合到拉晶缆线118的一端；及晶种122，其耦合到晶种固持器或卡盘120以起始晶体生长。
铸锭拉晶设备100还包含用于将气态掺杂物引入到熔体104中的掺杂物供给系统130。掺杂物供给系统130包含掺杂物导管134及分隔构件138。在所说明实施例中，掺杂物供给系统130还包含掺杂物供给装置140、定位系统142及惰性气体源144。一般来说，掺杂物供给系统130经配置以升华固体掺杂物(例如，掺杂物颗粒)且导致气态掺杂物跨熔体表面146流动。气态掺杂物可在晶体生长开始之前及/或在晶体生长期间引入到铸锭拉晶器100中，如图1中展示。
在操作中，通过经定位朝向导管134的第一端150的入口124将固体掺杂物148(例如砷、磷或具有适合低升华或蒸发温度的使掺杂物供给系统能够如本文中描述那样运作的任何其它元素或化合物)引入到掺杂物导管134中。固体掺杂物148通过掺杂物导管134落下，通过导管腔164且搁置于多孔分隔构件138上。供应到导管134的热导致搁置于分隔构件138上的固体掺杂物148蒸发为气态掺杂物。气态掺杂物与由惰性气体源144供应的惰性气体152混合，所述惰性气体152通过掺杂物导管134且通过多孔分隔构件138。具有掺杂物混合于其中的惰性气体或“经掺杂惰性气体”198通过出口190流出掺杂物导管134且跨过熔体表面146。
随着固体掺杂物148通过蒸发消耗，可通过供给装置140将更多固体掺杂物148供给到掺杂物导管134中。通过连续或间歇地将固体掺杂物148供应到掺杂物导管134，可在掺杂工艺及/或晶体生长工艺期间在熔体表面146上方维持气态掺杂物的相对恒定浓度。
现参考图2，掺杂物导管134包含掺杂物导管侧壁154且包含侧壁154的第一端150附近的入口124，通过所述入口124引入固态掺杂物148。导管134包含侧壁154的第二端136附近的出口190，通过所述出口190从导管134排出气态掺杂物。在图1到3中展示的实施例中，掺杂物导管134具有由单个掺杂物导管侧壁154界定的大体上圆柱形形状。一般来说，掺杂物导管134可具有使掺杂物供给系统130能够如本文中描述那样运作的任何适合形状及/或任何数目个掺杂物导管侧壁(例如，横截面可为圆形、椭圆形、三角形、正方形或矩形)。在一些实施例中，侧壁154由石英制成。
掺杂物导管134具有宽度W134且分隔构件138跨导管134的宽度W134延伸以捕获通过导管腔164落入的全部固体掺杂物(即，分隔构件138跨导管134完全延伸以使腔164阻塞)。在其中导管134是圆柱形的实施例中，分隔构件138是具有至少导管腔164的直径的直径的圆盘)。分隔构件138安置于导管入口124与出口190之间且可更靠近于出口190(例如，在导管的长度的约最后25％或导管的长度的约最后10％或约最后5％内)。分隔构件138可具有允许分隔构件138支撑掺杂物同时允许经掺杂惰性气体通过分隔构件138的任何适合厚度。
分隔构件138可经配置(例如，为多孔)以使经升华掺杂物能够通过分隔构件138且朝向熔体104。在一些实施例中，分隔构件138具有小于约1mm、小于约750μm、小于约675μm、小于约600μm、小于约500μm或小于约400μm、从约10μm到约1mm、从约10μm到约750μm或从约10μm到约750μm的标称最大孔径。在一些实施例中，分隔构件138由石英(例如，00型、0型、1型、2型或类似物)制成。分隔构件138及掺杂物导管134可由单独组件制成，其中分隔构件138经焊接或以其它方式连接到掺杂物导管134的(若干)侧壁。
掺杂物导管134定位于拉晶外壳108(图1)内，且延伸穿过阀组合件158及到外壳108外部。在图1中展示的实施例中，掺杂物导管134滑动地耦合到定位系统142。定位系统142经配置以抬升及/或降低掺杂物导管134。定位系统142包含轨道160、耦合构件162及经配置以沿轨道160移动耦合构件162的发动机(未展示)。轨道160在基本上平行于掺杂物导管134的纵向轴A(图2)的方向上延伸。耦合构件162滑动地耦合到轨道160且贴附到掺杂物导管134。掺杂物导管134可相对于延伸到掺杂物导管134的入口124中的供给导管196移动。在使用定位系统142的情况下，掺杂物导管134可抬升及/或降低到铸锭拉晶设备100内外。在其它实施例中，掺杂物导管134可完全定位于外壳内。在一些实施例中，掺杂物导管134永久地附接到铸锭拉晶设备100(例如，通过将管外壳连接到拉晶外壳108)。在又其它实施例中，掺杂物导管134可以使掺杂物供给系统130能够如本文中描述那样运作的任何方式定位及/或固定于外壳108内或外部。
在图1及2中展示的实施例中，掺杂物导管134相对于熔体表面146成角度以促进气态掺杂物跨熔体表面146的分布。掺杂物导管134成角度，使得掺杂物导管134的纵向轴A(图2)相对于熔体表面146及/或跨坩埚102的顶部延伸的水平面P形成约45度到约90度之间的角度(即，锐角)。在其它实施例中，在掺杂物导管134的纵向轴A与熔体表面146及/或水平面P之间形成的角度是在约45度到约75度之间。
分隔构件138可相对于掺杂物导管134的纵向轴A成角度。如图3中展示，分隔构件138具有支撑表面192。支撑表面192具有相对于纵向轴A的最高点PH及最低点PL。最高点PH及最低点PL界定延伸穿过最高点PH及最低点PL的平面P138。导管134的纵向轴A与平面P138形成约45度到约90度之间(例如，45度到90度之间)的角度。在一些实施例中，此角度相同于在掺杂物导管134与熔体表面146之间形成的角度以允许分隔构件138基本上平行于熔体表面146(及跨坩埚102的顶部延伸的水平面P及导管134的出口190)。
掺杂物导管134的出口190还可相对于导管134的纵向轴A成角度以促进气态掺杂物跨熔体表面146的分布。例如，出口190可成角度，使得出口190基本上平行于熔体表面146，且相对于掺杂物导管134的纵向轴A成约45度到约75度之间的角度。在其它实施例中，掺杂物导管134基本上垂直于熔体表面146定位，使得掺杂物导管134的纵向轴A相对于熔体表面146及/或跨坩埚102的顶部延伸的水平面P形成约90度的角度。所说明实施例中展示的掺杂物导管134、出口190及分隔构件138的布置是示范性的且掺杂物导管134、出口190及分隔构件138可具有使掺杂物供给系统130能够如本文中描述那样运作的任何适合配置或定向。
在此实施例中，掺杂物导管134与惰性气体源144流体连通以通过出口190将气态掺杂物载送出导管134且朝向熔体104。惰性气体可减少或消除掺杂物导管134的上部及掺杂物供给系统130的其它上游组件中的经升华掺杂物的回流(例如，减少易燃磷的积累)。可从惰性气体源144以给定流速将惰性气体152引入到掺杂物导管134中，使得惰性气体152向下流向导管134的出口190。例如，可使用小于约10标准升/分钟、小于约5标准升/分钟或甚至小于约2标准升/分钟的惰性气体流速，同时维持气态掺杂物到熔体表面146的充分供应。惰性气体152可为氩气，但可使用使掺杂物供给系统130能够如本文中描述那样运作的任何其它适合的惰性气体。可至少部分基于掺杂物的升华速率控制导管腔164内的惰性气体的流速以防止掺杂物通过掺杂物导管134回流。
在一些实施例中，掺杂物导管134不包含限制导管134中的惰性气体152的流量的流量限制器及/或不包含垂直分区，例如连接到分隔构件138以将导管134划分为额外腔或容器的分区。
掺杂物导管134可连通地耦合到经配置以将固体掺杂物148供给到掺杂物导管134中的掺杂物供给装置140。掺杂物供给装置140可自动化或如其它实施例中可手动操作或仅部分自动化。供给装置140可经配置以基于一或多个用户定义参数及/或环境特定参数将固体掺杂物148自动供给到掺杂物导管134中。例如，自动供给装置140可基于以下参数的任何一或多者将固体掺杂物148供给到掺杂物导管134中：生长过程期间的(若干)预设时间；(若干)用户定义时间间隔；掺杂物导管134内的固体掺杂物148的质量；导管腔164内的气态掺杂物的浓度；及气态掺杂物及/或惰性气体152的体积或质量流速。固体掺杂物148到导管134的连续及/或间歇供给使能够在晶体生长程序期间在生长腔126内维持相对恒定气态掺杂物浓度，从而导致生长铸锭中的更均匀掺杂物浓度轮廓。
供给装置140可耦合到控制器182，所述控制器182经配置以控制由供给装置140供给到掺杂物导管134中的固体掺杂物148的频率及/或量。控制器182包含经配置以基于一或多个用户定义参数及/或环境特定参数将信号发送到控制器182及/或供给装置140及从控制器182及/或供给装置140接收信号的处理器184。在此实施例中，控制器182包含耦合到处理器184的用户接口186及耦合到处理器184的传感器188。用户接口186经配置以接收用户定义参数，且将用户定义参数传送到处理器184及/或控制器182。传感器188经配置以接收及/或测量环境特定参数，且将此类环境特定参数传送到处理器184及/或控制器182。
分隔构件138定位于掺杂物导管134内的出口190附近。分隔构件138经配置以固持固体掺杂物148且允许热从熔体104传递到固体掺杂物148以蒸发掺杂物，同时允许经蒸发气体通过分隔构件138。分隔构件138可充分定位于熔体104附近，使得来自熔体104的辐射热蒸发落入到分隔构件138上的固体掺杂物148。例如，分隔构件138可定位于熔体表面146上方的约1mm到约15mm之间。在一些实施例中，掺杂物导管134的出口190安置于熔体104内以将分隔构件138定位于熔体表面146附近。在其它实施例中，单独加热元件(未展示)可用于供应热以蒸发其中的掺杂物148。
一般来说，分隔构件138导致分隔构件上游及下游的气体中的压力差，使得惰性气体的压力在通过分隔构件138之后减小。在一些实施例中，惰性气体的压力在其跨分隔构件138通过时减小达至少约5毫巴。在一些例子中，搁置于分隔构件138上的固体掺杂物148促成跨分隔构件138的压力差。此允许压力差与掺杂物导管134中的固体掺杂物148的量相互关联。在不存在掺杂物时的压力差可用于校准。
根据本公开的实施例，可通过上文描述的铸锭拉晶设备100的实施例制备经掺杂铸锭。通过加热元件110熔化多晶硅以在坩埚102中形成硅熔体。通过入口124将固体掺杂物148引入到掺杂物导管134中。固体掺杂物148通过导管134落入到分隔构件138，固体掺杂物148搁置于所述分隔构件138。加热装载到分隔构件138上的固体掺杂物148(例如，通过来自熔体104的辐射热)以导致固体掺杂物148升华。
将惰性气体152引入到导管腔164中且与经升华掺杂物混合以形成经掺杂惰性气体198。经掺杂惰性气体198通过分隔构件138以导致掺杂物接触熔体表面146且被吸收到熔体104中。从其中具有掺杂物的硅熔体拉出经掺杂铸锭。铸锭可从多晶硅的预装载装料生长(例如，批量过程)或在连续丘克拉斯基工艺或甚至半连续丘克拉斯基工艺中生长。
本公开的实施例的铸锭拉晶设备具有优于先前铸锭拉晶器的若干优点。使用跨掺杂物导管的宽度延伸的分隔构件允许固体掺杂物相对活跃地升华而不使掺杂物粒子落入到熔体中(例如，通过在升华期间从抽气容器跳出)。此对于倾向于活跃地升华的掺杂物(例如磷)是尤其有利的。分隔构件还增加暴露到来自熔体的辐射热的掺杂物颗粒的表面，此允许与铸锭拉晶器环境的更高效热交换，从而减少铸锭熔体最初掺杂的时间。
实例
通过以下实例进一步说明本公开的过程。不应以限制意义看待这些实例。
实例1：通过使用掺杂物供给系统的稳定性及可重复性
使用不同量的磷掺杂(轻度掺杂、中度掺杂、重度掺杂)制备单晶硅铸锭。在铸锭生长之前通过具有其中具分隔构件的掺杂物导管的图1的掺杂物供给系统掺杂硅熔体。掺杂物导管的出口距熔体的表面约5mm。在图4中展示数个铸锭的晶种端的电阻率的分布的盒形图。如图4中展示，针对全部三个掺杂物量，晶种端电阻率的分布相对紧密，此证实通过使用本文中描述的掺杂物供给系统的掺杂的稳定性及可重复性。
在使用具有其中具分隔构件的掺杂物导管的图1的掺杂物供给系统时，生长单晶铸锭的尝试次数减少达4％。此证实晶种端处的可重复性的改进及电阻率的较佳控制。
如本文中使用，术语“约”、“基本上”、“本质上”及“近似”在结合尺寸、浓度、温度或其它物理或化学性质或特性的范围使用时意味着涵盖可存在于所述性质或特性的范围的上限及/或下限中的变化，包含例如由舍入、测量方法或其它统计变化导致的变化。
当介绍本公开及其(若干)实施例的元件时，冠词“一(a/an)”及“所述(the/said)”希望意味着存在一或多个元件。术语“包括”、“包含”、“含有”及“具有”希望是包含性且意味着可存在除所列出元件以外的额外元件。使用指示特定定向(例如，“顶部”、“底部”、“侧”等)的术语是为了便于描述且无需所描述项目的任何特定定向。
由于在不脱离本公开的范围的情况下可对上述构造及方法做出各种改变，所以上述描述中所含及附图中所展示的全部事项应希望被解释为说明性且不被解释为限制性意义。

Claims (40)

1.一种用于产生硅铸锭的铸锭拉晶设备，其包括：
坩埚，其用于固持硅熔体；
生长腔，其用于从所述熔体拉出硅铸锭；及
掺杂物导管，其用于将掺杂物引入到所述熔体中，所述掺杂物导管包括：
一或多个侧壁，所述一或多个侧壁形成掺杂物通过的导管腔，所述导管腔具有一宽度；
入口，通过其将固体掺杂物引入到所述掺杂物导管中；
出口，通过其将气态掺杂物通过所述掺杂物导管排出；及
分隔构件，其安置于所述入口与所述出口之间且支撑通过所述入口引入的固体掺杂物，所述分隔构件跨所述导管腔的所述宽度延伸。
2.根据权利要求1所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件是多孔的以允许经升华掺杂物通过所述分隔构件且朝向所述熔体。
3.根据权利要求2所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有小于约1mm的标称最大孔径。
4.根据权利要求2所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有小于约750μm的标称最大孔径。
5.根据权利要求2所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有小于约500μm的标称最大孔径。
6.根据权利要求2所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有小于约400μm的标称最大孔径。
7.根据权利要求2所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有从约1μm到约1mm的标称最大孔径。
8.根据权利要求2所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有从约10μm到约750μm的标称最大孔径。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述掺杂物导管是圆柱形且所述分隔构件是圆盘。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述掺杂物导管的横截面是椭圆形、三角形、正方形或矩形。
11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述掺杂物导管具有纵向轴，所述坩埚具有跨所述坩埚的顶部延伸的水平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述水平面形成约45度到约90度之间的角度。
12.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述掺杂物导管具有纵向轴，所述坩埚具有跨所述坩埚的顶部延伸的水平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述水平面形成约45度到约75度之间的角度。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有支撑表面，所述支撑表面具有相对于所述纵向轴的最高点及最低点，其界定延伸穿过所述最高点及所述最低点的支撑表面平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述支撑表面平面形成约45度到约90度之间的锐角。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件具有支撑表面，所述支撑表面具有相对于所述纵向轴的最高点及最低点，其界定延伸穿过所述最高点及所述最低点的支撑表面平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述支撑表面平面形成约45度到约75度之间的锐角。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的铸锭拉晶设备，其中所述支撑表面平行于跨所述坩埚的所述顶部延伸的所述水平面。
16.根据权利要求13到15中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述支撑表面平行于所述掺杂物导管的所述出口。
17.根据权利要求1到16中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述分隔构件由石英制成。
18.根据权利要求1到17中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其中所述掺杂物导管与惰性气体源成流体连通以将惰性气体引入到所述掺杂物导管中以与经升华掺杂物混合以形成经掺杂惰性气体，所述经掺杂惰性气体通过所述掺杂物导管的所述出口排出。
19.根据权利要求1到18中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其与由所述分隔构件支撑的固体掺杂物组合，所述固体掺杂物是砷。
20.根据权利要求1到18中任一权利要求所述的铸锭拉晶设备，其与由所述分隔构件支撑的固体掺杂物组合，所述固体掺杂物是磷。
21.一种用于制备经掺杂铸锭的方法，其包括：
在坩埚中制备硅熔体；
将固体掺杂物供给到掺杂物导管的入口中，所述掺杂物导管延伸到生长腔中，其中从所述熔体拉出铸锭，所述固体掺杂物通过由所述掺杂物导管界定的导管腔且到安置于所述掺杂物导管内的跨所述导管腔的宽度延伸的分隔构件上；
加热由所述分隔构件支撑的固体掺杂物以升华所述固体掺杂物；
将惰性气体引入到所述掺杂物导管中，所述惰性气体与经升华掺杂物混合，具有经升华掺杂物混合于其中的所述惰性气体通过所述分隔构件且通过所述掺杂物导管的出口排出，所述惰性气体的压力在通过所述分隔构件之后减小；
使具有经升华掺杂物混合于其中的惰性气体与所述熔体接触以将来自所述惰性气体的掺杂物吸收到所述熔体中；及
从所述硅熔体拉出硅铸锭。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述掺杂物是磷。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件是多孔的且具有小于约1mm的标称最大孔径。
24.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件具有小于约1mm的标称最大孔径。
25.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件具有小于约750μm的标称最大孔径。
26.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件具有小于约500μm的标称最大孔径。
27.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件具有小于约400μm的标称最大孔径。
28.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件具有从约1μm到约1mm的标称最大孔径。
29.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述分隔构件具有从约10μm到约750μm的标称最大孔径。
30.根据权利要求21到29中任一权利要求所述的方法，其中所述分隔构件平行于所述熔体的表面。
31.根据权利要求21到30中任一权利要求所述的方法，其中所述分隔构件由石英制成。
32.根据权利要求21到31中任一权利要求所述的方法，其中所述压力跨所述分隔构件减小达至少约5毫巴。
33.一种用于在铸锭拉晶设备中制备经掺杂铸锭的方法，所述铸锭拉晶设备包括：坩埚，其用于固持硅熔体；生长腔，其用于从所述熔体拉出硅铸锭；及掺杂物导管，其用于将掺杂物引入到所述熔体中，所述掺杂物导管包括一或多个侧壁，所述一或多个侧壁形成掺杂物通过的导管腔，所述导管腔具有一宽度，所述掺杂物导管进一步包括：入口，通过其将固体掺杂物引入到所述掺杂物导管中；出口，通过其将气态掺杂物通过所述掺杂物导管排出；及分隔构件，其安置于所述入口与所述出口之间且支撑通过所述入口引入的固体掺杂物，所述分隔构件跨所述导管腔的所述宽度延伸，所述方法包括：
在所述坩埚中形成硅熔体；
将固体掺杂物装载到所述分隔构件上；
将惰性气体引入到所述导管腔中，所述惰性气体与经升华掺杂物混合以形成经掺杂惰性气体；
使所述经掺杂惰性气体通过所述分隔构件以导致掺杂物接触及进入所述熔体；及
从所述硅熔体拉出经掺杂铸锭。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述掺杂物导管是圆柱形且所述分隔构件是圆盘。
35.根据权利要求33所述的方法，其中所述掺杂物导管的横截面是椭圆形、三角形、正方形或矩形。
36.根据权利要求33到35中任一权利要求所述的方法，其中所述掺杂物导管具有纵向轴，所述坩埚具有跨所述坩埚的顶部延伸的水平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述水平面形成约45度到约90度之间的角度。
37.根据权利要求33到35中任一权利要求所述的方法，其中所述掺杂物导管具有纵向轴，所述坩埚具有跨所述坩埚的顶部延伸的水平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述水平面形成约45度到约75度之间的角度。
38.根据权利要求36或权利要求37所述的方法，其中所述分隔构件具有支撑表面，所述支撑表面具有相对于所述纵向轴的最高点及最低点，其界定延伸穿过所述最高点及所述最低点的支撑表面平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述支撑表面平面形成约45度到约90度之间的锐角。
39.根据权利要求36或权利要求37所述的方法，其中所述分隔构件具有支撑表面，所述支撑表面具有相对于所述纵向轴的最高点及最低点，其界定延伸穿过所述最高点及所述最低点的支撑表面平面，所述掺杂物导管的所述纵向轴与所述支撑表面平面形成约45度到约75度之间的锐角。
40.根据权利要求33到39中任一权利要求所述的方法，其中所述支撑表面平行于所述熔体的表面。
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