[发明专利]硅或活性金属的直接铸造

权利要求书

1.一种制造固体多晶体硅锭或晶片的方法，所述方法包括：

将含硅气体引入至反应室内，其中所述反应室包括反应室壁和产物出口，所述反应室壁具有(i)面对反应空间的内表面和(ii)相反的外表面；

在所述反应器空间内产生等离子体；

通过使所述含硅气体经受足够的温度来热分解所述含硅气体，以制造液体硅；

在热分解所述含硅气体的同时，将所述反应室壁的内表面保持在硅熔点温度以下的平衡温度下；以及

将所述液体硅从所述产物出口直接引入至模块中，所述模块用于将所述液体硅铸造成固体多晶体硅锭或固体多晶体硅晶片。

2.如权利要求1所述的方法，其中从将含硅气体引入至反应室内到将所述液体硅引入至所述铸造模块中的步骤全部发生在密封的环境中。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述铸造模块包括将所述液体硅连续铸造成硅锭。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述铸造模块包括在移动的支持衬底上连续淀积所述液体硅。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述含硅气体选自：Si_nH_2n+2，其中n为1～4；二氯硅烷；三氯硅烷；四氯化硅；二溴硅烷；三溴硅烷；四溴化硅；二碘硅烷；三碘硅烷；四碘化硅；或它们的混合物。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述含硅气体为硅烷。

7.如权利要求1所述的方法，还包括在所述反应室壁的内表面上形成固体硅渣壳层。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述液体硅作为薄膜沿所述固体硅渣壳层的内表面流动。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述固体渣壳层具有小于200mm的厚度。

10.如权利要求1所述的方法，其中将所述内表面的壁温保持在比硅的熔点温度低1～300℃的温度下。

11.如权利要求1所述的方法，其中将所述内表面的壁温保持在比硅的熔点温度低1～200℃的温度下。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述铸造模块包含电磁坩埚。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述铸造模块包含连续铸造坩埚。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述铸造模块包含箔铸造系统。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述铸造模块包含晶片铸造系统。

16.一种制造固体多晶体硅的方法，所述方法包括：

将含硅气体引入至反应室内，其中所述反应室包括反应室壁和产物出口，所述反应室壁具有(i)面对反应空间的内表面和(ii)相反的外表面；

在所述反应器空间内产生等离子体；

通过使所述含硅气体经受等离子体而在所述反应器空间内热分解所述含硅气体，以制造液体硅；

在热分解所述含硅气体的同时，将所述反应室壁的内表面保持在硅熔点温度以下的平衡温度下；以及

将来自所述产物出口的液体硅直接铸造成固体多晶体硅。

17.一种固体多晶体硅制造系统，其包括：

含硅气体进料入口；

包括反应室壁的反应室，所述反应室壁包括限定室反应空间并包括(i)面对所述反应空间的内表面和(ii)相反的外表面；

等离子体能源，其联接到所述反应室并被构造成在所述室反应空间内产生热能；

产物出口，其被构造用于从所述反应室中取出液体硅；以及

凝固模块，其与所述产物出口流体连通并被构造成直接由所述液体硅制造固体多晶体硅。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述凝固模块包含用于将所述液体硅连续铸造成硅锭的装置。

19.如权利要求17所述的系统，其中所述凝固模块包含用于连续铸造硅晶片的装置。

20.如权利要求17所述的系统，还包含密封的容纳室，所述容纳室至少包含所述反应室、所述产物出口和所述凝固模块。

21.如权利要求17所述的系统，其中所述凝固模块包含电磁坩埚。

22.如权利要求17所述的系统，其中所述凝固模块包含连续铸造坩埚。