Brevet FR2347974A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne les procédés et les dispositifs utilisés pour faire croître du silicium monocristallin au moyen des effets de a capillarité et, plus particulièrement, des procédes et des dispositifs permettant de former un corps allonge de silicium monocristallin tel qu'un ruban au moyen d'un germe d'orientation cristalline f2111. Par orientation on entend que l'axe du tirage est une direction du type 110 et par orientation f2111 on entend par là qu'un plan principal du ruban ou du germe est du type 211, ce qui autorise toutes les permutations circul aires. On fait généralement croître du silicium monocristallin à l'aide des techniques de Czochralski ou de zone flottante qui permettent d'obtenir des corps monocristallins cylindriques pleins. Diverses techniques peuvent être utilisées pour obtenir un corps de silicium ayant notamment la forme d'un ruban. L'une de ces techniques fait appel à la solidification d'une feuille de silicium à partir de la menisque d'un bain de silicium en fusion, les extrémités de cette ménisque etant délimitees par des dendrites minces croissant vers le bas en direction d'une région fortement refroidie du bain cependant que sa partie supérieure coincide avec l'interface entre le bain et le ruban. On trouvera une description détaillée de cette technique dans les articles de S.N. Dermatris et al et de D.L.Barrett et al respectivement parus dans les publications intitulées "IEEE Transactions on Communications and Electronics", Vol. 82, page 94 (1963) et "Journal of the Electrochemical Society", Vol. 118, page 952, (1971). Le procéde de Stepanov fait appel à l'emploi d'une matrice non mouillable qui est mise en contact avec le bain de silicium en fusion pour former la menisque qui permet de faire croître un ruban, de la façon décrite par A.V. Stepanov dans la publication intitulée "Journal of Technology and Physics", Vol. 29, page 381 (1959) et par J. Boatman et al, dans la publication "Electrochemical Technology", Vol. 5, page 98 (1967). Plus récemment, une technique qui utilise les effets de la capillarité a été mise au point pour faire croître des cristaux présentant une section complexe. Cette technique, appelée "Edge-defined, Film-fed Growth (EFG)" dans la littérature anglo-saxonne, a été initialement employée pour faire croître des cristaux de saphir, puis d'autres matériaux dont le silicium. Dans la technique EFG, on fait croître le cristal à partir d'une région de faible profondeur du liquide en fusion au niveau de la surface supérieure d'une matrice comportant des canaux capillaires. Au fur et à mesure que le cristal, croit, une partie de ce liquide en fusion, qui est contenu dans un creuset, monte par capillarite dans les canaux que comporte la matrice.Les bords externes de la partie supérieure de cette dernière délimitent la partie inférieure de la ménisque à partir de laquelle on fait croitre le cristal et, de ce fait, déterminent la forme de celui-ci. Bien que des cristaux de formes tres différentes aient ainsi été obtenus, cette technique a surtout été employée pour faire croître des barreaux, des tubes et plus particulièrement des rubans. A cet égard, on se reportera utilement aux articles de H.E. LaBelle, Jr., dans "Materials Research Bulletin", Vol. 6, page 581 (1971), de T.F. Ciszek dans "Materials Research Bulletin" Vol. 7, page 731 (1972), de T.F. Ciszek et al dans "Physica Stat. Sol.", Vol. 27, page 231 (1975), et de J.C. Swartz et al, dans "Journal Electron . Materials" Vol. 4, page 255 (1975). La technique qui fait appel à l'utilisation des effets de la capillarité comporte un certain nombre d'avantages, à savoir la suppression de la coupe consécutive au tirage du cristal, la possibilité d'obtenir une croissance et un traitement continus, une ségrégation en solution réduite au minimum, et une vitesse de croissance linéaire elevée. Toutefois, cette technique presente également plusieurs inconvénients, notamment l'obligation d'utiliser une matrice non réactive, insoluble, résistante et mouillable et de maintenir une température uniforme dans la partie superieure de la matrice, une structure cristalline généralement médiocre (dans le cas du silicium) et un rendement peu élevé. Pendant le processus de tirage d'un corps en silicium monocristallin de forme allongée à partir d'une matrice en graphite, il se forme dans l'orifice de cette dernière de petits cristallites de carbure de silicium. De tels cristallites peuvent également flotter dans la menisque qui se trouve dans la partie supérieure de la matrice. Il arrive plus ou moins fréquemment qu'une telle particule se fixe au cristal de silicium et nuise à sa perfection. On observe le même phénomène sur la partie extérieure d'une matrice en graphite qui se trouve en contact avec le silicium en fusion. Les photographies de ces cristallites, realisees au moyen d'un microscope à balayage électronique, montrent que ces derniers ont des axes identiques et que leurs surfaces présentent généralement une orientation cristalline (111) et (100). La morphologie de ces cristaux est conforme à celle que l'on peut obtenir dans le cas d'une croissance par précipitation effectuée à partir d'une phase liquide.Certains de ces cristaux existent sous la forme d'agglomérats liés les uns aux autres et comportant une région de très faibles dimensions dans laquelle ils presentent une même orientation. Il semblerait que ces petits cristaux soient une conséquence indésirable du tirage d'un ruban de silicium effectué au moyen de cette technique. Un autre probleme que pose le tirage de cristaux de silicium de forme allongée est l'hemitropie, c'est-à-dire une brusque rotation de 1800 de la structure atomique des cristaux dans un plan cristallin f1111. Ce phenomene a pour effet de bouleverser la croissance du cristal à partir du germe pendant l'étape de nucléation et se traduit par l'obtention d'un corps en silicium polycristallin, au lieu d'un corps en silicium monocristallin allonae. (twinning effect) L nemitropreSest~~le~phenome é principal que l'on observe pendant le tirage d'un ruban de silicium et c'est de lui que dépend la perfection de ce dernier. La fréquence de nucléation de cristaux hemitropes est très élevée pendant l'opération initiale de formation du germe et diminue nettement pendant le processus ultérieur dé tirage. Les phénomènes de nucléation qui conduisent à i'hémitropie peuvent être classés en deux catégories, à savoir l'hemitropie pendant la formation du germe et l'hémitropie aux inclusions de surface. Le procede et le dispositif de formation de corps- en silicium monocristallin de la présente invention fait d'abord appel à l'emploi d'un germe cristallin présentant une orientation f2111. On a constaté que cette orientation permettait de diminuer l'accumulation de cristallites dans l'orifice de la matrice en cours de tirage, et permettait en outre de pallier la perturbation, due à l'hémitropie, du processus de tirage de corps monocristallins pendant la phase de nucléation. Lorsqu'une hémitropie se produit alors que l'orientation initiale du plan de tirage est de {110}, l'orientation cristalline initiale de est répétée. Cela permet de poursuivre le processus de tirage sans interruption et d'éviter la formation indésirable de silicium polycristallin. Les limites hemitropes éventuellement obtenues sont parallèles à la direction du tirage. Ensuite l'invention décrit l'utilisation d'une matrice, qui comporte au moins un canal capillaire et dont la partie superieure est tronconique. Il est possible d'obtenir un corps allongé en silicium extrêmement mince grâce à l'emploi de radiateurs de chaleur disposés au-dessus de la matrice le long du chemin suivi pendant son tirage par le corps en silicium monocristallin. S'il s'agit d'un ruban, deux plaques métalliques parallèles tres rapprochées l'une de l'autre et disposées de part et d'autre de celui-ci permettent d'obtenir un ruban de silicium dont l'épaisseur est de l'ordre de quelques microns. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit, fait en reference aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 est une vue d'ensemble, principalement en coupe, du dispositif de tirage de cristal de la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe de la partie du dispositif de la figure 1 qui comporte le matériau en fusion, la matrice et les radiateurs de chaleur. Les figures 3A, 3B et 3C représentent de façon détaillée une version de la matrice de la présente invention. La figure 4 représente schematiquement une version d'un dispositif permettant de tirer de façon continue un ruban de silicium. Les figures 5A et 5B représentent un radiateur de chaleur utilisable aux fins du tirage de rubans minces de silicium monocristallin. Les figures 6 à 9 représentent schématiquement le procédé de la présente invention qui permet de procéder au tirage de corps cristallins allongés La figure 10 est une photographie agrandie 21 fois de la surface d'un ruban que l'on a fait croître au moyen d'une matrice à ménisque constante de l'art antérieur. La figure Il est une photographique agrandie 21 fois de la surface d'un ruban que l'on a fait croftre en utilisant la matrice à ménisque variable de la présente invention. Les figures 12 et 13 sont des photographies, prises au moyen d'un microscope aux rayons X du type â transmission, qui représentent respectivement l'interface entre le germe et le cristal, et une région située à 15cm au-dessous de l'interface, dans le cas d'un germe présentant une orientation classique. Les figures 14 et 15 sont des photographies, prises au moyen d'un microscope aux rayons X du type à transmission, et représentent respectivement l'interface entre le germe et le cristal, et une region située à 15cm au-dessous de cet interface, dans le cas d'un germe présentant une orientation conforme à la présente invention. Le dispositif representé sur la figure 1 comprend un tube en quartz 10 qui comporte une zone destinée à être chauffee au moyen d'une bobine HF 12 connectée à un générateur HF 14. A l'intérieur de cette zone se trouve un élément isolant 16 à l'intérieur duquel se trouve un suscepteur conducteur servant de support à un creuset 18 monté sur un arbre 22 ainsi qu'un support 20 sur lequel repose le suscepteur lui-même. Le creuset contient le silicium en fusion 24 ainsi que la matrice 26. Cette dernière peut être en graphite ou en carbure de silicium. Le corps cristallin que l'on fait croître (non représenté) est tiré au travers de la partie centrale du dispositif qui se trouve au-dessus de la matrice et est soutenu par le manchon porte-germe 30 qui est monté sur l'arbre 32. Immédiatement au-dessus de la partie chauffée du tube de quartz se trouve un tube 40 qui est refroidi par eau et entoure ce corps cristallin. La chemise 42 est refroidie par de l'eau qui est introduite dans celle-ci par le tuyau 44 et qui en sort par le tuyau 46. Un dispositif de refroidissement par eau 50, qui assure le refroidissement de l'une des extrémités (c'est-àdire l'extrémité supérieure) du tube de quartz, est associé au tube 40. Le dispositif 50 comporte une chemise de refroidissement 52 dans laquelle l'eau est introduite par le tuyau 54 et dont elle sort par le tuyau 56. Un dispositif analogue (non représenté) est utilise à l'extrémité inférieure du tube de quartz 10. Ces deux derniers dispositifs permettent non seulement de refroidir les extrémités du tube de quartz, mais aussi d'assurer ltetanchete aux gaz de ce dernier. L'appareil représente sur la figure 1 comporte en outre une valve à dépression 60 pourvue de deux tuyaux 64 et 66 servant respectivement à l'admission et à l'évacuation d'un gaz inerte, ainsi qu'un soufflet 68 en matiere plastique d'une longueur compatible avec celle des corps en silicium monocristallin que l'on désire tirer. La partie supérieure de ce soufflet comporte un tuyau d'admission de gaz inerte 70. La valve 60 a donc une fonction d'isolement. L'appareil fermé et étanche aux gaz qui est représenté sur la figure 1 permet d'obtenir un bain de silicium en fusion plus propre au niveau de la surface superieure de la matrice et, de ce fait, un corps allonge en silicium monocristallin plus propre également. Le fait de procéder à une purge en utilisant un gaz inerte tel que de l'argon permet en outre d'améliorer les caractéristiques des corps en silicium que l'on fait croître dans l'appareil. En effet, le gaz chasse les oxydes de silicium ou les vapeurs de carbure de silicium qui pourraient éventuellement contaminer le bain de silicium en fusion et nuire à la perfectibilite du corps cristallin obtenu.La purge est effectuée en fermant la valve 60 en deplaçant son coulisseau 62 au travers de l'ouverture, la région située au-dessous de la valve étant alors evacuée. On introduit ensuite un gaz inerte tel que de l'argon dans la valve au moyen du tuyau d'admission 64. Lorsque la chambre inferieure est remplie d'argon, on ouvre le tuyau d'évacuation 66 qui communique avec un barboteur (non représenté) situé dans la partie inférieure de la chambre. Dans le même temps, on purge le soufflet en plastique 68 qui se trouve au-dessus de la valve en introduisant de l'argon dans le soufflet par le tuyau 70 et en l'en faisant sortir par le tuyau 66. C'est dans cette partie de l'appareil que se trouve initialement l'arbre 32.Lorsque les deux parties de l'appareil ont été purgées pendant un intervalle de temps approprié, et que la matrice se trouve à la température de croissance, on ferme le tuyau d'évacuation d'argon 66 qui est dispose au-dessus de la valve 60 et on ouvre cette dernière. L'argon s'écoule alors, depuis le tuyau d'admission 70 qui se trouve dans la partie supérieure du soufflet et le tuyau d'admission 64, vers le bas du tube refroidi par eau 40 qui entoure le corps cristallin que l'on tire La partie inférieure du tube 40 peut servir de support au tube de tirage en graphite 41. L'alésage ovale du tube 41 contraint le gaz utilisé aux fins de la purge à frapper la région de solidification dans la partie superieure de la matrice. Le gaz sort ensuite de la partie inférieure du tube de quartz en traversant un barboteur (non représenté). Le ruban obtenu au terme de ce processus est introduit dans le soufflet 68 et l'on ferme la valve 60. On ouvre ensuite le soufflet pour en retirer le corps en silicium et l'on procede au remplacement du germe pour faire croître un autre corps en silicium. La figure 2 représente de façon plus détaillée la partie du tube de quartz 10 qui est chauffée par une bobine HF 12 qui l'entoure partiellement et qui est connectée au générateur HF 14. Un élement isolant 16 disposé à l'intérieur du tube de tirage entoure le creuset 18 qui contient le silicium en fusion 24. Le creuset 18 est disposé à l'intérieur du suscepteur 19 qui est lui-même dispose sur un support 20 monté sur l'arbre 22. La matrice 26, qui comporte au moins un canal capillaire, est partiellement plongée dans le silicium en fusion 24 et comporte une partie superieure tronquee ayant la forme d'un coin. Le silicium en fusion mouille la matrice et pénètre dans le ou les canaux capillaires pour parvenir par capillarité a la surface supérieure de la matrice.Cette dernière est maintenue en place par un support 27. Cette réalisation comporte trois radiateurs de chaleur. Ces derniers sont constitués par un ecran inferieur 28, un ecran intermédiaire 29 et un écran supérieur 34 dont la surface horizontale comporte des plaques qui s'étendent le long du parcours suivi par le corps de silicium que l'on fait croitre. L'écran 34 n'est utilisé que si l'on désire obtenir un corps en silicium d'une epaisseur de l'ordre de 10 microns ou moins et est inutile dans les autres cas. Les corps très minces en silicium tels que des rubans sont particulièrement souhaitable dans certaines applications, notamment dans les cellules solaires photovoltaiques en silicium. Pour que de l'énergie électrique puisse être obtenue de façon economique a partir de dispositifs de ce dernier type, il faut qu'ils ne comportent qu'une faible quantité de silicium. L'obtention de feuilles minces de silicium est donc souhaitable si ces dernières peuvent etre solidifiées directement sous une forme telle qu'aucun gaspillage de ce matériau ne se produise lorsqu'on le scieou qu'on le polit. Le radiateur de chaleur supérieur 34 permet d'obtenir des feuilles minces de silicium d'une épaisseur inférieure au micron dans la partie centrale du ruban de silicium.La cristallisation et le tirage d'un ruban d'une épaisseur aussi faible sont rendus possibles par le fait que le radiateur de chaleur comporte deux plaques verticales parallèles disposées à proximite immédiate de la partie centrale du ruban que l'on tire.. En principe, ce radiateur est en molybdène. On trouvera une représentation détaillée de ce radiateur sur les figures SA et 5B. Si l'on désire obtenir un ruban d'une largeur supérieure à lcm, il est nécessaire de veiller a ce que la température soit uniforme sur toute la largeur du cristal pendant son tirage. Dans le cas de rubans d'une largeur supérieure à 4cm environ, il convient d'employer des techniques auxiliaires de chauffage ou de refroidissement afin d'assurer la distribution de température désirée sur toute la largeur du cristal à l'interface solide/liquide pendant son tirage.On peut utiliser à cette fin des dispositifs de chauffage 36, qui permettent l'application de quantités de chaleur différentes en divers emplacements de la matrice On peut également diriger différentes quantités prédéterminées du gaz inerte vers différentes parties de l'interface liquide/solide de maniere à maintenir la température de croissance désirée dans l'ensemble de l'interface. Dans ce dernier cas, il s'agit évidemment d'une technique de refroidissement. Les problèmes qui se posent lorsqu'on utilise une matrice à partie supérieure plate aux fins de la croissance d'un cristal grâce aux effets de la capillarite sont essentiellement dus au fait que cette matrice est pratiquement toujours en graphite et par conséquent se dissout lentement dans le silicium en fusion. Ce dernier est alors saturé de carbone. Le silicium ainsi saturé monte dans le canal capillaire que comporte la matrice et parvient à la région superieure ou se produit la croissance du corps cristallin. Cette region supérieure est la région la plus froide du dispositif de tirage.L'excédent de carbone qui se trouve dans le silicium sature est chassé de la solution et apparaît sous la forme de cristallites de carbure de silicium qui tendent à se réunir sur la surface supérieure de la matrice parce que la température de cette surface est plus basse que celle du bain de silicium en fusion. Ces cristallites tendent a provoquer une distorsion de la ménisque du bain et l'apparition d'irrégularités à la surface du ruban. Un autre problème qui se pose est dû au fait que l'interface ruban/bain est très proche de la partie supérieure de la matrice. Les particules de carbure de silicium qui se trouvent au niveau de l'interface tendent à s'incorporer au ruban et à provoquer des dislocations et d'autres défauts. On a constaté qu'il y avait intérêt à ce que l'interface solide/liquide se trouve le plus loin possible de la partie superieure de la matrice. Les figugres 3A, 3B et 3C représentent une réalisation d'une matrice qui permet d'obtenir un tel résultat. Ces figures montrent le canal capillaire 71 de Ta matrice 26 ainsi que la partie centrale 72 qui maintient cette dernière. La surface supérieure 73 de la matrice est incurvée, si bien qu'elle est plus haute à ses extrémités qu'en son milieu. De cette façon, si l'interface solide/liquide peut rester approximativement planaire, l'interface se trouve plus éloigné de la matrice au moins dans la partie centrale. Cette derniere est celle qui présente le caractère le plus critique en ce qui concerne l'apparition de défauts dans le corps en silicium.Toutefois, si la largeur de la partie supérieure de la matrice est maintenue à une valeur constante tout en présentant une forme incurvée, le fait que l'interface soit plus haut dans la partie centrale signifie que la ménisque sera plus haute et par conséquent très mince dans cette même partie centrale. De ce fait, l'épaisseur du ruban sera tres variable d'une extrémité à l'autre. Le ruban sera beaucoup plus mince dans la partie centrale qu'aux extrémités. Il convient donc non seulement que la partie supérieure de la matrice s'incurve vers le bas en direction de la partie centrale depuis les extrémités 74, mais aussi qu'elle soit beaucoup plus large dans cette partie centrale qu'aux extrémités.La ménisque présente donc une base plus large dans la partie centrale, ce qui, combiné avec le fait que la ménisque présente une hauteur plus grande dans la partie centrale, permet d'obtenir une épaisseur uniforme au niveau de l'interface solide/liquide. En resumé, deux choses sont importantes en ce qui concerne la configuration de la matrice, à savoir, la courbure de sa partie supérieure et l'augmentation de son épaisseur dans la partie centrale. La matrice 26 est différente de celle utilisée dans la technique EFG de l'art antérieur qui a été précédemment mentionnée, en ce que, dans cette derniers, la section du ruban ou autre corps cristallin que l'on fait croitre est concentrique avec la partie supérieure de la matrice, alors qu'elle ne l'est pas dans le cas de la matrice représentée sur les figures 3A à 3C. La partie superieure de cette matrice est tres renflée dans sa partie centrale en 72 et mince aux extrémités 74, mais l'on obtient neanmoins un ruban (ou autre corps cristallin) d'épaisseur uniforme. La figure 4 représente un appareil permettant de faire croître et de tirer de façon continue un ruban de silicium. Dans cet appareil, le ruban que l'on a fait croître est enroulé sur un mécanisme 76 qui peut être entraîné par un moteur 77. La partie 78 de l'appareil dans laquelle on fait croître le ruban est analogue à la partie correspondante representée sur les figures 1 et 2, la région 79 etant chauffee par une bobine HF 80 connectée à un générateur HF approprié par des lignes 81. D'autres dispositifs de chauffage peuvent cependant être employés. Les orifices d'admission 82 d'un gaz inerte sont dirigés vers l'interface liquide/solide du ruban que lton est en train de tirer.Le ruban 83 est tiré par l'intermédiaire de ltorifice de sortie 84 qui sert également à 1 'évacuation du gaz inerte, le ruban étant ensuite suffisamment souple pour pouvoir être enroulé sur le mécanisme 76 représenté sur la figure. L'argon qui est chassé hors de l'orifice 84 empêche l'air de pénétrer dans la partie 78 de l'appareil pendant le retrait du ruban. Tout autre agencement permettant d'eviter l'introduction d'air pendant le retrait du ruban pourrait également être utilisé. Les figures 6 à 9 permettront de mieux comprendre le procéde de formation de corps allongés en silicium monocristallin. On a représenté sur la figure 6 un creuset 86 qui contient du silicium en fusion 85 dans lequel est partiellement immergée une matrice 87 comportant une fente capillaire 88. Le liquide qui va se cristalliser monte dans la fente 88 et .parvient à la surface supérieure de la matrice. Lorsque le liquide est parvenu au sommet de la fente 88, il ne poursuit pas son déplacement. Toutefois, si un germe cristallin 90 est appliqué sur la fente mince et commence à tirer le liquide vers le haut, l'angle que fait le liquide avec la matrice n'est plus le même. Cet angle est tel que le liquide peut s'étendre lateralement sur la surface de la partie superieure de la matrice jusqu'à ce qu'il en ait atteint les extrémités. Ce sont ces dernières qui déterminent le perimètre inférieur de la ménisque du bain de silicium en fusion. L'épaisseur du ruban de cristal que l'on fait croître sur la figure 6, lorsqu'on utilise la matrice dont la partie supérieure est incurvée et présente une épaisseur variable, correspond essentiellement à celle de la partie supérieure de la matrice à proximité des extrémites de celle-ci. Le ruban possède une épaisseur pratiquement uniforme, bien que celle-ci puisse présenter de légères variations. En principe, le ruban est sensiblement plus mince dans sa partie centrale qu'à ses bords. L'épaisseur des bords du ruban correspond approximativement à celle des bords de la partie superieure de la matrice. La figure 7 est une coupe de la figure 6 prise dans la partie centrale de la matrice avant l'application du germe cristallin 90. La fente capillaire n'est pas représentée puisque cette région centrale est celle qui maintient les deux parties principales de la matrice 87. Les figures 8 et 9 représentent respectivement l'état des bords et de la partie centrale de la matrice lorsque le ruban est en place. On peut voir que, bien que la partie supérieure de la matrice soit étroite à ses extrémités et relativement large dans sa partie centrale, l'épaisseur du ruban est pratiquement uniforme en raison du fait que l'interface solide/ liquide est proche de la partie supérieure de la matrice près des extrémités de celle-ci, mais plus haut au-dessus de cette partie supérieure à proximité du centre de la matrice.La partie superieure de la ménisque présente approximativement la même épaisseur que sa partie inférieure.dans la région des extrémités. Cependant, la section de la menisque à proximité de la partie centrale de la matrice et du ruban diminue graduellement d'épaisseur et se termine par une partie supérieure étroite. Un choix judicieux de la courbure de la partie supérieure de la matrice et de l'angle que font les côtés de celle-ci par rapport à la verticale, permet d'obtenir une valeur optimum pour cette variation de l'épaisseur de la partie supérieure de la matrice en différents points de cette partie supérieure. L'un des principaux paramètres qui affectent la configuration de la matrice est la distance à laquelle l'interface solide/liquide se trouve de la partie superieure de la matrice au voisinage de la région centrale.On peut régler cette distance en faisant varier la courbure de la partie supérieure de la matrice. L'autre paramètre qui est utilisé pour déterminer la variation de l'épaisseur de la matrice le long de sa surface supérieure est l'angle que font les cotés de la matrice avec la verticale. Si l'on désire faire croître des rubans dont la largeur ne depasse pas 3cm environ, on peut considérer que les bords extérieurs de la surface supérieure de la matrice, c'est-à-dire ceux qui sont limites par la partie inférieure de la ménisque à partir de laquelle le ruban se forme, sont définis par l'intersection d'un coin tronqué vertical d'angle d'ouverture 0, d'épaisseur tronquée Xe et de largeur W, et d'un cylindre horizontal de rayon R. Cette intersection est essentiellement rendue telle que la surface cylindrique contienne les bords courts Xe, de la partie superieure du coin. La partie supérieure résultante de la matrice est celle représentée sur les figures 3A à 3C, où Xe est l'épaisseur de la surface supérieure à ses extrémités, xm représente l'épaisseur de la surface supérieure dans sa partie centrale, 8 représente l'angle d'ouvertureS R le rayon de courbure de la surface supérieure, W la largeur de la matrice, et d la différence de hauteur entre les extrémites et le centre. La partie superieure de la matrice augmente donc graduellement d'épaisseur de Xe à Xm et diminue de hauteur, d'une valeur ô, entre son bord et sa partie centrale. Le but de ce type de matrice est de permettre d'obtenir une menisque haute dans la région centrale, puisqu'il n'est pas souhaitable que l'interface solide/liquide soit très rapprochee de la partie supérieure de la matrice, tout en permettant à cet interface de se trouver à proximité immédiate de l'extrémité de la matrice de maniere à stabiliser la largeur du ruban. Par ailleurs, il est indispensable que ce resultat soit obtenu au moyen d'une transition graduelle de manière à faciliter les étapes initiales de l'augmentation de la largeur du ruban, depuis les dimensions du germe jusqu'à la largeur maximum désirée. L'épaisseur du ruban est égale ou inférieure à Xe. R et 0 sont choisis de manière à optimiser les valeurs de Xm-Xe et de 6 pour permettre une croissance satisfaisante du ruban. Ces paramètres sont définis par w 2 tang ( R ~ W1 sin2U Xm-Xe = 2 9 tang /2 On a constate experimentalement que des valeurs de â ~ 0,8mm et de Xm-Xe 0,6mm, permettaient d'obtenir des rubans de silicium présentant une surface régulière.Ainsi, par exemple, une matrice d'une largeur de 25,4mm a été utilisée avec les valeurs suivantes: Xe IL 0,51mm, R = 101,6mm et = 400, ce qui a permis d'obtenir des rubans d'une épaisseur inférieure à 0,5mm bien que la valeur de Xm ait été d'environ-1,09mm. La section du ruban n'est donc pas définie par les bords de la partie supérieure de la matrice. Si la largeur de la matrice est supérieure à 3cm environ, on augmente sensiblement les dimensions de la région centrale de hauteur s et d'épaisseur Xm avant-de commencer le rétrécissement et l'augmentation de la hauteur aux extrémités de la surface supérieure de la matrice. Lors de la croissance d'un corps cristallin, il est nécessaire de maintenir une température uniforme dans ce corps au niveau de l'interface de croissance, faute de quoi des contraintes thermiques se produiront dans ce corps. C'est pour cette raison que l'on utilise généralement des radiateurs de chaleur que l'on dispose de telle sorte que leur fente soit tres proche du corps cristallin, un très faible espace libre étant simplement ménage de part et d'autre de celui-ci. Un radiateur de ce type tend à stabiliser la température à proximité de l'interface solide/liquide. Il est possible d'atténuer les contraintes thermiques qui existent dans le ruban en commandant de façon appropriée le gradient de température le long du cristal.Par ailleurs, de faibles variations de température peuvent également poser des problèmes en provoquant une adherence du ruban à la matrice. Pour pouvoir commander de façon plus précise le profil de température à proximité de la surface supérieure de -la matrice et ce, d'une façon qui varie sans cesse, il convient d'utiliser un dispositif de chauffage composé d'un certain nombre d'éléments que l'on dispose à proximité immédiate de la longueur de ladite surface, les différents éléments étant commandés individuellement par une entrée électrique. On peut ainsi obtenir le profil de température désiré dans la partie superieure de la matrice. Les figures 10 et 11 sont des photographies agrandies 21 fois de la surface de la région centrale de deux rubans que l'on a fait croftre en utilisant des matrices d'une largeur de 25,4mm. On a fait croître le ruban de la figure 10 à partir d'une matrice EFG à partie supérieure plate d'une épaisseur de O,5mm. Le ruban de la figure 11 a eté obtenu en utilisant la matrice de la presente invention, avec R = 101,6mm, Xe = 0,5mm et 0 = 400.La vitesse de croissance etait d'environ 2cm/minute dans les deux cas, et les deux matrices étaient constituées par le même type de graphite.Le ruban de la figure Il présente une surface beaucoup plus lisse, et cette derniere comporte une densité beaucoup plus faible de particules de carbure de silicium. La qualité du ruban est donc améliorée et son utilisation nécessite un traitement de surface moins important. Des cellules solaires et des transistors à effet de champ du type metal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET) satisfaisants ont été réalisés sur la surface non traitée de rubans lisses analogues à celui de la figure 11. L'un des problèmes principaux qui se posent lorsqu'on fait croître des rubans de silicium en utilisant une matrice en graphite est celui de l'hémitropie, phénomène qui perturbe la croissance des corps monocristallins pendant la phase de nucléation. Un exemple de cet effet est représenté sur la figure 12, dans laquelle on utilise une orientation de germe (110). Des resultats analogues sont obtenus pour {110}, C100) et autres orientations communes. Pour toutes ces orientations, il n'a pas été possible d'obtenir des rubans monocristallins, en raison principalement de l'apparition d'un phenomene d'hémitropie dans tous les plans octaédriques {111}.Les possibilités d'obtention dtune hemitropie pour différents plans de croissance tels que (100), (110), (111), sont résumés dans le tableau I. On trouvera une explication des indices de Miller, par exemple, dans l'ouvrage intitulé "Introduction to Solid State Physics", par C. Kittel, deuxieme édition, 1956, John Wiley & Sons, Inc., New York, pages 33 à 35. TABLEAU I Plan initial Plan d'hémitropie Nouveau plan (100) (111) (122) (ils) (122) (111) (122) (111) (122) (110) (111) (114) (111) (110) (lI1) (110) (II1) (lI4) (111) (111) (111) (I11) (511) (111) (151) (111) (115) Le phénomène d'hémitropie se produit dans les plans octaédriques. Quatre de ces huit plans sont indiqués ci-dessus. Deux de ces plans sont toujours parallèles l'un à l'autre et sont par conséquent équivalents.Une hémitropie continue dans ces plans se traduira immédiatement dans un corps monocristallin par une cassure propagee depuis le germe cristallin. Les différentes possibilités sont indiquées dans le tableau I. On a constaté que le plan le plus important à utiliser comme plan d'interface solide/liquide est le plan C110) parce que l'hémitropie)répète l'orientation . Si l'orientation initiale du plan d'interface est (110), l'hémitropie affectant 'e plan d'orientation (111) est suivie par une répétition de l'orientation initiale qui est C110], par exemple comme l'indique le tableau I. Pour obtenir des rubans présentant un minimum de défauts, il est nécessaire de tenir compte des relations épitaxiques qui existent entre le silicium et le carbure de silicium. On a constaté que ces deux derniers matériaux présentent une relation épitaxique parfaite pour un germe d'orientation {112}. Ce n'est que pour cette orientation que les plans du carbure de silicium sont parallèles aux plans du silicium d'orientation {110} cependant que, de façon concentrique, les plans du carbure de silicium d'orientation f1111 sont également parallèles aux plans de silicium d'orientation f1111. Pour toute autre orientation du germe, les relations épitaxiques entre le silicium et le carbure de silicium sont telles qu'elles donneront lieu à un phénomène d'épitaxie dans tous les plans octaedriques.Les différentes relations epitaxiques sont résumées dans le tableau II. TABLEAU II Plan du Plan de la Orientation substrat couche de en Si SiC (001) (001) ss (100) ss I (100) Si (110) ss (001) ss || (tir) si (110) ss || (110) Si (110) (110) ss (lit) ss II (111) Si (111) (111) ss (110) 8 j (110) Si (I10) ss || (lit) Si (111) (0001) H (1120) H || (110) Si Dans le cas, par exemple, d'un plan de silicium d'orientation (001), il existe deux relations épitaxiques possibles. Des couches de carbure de silicium peuvent croître dans un plan de silicium d'orientation (001) dans l'orientation [001] ainsi que dans l'orientation [110]. Si la croissance a lieu dans un plan d'orientation [001], il existe entre les orientations une relation dans laquelle les plans de carbure de silicium d'orientation (100) sont parallèles aux plans de silicium d'orientation (100).Dans le second cas, si la couche de carbure de silicium croit dans un plan d'orientation E1107, la relation qui existe entre les orien tations est telle que le plan du carbure de silicium d'orientation (001) est parallèle au plan de silicium d'orientation (110), et que le plan de carbure de silicium d'orientation (1I0) est parallèle au plan de silicium d'orientation (110).En ce qui concerne le plan de silicium d'orientation C1111, on peut également faire croître le carbure de silicium dans le plan d'orientation E111 et il existe deux possibilités pour le carbure devsilicium comme le montre également le tableau Il. Toutefois, dans le cas d'un substrat en silicium d'orientation (111), il peut arriver que le carbure de silicium croisse non pas sous la forme cubique, ss mais dans le mode héxagonal, H. L'orientation préferée du germe pour faire crottre des rubans de silicium est {112}, comme l'indiquent les figures 14 et 15.La figure 14 montre l'interface germe/cristal pour cette orientation et indique que l'on a réalisé la croissance d'un corps monocristallin avec hémitropies parallèles. L'orientation optimum du germe cristallin est coiIz dans la direction du tirage, [OîîJ dans la direction de la matrice, LII2- perpendiculairement à la surface principale du germe et Cils perpendiculairement à la surface du bord du germe. Les seuls défauts visibles sont dus à une hemitropie parallèle dans les plans (111), comme l'indique le tableau I ci-dessus. Les plans hémitropies parallèles sont des défauts de faible énergie et n'ont aucune influence sur la durée de vie des porteurs de charge.On obtient donc des cellules solaires présentant une bonne efficacité même en presence de tels plans hémitropes. D'autres plans hémitropes sont d'ordre supérieur et affectent par conséquent cette durée de vie. La figure 15 représente une partie du cristal obtenu après que l'on ait fait croître celui-ci sur une longueur de 15cm. Cette partie du cristal ne contient elle aussi que des plans hemitropes parallèles. L'efficacité d'une cellule solaire en présence de tels plans varie entre 8 et 10%. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de realisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif permettant de former un corps allongé en silicium monocristallin, caractérisé en ce qu'il comprend: une source de silicium en fusion; une matrice comportant au moins un canal capillaire et partiellement immergée dans ledit silicium en fusion de telle sorte que ce dernier circule dans ledit canal capillaire; et des moyens permettant de faire croître et de tirer ledit corps depuis ledit canal capillaire. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure de ladite matrice présente la forme d'un coin, la surface supérieure de la matrice étant la plus large en son centre et s'incurvant de façon symétrique vers les extrémités plus étroites, ladite surface supérieure de la matrice étant plus haute à ses extrémités et diminuant graduellement de hauteur jusqu'à un point de hauteur minimum qui se trouve au centre de la matrice. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel lesdits moyens comprennent un germe présentant une orientation cristalline du type (2111. 4.- Dispositif selon la revendication 2 caracterise en ce que ledit germe présente une orientation cristalline C211) et un axe d'orientation et en ce que ses bords sont dans un plan d'orientation C111). 5.- Dispositif selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que ladite matrice est en graphite. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractrise en ce que ledit corps est un ruban. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un radiateur de chaleur est dispose au-dessus dudit canal capillaire que comporte la matrice, ce radiateur de chaleur s'etendant depuis un point situé à proximité de la matrice le long du parcours suivi par ledit corps de telle sorte que l'épaisseur de celui-ci puisse être de l'ordre de quelques microns ou moins. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérise en ce que ladite matrice présente un agencement tel qu'il permette d'obtenir un ruban, et en ce que ledit radiateur de chaleur comporte deux plaques parallèles disposées à proximité immédiate dudit ruban. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la matrice comportant au moins un canal capillaire est partiellement immergée dans ledit silicium en fusion de telle sorte que celui-ci se déplace dans ledit canal capillaire. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la matrice comporte des moyens de chauffage segmentés qui peuvent être commandés séparément pour assurer une température uniforme à l'interface solide/liquide du cristal. 11.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que des moyens sont fournis pour assurer la purge des gaz indésirables en dirigeant un gaz inerte sur le cristal en cours de croissance.