Brevet FR2704694A1 — publié le 19941104

i 2704694 La présente invention se rapporte à des méthodes et appareils pour la production de substrats semi-conducteurs ainsi qu'à des méthodes de production de dispositifs semi- conducteurs. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à des techniques perfectionnées pour la recristallisation par fusion de zone d'un film semi-conducteur disposé sur un substrat. Les figures 22(a) et 22(b) montrent, respectivement, une vue en coupe et une vue en perspective expliquant une méthode de l'art antérieur pour une recristallisation par fusion de zone d'un film semi-conducteur disposé sur un substrat. Sur cette figure, un substrat semi-conducteur 100 comporte une base isolante 10 se composant d'une céramique ou analogue. Un film 1 en SiO2 ayant environ 1 Mm d'épaisseur (que l'on appellera ci-après premier film isolant) est disposé sur la base isolante 10. Un film semi-conducteur 2 de 0,5 - 1 pm d'épaisseur et qui comprend un silicium polycristallin ou un silicium amorphe est disposé sur le premier film isolant 1. Un film composite 3 en SiO2 et Si3N4 (que l'on appellera ci-après troisième film isolant) est disposé sur le film semi-conducteur 2. Le troisième film isolant 3 a environ 1 - 3 pm d'épaisseur. Un réchauffeur supérieur en bande de carbone 4, ayant une largeur d'environ 2 mm et une hauteur d'environ 9 mm, est placé à peu près à 1 mm au-dessus du substrat semi-conducteur 100. Ce réchauffeur supérieur en bande 4 se déplace à travers le substrat 100, dans une direction prescrite, aux environs de 1 mm/s. Le substrat 100 est disposé sur un suscepteur 5 et le suscepteur est placé au-dessus d'un réchauffeur inférieur 6. On décrira ci-après le procédé de recristallisation par fusion de zone. Initialement, comme cela est illustré à la figure 22(b), le substrat semi-conducteur 100 est placé sur le suscepteur 5 et le réchauffeur en bande de carbone 4 est déplacé à travers le substrat semi- conducteur 100 aux environs de 1 mm/s, il se forme donc une zone étroite fondue 2a dans le film semi-conducteur 2 juste en dessous de la 2 2704694 bande 4. La zone fondue 2a se resolidifie et se recristallise après passage de la bande 4. On peut employer, à la place du réchauffeur en bande de carbone 4, d'autres réchauffeurs à bande comme une lampe à rayons infrarouges. Les figures 23(a) et 23(b) sont, respectivement, une vue en coupe et une vue en plan illustrant une partie du substrat semi-conducteur 100 après procédé de recristallisation par fusion de zone. Sur les figures, les mêmes chiffres de référence que sur les figures 22(a)- 22(b) désignent des pièces identiques ou correspondantes. Après recristallisation par fusion de zone, la grandeur du grain du film semi- conducteur 2 est accrue et les caractéristiques électriques, comme la conductivité sont améliorées. Cependant, comme le montre les figures 23(a)-23(b), des dislocations 2c, des limites subgranulaires 2b qui sont provoquées par des dislocations rassemblées et d'autres défauts, se produisent dans le film semi-conducteur 2. Lorsqu'on fabrique un dispositif en utilisant le film semi- conducteur 2 ayant les limites subgranulaires 2b et les dislocations 2c, ces défauts agissent comme des centres de recombinaison des porteurs (électrons et trous), ce qui augmente le courant d'obscurité du dispositif. En conséquence, afin de fabriquer un dispositif ayant de meilleures caractéristiques, il est important de réduire les limites subgranulaires 2b et les dislocations 2c dans le film semi- conducteur 2 ou de produire les limites subgranulaires 2b en des positions prescrites dans le film semi-conducteur 2 o les limites subgranulaires n'affectent pas de façon néfaste les caractéristiques du dispositif. La limite subgranulaire 2b est provoquée par une irrégularité à une interface solide-liquide, telle qu'une interface entre la portion resolidifiée et la zone fondue, formée dans le film semi-conducteur pendant le procédé de recristallisation par fusion de zone. La figure 24(a) montre une vue en coupe transversale d'un substrat semiconducteur 100a et la figure 24(b) montre la distribution de temperature dans un film semi-conducteur 2 3 2704694 incorporé dans le substrat 100a, pour expliquer une méthode de recristallisation par fusion de zone o des limites subgranulaires sont produites en des positions souhaitées dans le film semi-conducteur. La figure 25 est une vue en plan du film semi-conducteur 2. Sur ces figures, les mêmes chiffres de référence que sur les figures 22(a)-22- (b) désignent des pièces identiques ou correspondantes. Un certain nombre de films isolants en forme de bande 7 sont disposés sur le film isolant 3 à des intervalles prescrits. De préférence, les films thermiquement isolants 7 se composent d'un matériau semi-conducteur. Les films thermiquement isolants 7 sont couverts d'un film isolant (non représenté), selon la nécessité. Dans ce procédé de recristallisation par fusion de zone, un réchauffeur en bande tel qu'un réchauffeur à bande de carbone, est placé au-dessus du substrat semi-conducteur a de façon que la direction longitudinale du réchauffeur en bande soit perpendiculaire à la direction des raies des films isolants 7 et ensuite le réchauffeur est déplacé à travers le substrat semi-conducteur 100a, dans la direction des raies des films isolants 7, à une vitesse uniforme. Comme les films isolants 7 en forme de raies protègent partiellement le substrat semi-conducteur 100a de la chaleur émise par le réchauffeur en bande, la température de portions du film semi-conducteur qui sont opposées au film isolant 7 diminue avec pour résultat le profil de température montré sur la figure 24(b). Par conséquent, l'irrégularité à l'interface solide-liquide entre la portion resolidifiée et la zone fondue dans le film semi-conducteur 2 est influencée par le profil de température de la figure 24(b), donc les limites subgranulaires se trouvent concentrées en des portions du film semi-conducteur 2 qui sont opposées aux films isolants en forme de raies 7, c'est-à-dire les portions concaves de l'interface solide-liquide comme le montre la figure 25, ainsi il se forme des régions monocristallines avec peu de défauts entre les limites subgranulaires 2b. 4 2704694 Cependant, la formation des films isolants en forme de raies 7 complique le procédé de production. De plus, il est impossible d'éliminer complètement les limites subgranulaires 2b du film semi-conducteur recristallisé. La figure 26 est une vue en plan d'un substrat semi- conducteur permettant d'expliquer une méthode de recristallisation par fusion de zone o un film semi- conducteur est fondu par zone et recristallisé sans limite subgranulaire. Sur cette figure, un substrat semi-conducteur 10Ob comporte une couche de base 10. Un film isolant 1 est disposé sur la couche de base 10. Un film semi-conducteur 2A, comprenant un certain nombre de portions d'îlot 2d et un certain nombre de portions de ligne 2e reliant les portions d'îlot en série, est disposé sur le film isolant 1. Le film semi- conducteur 2A est couvert d'un film isolant (non représenté). Dans cette méthode de recristallisation par fusion de zone, un réchauffeur en bande tel qu'un réchauffeur à bande de carbone est placé au-dessus du substrat semi-conducteur 10Ob de façon que la direction longitudinale du réchauffeur soit perpendiculaire à la direction longitudinale du film semi-conducteur 2A et ensuite le réchauffeur est déplacé à travers le substrat semi-conducteur 100Ob, en direction longitudinale du film semiconducteur 2A, à une vitesse uniforme. Lorsqu'une zone fondue croise la portion d'îlot 2d du film semi-conducteur 2A, de la chaleur est transmise par la portion de ligne 2e qui a déjà été fondue par zone et recristallisée, donc l'écoulement de chaleur dans la portion d'îlot se trouve concentré vers la jonction entre la portion d'îlot 2d et la portion de ligne 2e. Par conséquent, une interface solide-liquide dépassant dans la direction de déplacement de la zone fondue se forme dans le film semi- conducteur 2A et l'interface solide-liquide n'a aucune partie concave et il ne se produit donc aucune limite subgranulaire. Dans cette méthode cependant, quand la grandeur de la portion d'îlot 2d dépasse une certaine étendue, l'effet ci-dessus décrit dépendant de la forme du film semi-conducteur 2A se 2704694 réduit et il se produit des limites subgranulaires. En effet, on ne peut produire, par cette méthode, un film semi- conducteur de grande dimension sans limite subgranulaire. Par ailleurs, comme le film semi-conducteur 2A est formé dans les portions d'îlot 2d et les portions de ligne 2e, le rapport d'utilisation du film semiconducteur sur le substrat est faible. Ce faible rapport d'utilisation pose des problèmes graves quand un dispositif semi-conducteur comprenant un film semi-conducteur de grande dimension comme une pile solaire est fabriqué. La figure 28(a) est une vue en coupe illustrant un réchauffeur conventionnel utilisé en tant que réchauffeur inférieur 6 de la figure 22(a), et la figure 28(b) illustre le profil de l'intensité de la chaleur appliquée à un substrat par le réchauffeur. Sur la figure 28(a), un réchauffeur 250 comprend un réflecteur 9 comprenant un certain nombre de parties concaves 9a en forme de raies qui sont connectées parallèlement les unes aux autres. Le réflecteur 9 est fait en métal ou plastique et la partie concave 9a a une section transversale en forme d'arche. Les surfaces internes des parties concaves 9a sont plaquées d'or. Une lampe en bande 8 est disposée au centre de chaque partie concave 9a du réflecteur 9. Une lampe infrarouge à halogène est usuellement utilisée en tant que lampe en bande 8. Le réflecteur 9 est bien refroidi à l'eau de façon à ne pas être chauffé par les lampes en bande 8. Le diamètre de la lampe 8 est d'environ 1 cm. Bien que le réflecteur 9 soit refroidi à l'eau, la lampe en bande 8 ne doit pas être disposée près du réflecteur 9 parce que la température de la lampe est très élevée. Par conséquent, la largeur X de l'ouverture de la partie concave 9a doit avoir au moins plusieurs centimètres donc l'intervalle entre des lampes adjacentes en bande 8 est de plusieurs centimètres. Quand le substrat semi-conducteur 100 est chauffé par le réchauffeur 250, la longueur du trajet optique du rayonnement (rayon de chaleur) de la lampe en bande 8, 6 2704694 directement jusqu'au substrat semi-conducteur 100, est différente de la longueur du trajet optique du rayonnement (rayon de chaleur) réfléchi par le réflecteur 9 avant d'atteindre le substrat 100. Par ailleurs, le rayonnement réfléchi par le réflecteur 9 a une quantité rayonnante qui se réduit selon la réflectance, donc l'intensité de la chaleur appliquée au substrat semi-conducteur 100 par le réchauffeur 250 est diminuée en une période qui correspond à la largeur d'ouverture X de la partie concave du réflecteur 9, comme le montre la figure 28(b). En conséquence, le réchauffeur 250 employé en tant que réchauffeur inférieur dans ce procédé de recristallisation par fusion de zone ne chauffe pas la totalité de la surface du substrat semi- conducteur 100 d'une intensité de chaleur uniforme donc des régions non fondues restent dans le film semi-conducteur du substrat 100. Quand un film semi-conducteur est soumis à une recristallisation par fusion de zone, l'uniformité de la cristallinité du film semi-conducteur recristallisé est améliorée tandis que la largeur de la zone fondue formée dans le film semi-conducteur est réduite. Par conséquent, la réduction de la largeur d'un réchauffeur à bande de carbone que l'on utilise traditionnellement en tant que réchauffeur supérieur a été tentée. Cependant, comme le réchauffeur à bande de carbone est usuellement supporté par un organe mobile, si ce réchauffeur est plus mince que 2 mm, il se casse défavorablement lorsqu'il émet de la chaleur et se dilate. De même, afin d'améliorer la cristallinité du film semi- conducteur dans le procédé de recristallisation par fusion de zone, il est souhaitable que la température de la zone fondue baisse doucement. La figure 27 illustre une distribution de température à proximité du réchauffeur à bande de carbone 4. Si un contrôle minutieux de cette distribution de température est possible, cela améliore encore la qualité cristalline du film semi-conducteur. Cependant, la distribution de température à proximité du réchauffeur 4 est inconditionnellement déterminée par la 7 2704694 grandeur et la forme en section du réchauffeur ainsi que par l'atmosphère entourant le réchauffeur, donc il est impossible de contrôler minutieusement la distribution de température. Par ailleurs, dans l'appareil conventionnel pour la recristallisation par fusion de zone, une technique avancée de contrôle de la machine est requise pour déplacer l'élément chauffant à haute température, c'est-àdire le réchauffeur à bande de carbone, à travers le substrat semiconducteur, dans une direction prescrite, à une allure uniforme, tout en maintenant une distance prescrite du substrat. Par conséquent, il est difficile d'accomplir cette opération en toute fiabilité et avec une bonne répétabilité. Comme on l'a décrit ci-dessus, les méthodes de recristallisation par fusion de zone que l'on peut voir aux figures 24(a)-24(b) et 26 permettent de limiter les limites subgranulaires à des régions prescrites dans le film semi- conducteur ou de réduire les limites subgranulaires et les dislocations dans le film semi-conducteur. Cependant, la formation des films d'isolement thermique 7 (figure 24(a)) ou la formation du motif du film semi-conducteur avant le procédé de recristallisation par fusion de zone (figure 26) complique la production. De plus, comme on l'a déjà décrit en se référant à la figure 26, il y a une limite à la grandeur de la région monocristalline sans limite subgranulaire produite par la méthode conventionnelle. Par consequent, l'on n'a pu encore réaliser un film semi-conducteur monocristallin de grande aire sans limite subgranulaire. Par ailleurs, le réchauffeur inférieur généralement utilisé dans le procédé de recristallisation par fusion de zone ne peut chauffer uniformément la cible (substrat semi- conducteur) à cause de la structure, donc des portions non fondues restent défavorablement dans le film semi-conducteur après la recristallisation. La présente invention a pour objet de procurer un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs permettant de réduire la largeur de la zone fondue produite dans le film semi-conducteur. 8 2704694 La présente invention a pour autre objet de procurer un réchauffeur supérieur pour la recristallisation par fusion de zone de films semiconducteurs qui déplace la zone fondue dans le film semi-conducteur à une allure uniforme, sans utiliser de technique avancée de contrôle de machine. La présente invention a pour autre objet de procurer un réchauffeur supérieur pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs, qui contrôle l'intensité de la chaleur appliquée au film semi-conducteur. La présente invention a pour autre objet de procurer un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs permettant d'obtenir un film semi- conducteur monocristallin de grande aire, sans limite subgranulaire. Un autre objet de la présente invention est de procurer un appareil pour la production de substrats semi-conducteurs comprenant un réchauffeur inférieur qui chauffe uniformément le substrat semi-conducteur. La présente invention a pour autre objet de procurer une méthode de production d'un substrat semi-conducteur comprenant un film semiconducteur monocristallin de grande aire, sans limite subgranulaire. La présente invention a pour autre objet de procurer une méthode de production d'un dispositif semi-conducteur optique utilisant un film semi-conducteur monocristallin de grande aire, sans limite subgranulaire, en tant que région sensible à la lumière. Selon un premier aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comprend un élément chauffant mobile en bande qui est couvert d'un film supprimant le rayonnement de la chaleur comprenant un matériau isolant et réfractaire avec moindre rayonnement de la chaleur, à l'exception d'une surface opposée au substrat semiconducteur. Par conséquent, la largeur de la zone fondue produite dans le film semi-conducteur est réduite. 9 2704694 Selon un deuxième aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comporte un élément chauffant mobile en bande et un organe mobile supprimant le rayonnement de la chaleur comprenant un matériau isolant et réfractaire ayant un moindre rayonnement de la chaleur et protégeant de la chaleur émise par l'élément chauffant dans toutes les directions autres que vers le substrat semi-conducteur. Par conséquent, la largeur de la zone fondue produite dans le film semi-conducteur est réduite. Selon un troisième aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comporte un réchauffeur en bande comprenant un corps en bande d'un matériau isolant et réfractaire présentant un moindre rayonnement de la chaleur et un film chauffant mince disposé sur une surface du corps en bande opposée au substrat semi- conducteur. Par conséquent, la largeur de la zone fondue produite dans le film semi-conducteur est réduite. Selon un quatrième aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comporte un élément chauffant en bande, un moyen pour déplacer l'élément chauffant en bande et deux rouleaux prenant en sandwich et supportant l'élément chauffant en bande à ses extrémités opposées. Dans cette structure, la dilatation thermique de l'élément chauffant en bande est réduite en direction longitudinale de cet élément chauffant. Par conséquent, même si l'on emploie un très mince élément chauffant de faible résistance, il ne se courbe pas du fait de la dilatation thermique. Selon un cinquième aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comporte un élément chauffant mobile en bande et une plaque mobile interposée entre l'élément chauffant et le substrat 2704694 semi-conducteur. La plaque mobile a une fente plus étroite que la largeur de l'élément chauffant, par o la chaleur émise par l'élément chauffant est appliquée au substrat semi- conducteur. Par conséquent, la largeur de la zone fondue produite dans le film semi-conducteur est réduite. Selon un sixième aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comporte un réchauffeur comprenant un certain nombre d'éléments chauffants en bande qui sont connectés parallèlement les uns aux autres via des films isolants. Le moment de la fourniture de tension pour chaque élément chauffant est contrôlé pour déplacer la région chauffée, c'est-à-dire la zone fondue, dans le film semi-conducteur. Par conséquent, le film semi-conducteur subit une fusion par zone et est recristallisé avec une plus grande fiabilité et une plus grande reproductibilité, en comparaison avec le réchauffeur conventionnel en bande qui se déplace à travers le substrat semi-conducteur. Selon un septième aspect de la présente invention, le réchauffeur cidessus décrit comporte de plus un moyen pour changer la région chauffante de chaque élément chauffant en bande. Par conséquent, la forme de l'interface solide-liquide dans le film semi-conducteur peut être modifiée en appliquant sélectivement de la chaleur à des portions irrégulières de l'interface solide-liquide, ce qui permet d'éviter les limites subgranulaires qui sont sur le point de se produire pendant la recristallisation par fusion de zone. Selon un huitième aspect de la présente invention, un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs sur des substrats semi-conducteurs comporte un élément chauffant en bande et un organe de réglage de l'intensité de la chaleur interposé entre l'élément chauffant et le substrat semi-conducteur. L'organe de réglage de l'intensité de la chaleur change périodiquement l'intensité de la chaleur émise par l'élément chauffant en bande et qui est appliquée au substrat semi-conducteur. Par 1il 2704694 conséquent, le film semi-conducteur est fondu par zone et recristallisé alors que l'on contrôle la position de la limite subgranulaire sans travaux particulier sur le substrat semi-conducteur. Selon un neuvième aspect de la présente invention, un appareil pour produire un substrat semi- conducteur comporte un réchauffeur comprenant un certain nombre de lampes en bande qui sont agencées parallèlement les unes aux autres à des intervalles prescrits et un moyen dispersant la lumière interposé entre les réchauffeurs et les substrats semi- conducteurs. Par conséquent, le rayonnement de la lampe en bande est dispersé dans toutes les directions et toute la surface du substrat semiconducteur se trouve uniformément chauffée. Selon un dixième aspect de la présente invention, dans une méthode de production d'un substrat semi-conducteur, initialement, on forme un certain nombre de premiers films semi-conducteurs, chaque film semi-conducteur comportant des portions d'îlot et des portions de ligne qui relient les portions d'îlot en série, sur un substrat isolant, de manière que les portions d'îlot d'un film semi-conducteur soient adjacentes aux portions d'îlot d'un autre film semi- conducteur. Apres avoir couvert les premiers films semi- conducteurs d'un premier film isolant, on forme un certain nombre de seconds films semi-conducteurs ayant la même structure que les premiers films semi-conducteurs, sur le premier film isolant, de manière que les portions d'îlot des seconds films semi-conducteurs ne recouvrent pas les portions d'îlot des premiers films semi-conducteurs. Apres avoir couvert les seconds films semi-conducteurs d'un second film isolant, les premiers et seconds films semi-conducteurs sont soumis à une recristallisation par fusion de zone. Par conséquent, on peut produire, sur toute la surface du substrat semi-conducteur, un film semi-conducteur monocristallin ayant moins de défauts cristallins. Selon un onzième aspect de la présente invention, un dopant d'impureté, dont le type de conductivité est opposé à 12 2704694 celui des premiers et seconds films semi-conducteurs, est diffusé dans les portions d'îlot des premiers et seconds films semi-conducteurs après la recristallisation par fusion de zone, pour former des jonctions pn. Ensuite, les portions d'îlot des premiers (seconds) films semiconducteurs sont connectées aux portions de ligne des seconds (premiers) films semi-conducteurs adjacents par des électrodes en métal. Par conséquent, on peut obtenir une pile solaire intégrée comportant un certain nombre de films semi-conducteurs monocristallins en forme d'îlot qui servent de parties sensibles à la lumière. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un premier mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 4 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- 13 2704694 conducteurs, selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 5 est une vue en plan illustrant un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi-conducteurs, selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 6 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un sixième mode de réalisation de la présente invention; - les figures 7(a)-7(d) sont des graphiques illustrant la transition de l'intensité de la chaleur appliquée à un substrat semiconducteur par le réchauffeur supérieur montré à la figure 6; - la figure 8 est un diagramme illustrant la distribution de température produite en dessous du réchauffeur supérieur que l'on peut voir à la figure 6; - la figure 9 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un septième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 10 est une vue en coupe illustrant une variante du réchauffeur supérieur de la figure 9; - la figure 11 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un huitième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 12(a) est une vue en plan expliquant un procédé de production d'une pile solaire selon un neuvième mode de réalisation de la présente invention, et les figures 12(b) et 12(c) sont des vues en coupe faites suivant les lignes 12b-12b et 12c-12c de la figure 12(a), respectivement; 14 2704694 - la figure 13(a) est une vue en plan expliquant le procédé de production d'une pile solaire selon le neuvième mode de réalisation de la présente invention, et les figures 13(b) et 13(c) sont des vues en coupe faites suivant les lignes 13b-13b et 13c-13c de la figure 13(a), respectivement; - la figure 14(a) est une vue en plan expliquant le procédé de production d'une pile solaire selon le neuvième mode de réalisation de la présente invention, et les figures 14(b) et 14(c) sont des vues en coupe faites suivant la ligne 14b-14b et 14c-14c de la figure 14(a), respectivement; la figure 15(a) est une vue en plan expliquant le procédé de production d'une pile solaire selon le neuvième mode de réalisation de la présente invention, et les figures 15(b) et 15(c) sont des vues en coupe faites suivant les lignes 15b- 15b et 15c-15c de la figure 15(a), respectivement;- la figure 16 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un dixième mode de réalisation de la figure présente invention; - la figure 17 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, selon un onzième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 18 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour la production de substrats semi- conducteurs à proximité d'un réchauffeur inférieur, selon un douzième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 19 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour la production de substrats semi- conducteurs à proximité d'un réchauffeur inférieur, selon un treizième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 20 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour la production de substrats semi- 2704694 conducteurs à proximité d'un réchauffeur inférieur, selon un quatorzième mode de réalisation de la présente invention; - la figure 21 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour la production de substrats semi- conducteurs à proximité d'un réchauffeur inférieur, selon un quinzième mode de réalisation de la présente invention; - les figures 22(a) et 22(b) sont respectivement une vue en coupe et une vue en perspective expliquant la méthode de recristallisation par fusion de zone d'un film semi- conducteur sur un substrat, selon l'art antérieur; - les figures 23(a) et 23(b) sont respectivement une vue en coupe et une vue en plan illustrant l'état interne du film semi-conducteur après le procédé de recristallisation par fusion de zone que l'on peut voir aux figures 22(a)- 22(b); - la figure 24(a) est une vue en coupe d'un substrat semiconducteur comprenant un film semi-conducteur employé dans un procédé de recristallisation par fusion de zone selon l'art antérieur et la figure 24(b) illustre une distribution de température produite dans le substrat semi-conducteur; - la figure 25 est une vue en plan illustrant l'état interne du film semi-conducteur que l'on peut voir à la figure 24(a) après le procédé de recristallisation par fusion de zone; - la figure 26 est une vue en plan illustrant un substrat semi-conducteur comprenant un film semi-conducteur, employé dans un procédé de recristallisation par fusion de zone selon l'art antérieur; - la figure 27 est un diagramme illustrant une distribution de température produite en dessous d'un réchauffeur mobile à bande de carbone, selon l'art antérieur; - la figure 28(a) est une vue en coupe illustrant un réchauffeur inférieur incorporé dans un appareil pour la production de substrats semi-conducteurs selon l'art antérieur, et la figure 28(b) illustre le profil de 16 2704694 l'intensité de la chaleur appliquée au substrat semi- conducteur. La figure 1 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 1, un réchauffeur supérieur comprend un réchauffeur à bande de carbone 4 ayant une largeur de 9 mm et une hauteur de 9 mm et un film 11 supprimant le rayonnement de la chaleur qui couvre le réchauffeur 4 à bande de carbone, à l'exception de sa surface 4a qui est opposées à une cible à chauffer (non représentée) comme un substrat semi-conducteur. Le film 11 supprimant le rayonnement de la chaleur se compose d'un matériau isolant et réfractaire avec un faible rayonnement de chaleur comme le nitrure de bore (BN). Le film 11 supprimant le rayonnement de la chaleur est formé en moulant et en laissant un espace devant contenir le réchauffeur à bande de carbone 4. Alternativement, on peut le déposer sur le réchauffeur 4, à l'exception de sa surface 4a, par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). La totalité de la structure de cet appareil de recristallisation par fusion de zone est identique à celle montrée à la figure 22(b), à l'exception que le réchauffeur à bande de carbone 4 de la figure 22(b) est remplacé par le réchauffeur 30 de la figure 1. Ce réchauffeur supérieur 30 est placé à une distance prescrite de la surface du substrat semi-conducteur 100 et il se déplace à travers le substrat à une vitesse uniforme. Dans l'appareil selon ce premier mode de réalisation, comme le rayonnement de chaleur du réchauffeur 4 à bande de carbone, à l'exception de surface 4a opposée au substrat semi-conducteur 100, est supprimé par le film 11 supprimant le rayonnement de chaleur, la région à haute température, c'est-à-dire la zone fondue, dans le film semi- conducteur 2, opposée au réchauffeur 4 est plus étroite que dans l'art antérieur, et donc le film semi-conducteur 2 peut être 17 2704694 minutieusement fondu par zone et recristallisé, ce qui améliore la qualité du cristal du film semi-conducteur 2. La figure 2 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 2, un réchauffeur supérieur a comprend un réchauffeur à bande de carbone 4 d'une largeur de 9 mm et d'une hauteur de 9 mm ainsi qu'un organe mobile lia supprimant le rayonnement de chaleur, entourant le réchauffeur à bande de carbone 4, à l'exception de sa surface 4a qui est opposée à une cible à chauffer comme un substrat semi-conducteur. L'organe lla supprimant le rayonnement de la chaleur empêche la chaleur émise par le réchauffeur à bande de carbone 4, à l'exception de la surface 4a, de rayonner dans toutes les directions. De préférence, l'organe lla supprimant le rayonnement de la chaleur se compose de nitrure de bore. Toute la structure de cet appareil de recristallisation par fusion de zone est identique à celle montrée à la figure 22(b), à l'exception que le réchauffeur à bande de carbone 4 de la figure 22(b) est remplacé par le réchauffeur 30a de la figure 2. Le réchauffeur 30a est placé à une distance prescrite de la surface du substrat semi- conducteur 100 et il se déplace à travers celui-ci à une vitesse uniforme. Dans l'appareil selon ce deuxième mode de réalisation, comme l'organe lla supprimant le rayonnement de la chaleur empêche la chaleur émise par le réchauffeur 4, à l'exception de sa surface 4a opposée au substrat semi-conducteur 100, de rayonner dans toutes les directions, on peut obtenir les mêmes effets que dans le premier mode de réalisation. Dans le premier mode de réalisation ci-dessus décrit, comme le film 11 supprimant le rayonnement de chaleur est en contact avec le réchauffeur 4 à bande de carbone, le film 11 est directement chauffé par le réchauffeur 4 et sa température augmente, avec pour résultat l'éventualité que le film 11 puisse rayonner de la chaleur. Dans ce deuxième mode 18 2704694 de réalisation, comme l'organe lla supprimant le rayonnement de chaleur n'est pas directement chauffé par le réchauffeur à bande de carbone 4, cet effet de suppression du rayonnement de chaleur est mieux amélioré. Tandis que dans le deuxième mode de réalisation ci- dessus décrit, un réchauffeur à bande de carbone est employé en tant qu'élément chauffant linéaire, on peut employer une lampe linéaire à infrarouge à la place du réchauffeur à bande de carbone. La figure 3 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 3, un réchauffeur supérieur 30b comporte une base en bande llb ayant une largeur de 2 mm et une hauteur de 5 mm ou plus. Une couche chauffante mince 4b, comprenant du carbone ou analogue, ayant une largeur d'environ 1 mm et une épaisseur de 100-200 pm, est disposée sur une surface de la base en bande llb qui est opposée à une cible à chauffer comme un substrat semi-conducteur. Dans la production, la base en bande llb est formée en moulant du nitrure de bore ou analogue et la couche chauffante 4b est déposée sur une surface prescrite de la base 11b par CVD. La couche chauffante 4b produit de la chaleur quand de la tension lui est appliquée. La totalité de la structure de cet appareil de recristallisation par fusion de zone est fondamentalement identique à celle montrée à la figure 22(b), à l'exception que le réchauffeur à bande de carbone 4 de la figure 22(b) est remplacé par le réchauffeur supérieur 30b de la figure 3. Le réchauffeur 30b est placé à une distance prescrite de la surface du substrat semi-conduceur 100 et il se déplace à travers ce substrat, dans une direction prescrite, à une vitesse uniforme. Dans l'appareil selon ce troisième mode de réalisation, comme la couche chauffante 4b n'a que 100-200 Mm d'épaisseur, la chaleur émise par les surfaces latérales de la couche chauffante 4b ne s'étend pas dans toutes les directions, donc 19 2704694 le substrat semi-conducteur est chauffé par la chaleur émise par la surface de la couche chauffante 4b opposée au substrat, avec pour résultat une zone fondue plus étroite que dans l'art antérieur. Comme on l'a décrit ci-dessus, un réchauffeur à bande de carbone d'une largeur de moins de 2 mm n'a aucun usage pratique à cause de sa mauvaise résistance mécanique. Cependant, comme le réchauffeur supérieur 30b de ce troisième mode de réalisation a une base en bande llb formée par moulage d'un matériau isolant et réfractaire, tel que du nitrure de bore, la résistance du réchauffeur 30b est fiable. La figure 4 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 4, un réchauffeur supérieur comprend un réchauffeur à bande de carbone 4 et une plaque mobile de protection de la chaleur 12 se composant d'un matériau réfractaire tel que du tungstène (W) ayant une fente 12a opposée à la surface 4a du réchauffeur 4. La largeur de la fente 12a est plus étroite que celle du réchauffeur en bande 4. La totalité de la structure de cet appareil de recristallisation par fusion de zone est identique à celle montrée à la figure 22(b), à l'exception du fait que la plaque protégeant de la chaleur 12 est interposée entre le réchauffeur 4 et le substrat semi- conducteur 100. Le réchauffeur supérieur 40 est placé à une distance prescrite de la surface du substrat semi-conducteur 100 et il se déplace à travers le substrat, dans une direction prescrite, à une vitesse uniforme. Selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention, comme la chaleur émise par le réchauffeur à bande de carbone 4 atteint le substrat semi-conducteur à travers la fente 12a de la plaque de protection contre la chaleur 12 et que la largeur de la fente 12a est plus étroite que la largeur du réchauffeur 4, on obtient une zone fondue plus étroite que celle de l'art antérieur dans le film semi- 2704694 conducteur 2, avec pour résultat les mêmes effets que dans le premier mode de réalisation. Dans ce quatrième mode de réalisation également, on peut employer, à la place du réchauffeur à bande de carbone 4, une lampe linéaire à infrarouge. La figure 5 est une vue en plan d'un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 22(b) désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans cet appareil, un réchauffeur à bande de carbone 4 est pris en sandwich et supporté par deux rouleaux inoxydables mobiles 13 à ses extrémités opposées. Ces rouleaux 13 sont connectés à un mécanisme mobile pour entraîner le réchauffeur 4 (non représenté). Le chiffre de référence 14 désigne des électrodes en cuivre pour appliquer du courant à un réchauffeur à bande de carbone 4. Les électrodes en cuivre sont refroidies par un système de refroidissement à l'eau (non représenté). Le réchauffeur 4 est placé à une distance prescrite de la surface du substrat semi-conducteur 100 et il se déplace à travers le substrat 100, dans une direction prescrite, à une vitesse uniforme. Dans l'appareil selon ce cinquième mode de réalisation, quand le réchauffeur à bande de carbone 4 produit de la chaleur et se dilate, les rouleaux inoxydables 13 réduisent la dilatation en direction longitudinale du réchauffeur 4. Par conséquent, même si la largeur du réchauffeur à bande de carbone 4 est plus petite que 2 mm, le réchauffeur conserve sa résistance et ne se casse pas. En conséquence, on peut employer un réchauffeur à bande de carbone plus étroit que 2 mm, par exemple de 1 mm de large et cela permet de produire une zone fondue plus étroite que celle de l'art antérieur dans le film semi-conducteur, avec pour résultat les mêmes effets que dans le premier mode de réalisation ci-dessus décrit. 21 2704694 La figure 6 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un sixième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 6, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 22(a) désignent des pièces identiques ou correspondantes. Un réchauffeur supérieur 200 de ce sixième mode de réalisation se compose d'un certain nombre d'éléments chauffants en bande 15 qui sont connectés parallèlement les uns aux autres via des films isolants 16. Le réchauffeur supérieur 200 est placé à environ 1 mm au- dessus du substrat semi-conducteur 100 et il couvre toute la surface de celui-ci. Chaque élément chauffant 15, a une largeur d'environ 0,5 mm et il se compose d'une bande de carbone qui produit de la chaleur lorsque de la tension lui est appliquée. Le temps de mise en circuit, c'est-à- dire le temps de chauffage de chaque élément chauffant 15 est contrôlé par un dispositif de contrôle (non représenté). Les films isolants 16 sont formés en revêtant la surface latérale de l'élément chauffant de nitrure de bore (BN). Sur la figure, les chiffres de référence 15a à 15d désignent des éléments chauffants spécifiés pour expliquer le fonctionnement de cet appareil. Les figures 7(a) à 7(d) montrent les courbes de l'intensité de la chaleur en fonction du temps de chauffage pour les éléments chauffants 15a à 15d, respectivement. On décrira ci-après le fonctionnement. Les éléments chauffants 15 sont mis en circuit en succession dans la direction de l'agencement en échelonnant les temps de mise en circuit des éléments chauffants 15. Par exemple, si les temps de mise en circuit des éléments chauffants 15a, 15b, 15c et 15d sont échelonnés dans cet ordre, comme le montre les figures 7(a) à 7(d), la région à la plus haute température dans le substrat semi-conducteur 100 se déplace selon le changement, avec le temps, de l'intensité de la chaleur dans chaque élément chauffant appliquée au substrat semi-conducteur et la zone fondue 2a se 22 2704694 déplace dans le film semi-conducteur 2. De cette manière, on effectue une recristallisation par fusion de zone du film semi-conducteur 2. Dans cet appareil, le réchauffeur supérieur 200 est fixé à une position prescrite au-dessus du substrats semi- conducteur 100 et la recristallisation par fusion de zone du film semi-conducteur 2 est effectuée en utilisant le changement avec le temps de l'intensité de la chaleur de chaque élément chauffant 15. Par conséquent, le procédé de recristallisation par fusion de zone s'effectue en toute fiabilité et reproductibilité sans la difficulté mécanique de devoir déplacer un réchauffeur à bande de carbone à haute température dans une direction prescrite, à une vitesse uniforme, tout en maintenant une distance prescrite par rapport au substrat semi-conducteur. La figure 27 illustre un gradient de température produit sous un réchauffeur à bande de carbone mobile conventionnelle 4. La figure 8 illustre un gradient de température produit sous le réchauffeur supérieur 200 employé dans ce sixième mode de réalisation de la présente invention. Le gradient de température sous le réchauffeur conventionnel 4 est relativement raide comme le montre la figure 27. D'autre part, dans ce sixième mode de réalisation de la présente invention, comme le gradient de température sous le réchauffeur 200 peut être changé en contrôlant l'intensité de chaleur de chaque élément chauffant 15 incorporé dans le réchauffeur 200, on obtient un gradient relativement modéré que l'on peut voir à la figure 8. En conséquence, dans cet appareil, il est possible de diminuer graduellement la température de la zone fondue 2a dans le film semi-conducteur 2 après la fusion par zone, et ainsi la qualité du cristal du film semi-conducteur recristallisé peut être améliorée. La figure 9 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone des films semi- conducteurs selon un septième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 9, les mêmes chiffres de 23 2704694 référence que sur la figure 6 désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans ce septième mode de réalisation, des réchauffeurs additionnels 200a sont attachés aux deux extrémités du réchauffeur 200 que l'on peut voir à la figure 6 pour obtenir un réchauffeur 300 qui est plus grand que le substrat semi-conducteur 100. Dans le sixième mode de réalisation ci-dessus décrit, comme le rêchauffeur supérieur 200 est aussi grand que le substrat semi- conducteur 100, l'intensité de la chaleur appliquée à l'extrémité du substrat semi-conducteur 100 est plus faible que l'intensité de la chaleur appliquée au centre du substrat avec pour résultat une différence de qualité de cristal entre la partie extrême et la partie centrale du substrat. Dans ce septième mode de réalisation, comme le réchauffeur supérieur 300 est plus grand que le substrat semi-conducteur 100, cela améliore l'uniformité de la qualité cristalline dans le film semi-conducteur recristallisé. Tandis que dans ce septième mode de réalisation, le réchauffeur additionnel 200a a la même structure que le réchauffeur 200, il peut être fait d'un réchauffeur en carbone 15' tel que montré à la figure 10. Dans ce cas également, on obtient les mêmes effets que ceux ci-dessus décrits. La figure 11 est une vue en plan illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un huitième mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 6 désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans ce huitième mode de réalisation, un certain nombre d'éléments d'électrode en bande 17 sont disposés sur le réchauffeur 200, parallèlement les unes aux autres à intervalles égaux, perpendiculaires aux éléments chauffants 15. De préférence, chaque élément d'électrode 17 se compose de carbone. L'aire en coupe de l'élément d'électrode 17 est plus grande que celle de l'élément chauffant 15 afin de réduire la résistance électrique. 24 2704694 L'élément chauffant 15 et l'élément d'électrode 17 sont électriquement connectés l'un à l'autre à l'intersection. On décrira ci-après le fonctionnement. Dans le sixième mode de réalisation ci-dessus décrit, une tension est appliquée aux extrémités opposées de chaque élément chauffant 15 du réchauffeur supérieur 200 de manière que toute la longueur de l'élément chauffant 15 produise de la chaleur. Dans le réchauffeur supérieur 400 de ce huitième mode de réalisation, la région chauffante de chaque élément chauffant 15 peut être modifiée avec le temps par les éléments d'électrode 17. Plus particulièrement, sur la figure 11, la tension est initialement appliquée aux extrémités opposées de l'élément chauffant 15e de façon que toute la longueur de l'élément 15e émette de la chaleur et, un peu plus tard, de la tension est appliquée aux extrémités opposées de l'élément chauffant 15f de façon que toute la longueur de l'élément chauffant 15f émette de la chaleur. Ensuite, la tension est appliquée à une extrémité 15e' de l'élément chauffant 15e et à l'élément d'électrode 17a et, un peu plus tard, de la tension est appliquée à une extrémité f' de l'élément chauffant 15f et à l'élément d'électrode 17a. Ensuite, l'élément d'électrode auquel la tension est appliquée est choisi successivement comme 17b, 17c..., et donc les régions chauffantes des éléments chauffants 15e et 15f sont réduites en succession. Dans l'appareil selon ce huitième mode de réalisation de la présente invention, les éléments chauffants produisent successivement de la chaleur dans la direction de leur agencement pour déplacer la zone fondue dans le film semi- conducteur et, en même temps, la région chauffante de * l'élément chauffant opposé à une région du film semi- conducteur après le procédé de fusion par zone est sélectivement changée, ce qui change la forme de l'interface solide-liquide dans le film semiconducteur, et donc cela permet d'éviter les limites subgranulaires qui peuvent se produire pendant le procédé de recristallisation. Par 2704694 conséquent, la recristallisation par fusion de zone peut s'effectuer sans limites subgranulaires. Comme une région spécifiée de chaque élément chauffant est chauffée par application d'une tension à deux éléments spécifiés d'électrode 17, si l'association de ces deux éléments d'électrode auxquels une tension est appliquée est changée en succession, une recristallisation par fusion de zone du film semi-conducteur dans la direction de l'agencement des éléments d'électrode 17 est possible. Plus particulièrement, après la recristallisation par fusion de zone du film semi-conducteur dans la direction de l'agencement des éléments chauffants 15 (premier procédé de recristallisation par fusion de zone), la région chauffante de chaque élément chauffant 15 est déplacée dans la direction de l'agencement des éléments d'électrode 17 en décalant en succession l'association de deux éléments d'électrode 17 auxquels de la tension est appliquée (second procédé de recristallisation par fusion de zone). De cette manière, les cristaux qui s'étendent dans la direction de déplacement de la zone fondue dans le premier procédé de recristallisation par fusion de zone sont utilisés comme noyaux de croissance dans le second procédé de recristallisation par fusion de zone et donc, on peut obtenir un film semi-conducteur ayant une région monocristalline de grande surface. Les figures 12(a)-12(c), 13(a)-13(c) et 14(a)-14(c) illustrent les étapes de procédé de production d'une pile solaire selon un neuvième mode de réalisation de la présente invention. La figure 12(a) est une vue en plan illustrant la première étape du procédé et les figures 12(b) et 12(c) sont des vues en coupe faites suivant les lignes 12b-12b et 12c- 12c de la figure 12(a), respectivement. La figure 13(a) est une vue en plan illustrant une deuxième étape du procédé et les figures 13(b) et 13(c) sont des vues en coupe faites suivant la ligne 13b-13b et 13c-13c de la figure 13(a), respectivement. La figure 14(a) est une vue en plan illustrant une troisième étape du procédé et les figures 26 2704694 14(b) et 14(c) sont des vues en coupe faites suivant les lignes 14b-14b et 14c-14c de la figure 14(a). On décrira ci-après le procédé de production. Initialement, comme le montre les figures 12(a)-12(c), un film isolant 1 est formé sur un substrat 10 et ensuite, on forme des premiers films semi-conducteurs 18A, chacun comprenant un certain nombre de portions d'îlot 18a et un certain nombre de portions de ligne 18b reliant les portions d'îlot en série, sur le film isolant 1. Alors, un film isolant 3a est formé sur toute la surface du substrat et, ensuite, des seconds films semi-conducteurs 18B, chacun comportant un certain nombre de portions d'îlot 18c et un certain nombre de portions de ligne 18d reliant les portions d'îlots 18c en série, sont formés sur le film isolant 3a. Les premier et second films semi-conducteurs 18A et 18B sont du même type de conductivité (premier type de conductivité). Alors, un film isolant 3b est formé sur toute la surface du substrat. Ensuite, les premier et second films semi- conducteurs 18A et 18B sont soumis à une recristallisation par fusion de zone en direction longitudinale de ces films en utilisant un réchauffeur en bande (non représenté). Les premier et second films semi- conducteurs 18A et 18B se composent de silicium polycristallin ou de silicium amorphe et ils ne se recouvrent pas. Chacun des films isolants 3a et 3b est un film d'oxyde de silicium ou bien un feuilletage d'un film d'oxyde de silicium et d'un film de nitrure de silicium. Les portions d'îlot 18a et 18c des premier et second films semi-conducteurs 18A et 18B sont recristallisées sans limite subgranulaire par le même principe que celui déjà décrit par rapport à la figure 26, ce qui permet de produire des films monocristallins. Alors, des portions des films isolants 3a et 3b, autres que les portions sur les portions de ligne 18b et 18d des films semi-conducteurs 18A et 18B, sont sélectivement éliminées. En utilisant les films isolants 3a et 3b qui restent sur les portions de ligne 18b et 18d comme masque, on diffuse une impureté dopante d'un type de conductivité opposé 27 2704694 à celui des films semi-conducteurs 18A et 18B (second type de conductivité), pour former des régions 19 o sont diffusées des impuretés dans les portions d'îlot 18a et 18c des films semi-conducteurs 18A et 18B, afin de produire des jonctions pn. L'impureté dopante est une impureté du type n, comme du phosphore (P), quand les premier et second films semi- conducteurs 18A et 18B sont du type p. Quand ces films semi- conducteurs sont du type n, l'impureté dopante est une impureté du type p comme du bore (B). La résistivité des premier et second films semiconducteurs 18A et 18B est de 1 Q. cm et la résistivité de feuille de la région o sont diffusées les impuretés 19 est de 1009/n. Sur les figures 14(a)-14(c), les films isolants 3a et 3b qui restent sur les portions de ligne 18b et 18d des premier et second films semiconducteurs 18A et 18B sont éliminés. Ensuite, comme le montre les figures 15(a)-15(c), des électrodes en métal 20 sont formées sur les portions exposées de ligne 18b et 18d et sur des portions des régions 19 o sont diffusées des impuretés, à proximité des portions respectives de ligne, ainsi les portions d'îlot du second type de conductivité 18a et 18c se trouvent électriquement connectées aux portions de ligne adjacentes du premier type de conductivité 18d et 18b, respectivement, avec pour résultat une pile solaire intégrée. Comme la pile solaire intégrée fabriquée comme décrit ci-dessus contient, en tant que régions sensibles à la lumière, les films semi-conducteurs monocristallins 18a et 18c n'ayant pas de limite subgranulaire et qui sont formés sur toute la surface du substrat 10, cela améliore considérablement l'efficacité de conversion lumière en électricité de la pile solaire. Tandis que dans le neuvième mode de réalisation ci- dessus décrit, les films isolants 3a et 3b qui restent sur les portions de ligne 18b et 18d des films semi-conducteurs 18A et 18B sont utilisés comme masque pour la diffusion des impuretés, on peut former un masque de diffusion après avoir complètement éliminé les films isolants 3a et 3b sur les 28 2704694 films semi-conducteurs. Alternativement, après l'élimination complète des films isolants 3a et 3b, on peut provoquer la croissance par épitaxie d'un film semi-conducteur sur le substrat et former un masque de diffusion sur des portions du film semi-conducteur qui sont opposées aux portions de ligne 18b et 18d. Dans les deux cas, les étapes de procédé après formation du masque de diffusion sont les mêmes que celles ci-dessus décrites. Tandis que, dans le neuvième mode de réalisation ci- dessus décrit, on décrit une méthode de production d'une pile solaire intégrée, un substrat semi-conducteur, après recristallisation par fusion de zone des premier et second films semi-conducteurs et élimination complète des films isolants 3a et 3b, peut être utilisé en tant que substrat pour des dispositifs semi-conducteurs autres que des piles solaires. La figure 16 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un dixième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 16, un réchauffeur supérieur 500 comprend une lampe à infrarouge à halogène en bande 21 et un grillage 22 comprenant une plaque en verre de quartz. La lampe à infrarouge à halogène en bande 21 est placée à une distance prescrite du substrat semi-conducteur 100. Le grillage 22 a un certain nombre de gorges 22a en V, en forme de raies, sur une surface opposée au substrat semi- conducteur 100. Le grillage 22 est interposé entre la lampe 21 et le substrat semi-conducteur 100. Le pas des gorges 22a en forme de V est d'environ 300 pm. La lampe à infrarouge à halogène en bande 21 est déplacée dans la direction des raies des gorges 22a en V du grillage 22 à une vitesse uniforme. Dans ce dixième mode de réalisation, le rayonnement (rayon de chaleur) de la lampe à infrarouge 21 est diffracté par les gorges 22a en V du grillage 22, donc l'intensité de la chaleur qui est appliquée au substrat semi-conducteur 100 change selon le pas des gorges en V 22a. Par conséquent, 29 2704694 l'irrégularité de la limite solide-liquide formée dans le film semiconducteur pendant le procédé de fusion par zone est contrôlée selon la variation de l'intensité de la chaleur et cela permet de contrôler la position de la limite subgranulaire formée dans le film semi-conducteur. En conséquence, dans ce dixième mode de réalisation, on peut contrôler la position de la limite subgranulaire dans le film semi-conducteur fondu par zone et recristallisé sans agir sur le substrat semi-conducteur 100. La figure 17 est une vue en coupe illustrant un réchauffeur supérieur incorporé dans un appareil pour la recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs selon un onzième mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, un réchauffeur supérieur 600 se compose d'une lampe & infrarouge à halogène en bande 21 et d'un grillage 23. La lampe 21 est placée à une distance prescrite du substrat semi- conducteur 100. Le grillage 23 se compose d'un certain nombre de fils en métal réfractaire 23a, tels que du tungstène, qui sont agencés parallèlement les uns aux autres à des intervalles de 300 pm. Le grillage 23 est interposé entre la lampe à infrarouge à halogène 21 et le substrat semi-conducteur 100. La lampe à infrarouge à halogène en bande 21 se déplace en direction longitudinale du film 23a et du grillage 23 à une vitesse uniforme. Dans ce onzième mode de réalisation, comme les fils 23a du grillage 23 interceptent le rayonnement (rayon de chaleur) de la lampe à infrarouge 21, l'intensité de la chaleur appliquée aux portions du substrat semiconducteur 100 qui sont opposées aux fils 23 est réduite avec pour résultat une variation périodique de l'intensité de la chaleur. L'intensité de la chaleur qui varie périodiquement permet de contrôler l'irrégularité de la limite solide-liquide dans le film semi-conducteur pendant le procédé de fusion par zone, et cela permet de contrôler la position de la limite subgranulaire formée dans le film semi-conducteur, avec pour 2704694 résultat les mêmes effets que dans le dixième mode de réalisation ci-dessus décrit. Les films 23a peuvent être en contact avec le substrat semi-conducteur 100. Dans ce cas, comme la chaleur du substrat semi-conducteur 100 est transmise par les fils 23a, la température du substrat semi-conducteur 100 est réduite en des portions en contact avec les films 23a, et donc l'intensité de la chaleur appliquée au substrat semi- conducteur 100 varie périodiquement. La figure 18 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour produire des substrats semi-conducteurs selon un onzième mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, les mêmes chiffres que sur la figure 28 désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans cet appareil, un réchauffeur inférieur 250, ayant la même structure que celui déjà décrit pour la figure 28, est placé à une distance prescrite sous le substrat semi- conducteur 100. Une plaque 24 dispersant la lumière, dispersant le rayonnement de la lampe en bande 8 du réchauffeur inférieur 250, est interposée entre le réchauffeur inférieur 250 et le substrat semi-conducteur 100. La plaque 24 dispersant la lumière se compose d'une plaque de quartz 24b et de grains de quartz 24a empilés sur la plaque de quartz 24b. Chaque grain de quartz 24a est de forme statistique, ayant un diamètre plus petit que 5 mm. Le diamètre du grain de quartz 24a doit être plus petit que le diamètre de la lampe en bande 8, c'est-a-dire d'environ 1 cm, pour disperser le rayonnement de la lampe 8 avec une grande efficacité. L'épaisseur de la pile des grains de quartz 24a dépend de l'intervalle entre la lampe 8 et la plaque 24 dispersant la lumière et de l'intervalle entre la plaque 24 et le substrat semi- conducteur 100. En supposant que l'intervalle entre la lampe 8 et le substrat 100 est d'environ 5 cm, une plaque 24 dispersant la lumière sur laquelle des grains de quartz 24a sont empilés sur une épaisseur d'environ 1 cm, est interposée entre la lampe et le 34 2704694 REVENDICATIONS 1. Appareil pour la recristallisation par fusion de zone d'un film semi-conducteur disposé sur un substrat semi- conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier réchauffeur disposé sous le substrat semi- conducteur (100) à une distance prescrite et chauffant ledit substrat à partir de sa surface arrière; et un second réchauffeur (30) disposé audessus dudit substrat semi-conducteur, à une distance prescrite, et se déplaçant à travers lui dans une direction prescrite à une vitesse uniforme. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second réchauffeur (30) comprend un élément chauffant en bande et il est couvert d'un matériau isolant et réfractaire avec un moindre rayonnement de chaleur à l'exception d'une surface opposée au substrat semi-conducteur (100). 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second réchauffeur comprend un élément chauffant en bande (4) et un organe supprimant le rayonnement de la chaleur (11a) qui comprend un matériau isolant et réfractaire avec moins de rayonnement de chaleur, ledit organe supprimant le rayonnement de la chaleur interceptant la chaleur émise par les surfaces de l'élément chauffant, à l'exception d'une surface opposée au substrat semi-conducteur. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second réchauffeur (30b) se compose d'une base en bande (11b) qui comprend un matériau isolant et réfractaire avec un moindre rayonnement de chaleur et d'une couche chauffante mince (4b) qui est disposée sur une surface de la base, opposée au substrat semi-conducteur. 5. Appareil pour la recristallisation par fusion de zone d'un film semi-conducteur disposé sur un substrat semi- conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: 2704694 un premier réchauffeur disposé sous le substrat semi- conducteur à une distance prescrite et le chauffant à partir de sa surface arrière; un seconde réchauffeur comprenant un élément chauffant en bande ayant des extrémités opposées et disposé au-dessus du substrat semi-conducteur à une distance prescrite; deux rouleaux (13) maintenant en sandwich et supportant l'élément chauffant en bande (4) à ses extrémités opposées; et un moyen mobile pour déplacer ledit élément chauffant en bande à travers le substrat semi-conducteur dans une direction prescrite à une vitesse uniforme, o sont fixés lesdits rouleaux. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par une plaque mobile (12) comprenant un matériau réfractaire et interposée entre l'élément chauffant et le substrat semi- conducteur, ladite plaque mobile ayant une fente (12a) opposée à l'élément chauffant en bande, par o la chaleur émise par l'élément chauffant atteint le substrat semi- conducteur. 7. Appareil pour la recristallisation par fusion de zone d'un film semi-conducteur disposé sur un substrat semi- conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier réchauffeur disposé sous le substrat semi- conducteur, à une distance prescrite, et chauffant ledit substrat à partir de sa surface arrière; et un second réchauffeur (200) disposé au- dessus dudit substrat à une distance prescrite et comprenant un certain nombre d'éléments chauffant en bande (15) qui sont agencés parallèlement les uns aux autres via des films isolants (16), chacun desdits éléments chauffants produisant de la chaleur lorsque de la tension leur est appliquée et en ce que le temps de fourniture de tension, c'est-à-dire le temps de chauffage de chaque élément chauffant, est contrôlé. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface chauffée par le second réchauffeur est plus grande que la surface du substrat semi-conducteur (100). 36 2704694 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen pour choisir une région de chaque élément chauffant en bande (15) o de la tension doit être appliquée. 10. Appareil pour la recristallisation par fusion de zone d'un film semi-conducteur disposé sur un substrat semi- conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier réchauffeur disposé sous le substrat semi- conducteur, à une distance prescrite, et chauffant ledit substrat à partir de sa surface arrière; un second réchauffeur comprenant un élément chauffant en bande (15), disposé au-dessus du substrat semi- conducteur à une distance prescrite et se déplaçant à travers ledit substrat dans une direction prédéterminée à une vitesse uniforme; et un moyen contrôlant l'intensité de la chaleur, interposé entre l'élément chauffant et le substrat semi- conducteur et changeant périodiquement l'intensité de la chaleur émise par l'élément chauffant vers le substrat semi- conducteur. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend: une lampe en bande (21) en tant qu'élément chauffant en bande; et une plaque de quartz (22) en tant que moyen contrôlant l'intensité de la chaleur, ladite plaque de quartz ayant un certain nombre de gorges en V (22a) en forme de raies à une surface opposée au substrat semi-conducteur et étant interposée entre la lampe en bande et le substrat semi- conducteur, de manière que les gorges en V soient perpendiculaires à la lampe en bande. 12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un certain nombre de fils en métal réfractaire (23a) en tant que moyen contrôlant l'intensité de la chaleur, lesdits fils étant parallèles les uns aux autres à des intervalles prescrits et perpendiculaires à l'élément chauffant en bande. 37 2704694 13. Appareil pour produire un substrat semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un réchauffeur (250) disposé en dessous du substrat semi-conducteur à une distance prescrite, ledit réchauffeur comprenant un organe réfléchissant la lumière ayant un certain nombre de portions concaves en forme de bande qui sont parallèles les unes aux autres, chaque partie concave ayant une surface interne spéculaire et une section transversale en forme d'arche et un certain nombre de lampes en bande, chacune étant disposée au centre de chaque partie concave de l'organe réfléchissant la lumière; et un moyen dispersant la lumière (24) interposé entre le réchauffeur et le substrat semi- conducteur et dispersant le rayonnement de la lampe. 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen dispersant la lumière comprend une plaque en quartz (24b) et un certain nombre de grains de quartz (24a) empilés sur la plaque en quartz, chaque grain ayant un diamètre de moins de 5 mm. 15. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen dispersant la lumière comprend une plaque en quartz, une première couche dispersant la lumière comprenant un certain nombre de premiers grains de quartz (24a2), chacun ayant un diamètre de 3 à 5 mm et empilés sur la plaque en quartz et une second couche dispersant la lumière comprenant un certain nombre de seconds grains de quartz (24a1) chacun ayant un diamètre de moins de 3 mm, qui sont empilés sur la première couche dispersant la lumière. 16. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen dispersant la lumière comprend une plaque en quartz (24b) et un certain nombre de barres de quartz (24c) empilées sur la plaque en quartz, chaque barre ayant un diamètre de moins de 5 mm. 17. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moyen dispersant la lumière comprend un plaque en quartz (24b), un certain nombre de premières barres de quartz (24c2) chacune ayant un diamètre de 3 à 5 mm, empilées sur la 38 2704694 plaque de quartz et un certain nombre de secondes barres de quartz (24c2), chacune ayant un diamètre de moins de 3 mm, empilées sur les premières barres de quartz. 18. Procédé de recristallisation par fusion de zone d'une couche de semi-conducteur disposée sur un substrat semi-conducteur caractérisé en ce qu'il consiste à: former un certain nombre de premiers films semi- conducteurs sur un substrat semi-conducteur, chaque film comprenant des portions d'îlot et des portions de ligne qui relient les portions d'îlot en série, de manière que les portions d'îlot d'un film semi- conducteur soient adjacentes aux portions d'îlot d'un autre film semi- conducteur; couvrir les premiers films semi-conducteurs d'un premier film isolant; former un certain nombre de seconds films semi- conducteurs ayant la même structure que les premiers, sur le premier film isolant, de manière que les portions d'îlot des seconds films semiconducteurs ne recouvrent pas les portions d'îlot des premiers films semi-conducteurs; couvrir les seconds films semi-conducteurs d'un second film isolant; provoquer la fusion par zone et la recristallisation des premier et second films semi-conducteurs de manière que la zone fondue produite dans les premier et second films semi-conducteurs se déplace en direction longitudinale des portions d'îlot; et enlever les portions des premier et second films isolants sur les premier et second films semi-conducteurs. 19. Procédé de recristallisation par fusion de zone d'une couche de semi-conducteur disposée sur un substrat semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à: former un certain nombre de premiers films semi- conducteurs d'un premier type de conductivité sur un substrat semiconducteur, chaque premier film semi-conducteur comportant des portions d'îlot et des portions de ligne reliant les portions d'îlot en série, de manière que les 39 2704694 portions d'îlot d'un film semi-conducteur soient adjacentes aux portions d'îlot d'un autre film semi-conducteur; couvrir les premiers films semi-conducteurs d'un premier film isolant; former un certain nombre de seconds films semi- conducteurs du premier type de conductivité, ayant la même structure que les premiers films semi- conducteurs, sur le premier film isolant de manière que les portions d'îlot des seconds films semi-conducteurs ne recouvrent pas les portions d'îlot des premiers films semi-conducteurs; couvrir les seconds films semi-conducteurs d'un second film isolant; provoquer la fusion par zone et la recristallisation des premier et second films semi-conducteurs de manière que la zone fondue produite dans les premier et second films semi-conducteurs se déplace en direction longitudinale des portions d'îlot; enlever les portions des premier et second films isolants sur les portions d'îlot des premier et second films semi-conducteurs, en laissant des portions sur les portions de ligne des premier et second films semi-conducteurs; utiliser les portions restantes des premier et second films isolants comme masque, et diffuser une impureté dopante ayant un second type de conductivité opposé au premier, dans les portions d'îlot des premier et second films semi- conducteurs pour former des jonctions pn; enlever les premier et second films isolants restants sur les portions de ligne des premier et second films semi- conducteurs; et former des premières électrodes en métal reliant les portions d'îlot des premiers films semi-conducteurs et les portions de ligne des seconds films semi-conducteurs qui sont adjacentes et des secondes électrodes en métal reliant les portions d'îlot des seconds films semi-conducteurs et les portions de ligne des premiers films semiconducteurs qui sont adjacentes. 31 2704694 substrat ce qui permet d'obtenir un effet suffisant de dispersion de la lumière. Dans cet appareil, quand un rayonnement (rayon de chaleur) de chaque lampe 8 du réchauffeur inférieur 250 est transmis à travers la plaque 24 dispersant la lumière, il est diffracté et réfléchi sur les surfaces des innombrables grains de quartz 24a du fait de la différence des indices de réfraction entre le quartz et l'air. Le rayonnement diffracté et réfléchi se disperse dans toutes les directions parce que chaque grain de quartz 24a est de forme statistique, ayant un diamètre de moins 5 mm. Par conséquent, le rayonnement atteint le substrat semi-conducteur 100 sur tous les angles donc une quantité uniforme de rayonnement est appliquée à toute la surface du substrat semi-conducteur 100, ce qui chauffe uniformément celui-ci. Quand cet appareil est employé pour une recristallisation par fusion de zone de films semi- conducteurs, on obtient des films semi-conducteurs sans portions non fondues. Tandis que dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, la plaque dispersant la lumière 24 est produite en empilant les grains de quartz 24a sur la plaque de quartz 24b, on peut la produire en moulant des grains de quartz en une plaque et en faisant adhérer la plaque à la plaque de quartz 24b en utilisant un liant approprié tel que de la résine. Alternativement, la plaque 24 dispersant la lumière peut être formée par recuit de grains de quartz à la température d'amollissement du quartz pour combiner les grains de quartz les uns aux autres. Dans les deux cas, on obtient les mêmes effets que ceux ci-dessus décrits. La figure 19 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil de production de substrats semi-conducteurs selon un treizième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 18 désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans cet appareil, une plaque 25 dispersant la lumière se compose d'une plaque de quartz 24b, de grains de quartz 32 2704694 24a2, chacun ayant un diamètre relativement grand de 3 mm à mm et qui sont empilés sur la plaque de quartz 24b et de grains de quartz 24a1 ayant un diamètre de moins de 3 mm et qui sont empilés sur les grains de quartz 24a2. On peut penser que tous les grains de quartz incorporés dans la plaque dispersant la lumière doivent avoir le même diamètre, par exemple de moins de 3 mm pour encourager la dispersion du rayonnement de la chaleur. Cependant, dans ce cas, la transmittance du rayonnement par la lampe 8 vers la plaque dispersant la lumière est réduite et la quantité de rayonnement atteignant le substrat semi-conducteur 100 est réduite en comparaison avec le douzième mode de réalisation ci-dessus décrit. D'autre part, dans ce treizième mode de réalisation, le rayonnement de la lampe 8 est grossièrement dispersé par les grains de quartz 24a2, chacun étant d'un relativement grand diamètre et, ensuite, il est précisément dispersé par les grains de quartz 24al, chacun ayant un relativement petit diamètre, ce qui permet d'obtenir une quantité rayonnante équivalente à celle du douzième mode de réalisation, sans réduire la transmittance. Dans ce mode de réalisation également, une quantité uniforme de rayonnement est appliquée à toute la surface du substrat semi-conducteur 100 ce qui chauffe uniformément toute cette surface du substrat. La figure 20 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour produire des substrats semi-conducteurs selon un quatorzième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 18 désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans ce mode de réalisation, une plaque 26 dispersant la lumière, comprenant une plaque de quartz 24b et un certain nombre de barres de quartz 24c empilées sur la plaque de quartz 24b parallèlement aux lampes en bande 8, est interposée entre le réchauffeur 250 et le substrat semi- conducteur 100. Le diamètre de chaque barre de quartz est inférieur à 5 mm. La raison pour laquelle les barres de 33 2704694 quartz 24c sont disposées parallèlement aux lampes 8 réside dans le fait que la quantité de rayonnement en direction longitudinale de la lampe 8 est à peu près uniforme. Dans cet appareil, on obtient les mêmes effets que dans le douzième mode de réalisation ci-dessus décrit. Par ailleurs, comme la plaque 26 dispersant la lumière est formée en empilant les barres de quartz 24c sur la plaque de quartz 24b, la formation et la manipulation de la plaque dispersant la lumière sont simplifiées en comparaison avec la plaque dispersant de la lumière comprenant un certain nombre de grains de quartz comme dans le douzième mode de réalisation. La figure 21 est une vue en coupe illustrant une partie d'un appareil pour produire des substrats semi-conducteurs selon un quinzième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 18 désignent des pièces identiques ou correspondantes. Dans ce mode de réalisation, une plaque 27 dispersant la lumière comprenant une plaque en quartz 24b, un certain nombre de barres de quartz 24c2, ayant chacune un diamètre relativement grand de 3 à 5 mm et empilées sur la plaque de quartz 24b et un certain nombre de barres de quartz 24c1 ayant chacune un relativement petit diamètre de moins de 3 mm et empilées sur les barres de quartz 24c2, est interposée entre le substrat semi-conducteur 100 et le réchauffeur inférieur 250. Dans cet appareil, le rayonnement de chaque lampe 8 est grossièrement dispersé par les barres en quartz 24c2, dont chacune a un relativement grand diamètre, et précisément dispersé par les barres en quartz 24cl, dont chacune a un relativement petit diamètre, avant d'atteindre le substrat semi-conducteur 100. Par conséquent, on peut obtenir les mêmes effets que dans le treizième mode de réalisation ci- dessus décrit. Par ailleurs, la formation et la manipulation de la plaque dispersant la lumière sont simplifiées en comparaison avec la plaque dispersant la lumière comprenant un certain nombre de grains de quartz.