Brevet FR3075672A1 (20190628)

REVENDICATIONS1. Creuset (5) pour la solidification dirigée d'un lingot en un matériau de lingot choisi parmi le silicium, le germanium et leurs mélanges, le creuset comportant : un moule (10) comportant une paroi de fond de moule (25) et une paroi latérale de moule (30) s'étendant depuis la paroi de fond de moule le long d'une direction axiale (V), la paroi de fond de moule et la paroi latérale de moule définissant ensemble une cavité (35) pour contenir le matériau de lingot en fusion, et - un manchon de maintien (20) s'étendant selon la direction axiale et comportant un matériau de manchon dont la conductivité thermique est anisotrope et présente des composantes radiale ec et axiale À.,nic telles que : etc > 1 0 Âmoule > 1,0, 27"uie étant la conductivité thermique du matériau de moule, 2.171C Amc 0 19r\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le manchon de maintien comporte une paroi de manchon (38), de préférence intégralement formée par le matériau de manchon, s'étendant selon la direction axiale et ceinturant la paroi latérale de moule autour de la direction axiale.\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau de manchon est un matériau composite comportant pour plus de 95,0% de sa masse, une région conductrice de manchon (45) formée de graphite, et une région d'isolation de manchon (40) formée d'un matériau choisi parmi un feutre de carbone, une laine minérale, par exemple une laine d'alumine et leurs mélanges. 21\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications précédentes, la région conductrice de manchon et la région d'isolation de manchon s'étendant chacune de part en part de l'épaisseur (e.) de la paroi de manchon.\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel la région conductrice de manchon et la région d'isolation de manchon sont superposées l'une à l'autre selon la direction axiale et au contact l'une de l'autre.\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel la région conductrice de manchon et la région d'isolation de manchon présentent des sections identiques, selon un plan de coupe transversal à la direction axiale.\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, comportant une pluralité de régions conductrices de manchon et une pluralité de régions d'isolation de manchon, les régions conductrices de manchon et les régions d'isolation de manchon étant disposées en alternance selon la direction axiale.\n<CLM>\1\tCreuset selon la revendication précédente, dans lequel une des régions conductrices de manchon et une des régions d'isolation de manchon consécutivement disposées selon la direction axiale définissent ensemble un motif (M.) qui est répété périodiquement le long de la direction axiale.\n<CLM>\1\tCreuset selon la revendication précédente, dans lequel le rapport de la hauteur (H.) d'un motif et l'épaisseur (e.) de la paroi de manchon est compris entre 0,1 et 5,0, de préférence compris entre 0,3 et 3,0.\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une sole (15) disposée au contact de la paroi de fond de moule et du manchon de maintien, et étant formée d'un matériau de sole présentant une conductivité thermique À." supérieure à la composante axiale Â.7,72c de la conductivité thermique du matériau de manchon, de préférence le matériau de sole est le graphite.\n<CLM>\1\tCreuset selon la revendication précédente, dans lequel la surface de contact (S.,) entre le manchon de maintien et la sole est définie entièrement par la région d'isolation de manchon.\n<CLM>\1\tCreuset selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport de la hauteur de la cavité sur la largeur de la cavité est inférieur à 2,0, de préférence inférieure à 0,5. 22\n<CLM>\1\tFour (70) pour la solidification dirigée d'un lingot en un matériau de lingot choisi parmi le silicium, le germanium et leurs mélanges, le four comportant : - un ensemble de solidification (75) comportant le creuset (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un bloc échangeur thermique (80) au contact du creuset et superposé au creuset selon la direction axiale, et - un écran de régulation thermique (85) s' étendant le long de la direction axiale et comportant un matériau d'écran dont la conductivité thermique est inférieure à la conductivité thermique du matériau de lingot, de préférence inférieure à 10 W.m-1.K-1. l'écran de régulation thermique et l'ensemble de solidification étant mobiles en translation l'un par rapport à l'autre selon la direction axiale, l'écran de régulation thermique entourant le creuset selon au moins une configuration du four.\n<CLM>\1\tFour selon la revendication 14, dans lequel l'écran de régulation thermique présente une région d'isolation d'écran (150) formée du matériau d'écran et une région conductrice d'écran (155) formée de graphite.\n<CLM>\1\tFour selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, comportant un module de pilotage (160) configuré pour translater l'écran de régulation thermique par rapport à l'ensemble de solidification, notamment de sorte à maintenir une interface (84) convexe entre le lingot solidifié (82) et le bain (83) de matériau de lingot en fusion au cours de la solidification dirigée du lingot.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un lingot (82) en un matériau de lingot choisi parmi le silicium, le germanium et leurs mélanges, de préférence étant le silicium, le procédé comportant au moins les étapes consistant à: a) disposer d'un four selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, la cavité du creuset contenant un bain (83) comportant le matériau de lingot en fusion, puis b) procéder à la solidification du lingot (82) à partir du bain tout en déplaçant l'écran de régulation thermique relativement à l'ensemble de solidification selon la direction axiale.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, comportant une étape ao), préalable à l'étape a), au cours de laquelle on dépose une charge de départ comportant le 23 matériau de lingot dans la cavité et on fond la charge de départ pour former le bain, et, de préférence, au cours de l'étape ao), on déplace l'écran de régulation thermique par rapport à l'ensemble de solidification de sorte à maintenir une interface, convexe ou concave, présentant une hauteur inférieure à 40 mm.