【手続補正書】
【提出日】平成25年3月8日(2013.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体本体を製造する方法であって、
ａ．表面を有する、溶融半導体物質を提供するステップと、
ｂ．形成面を備える多孔性モールドを提供するステップと、
ｃ．少なくとも前記形成面の一部での圧力が前記溶融物質の表面での圧力よりも低いように、差圧状態を提供するステップと、
ｄ．接触時間の間、前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップであって、少なくとも前記接触時間の一部の間、前記差圧状態が提供されて、半導体物質本体が前記形成面上で凝固する、ステップと、
ｅ．前記形成面上の凝固体とともに、前記溶融半導体物質に対して前記形成面を相対運動させるステップと、
ｆ．前記形成面から前記凝固体を離脱させるステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記差圧状態を提供するステップは、雰囲気圧を前記溶融物質表面で提供すること、及び、前記雰囲気圧よりも低い圧力を前記形成面で提供することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記雰囲気圧よりも低い圧力は、部分バキュームであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記差圧状態を提供するステップは、雰囲気圧を超える圧力を前記溶融物質表面で提供すること、及び、雰囲気圧を前記形成面で提供することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記モールドは、前記溶融半導体物質に接触する１つの形成面を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記モールドは、互いに対して傾斜した複数の表面を備え、且つ、前記接触させるステップは、前記溶融物質が前記複数の表面に接触するように、前記モールドを溶融物質内に浸漬させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記モールドは直交する表面を備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップの前に、前記形成面の一部だけが前記溶融物質表面に初期接触するように、前記溶融物質表面に対して前記形成面を傾斜させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップの後に、前記溶融物質が前記形成面から流れ落ちるように、重力場に対して前記形成面を傾斜させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶融物質に対して前記形成面を相対運動させるステップの間又は後に、前記溶融物質が前記形成面から流れ落ちるように、前記形成面に垂直な要素を有する軸を中心として前記形成面を回転させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶融物質に対して前記形成面を相対運動させるステップの後に、前記形成面と前記凝固半導体本体との間の圧力が前記凝固半導体本体の自由面での圧力よりも大きいように圧力状態を提供するステップをさらに含み、前記自由面は前記形成面に対して外方を向いていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記形成面と前記溶融物質との間に機能物質を提供するステップをさらに含み、
前記機能物質は、
ａ．粒成長の核生成を抑制すること
ｂ．前記モールドから前記凝固半導体本体に不純物が通過することを防止すること、
ｃ．前記形成面からの前記凝固半導体本体の解放を強化すること、
ｄ．前記凝固半導体本体の特定の場所で粒成長の核生成を促進すること、
のグループから選択される機能に貢献するように選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ａ．前記相対運動させるステップの前に、犠牲凝固体として指定される前記凝固半導体物質上に酸化物を備える機能性物質を提供するステップと、
ｂ．前記凝固した犠牲凝固半導体本体を溶融させることにより、前記溶融物質上に機能体を残す、ステップと、
ｃ．第２の接触時間の間、前記形成面を前記溶融物質上の前記機能体に接触させるステップであって、
少なくとも第２接触時間の一部の間、
ｉ．差圧状態が提供され、
ｉｉ．前記形成面の少なくとも一部が、前記半導体物質の融点よりも低い温度であり、
半導体物質の本体が、自由面を有し、前記形成面上に凝固する、ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記形成面を前記機能体に接触させるステップの前に、一時的に互いに離隔するように前記機能体に対して前記形成面を相対運動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記形成面を前記機能体に接触させるステップは、前記犠牲体を溶融させるステップの間、前記形成面と前記機能体との接触状態を維持することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記機能性物質を提供するステップは、前記機能性物質を前記形成面に提供することを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記機能性物質を提供するステップは、前記機能性物質を前記溶融物質の表面に提供することを含むこと特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶融物質はシリコンを含み、
前記機能性物質を提供するステップは、凝固した機能性物質の本体を前記溶融シリコン表面に提供すること、及び、前記溶融シリコン表面の雰囲気に酸素を混入させることを含み、これによって、前記溶融シリコン表面上にＳｉＯ２体を生成させ、
さらに、ＳｉＯ２体に前記形成面を接触させるステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記機能性物質は、酸化ケイ素、二酸化ケイ素（シリカ）、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、オキシ窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップの前に、前記形成面と前記溶融物質との間の位置に優先核生成エージェントを提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記機能性物質は、シリコン及び二酸化ケイ素からなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項２２】
付着する前記溶融材料を前記凝固体から除去するように、非濡れ性メニスカス制御要素を適用するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記メニスカス制御要素は、前記溶融物質によって実質的に濡れない本体を備え、前記溶融物質及び環境雰囲気に関して約６０度よりも大きい濡れ角を有することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記メニスカス制御要素はロッドを備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記形成面は実質的に非テクスチャ表面を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記形成面はテクスチャ表面を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記テクスチャ表面は、前記凝固半導体物質に形成される光トラッピングテクスチャに対応する形状を備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記テクスチャ表面は、前記凝固半導体物質に形成される電極位置決めテクスチャに対応する形状を備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記テクスチャ表面は特性スケールを有し、前記凝固半導体本体は前記特性スケールよりも小さい厚みを有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記多孔性モールドは、グラファイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリカ、オキシ窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記多孔性モールドは焼結パウダー体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記多孔性モールドはグラファイト体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記多孔性モールドは、多孔性になるように処理された原初的に固体シリコン体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記多孔性は、それを通って形成された孔を有する原初的に固体シリコン体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記孔は円錐孔を含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記固体を通る前記孔内に多孔性物質をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記多孔性モールドは、多孔性シリコン体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
シリコン体の表面上に金属シード層を堆積し、そして、前記シードされたシリコン体をエッチングすることによって、前記多孔性シリコンが形成されることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記多孔性モールドは、少なくとも１つの酸化ケイ素の外面層をさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
前記形成面の選択した場所で粒成長の核生成を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４１】
前記核生成を制御するステップは、
ａ．空間的に変動した厚みを有するモールドを提供すること、
ｂ．前記形成面に対して空間的に変動する圧力差を提供すること、
ｃ．空間的に変動した断熱性を有するモールドを提供すること、
ｄ．空間的に変動したテクスチャを有する形成面を提供すること、
ｅ．空間的に変動した熱拡散性を有するモールドを提供すること、
ｆ．前記形成面で場所別の温度プロファイルを提供すること、及び、
ｇ．前記溶融物質に初期接触する前記形成面上のある場所に結晶シードを提供すること、からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４２】
前記形成面の選択した場所で粒成長の指向性を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４３】
前記粒成長の指向性を制御するステップは、
ａ．空間的に変動した厚みを有するモールドを提供すること、
ｂ．前記形成面に対して空間的に変動する圧力差を提供すること、
ｃ．空間的に変動した断熱性を有するモールドを提供すること、
ｄ．空間的に変動したテクスチャを有する形成面を提供すること、
ｅ．空間的に変動した熱拡散性を有するモールドを提供すること、
ｆ．前記形成面で場所別の温度プロファイルを提供すること、及び、
ｇ．前記溶融物質に初期接触する前記形成面上のある場所に結晶シードを提供すること、からなる群から選択されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記モールドはプレナムを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４５】
前記モールドはモールドシートを備え、前記プレナムは任意の超過圧力に対して前記モールドシートを強化するように構成された構造を備えることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記モールドは、少なくとも２つのチャンバを有する複合プレナムを備え、
前記差圧状態を提供するステップが、前記形成面の少なくとも２つの部位での圧力が前記溶融物質表面における雰囲気の圧力よりも小さいように、２つの異なる差圧状態を提供することを含んでおり、且つ、
前記接触させるステップの間、前記２つの異なる圧力状態の相対位置を変化させるように、他方に対して一方のチャンバを移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
ａ．前記溶融物質を提供するステップは、容器内に溶融物質を提供することを含み、前記容器は少なくとも１つの壁を有し、前記溶融物質のメニスカスが、前記壁上方の最上部を有する前記容器から外方を向く凸曲面で存在し、
ｂ．前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップは、前記凸曲面に対して前記形成面を通過させることを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４８】
前記相対運動させるステップは、前記形成面と前記溶融物質との間の略直線的な相対運動を含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記相対運動させるステップは、局所重力場に対して略垂直である相対運動を含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記相対運動をさせるステップは、局所重力場と整列した要素を有する相対運動を含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記差圧状態を提供するステップは、
ａ．前記モールド表面の第１領域に隣接する第１の差圧を提供すること、及び、
ｂ．前記モールド表面の複数の別個の場所で異なる第２の差圧を提供すること、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５２】
前記溶融物質表面の振動運動を抑制するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５３】
前記溶融物質を提供するステップは、前記溶融物質が約５ｍｍ未満の深さを有するように、溶融物質をベッセル内に提供することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５４】
前記差圧状態の程度を軽減するステップは、前記形成面から離れるよう方向付けられる前記凝固物質に力が適用されるように、前記差圧の方向を反転させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５５】
前記モールドの前記形成面及び前記溶融物質の表面をそれらの空間広がりに亘って均一な初期温度でそれぞれ提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５６】
前記接触させるステップは、前記形成面の各部位が前記溶融物質にほぼ同じ時間接触するように、前記形成面を前記溶融物質表面に接触させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５７】
前記接触させるステップは、前記溶融物質表面に対して前記形成面の前進相対スイープを提供することを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記形成面の温度が実質的に前記溶融物質の温度に等しくなるまで上昇して、その後に、追加の溶融物質が凝固しないように、前記モールドが限定された熱容量を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５９】
初期凝固層とモールドとの間の接触面積を減少させることにより、前記モールドと前記凝固体との間の熱伝達率を減少させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６０】
前記熱伝達率を制御するステップは、前記差圧状態の強度を調整することを含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記モールドを提供するステップは、前記熱伝達率のための接触面積を定めるように前記溶融物質の比熱と併せて時間と共に前記差圧状態の強度の変化を制御するように選択されたガス透過性、ボイド率、及び、厚みの特徴を有するモールドを提供することを含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記形成ウエハは、前記溶融物質中の不純物レベルよりも低い不純物レベルを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６３】
前記一層低い不純物レベルは偏析作用を通じて達成され、凝固前線の前進が偏析を起こさせるのに十分遅く保たれていることを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
低い偏析係数を有するドーパントをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６５】
ガリウム、インジウム、リン、又はヒ素を加えるステップをさらに含み、前記溶融物質はシリコンであることを特徴とする請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記溶融物質を補充するように物質を追加するステップをさらに備え、物質は、最終ウエハ内に所望されるドーパント濃度とほぼ等しいドーパント濃度を有することを特徴とする請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記凝固体を離脱させるステップは、前記差圧状態の程度を軽減することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６８】
前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップは、前記形成面の少なくとも一部が前記半導体物質の融点よりも低い温度であるように実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６９】
前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップの前に、前記形成面の一部だけが前記溶融物質表面に初期接触するように、前記溶融物質表面に対して前記形成面の方向を変えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７０】
１
半導体本体を製造する方法であって、
ａ．表面を有する、溶融半導体物質を提供するステップと、
ｂ．形成面を備える多孔性モールドを提供するステップと、
ｃ．少なくとも前記形成面の一部での圧力が前記溶融物質の表面での圧力よりも低いように、差圧状態を提供するステップと、
ｄ．接触時間の間、前記形成面を前記溶融物質に接触させるステップであって、
少なくとも前記接触時間の一部の間、
ｉ．前記差圧状態が提供され、
ｉｉ．前記形成面の少なくとも一部が前記半導体物質の融点よりも低い温度であり、
半導体物質本体が前記形成面上で凝固する、ステップと、
ｅ．前記形成面上の凝固体とともに、前記溶融半導体物質に対して前記形成面を相対運動させるステップと、
ｆ．前記差圧状態の程度を軽減することによって、前記形成面から前記凝固体が外れることを助けるステップと、を含む方法。
【請求項７１】
半導体本体を製造するための装置であって、
ａ．モールドシートであって、
ｉ．多孔性、
ｉｉ．耐熱性、
ｉｉｉ．平坦性、及び、
ｉｖ．溶融半導体による劣化耐性
を有する形成面を備える、モールドシートと、
ｂ．前記形成面から離隔した前記モールドシートの後背面であって、第１の圧力を生成可能であると共に第２の圧力を前記形成面で生成する領域を定める、後背面と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項７２】
前記第２の圧力で溶融半導体を含有することに最適な材料から形成されたるつぼをさらに備えることを特徴とする請求項７１に記載の装置。
【請求項７３】
ウエハ表面の水平範囲に亘って一定間隔で離隔した核形成部位を有する結晶粒を備えることを特徴とする半導体ウエハ。