(57)【要約】不純物を有する材料から形成される結晶を生成するシステムは、材料を収容するるつぼを有している。るつぼは、とりわけ、結晶を形成する結晶領域、材料を受容する導入領域、および、材料の一部分を除去する除去領域を有している。るつぼは、導入領域から除去領域へ向かうほぼ一方向の（液状である）材料の流れを生成するように構成されている。このほぼ一方向の流れは、除去領域が導入領域よりも高い濃度の不純物を有するという結果をもたらす。
2010512295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物を有する材料から形成される結晶を生成するシステムであって、該システムは、
該材料を収容するるつぼであって、該結晶を形成する結晶領域と、該材料を受容する導入領域と、該材料の一部分を除去する除去領域とを有するるつぼを備え、
該るつぼは、該導入領域から該除去領域へ向かって液状の材料のほぼ一方向の流れを生成するように構成されており、
該ほぼ一方向の流れは、該除去領域が該導入領域よりも高い不純物の濃度を有することをもたらす、システム。
【請求項２】
前記るつぼは、ある長さの寸法の細長い形状を有し、前記結晶領域は、該長さの寸法に沿って前記導入領域と前記除去領域との間に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記るつぼは、ある幅の寸法を有し、前記長さの寸法は、該幅の寸法よりも少なくとも３倍大きい、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記るつぼは、ある長さの寸法およびある幅の寸法を有し、該るつぼは、前記長さ方向に、前記除去領域へ向けほぼ一方向に前記材料の流れを向けるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記除去領域を横断するウィックをさらに包含する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記るつぼは、前記材料が、前記導入領域から前記除去領域へ向かい、該材料中に、概して増加する量の不純物を有することをもたらすように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記るつぼは、細くなっていく端の部分を有するように形づくられ、前記除去領域の少なくとも一部分は、該細くなっていく端の部分の中にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記材料は、シリコンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記結晶は、シリコンリボン結晶である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記るつぼは、前記結晶領域の中、またはすぐ近くにおいて、前記材料の回転する流れを実質的にもたらさないように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記結晶領域は、複数の結晶を成長させるための複数の結晶部分領域を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記るつぼは、実質的に平坦であり、表面張力によって前記材料を収容する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
液状の前記材料をさらに備え、該材料は、前記るつぼによって収容されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記除去領域は、前記材料の一部分を除去する除去ポートを有し、該除去ポートは、前記結晶領域から間隔を置いて配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
材料が前記除去ポートを通るように促す圧力源をさらに包含する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記除去ポートに結合された容器をさらに備え、該容器は、該ポートを介して除去された材料を受容する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ほぼ一方向の流れは、前記除去領域が前記結晶領域の平均よりも高い不純物の濃度を有することをもたらす、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
結晶を形成する方法であって、該方法は、
るつぼの導入領域に材料を加えることであって、該るつぼはまた、該結晶を生成する結晶領域を有し、該るつぼは、除去領域をさらに有する、ことと、
該除去領域の方向に、該材料が実質的に一方向の態様で流れることをもたらすことであって、不純物の少なくとも一部は、該除去領域へ、該一方向の流れで流れる、ことと、
該除去領域から該材料の一部分を除去することと
を包含する、方法。
【請求項１９】
前記結晶領域は、第一の不純物の濃度を有し、前記除去領域は、第二の不純物の濃度を有し、該第二の不純物の濃度は、該第一の不純物の濃度よりも高い、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記材料は、シリコンを備え、前記結晶は、シリコンリボン結晶である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記一方向の流れは、前記結晶領域の中、またはすぐ近くの回転する流れを実質的に有さない、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記材料の少なくとも一部分の除去は、少なくとも部分的に、該材料が、前記除去領域の方向に、実質的に一方向の態様で流れることをもたらす、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記実質的に一方向の態様で流れることをもたらすことは、前記材料を収容するために少なくとも表面張力を用いることを包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記結晶領域は、前記導入領域と前記除去領域との間にある、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記実質的に一方向の態様で流れることをもたらすことは、前記材料が、前記除去領域へ向かう直線方向で、実質的に一方向の態様で流れることをもたらすことを包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
不純物を有するシリコンから形成されるリボン結晶を生成するリボン引きシステムであって、該システムは、
液体シリコンを収容し、該結晶を形成する結晶領域と、シリコンを受容する導入領域と、液状の該シリコンの一部分を除去する除去領域とを有するるつぼを備え、
該るつぼは、該導入領域から該除去領域へ向かう該液状のシリコンのほぼ一方向の流れを生成するように構成され、
該ほぼ一方向の流れは、該除去領域が該導入領域よりも高い不純物の濃度を有することをもたらす、システム。
【請求項２７】
前記るつぼは、ある長さの寸法を有する細長い形状を有し、前記結晶領域は、該長さの寸法に沿って前記導入領域と前記除去領域との間に配置されている、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記結晶領域は、複数のストリング穴の対を有する、請求項２６に記載のリボン引きシステム。
【請求項２９】
前記るつぼは、実質的に平坦であり、表面張力によって前記シリコンを収容する、請求項２６に記載のリボン引きシステム。
【請求項３０】
前記結晶領域は、複数の結晶を成長させる複数の結晶部分領域を包含する、請求項２６に記載のリボン引きシステム。
【請求項３１】
不純物を有する材料から形成されるリボン結晶を生成するシステムであって、該システムは、
該材料を収容し、該結晶を形成する結晶領域と、該材料を受容する導入領域と、該材料の一部分を除去する除去領域とを有するるつぼを備え、
該るつぼは、実質的にすべての材料が、概して直接該導入領域から該除去領域へ向かって流れることをもたらすように構成され、
該流れは、該除去領域が該導入領域よりも高い不純物の濃度を有することをもたらす、システム。
【請求項３２】
前記除去領域は、前記るつぼのほぼ中心に配置され、前記材料の流れは、該るつぼのほぼ中心のほうへ向けられる、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記るつぼは、概して長方形の形状を有する、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記るつぼは、概して円形または楕円形の形状を有する、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記るつぼは、外側の周囲を囲む縁を有し、前記導入領域は、前記除去領域よりも該周囲を囲む縁に近い、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３６】
前記結晶領域は、前記導入領域と前記除去領域との間にある、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記るつぼは、細長い形状を有し、該るつぼは、前記導入領域から前記除去領域へ向かう前記液状の材料のほぼ一方向の流れを生成するように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３８】
前記るつぼは、前記材料の実質的な大部分が前記除去領域に向かって収束することをもたらすように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３９】
前記るつぼは、前記結晶領域の中のまたはすぐ近くで、前記材料の回転する流れを実質的にもたらさないように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項４０】
前記導入領域は、複数の導入領域を備え、前記結晶領域は、複数の結晶領域を備え、各導入領域は、関連付けられた結晶領域を有する、請求項３１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権）
本特許出願は、“ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＬＯＷＥＲ  ＰＵＲＩＴＹ  ＦＥＥＤＳＴＯＣＫ  ＩＮ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＲＩＢＢＯＮ  ＧＲＯＷＴＨ”という名称で２００６年１２月６日に出願された米国仮特許出願第６０／８７３，１７７号からの優先権を主張し、Ｄａｖｉｄ  Ｈａｒｖｅｙ、Ｅｍａｎｕｅｌ  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｓａｃｈｓ、Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｌｅｅ  Ｗａｌｌａｃｅ  Ｊｒ．、およびＷｅｉｄｏｎｇ  Ｈｕａｎｇを発明者として指名し、上記出願の開示は、そのすべてにおいて、本明細書で参照により援用される。
【０００２】
本特許出願はまた、“ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＬＯＷＥＲ  ＰＵＲＩＴＹ  ＦＥＥＤＳＴＯＣＫ  ＩＮ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＲＩＢＢＯＮ  ＧＲＯＷＴＨ”という名称で２００７年４月６日に出願された米国仮特許出願第６０／９２２，３５５号からの優先権を主張し、Ｄａｖｉｄ  Ｈａｒｖｅｙ、Ｅｍａｎｕｅｌ  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｓａｃｈｓ、Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｌｅｅ  Ｗａｌｌａｃｅ  Ｊｒ．、およびＷｅｉｄｏｎｇ  Ｈｕａｎｇを発明者として指名し、上記出願の開示は、そのすべてにおいて、本明細書で参照により援用される。
【０００３】
本特許出願はまた、“ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＦＯＲＭＩＮＧ  Ａ  ＣＲＹＳＴＡＬ”という名称で２００７年４月２７日に出願された米国仮特許出願第１１／７４１，３７２号からの優先権を主張し、Ｄａｖｉｄ  Ｈａｒｖｅｙ、Ｅｍａｎｕｅｌ  Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｓａｃｈｓ、Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｌｅｅ  Ｗａｌｌａｃｅ  Ｊｒ．、Ｌｅｏ  ｖａｎ  ＧｌａｂｂｅｅｋおよびＷｅｉｄｏｎｇ  Ｈｕａｎｇを発明者として指名し、上記出願の開示は、そのすべてにおいて、本明細書で参照により援用される。
【０００４】
（本発明の分野）
本発明は、概して結晶成長に関し、より具体的には、本発明は、結晶成長プロセスを容易にするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
（本発明の背景）
シリコンウェーハは、太陽電池、集積回路、およびＭＥＭＳデバイスのような広く多様な半導体デバイスの基礎単位を形成する。これらのデバイスは、しばしばさまざまな担体寿命を有し、そのことは、デバイスの性能に影響を与える。例えば、より長い担体寿命を有するシリコンベースの太陽電池は、より短い担体寿命を有するシリコンベースの太陽電池よりも高い効率で太陽エネルギーを電気エネルギーへより効果的に変換し得る。デバイスの担体寿命は、概してデバイスが形成されたシリコンウェーハ中の不純物の濃度の関数である。したがって、より効率性の高いデバイスは、しばしばより低い不純物の濃度を有するシリコンウェーハから形成される。
【０００６】
しかしながら、シリコンウェーハの不純物の濃度は、概してそれが形成されたシリコン供給原料中の不純物の濃度に依存する。望ましくないことに、より低い不純物の濃度を有するシリコン供給原料は、より高い不純物の濃度を有するシリコン供給原料よりも高価である。したがって、当業者は、しばしば製造コストを増加させないでより効率性の高いデバイスを製造することができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に従って、不純物を有する材料から形成される結晶を生成するシステムは、材料を収容するるつぼを有する。るつぼは、とりわけ、結晶を形成する結晶領域、材料を受容する導入領域、および材料の一部分を除去する除去領域を有する。るつぼは、導入領域から除去領域へ向かうほぼ一方向の（液状である）材料の流れを生成するように構成される。このほぼ一方向の流れは、除去領域が導入領域よりも高い濃度の不純物を有することをもたらす。
【０００８】
るつぼの一部の実施形態は、少なくとも除去領域の一部分を収容する細くなっていく端の部分を有する。るつぼの他の実施形態は、長さの寸法および幅の寸法を有する細長い形状を有する。結晶領域は、長い寸法に沿って導入領域と除去領域との間に配置され得る。加えて、長さの寸法は、幅の寸法よりも少なくとも３倍大きくあり得る。さらには、るつぼは、材料の流れを長手方向に除去領域へ向かうほぼ一方向に向けるように例示的に構成される。
【０００９】
除去領域は、材料を除去する複数の異なる方法のうちの任意の方法を使用し得る。例えば、除去領域は、除去ポートを有し得、除去ポートは、材料の一部分を除去するために、結晶領域から間隔を空けて配置される。その結果、システムは、除去ポートを通過するように材料を押す圧力源を有し得るか、または重力による原料供給に依存し得る。除去された材料を受容するために、システムはまた、除去ポートに結合された容器を有し得る。代替案として、または加えて、システムは、材料を除去するために除去領域を横断するウィックを有し得る。
【００１０】
るつぼは、材料が導入領域から除去領域に向かって概して増加する量の不純物を有することをもたらすように構成され得る。例えば、ほぼ一方向の流れは、除去領域が結晶領域中の不純物の平均よりも高い濃度の不純物を有することをもたらし得る。
【００１１】
一部の実施形態において、るつぼは、実質的に平坦であり、表面張力によって材料を収容する。さらには、るつぼは、結晶領域の中またはすぐ近くに材料の回転する流れを実質的にもたらさないように構成され得る。また、多様な実施形態が複数の結晶を成長させるために用いられ得ることも予想される。その場合、結晶領域は、複数の結晶を成長させるために複数の結晶部分領域を含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態に従って、結晶を形成する方法は、るつぼの導入領域に材料を追加する。上記で論じられたるつぼと同様に、このるつぼもまた、結晶領域および除去領域を有する。方法は、次いで、材料が除去領域の方向に実質的に一方向の態様で流れることをもたらす。不純物の少なくとも一部が、除去領域への一方向の流れとともに流れる。方法はまた、除去領域から材料の一部分を除去する。
【００１３】
本発明の別の実施形態に従って、不純物を有するシリコンから形成されるリボン結晶を生成するリボン引きシステムは、液体のシリコンを収容するるつぼを含む。上記で論じられたような実施形態と同様に、るつぼは、結晶を形成する結晶領域、シリコンを受容する導入領域、および液状のシリコンの一部分を除去する除去領域を有する。るつぼは、導入領域から除去領域ヘ向かう（液状である）シリコンのほぼ一方向の流れを生成するように構成される。このほぼ一方向の流れは、除去領域が導入領域よりも高い濃度の不純物を有することをもたらす。
【００１４】
本発明の別の実施形態に従って、不純物を有するシリコンから形成されるリボン結晶を生成するシステムは、材料を収容するるつぼを有する。このるつぼはまた、結晶を形成する結晶領域、材料を受容する導入領域、および材料の一部分を除去する除去領域も有する。るつぼは、材料の実質的な大部分が導入領域から除去領域ヘ向かうほぼ一方向に流れることをもたらすように構成される。この流れは、除去領域が導入領域よりも高い濃度の不純物を有することをもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
当業者は、すぐ下に要約されている図面への参照により論じられる以下の「例示的な実施形態の説明」から、本発明の多様な実施形態の利点をより十分に認識するはずである。
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態を実装し得るシリコンリボン結晶成長炉を図式的に示す。
【図２】図２は、図１に示される結晶成長炉の部分的破断図を図式的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の例示的な実施形態に従って構成されたるつぼを図式的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、液体のシリコンを収容し、複数のシリコンリボンウェーハを成長させているるつぼの実施形態を図式的に示す。
【図４】図４は、るつぼの溶解材料内の不純物の濃度の例を図示する。
【図５】図５は、図３Ｂに示されるようなるつぼの断面図を図式的に示す。
【図６】図６は、図３Ａに示されるるつぼの一部分の長手方向の断面透視図を図式的に示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一実施形態に従った、るつぼのアウトレットポート、および溶解物を捨てることを容易にする装置の部分的断面図を図式的に示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第二の実施形態に従った、るつぼのアウトレットポート、および溶解物を捨てることを容易にする装置の部分的断面図を図式的に示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第三の実施形態に従った、るつぼのアウトレットポート、および溶解物を捨てることを容易にする装置の部分的断面図を図式的に示す。
【図７Ｄ】図７Ｄおよび図７Ｅは、本発明の第四の実施形態に従った、溶解物を捨てることを容易にする装置の部分的断面図を図式的に示す。
【図７Ｅ】図７Ｄおよび図７Ｅは、本発明の第四の実施形態に従った、溶解物を捨てることを容易にする装置の部分的断面図を図式的に示す。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施形態に従った、溶解物を捨てるプロセスを示す。
【図９】図９は、本発明の代替案の実施形態に従った、細くなっていく端の部分を有するるつぼの上面図を図式的に示す。
【図１０Ａ】図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃは、るつぼの三つのさらなる代替案の実施形態の平面図を図式的に示す。
【図１０Ｂ】図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃは、るつぼの三つのさらなる代替案の実施形態の平面図を図式的に示す。
【図１０Ｃ】図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃは、るつぼの三つのさらなる代替案の実施形態の平面図を図式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（例示的な実施形態の説明）
例示的な実施形態において、結晶成長システムは、より質の低い材料の供給原料からより質の高い結晶を生成するように構成されるるつぼを有する。したがって、システムは、結晶製造コストを低減し、それに対応してこれらの結晶から形成されるデバイスのコストを低減するはずである。
【００１７】
その目的のために、るつぼは、そこに流されるより不純物濃度の高い溶融した材料をほぼ一方向の流れによって選択的に除去する除去領域を有する。より具体的には、この流れは、材料中の多くの不純物がるつぼの上流領域から除去領域へ（材料の流れとともに）流れることをもたらす。シリコン溶解物を用いるテストは、この流れは不純物が除去領域に蓄積することをもたらすことを示してきた。
【００１８】
除去領域からの材料の除去は、るつぼから不純物を除去することの正味の効果を有し、その結果としてシステムがより低い不純物の濃度を有する結晶を生成することを可能にする。例示的な実施形態の詳細は、以下で論じられる。
【００１９】
図１は、本発明の例示的な実施形態を実装し得るシリコンリボン結晶成長炉１０を図式的に示す。炉１０は、とりわけ、（燃焼を防ぐために）実質的に酸素がないシールされた内部を形成するハウジング１２を有する。酸素の代わりに、内部は、アルゴン、または気体の組み合わせのようなある濃度の別の気体を有する。ハウジングの内部はまた、とりわけ、四つのシリコンリボン結晶３２を実質的に同時に成長させるるつぼ１４および他のコンポーネント（そのうちのいくつかは以下で論じられる）を収容する。リボン結晶３２は、多重結晶（ｍｕｌｔｉ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、単結晶、多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、微結晶または半結晶（ｓｅｍｉ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）のような広く多様な結晶タイプのうちの任意のタイプであり得る。ハウジング１２中の供給入り口１８は、内部のるつぼ１４にシリコン供給原料を向ける手段を提供し、同時にオプションの窓１６が内部のコンポーネントの検査を可能にする。
【００２０】
シリコンリボン結晶３２の議論が例示的なものであって、本発明のすべての実施形態を限定するように意図されていないことは、留意されるべきである。例えば、結晶は、シリコンでない材料、またはシリコンと何らかの他の材料との組み合わせから形成され得る。別の例として、例示的な実施形態はリボンでない結晶を形成し得る。
【００２１】
図２は、図１に示される結晶成長炉１０の部分的破断図を示す。この図は、とりわけ、上記のるつぼ１４を示し、るつぼ１４はハウジング１２内の内部のプラットフォーム２０上に支持され、実質的に平坦な上部表面を有する。図３Ａに示されるように、るつぼ１４のこの実施形態は、その長い方向に沿って並べて配列されたシリコンリボン結晶３２を成長させる領域を有する細長い形を有する。
【００２２】
例示的な実施形態において、るつぼ１４は、黒鉛から形成され、その融点を超えてシリコンを維持できる温度まで抵抗加熱される。結果を改善するために、るつぼ１４は、その幅よりもずっと大きい長さを有する。例えば、るつぼ１４の長さは、その幅よりも３倍以上大きくあり得る。もちろんいくつかの実施形態において、るつぼ１４は、この態様で細長くはない。例えば、るつぼ１４は、いく分か四角い形、または矩形でない形を有し得る。単純化するために、るつぼのすべての実施形態は、参照番号１４によって識別される。
【００２３】
るつぼ１４は、三つの別個であるが隣接した領域、すなわち、１）ハウジングの供給入り口１８からシリコン供給原料を受容する導入領域２２、２）四つのリボン結晶３２を成長させる結晶領域２４、および３）るつぼ１４によって収容される溶融したシリコンの部分を除去する（すなわち、捨てる動作を実行する）除去領域２６を有していると見なされ得る。示された実施形態において、除去領域２６は、シリコン除去を容易にするポート３４を有する。しかしながら、以下で詳細に論じられるように、他の実施形態は、そのようなポート３４を有していない。
【００２４】
結晶領域２４は、各々が単一のリボン結晶３２を成長させる四つの別個の結晶部分領域（ｃｒｙｓｔａｌ  ｓｕｂ−ｒｅｇｉｏｎ）を形成するものとして見なされ得る。その目的のために、各結晶部分領域は、それぞれ二つの高温ストリングを受容するストリング穴２８の対を有し、高温ストリングは、成長するシリコンリボン結晶３２の縁のエリアを最終的に形成する。さらに、各部分領域はまた、オプションの流れ制御隆起部３０の対によって規定されるものと見なされ得る。したがって、各部分領域は、その境界を形成する隆起部３０の対、およびストリングを受容するストリング穴２８の対を有する。図に示されるように、中間の結晶部分領域は、隣接する結晶部分領域と隆起部３０を共有する。さらに、結晶部分領域を分割することに加えて、隆起部３０はまた、溶融したシリコンの流れにある程度の流体抵抗を提供し、それによってるつぼ１４に沿った流体の流れを制御する手段を提供する。
【００２５】
本発明の他の局面に類似した態様において、四つの結晶部分領域の議論は、一実施形態に過ぎない。本発明の多様な局面は、四つの結晶部分領域よりも少ない（すなわち、一つ、二つまたは三つの部分領域）か、または四つの結晶部分領域よりも多い結晶部分領域を有するるつぼ１４に適用され得る。したがって、一つの結晶部分領域の議論は、例示的な目的のためのみであって、すべての実施形態を限定するようには意図されていない。同様に、複数のリボン結晶３２の議論は、一実施形態である。一部の実施形態は、単一のリボン結晶３２のみを成長させるシステムに適合する。
【００２６】
図３Ｂは、浅い周囲壁３１を有するるつぼ１４の実施形態を図式的に示す。加えて、この図は、液体シリコンを収容し、四つのシリコンリボン結晶３２を成長させるるつぼ１４のこの実施形態を示す。示されるように、導入領域２２に最も近く、第一の部分領域として参照される結晶部分領域は、「リボン３」を成長させ、同時に第二の部分領域は、「リボン２」を成長させる。第三の部分領域は、「リボン１」を成長させ、除去領域２６に最も近い第四の部分領域は、「リボン０」を成長させる。当業者によって周知のように、継続的なシリコンリボン結晶成長は、高温の材料の二つのストリングをるつぼ１４中のストリング穴２８を通して導入することによって実行され得る。上記のように、ストリングは、成長するリボン結晶３２の縁を固定し、成長するリボン結晶３２の縁エリアを最終的に形成する。
【００２７】
図３Ｂに示されるように、上に引かれた溶融したシリコンは、溶融したシリコンの上部表面のちょうど上にあるストリングおよび既存の凍ったリボン結晶３２と統合する。固体のリボン結晶３２がその結晶構造からの不純物の部分を典型的に拒絶するのは、この位置（「インターフェース」として参照される）である。とりわけ、そのような不純物は、鉄、炭素、タングステンおよび鉄を含み得る。こうして不純物は拒絶されて溶融したシリコン中に戻され、その結果、結晶領域２４内の不純物の濃度を高める。このプロセス中に、各リボン結晶３２は、好ましくは、非常に低いレートで溶融したシリコンから引っ張られる。例えば、各リボン結晶３２は、１分当たり約１インチのレートで溶融したシリコンから引っ張られ得る。
【００２８】
本発明の例示的な実施形態に従って、るつぼ１４は、溶融したシリコンが導入領域２２から除去領域２６に向かって非常に低いレートで流れることをもたらすように構成されている。この流れのレートが高過ぎる場合には、成長している結晶は、所望されない態様で所望されないように成長し、その結果、より有用でなくなり得る。成長している結晶によって拒絶されたものも含めて溶融したシリコン内の不純物の部分が、結晶領域２４から除去領域２６へ向かって流れることをもたらすのは、この低い流れである。
【００２９】
いくつかの要因が、除去領域２６へ向かう溶融したシリコンの流れのレートにかかわる。これらの要因の各々は、シリコンをるつぼ１４へ追加すること、またはるつぼ１４から除去することに関する。特に、これらの要因のうちの第一の要因は、単に、溶解物を貫くストリングの物理的な上向きの動きによってもたらされるシリコンの除去である。例えば、各リボン結晶３２が約３インチの幅と、約１９０ミクロンから約３００ミクロンの間の範囲にある厚さとを有する場合、１分当たり１インチのレートである四つのリボン結晶３２の除去は、１分当たり約３グラムの溶融したシリコンを除去する。流れのレートに影響するこれらの要因のうちの第二の要因は、除去領域２６からの溶融したシリコンを選択的に除去する／捨てることである。
【００３０】
したがって、実質的に一定した溶解高を維持するために、システムは、新たなシリコン供給原料をるつぼ１４中の所望の溶解高の関数として追加する。その目的のために、とりわけ、システムは、るつぼ１４が収容する溶解物の関数である、るつぼ１４の電気抵抗の変化を検出し得る。したがって、システムは、必要に応じ、るつぼ１４の抵抗に基づいて、新たなシリコン供給原料をるつぼ１４に追加し得る。例えば、一部の実施形態において、溶解高は、約１秒ごとに一つの約数ミリメートルの直径を有するほぼ球体のシリコンスラグを追加することによってほぼ維持され得る。例えば、るつぼ１４へのシリコン供給原料の追加および溶解高の維持に関する追加情報については、例えば、以下の米国特許（それら特許の論考は、それらの全体において、本明細書で参照により援用される）を参照されたい。
【００３１】
・米国特許第６，０９０，１９９号
・米国特許第６，２００，３８３号、および
・米国特許第６，２１７，６４９号
したがって、るつぼ１４内の溶融したシリコンの流れのレートは、この概して継続的／断続的なるつぼ１４へのシリコンの追加およびるつぼ１４からのシリコンの除去によってもたらされる。適切に低い流れのレートにおける、るつぼ１４の多様な実施形態の幾何学的な配列や形状は、溶融したシリコンがほぼ一方向の流れによって除去領域２６へ向かって流れることをもたらすであろうことが予想される。このほぼ一方向の流れを有することによって、溶融したシリコンの実質的な大部分（実質的にすべての溶融したシリコン）が直接除去領域２６へ向かって流れる。
【００３２】
このように流れている間、溶融したシリコンの一部は、成長しているリボン結晶３２の非常に薄い側面に接触する。上記のように、例示的な実施形態において、リボン結晶３２のこの薄い側面は、約１９０ミクロンから約３００ミクロンの間であり得る。一部の実施形態において、リボン結晶３２は、約６０ミクロンほどにも薄い部分を有し得る。したがって、リボン結晶３２の側面によってもたらされる流れの抵抗は、除去領域２６へ向かうシリコンの流れにとって実質的に無視できるはずである。しかしながら、この抵抗は、除去領域２６へ向けられていない方向へのいくらかの非常に小さく、無視できる局所化された溶融したシリコンの流れをもたらし得る。それにもかかわらず、溶融したシリコンがこの点をスムーズに流れて通過し、除去領域２６へ向かう以外のいかなる方向へも不純物の有意な動きをもたらさないことが予想される。事実、それらの薄い側面に起因して、成長しているリボン結晶３２は、実際に、除去領域２６へ向かう実質的に一方向の流体の流れを保証／促進するためのひれのように機能するものとして見なされ得る。
【００３３】
上記のように、るつぼ１４は、溶融したシリコンの流れに対する抵抗を生み出す他の手段を有し得、すなわち、示された実施形態において、複数の隆起部３０が、結晶領域２４の異なる部分領域を分離する。成長しているリボン結晶３２の側面のように、これらの隆起部３０はまた、除去領域２６へ向けられていない方向への無視できる局所化された溶融したシリコンの流れをもたらすことが見込まれる。言い換えれば、成長しているリボン結晶３２の側面と同様に、これらの隆起部３０は、全体の流体の流れの方向に対してほぼ垂直である、実質的に無視できる局所化された流れを生成し得る。このことにもかかわらず、低い流れのレートを仮定すると、シリコンの実質的な大部分は、この実施形態においては、実質的に一方向に除去領域２６へ向かって、そしてるつぼ１４の長手方向軸とほぼ平行にやはり流れる。この現象は、特に結晶領域２４および導入領域２２における不純物の濃度と比較される場合に、除去領域２６で高まっている不純物の濃度によって立証され得る。
【００３４】
言い換えれば、るつぼ１４の一部の実施形態の上部表面を横切る溶融したシリコンのストリーム（ｓｔｒｅａｍ）は、何らかの無視できる局所化された流体の乱流にもかかわらず除去領域２６へ向かう実質的に一方向の流体の流れを有する。このことは、溶融したシリコンの多くが結晶領域２４の中またはすぐ近くで実質的に循環的な（ｃｉｒｃｕｌａｒ）または他の回転的な動きで循環することをもたらす一部の先行技術のシステムと対照的である。先行技術のシステムと異なり、上記のような例示的な実施形態内の無視できる局所化されたシリコンの流れは、性能に有意な影響を有しないはずであり、その結果、除去領域２６へ向かうほぼ一方向の流体の流れの性質を変えないはずである。
【００３５】
この実質的に一方向の流れの結果として、溶融したシリコン中の不純物の濃度は、導入領域２２と除去領域２６との間で概して高まる。この高まることは、一部の領域において他の領域よりも高くあり得る。図４は、この関係の例を図示している。特に、導入領域２２において、不純物の濃度は、実質的に一定である。不純物の濃度は、上記の結晶成長インターフェースでの不純物の拒絶に起因して、結晶領域２４において上昇する。この拒絶はまた、当分野において「偏析（ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）」として公知である。濃度は、除去領域２６において、より高い実質的に一定の濃度の安定状態に達する。除去領域２６におけるこのより高い濃度は、結晶領域２４における平均よりも高いことが見込まれる。加えて、このより高い濃度はまた、導入領域２２内のどの部分における濃度よりも高いことが見込まれる。
【００３６】
示されるように、不純物の濃度は、結晶領域２４中でのみ変化する。したがって、結晶領域２４の（流体の流れの視点から）ほぼ下流の端は、除去領域２６の不純物の濃度と実質的に同じである不純物の濃度を有する。同様に、結晶領域２４のほぼ上流の端は、導入領域２２の不純物の濃度と実質的に同じである不純物の濃度を有する。しかしながら、この表現は、一実施形態の一般化された理想的な表現に過ぎない。実際の不純物の濃度は、すべての領域においてある程度変化し得る。
【００３７】
結晶領域２４の変化する不純物の濃度は、四つの成長しているリボン結晶３２の各々の不純物の濃度に影響する。特に、導入領域２２に最も近いリボン結晶３２は、概して除去領域２６により近い不純物よりも少ない不純物を有することが見込まれる。事実、単一のリボン結晶３２の不純物の濃度は、この分布に起因して変化し得る。一部の実施形態は、不純物の多くを除去するための除去領域２６を通じてリボン結晶３２を実際に成長させ得る。そのような実施形態は、除去ポート３４を用い得るか、または用いないことがある。
【００３８】
るつぼ１４は、複数の異なる方法のうちの任意の方法で溶融したシリコンを収容し得る。例示的な実施形態において、るつぼ１４の上部表面は、側壁３１を有さず実質的に平坦である（例えば、図３Ａ）。したがって、溶融したシリコンの表面張力は、本質的にるつぼ１４がシリコンを収容することをもたらす。図５は、るつぼ１４の幅に沿ったるつぼ１４の断面図を示すことによって、このことを図示している。この図はまた、成長しているリボン結晶３２の側面を示す。他の図と同様に、図５は図式的であり、その結果、その寸法は、縮尺が正しく描かれていないことは、留意されるべきである。
【００３９】
しかしながら、るつぼ１４の他の実施形態は、変化する高さの周囲壁３１（例えば、図３Ｂを参照されたい）を有し得る。したがって、実質的に平坦または平らなるつぼ１４、または壁３１を有するるつぼ１４の議論は、例示的な目的のみのためであり、その結果、本発明の複数の他の実施形態を限定するようには意図されていない。
【００４０】
例示的な実施形態の多様な詳細を図示するために、図６は、除去領域２６から第一のストリング穴２８をちょうど越えた点への図３Ａのるつぼ１４の長さの一部の断面図を図式的に示す。この実施形態において、るつぼ１４は、るつぼ１４の上部表面の平面において比較的大きな内部寸法を有する除去ポート３４を有する。しかしながら、内部の寸法は、非常に小さい内部の寸法を有する通路へほぼ円錐台（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）形に収束する。この形は、捨てられるべき溶融したシリコンを除去するためのじょうごとして効果的に動作する。
【００４１】
除去ポート３４の底部は、溶融したシリコンの表面張力が重力と釣り合うことをもたらす毛管保持機構３６を例えば有する。以下でより詳細に論じられるように、溶融したシリコンは、真空、異なる圧力、または何らかの他の手段を用いて除去ポート３４から押し出され得る。しかしながら、一部の実施形態において、オリフィスの大きさ、流れ、および他の機構に依存して、溶融したシリコンは、助けなしにポート３４から出得る。したがって、除去ポート３４の内部の寸法は、重力が溶融したシリコンを助けなしでも（例えば、真空なしで）除去できるように十分に大きくあり得る。例えば、重力除去システムにおいて、溶融したシリコンは、液滴が臨界点の大きさ／質量に達した後に除去ポート３４から分離する液滴を形成し得る。この液滴の大きさは、融解物において用いられる材料のタイプおよび除去ポート３４の大きさに基づいて制御され得る。
【００４２】
図６は、るつぼ１４の表面から上にわずかに突き出る隆起部３０および上記のストリング穴２８のような、るつぼ１４の複数の他の機構をより詳細に示している。除去ポート３４と同様に、内部の寸法を有するストリング穴２８はまた、毛管保持機構３６を提供し、効果的なシールとして動作する。加えて、図６に示されたるつぼ１４はまた、るつぼ１４の温度を制御することを助けるプラグ穴３８を有する。その目的のために、所望の温度に依存して、絶縁がプラグ穴３８に追加され得る、および／またはプラグ穴３８から除去され得る。
【００４３】
例示的な実施形態は、除去領域２６から溶融したシリコンを除去する複数の異なる技術を用い得る。上記で説明された一つのそのような技術は、除去領域２６を通じて成長している犠牲リボン結晶３２と関係している。図７Ａから図７Ｅは、除去領域２６から不純物が高濃度の溶融したシリコンを除去するために用いられ得る多様な他の技術を図式的に示している。これらの技術の各々は、単独でまたは他の技術と組み合わせて用いられ得る。これらの技術の議論は、他の技術が溶融したシリコンを除去するために用い得ないことを含意するように意図されていないことが、留意されるべきである。実際に、本発明の多様な実施形態が、除去領域２６からシリコンを除去する他の技術を使用し得る。
【００４４】
図７Ａは、除去領域２６から溶融したシリコンを除去するために除去ポート３４の上部へ小さな正の圧力を提供する装置を図式的に示している。その目的のために、装置は、除去ポート３４の上部の上に配置された開いた端、およびシールされた反対側の端を有するカラー４０を有する。シールされた端は、除去ポート３４に正の圧力を加えるために、アルゴンガスのような圧縮された気体を受容するパイプ４２を有する。この装置は、可動式または固定式であり得る。
【００４５】
システムはまた、除去された／捨てられた溶融したシリコンを受容するために、除去ポート３４の底部の周りに結合される取り外し可能なレセプタクル４４を有する。このレセプタクル４４は、ハウジング１２の中、ハウジング１２の外側、または部分的にハウジング１２の中に配置され得る。例示的な実施形態において、レセプタクル４４は、水で冷却され、ハウジング１２の外側にある。
【００４６】
したがって、除去ポート３４の上部部分へ向けて正の圧力を加えることは、除去ポート３４からレセプタクル４４へ溶融したシリコン液滴を押し込む圧力差を生成する。各液滴の大きさは、除去ポートの内部寸法、および溶融したシリコンの濃度と表面張力とによって制御される。例えば、４ミリメートルの実質的に丸い内部寸法を有する除去ポート３４は、約０．９グラムの質量を有する液滴を生成し得る。
【００４７】
正の圧力ではなく、または正の圧力に加えて、一部の実施形態は、除去ポート３４の底部から弱い真空（例えば、大気圧より約８００Ｐａ下）を加える（すなわち、負の圧力）。その目的のために、図７Ｂは、除去ポート３４のアウトレット部分に真空を加えるレセプタクル４４を図式的に示している。この実施形態のレセプタクル４４は、図７Ａについて上記で論じられたものに類似し得るが、付加的な真空接続を有する（示されていない）。一部の実施形態において、本明細書で論じられる他のものも含めて、いつ液滴が分離したかを決定するために、レーザーまたは光センサーが炉１０の外側に配置され得る。このことは、真空レベルの制御および液滴の少しずつの退出を可能にする。例えば、溶解物の一滴は、上が約８００ｍｓに約６ｉｗｃ（インチの水柱）の真空まで、下が約２００ｍｓにほぼ０までの傾斜によって抽出され得る。テストは、１２の単一の制御された液滴が自動的にタイミングをとられたプログラムを用いて抽出され得ることを実証してきた。
【００４８】
図７Ｃは、毛管保持を必要としない別の実施形態を図式的に示している。その代わり、この実施形態は、除去ポート３４を通じて流体の流れを計測するために、溶融したシリコンの滴を選択的に凍結（すなわち、凝固）し、解凍する。その目的のために、この実施形態は、除去ポート３４を冷却するガスジェットを送達する管４６を有する。例えば、ガスジェットは、アルゴンガスを除去ポート３４に選択的に送達し得る。この実施形態はまた、廃棄されたシリコンを受容するレセプタクル４４を有し得る。このレセプタクル４４は、図７Ａおよび図７Ｂについて上記で論じられたものと同様であり得る。
【００４９】
図７Ｄおよび図７Ｅは、除去領域２６から不純物を除去するさらに別の技術を図式的に示している。上記で論じられた方法と違って、この技術は、除去ポート３４を必要としない。その代わり、この実施形態は、シリコン内の不純物を除去するウィック４８を用いる。その目的のために、この実施形態は、るつぼ１４中の溶融したシリコンを介してウィック４８を通過させるウィックのアセンブリー４９を有する。図７Ｄは、ウィックアセンブリー４９を有する炉１０の破断図を図式的に示し、図７Ｅは、ハウジング１２内のウィックアセンブリー４９の精細図を図式的に示している。
【００５０】
この実施形態において、ウィック４８は、リボン結晶３２を形成するために用いられるストリングのウィック４８と類似の材料から形成され得る。特に、ウィック４８は、それが除去され、るつぼ１４に向けてガイドされるスプール５１に巻かれ得る。例えばＤＣ電気ステッパー電動機のような電動機５０は、スプール５１から、ウィック４８を、るつぼ１４のほうに再び向ける旋回可能なアーム５２へ引っ張る。第二の電動機５４または類似の旋回する装置が、アーム５２の旋回心軸の動きを制御する。ウィック４８は、るつぼ１４の除去領域２６から上に延びるガイド部材５６Ａによってるつぼ１４を横断する。
【００５１】
シリコンは、それが溶融したシリコンを通過した後に、ウィック４８の外部表面に凍結／付着する。特に、溶融したシリコンから不純物を除去するために、ウィック４８は、溶融したシリコンの表面を横切るか、または溶融したシリコンのより深い部分を通り抜けるか、いずれかが可能である。動力化されたローラーの対５８は、シリコンで覆われたウィック４８をウィック４８が廃棄され得る外部の位置に向けて押し出す。
【００５２】
例示的な実施形態において、ウィックのアセンブリー４９は、通常はメインのハウジング１２の外にあるウィックハウジング６０を有する。このウィックハウジング６０は、ローラー５８、第二の電動機５４、および（部分的に示されている）スプール５１からウィック４８をガイドする（示されていない）別のガイド部材のようなウィックのアセンブリー４９の多様な部分を収容する。メインのハウジング１２の内部と同様に、このハウジング６０はまた、実質的に酸素がなく、アルゴンのような何らかの代替の気体で満たされ得る。シール６２は、二つのハウジング１２と６０との間にあるウィック４８に対して、シールされたインターフェースを提供し得る。
【００５３】
代替の実施形態において、ウィック４８は、ストリングでない形態を呈する。例えば、ウィック４８は、管、リボン結晶、ストリングの湿った部分、または多孔性材料もしくは湿潤材料であり得る。代替の実施形態は、ウィック４８が図７Ｄおよび図７Ｅに示されるものと同様または異なった態様で、溶融したシリコンと接触することをもたらし得る。
【００５４】
上記のように、るつぼ１４から溶融したシリコンを除去するために、他の技術が利用され得る。例えば、シリコンは、温度の変動によってるつぼから押し出され得る。したがって、多様なシリコン除去技術の議論は、それらの特定の実施形態の議論のためにある。
【００５５】
設定の後、システムは、本質的に、実質的に継続してシリコンリボン結晶３２を生成する。図８は、本発明の例示的な実施形態に従って、シリコンリボン結晶３２を形成する単純化されたプロセスを示す。このプロセス中のステップの各々は、連続して、実質的に同時に、および／または異なる時間に異なる順序で実行され得る。その結果、並行して実行されるものとして各ステップを示す図８は、一実施形態に過ぎないことが留意されるべきである。
【００５６】
特に、ステップ８００は、炉のハウジング１２中の供給入り口１８を介して、るつぼ１４にシリコン供給原料を周期的に追加する。上記のように、このシリコン供給原料は、他のものよりも高い不純物濃度を有し得る。それにもかかわらず、例示的な実施形態は、そのような供給原料の使用がより低い不純物濃度のシリコンリボン結晶３２を生成することを可能にする。例示的な実施形態は、動くベルトによるような任意の従来の手段によってシリコン供給原料を供給入り口１８へ並進的に動かし得る。このシリコン供給原料は、顆粒、ペレット、または単純に砕かれた材料のような形態の、任意の従来の形態で、供給入り口１８へ追加され得る。他の実施形態において、シリコン供給原料は、液状で供給入り口１８に追加され得る。
【００５７】
ステップ８０２は、従来の方法でストリングをるつぼ１４中のストリング穴２８に通すことによって、単結晶または多重結晶のシリコンリボン結晶３２を単に形成する。ステップ８０４は、上記のように除去領域２６から溶融したシリコンを周期的に除去する。代替の実施形態において、除去領域２６から溶融したシリコンを除去するのでなく、システムは、除去領域２６から固体のシリコンを除去する。シリコンを追加するおよび捨てることは「周期的」と参照されているが、そのようなステップは、規則的な間隔で、または「必要とされる」ベースで断続的に行われ得ることは、留意されるべきである。
【００５８】
上記で論じられた実施形態は、るつぼ１４を実質的に矩形の、細長い形状として説明している。代替の実施形態において、るつぼ１４は、矩形でない、細長くない、または矩形でも細長いのいずれでもない、何らかの他の形状を呈し得る。図９は、一つのそのような実施形態を図式的に示し、その実施形態ではるつぼ１４が、比較的広い導入領域２２を有するが、除去領域２６を収容する細くなっていく端の部分に収束する。るつぼ１４のこの実施形態は、ストリング穴２８、四つの結晶部分領域、および流れ制御隆起部３０のような、上記で論じられたるつぼ１４の機構に類似した複数の機構を有する。その形状および予想された流れのレートに起因して、溶融したシリコンの実質的な大部分の流れは、ほぼ除去領域２６に向かって収束するはずである。
【００５９】
図９に示されるるつぼ１４の形状および構成は、広く多様な形状の一つに過ぎず、用いられ得る。他の不規則な形状または規則的な形状のるつぼ１４が用いられ得る。そのような場合において、るつぼ１４の幾何学的な配列や形状は、例えば溶融したシリコンの予想される流れのレートのような他の考慮すべき事項と結合して、除去領域２６へ向かうほぼ一方向の流れを押し進める。
【００６０】
一部の他の実施形態において、るつぼ１４は、細長いが曲がった形であり得る。その場合、溶融したシリコンは、その実質的な大部分がそのようなるつぼ１４の外の境界に従う場合には、実質的に一方向に流れるものとして見なされ得る。したがって、シリコンは、例えば弧のように動き得るが、その実質的な大部分がほぼるつぼ１４の曲線および輪郭の方向に従う場合には、そのような材料の流れは、やはり実質的に一方向として見なされる。
【００６１】
図１０Ａから図１０Ｃは、実質的にその中心に除去領域を有するタイプのるつぼ１４の多様な実施形態を示す。特に、これらの図に示される実施形態において、炉１０は、シリコン供給原料をるつぼ１４に供給するために、一つ以上のエリアを提供するように構成されている。例えば、参照として時計の時刻の位置を用いて実質的に丸いるつぼ１４を示している図１０Ａに関して、シリコン供給原料は、１２時、３時、６時、および９時の位置で追加される。したがって、導入領域２２は、るつぼ１４の上部面を取り囲む四つの供給入り口を有する円環状の領域（すなわち、ドーナッツ状）と見なされ得る。導入領域２２の内径は、除去領域２６の内径よりも明らかにずっと大きい。
【００６２】
導入領域２２と同様に、結晶領域２４もまた、導入領域２２と除去領域２６との間で放射状にあるるつぼ１４の円環状の領域である。その結果、結晶領域２４の内径は、導入領域２２の内径よりも小さい。図３Ａに示されるるつぼ１４の実施形態と同様に、るつぼ１４のこれらの実施形態は、結晶領域２４を導入領域２２と除去領域２６との間で放射状に配置する。そのようなものとして、図３Ａのるつぼ１４に関して上記で論じられたのと同じ理由で、るつぼ１４のこの実施形態もまた、材料の実質的な大分部が導入領域２２から除去領域２６へほぼ直接流れることをもたらすように構成される。これらの実施形態において、溶融したシリコンの実質的な大分部は、除去領域２６に向かって、すなわち、この場合はるつぼ１４のほぼ中心に向かって流れる。そのような実施形態は、ほぼ一方向の流れを提供しない。したがって、この流体の流れは、不純物の一部分が除去領域２６へのシリコンの流れとともに動くことをもたらすはずである。このことは、除去領域２６において増加した不純物の濃度を都合良くもたらすはずである。
【００６３】
また、図３Ａで示されるるつぼ１４と同様に、この実施形態は、溶融したシリコンが循環的に流れることをもたらさないはずである。その代わり、溶融したシリコンは、るつぼ１４の外側の直径から除去領域２６へ向かって、放射状に内側へ実質的に直線的に流れる。
【００６４】
上記のように、この実施形態におけるるつぼ１４の形状は、多様であり得る。例えば、図１０Ａは、円の形状をしたるつぼ１４を示し、図１０Ｂは、楕円の形状をしたるつぼ１４を示す。さらに別の例として、図１０Ｃは、矩形の形状をしたるつぼ１４を示す。もちろん、この実施形態のるつぼ１４は、八角形または何らかの不規則な形状のような、示されていない他の形状を呈し得る。この実施形態のるつぼ１４が対称形でない場合には、除去領域２６は、ほぼ中心の位置にあり得る。
【００６５】
例示的実施形態によって生成されるシリコン結晶は、広く多様な半導体製品の基礎として役立ち得る。例えば、とりわけリボン結晶３２は、さいの目に切られてウェーハとなり、きわめて効率的な太陽電池を形成する。
【００６６】
したがって、多様な実施形態は、るつぼ１４の結晶領域２４から多くの不純物を効果的に洗い流す。この洗い流すことは、１）導入領域２２の不純物の濃度、および２）結晶領域２４の平均の不純物の濃度と比較して、不純物が除去領域２６において相対的に高い濃度で蓄積することをもたらす。その結果、本発明の多様な実施形態は、より廉価で、より不純物濃度の高い材料の供給原料から質の高い結晶（すなわち、より低い不純物の濃度を有する）の生成を容易にする。したがって、多様な効率性の高い半導体デバイスが、より低コストで製造され得る。
【００６７】
上記の議論は、本発明の多様な例示的な実施形態を開示するが、当業者が本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明の利点の一部を達成する多様な修正を行い得ることは明らかなはずである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【国際調査報告】
2010512295.tif 000020
2010512295.tif 000021