(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多結晶（１００）が電磁融解装置（３００）によって融解され、その後再結晶化される、ＦＺ法によって単結晶（１５０）を引き上げる方法であって、
第１段階（Ｐ１）で、前記多結晶（１００）の下端を前記融解装置（３００）によって融解することを備え、前記多結晶（１００）の下端は円錐セクション（１１０）を含み、
第２段階（Ｐ２）で、単結晶の核（１４０）を前記多結晶（１００）の前記下端に付着し、前記単結晶の核（１４０）を前記核（１４０）の上端から融解することと、
第３段階（Ｐ３）で、前記核（１４０）の下方セクションと前記多結晶（１００）との間に、薄いネックセクション（１３０）を形成することを備え、前記薄いネックセクション（１３０）の直径（ｄＤ）は前記核（１４０）の直径（ｄＩ）よりも小さく、前記方法はさらに、
第４段階（Ｐ４）で、前記薄いネックセクション（１３０）と前記多結晶（１００）との間に、前記単結晶の円錐セクション（１３５）が形成することを備え、
前記第４段階（Ｐ４）に達する前に、前記多結晶（１００）の切替位置（ｈ’）を決定し、前記切替位置（ｈ’）は、前記多結晶（１００）が前記融解装置（３００）に対して動かされる速度が減少されることとなる位置であり、前記切替位置（ｈ’）は、
前記多結晶に固有で、かつ固定参照点（ＰＢ）に対して前記多結晶（１００）の円錐セクション（１１０）の下端に配置される場所（ＰＳ）の距離（ｄ）を測定することによって決定され、前記切替位置（ｈ’）は、前記距離（ｄ）および中間位置（ｈ）から決定され、または、
前記多結晶の中間位置（ｈ）を決定することによって決定され、前記中間位置（ｈ）は、前記多結晶に固有で、かつ前記多結晶（１００）の円錐セクション（１１０）の下端に配置される場所（ＰＳ）が、前記多結晶（１００）の移動の間に、固定参照点（ＰＢ）に対して予め決められた距離（ｄ）に到達するまたは予め決められた距離（ｄ）を超過する位置であり、前記切替位置（ｈ’）は、前記中間位置（ｈ）から決定され、
前記第４段階（Ｐ４）で、前記多結晶（１００）が前記融解装置（３００）に対して下降する前記速度を、前記切替位置（ｈ’）に達するときに減少する、方法。
【請求項２】
前記多結晶（１００）に固有の前記場所（ＰＳ）を、前記多結晶（１００）の直径に基づいて決定することを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項３】
前記多結晶（１００）の前記円錐セクション（１１０）の前記下端における前記多結晶（１００）に固有の前記場所（ＰＳ）は、前記多結晶（１００）の前記円錐セクションの傾斜角度が所定値よりも大きく変化する場所を備える、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記多結晶（１００）に固有の前記場所（ＰＳ）を、前記融解装置（３００）の上方に配置されるカメラ（３５１）を用いて捕捉することを含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記切替位置（ｈ’）を、前記第１段階（Ｐ１）および／または前記第２段階（Ｐ２）で決定することを含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記多結晶（１００）が前記融解装置（３００）に対して動かされる速度は、前記減少の前において、０．５ｍｍ／分以上であり、前記減少の後において、０．５ｍｍ／分未満である、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記速度の前記減少の前後において、前記多結晶（１００）を、前記融解装置（３００）に対するターゲット曲線にしたがって動かすことを含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
説明
本発明は、多結晶が電磁融解装置によって融解され、その後再結晶化されるＦＺ法によって単結晶を引き上げるための方法、および対応するプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術
ＦＺ法、いわゆるフローティングゾーン法またはゾーンメルティング法による、単結晶、特に半導体材料のそれの引上げにおいては、高い純度の単結晶を生成することが可能である。この方法では、多結晶、言い換えればより特定的には多結晶半導体材料からなる結晶が融解され、その後再結晶化される。
【０００３】
このような方法では、たとえば、ＷＯ２０１４／０３３２１２Ａ１に記載されるように、区別可能である異なる相が存在する。この場合における多結晶は、まず融解され、その後単結晶の核上で再結晶化される。
【０００４】
製造されることとなる単結晶の直径は、いわゆる薄いネックセクションにおいてほぼ核の直径から減少し、次に円錐セクションにおいて所望の直径まで広げられる。直径は、その後、たとえばロッド形態の単結晶を得るために、一定に維持され得る。
【０００５】
多結晶、そこに付着する核、およびそれらの間に位置する液体または融解材料の異なる領域を記録するために４つの異なるカメラが用いられるＦＺ法が、たとえば、ＪＰ  ４  ０１６  ３６３  Ｂ２から知られる。３つの記録から、多結晶および単結晶の直径のみならず、ゾーン高さともよばれる液体または融解材料の領域またはゾーンの高さが決定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の方法では、多結晶の外縁における下側縁部と、液体材料と核の一部上の固体材料との間の下側相境界との間の距離を決定することができる。これらの決定に基づいて、様々な規制動作が行われ得る。
【０００７】
多結晶の円錐セクションが融解されることとなる段階では、一般的に、多結晶が融解装置に対して動かされる速度の（時折急激な）減少を必要とする。この方法では、必要な量の材料を融解することが可能である。しかしながら、上述されたような距離を用いることで、速度減少が起こる多結晶の位置を決定することは不可能または困難になる。
【０００８】
したがって、この背景に対して、目的は、その速度が減少されることとなる多結晶の位置を調節し、ひいては特に動作が自動化されることを可能にする、より容易なおよび／またはより精密な手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の開示
本発明によれば、独立請求項の構成を有する、単結晶を引き上げるための方法およびプラントが提案される。有利な実施形態は、従属請求項および以下の説明の主題である。
【００１０】
本発明の出発点は、多結晶が電磁融解装置によって融解され、その後再結晶化されるＦＺ法によって単結晶を引き上げる方法である。多結晶、すなわちここで製造されることとなる単結晶に適した材料は、特に、半導体材料、好ましくはシリコンである。材料はある程度の不純物またはドーパントを含んでもよいことが理解される。
【００１１】
第１段階では、原則としてたとえば１６０ｍｍの直径を有するロッドの形態である多結晶が、まず下（ロッド形状多結晶の鉛直方向配置の場合には重量に対して）端から融解装置によって融解される。ここで考えられる融解装置は、特に、インダクタまたは誘導コイルである。この場合、高周波励起によって、電磁エネルギがインダクタの近傍へ向かう多結晶へ結合され得る。
【００１２】
前述の第１段階では、任意に浅い下方セクションを有する、原則としてその下端において円錐形である多結晶は、下降されインタクタの中央穴に持ち込まれ得る。多結晶へ結合される電磁エネルギの量を最大化するために、多結晶の下端を穴の縁部まで運ぶことが有用である。多結晶は、その後、下端において融解を開始し、はじめに多結晶から垂下する液体材料の液滴が形成される。
【００１３】
その後、第２段階では、特に同様にロッド形状であり、たとえば約４〜７ｍｍの直径を有する単結晶の核が、多結晶の下端、すなわち液体材料の液滴に付着され、その後核の上端から融解される。核の融解は、一般的に、核の温度がすでに液体である材料の温度に調節されてはじめて始まる。核は、通常、その長さのある領域にわたって融解される。長さはたとえば５〜２０ｍｍの間であり得る。しかしながら、その下端におけるある領域は、この領域が引上げ装置における固定のために要求されるため、融解されないことが理解される。核の融解のために、核および多結晶は上方向に動かされる。これは、たとえば、核がインダクタの穴の方向に動かされることを意味する。この手順では、多結晶の下端に予備の核が形成される。これに関連する予備の核は、多結晶の下端における、より特定的にはプラグの形態領域であり、その上に核がその後付着する。
【００１４】
第３段階では、その後、核の下方セクション（ここには、核がたとえば前述の引上げ装置に保持され得る）と多結晶（すなわち、依然として固体でありまだ融解されていない多結晶の部分）との間に、薄いネックセクションが形成される。薄いネックセクションの直径は核の直径よりも小さい。この薄いネックセクションは、たとえば多結晶上の液体材料への核の付着の結果として形成される転位を除去するために、形成される。ここで、薄いネックセクションの直径は、たとえば、２〜４ｍｍの間に達し得る。この薄いネックセクションを形成するために、核および多結晶は、核が所望の通りに融解された後で、再び下方向に動かされ得る。ここで核の下降速度を上げることによって、質量保存により、液体材料またはその後結晶化する材料のゾーンの直径が減少する。
【００１５】
薄いネックセクションの後、単結晶の直径は、その後、たとえば約２００ｍｍの所望の直径に増加され、その後保持され得る。
【００１６】
この目的のために、ＦＺ法の第４段階では、円錐セクションが薄いネックセクションと多結晶との間に形成され得る。この種の円錐セクションは、直径を薄いネックセクションの直径から所望の直径まで広げるために役立つ。この目的のために、直径を増加させるために、原則として、（すでにその上に結晶化された材料を伴う）核および多結晶の下降速度を変化させることが必要である。特に、下降速度の減少は、より多くの材料が結晶化可能であり、これにより直径を増加させることを意味する。特に、この第４段階において、多結晶は、はじめは穏やかな速度で、その後は増加速度で、次に非常に低い速度で、動かされ得るまたは下降され得る。このような異なる速度は、相境界が均一に存在しない段階をできるだけ迅速に解消するために必要である。特に、（前述の非常に低い速度への）速度減少は、円錐セクションの直径を増加させるために必要でもあるため、十分な多結晶材料が連続的に融解されることを可能にするために役立つ。減少は、たとえば、０．５ｍｍ／分以上、より特定的には０．５〜１ｍｍ／分の間の速度から、０．５ｍｍ／分未満、より特定的には０．１〜０．５ｍｍ／分の間の速度まで起こり得る。しかしながら、速度減少の前後で、多結晶は、特に速度のターゲット曲線にしたがって動かされてもよい。
【００１７】
本発明によれば、第４段階に達する前に、多結晶の切替位置が決定される。多結晶の切替位置は、多結晶が融解装置に対して動かされる速度が減少されることとなる位置である。その後、第４段階で、多結晶が融解装置に対して動かされる速度は、切替位置に達するとき、対応して減少される。
【００１８】
習慣的に、いわゆるプラグが多結晶の下端に形成される。新たな多結晶の場合、このプラグは、一般に、平面を有する。しかしながら、用いられる多結晶が既に融解されている場合、たとえば−どんな理由であろうと−終了される必要があるＦＺ法において、プラグ（この場合、特に終了した方法において、予備の核として形成された）は、もはや規定された形状を有しない。
【００１９】
特に、この形状は、終了したＦＺ法の場合に用いられる融解装置にも依存し得る。したがって、プラグの成形および／または円錐セクション上の基部のその位置は、多結晶ごとに変化し得る。それに応じて、同様に切替位置は、多結晶ごとに変化し得る。
【００２０】
したがって、対応する切替位置はＥＺ法の早い段階で、より特定的には早ければ第１段階で決定されるため、第４段階で、言い換えれば特に切替が必要とされるときに、速度を減少させることが非常に容易に可能となる。したがって、これは、多結晶が動かされる速度を制御することを可能にする。規制は必要とされない。したがって、特に、方法の自動化が大いに容易になる。
【００２１】
ここで、切替位置を決定する目的のために、多結晶に固有である場所の距離の測定が行われる場合が好ましい。この場所は、たとえば融解装置上の所定の場所としての固定参照点に対して、多結晶の円錐セクションの下端に配置される。切替位置は、その後距離から決定される。この固有の場所は、特に、多結晶の円錐セクションの傾斜角度が所定値よりも大きく変化する場所であり得る。したがって、これは、特に、多結晶の下端のいわゆるプラグを含む。このような場所は、たとえば、多結晶の特性または予め決められた直径に基づいて認識され得る。したがって、距離は、前もって知られず、たとえば画像処理手順の一部として、好適な手段によってまず測定される。
【００２２】
この距離に関して、特に同期して、多結晶の、より特定的にはたとえば下降または引上げ装置の現在位置に基づく融解装置の位置に対する中間位置を決定することが可能である。したがって、中間位置は、（特に鉛直方向において）迅速に測定可能または出力可能な多結晶の位置であり得る。したがって、速度が減少されることとなる融解装置からの固有の場所の所望の距離、すなわち特に速度が対応して減少される場合に精密に材料の正確な量が融解される理想に近い距離を用いて、−たとえば、好適な値の追加または控除（状況による）によって−既に決定された多結晶の中間位置から、同様にたとえば下降または引上げ装置の所定の位置として、切替位置を決定することが可能である。したがって、この手段によって、多結晶全体に関して固有の場所の以前は未知の位置を決定することが可能となり、速度減少が第４段階の間に非常に簡単に達成されることができる。
【００２３】
あるいは、切替位置を決定する目的のために、多結晶の中間位置を決定することが好ましい。ここでは、多結晶に固有であり、多結晶の円錐セクションの下端に配置される場所が、多結晶の移動の間に固定参照点からの所定の距離に到達するまたは所定の距離を超過する。切替位置は、中間位置から決定される。ここでまた、固有の場所は、特に、多結晶の特性または予め決められた直径から認識され得る。その後、たとえば、多結晶の上昇または下降の間に、予め決められた距離における直径が対応して、連続的にまたは繰り返し捕捉される場合、特に融解装置に対する多結晶の中間位置は、同様に、たとえば固有の場所が予め決められた距離に到達するまたは予め決められた距離を超過したときに、下降または引上げ装置の所定の場所として決定され得る。これは、たとえば、所定値に届かないまたは所定値を超過する予め決められた距離の高さにおける直径によって認識され得る。したがって、対応する距離、言い換えれば、ここで、速度が減少される時点における、固定参照点からの場所の所望の距離を含むように補正された、固定参照点からの前述の予め決められた距離を追加することによって、切替位置を非常に容易に決定することが可能である。
【００２４】
したがって、両方の変形例によれば、中間位置は、決定されることができ、切替位置を決定するために用いられることができる。第１の変形例の場合には、（たとえば、好適な時点での）参照点からの固有の場所の距離が容易に測定されることができる一方、第２の変形例の場合には、参照点からの距離は、いわば予め決められ、その後固有の場所が多結晶の移動の間にこの距離に到達するまたはこの距離を通過するまで、この距離はモニタリングされる。状況に応じて、１つの変形例または他のものがより簡単および／もしくは有利であり得る。
【００２５】
多結晶に固有である場所は、好ましくは、特に融解装置の上方に配置されるカメラを用いて捕捉される。これは、距離が特に容易に決定または捕捉されることを可能にする。たとえば、カメラによって、非常に迅速に明／暗の相違および明／暗の移行を認識することが可能であり、それ故に、−結晶の反射の変化が存在する結果として−傾斜角度の変化が効率的に捕捉されることを可能にする。
【００２６】
有利には、切替位置は、第１段階および／または第２段階で、言い換えれば、たとえば、第１段階から第２段階までの移行の間に決定される。直径を決定するための前述の場所はたとえばカメラによってよく見えるため、切替位置は、ここで特に良好に決定され得る。
【００２７】
本発明のさらなる主題は、本発明の方法を実施するために設置されるプラントである。この目的のために、プラントは、特に、たとえば既に複合的に述べられた種の融解装置と、好適な算術ユニットとを備え得る。算術ユニットは、個々の方法ステップを実施し、たとえばカメラを対応して駆動してそれらの画像を評価するために、対応して設置され得る。
【００２８】
繰り返しを避けるため、さらなる実施形態およびプラントの利点に関して、本発明の方法に関する上記の説明が参照される。
【００２９】
本発明のさらなる利点および実施形態は、説明および添付の図面から明らかである。
上記に示される構成および本明細書で明らかにされることとなるものは、示唆される特定の組み合わせにおいてのみならず、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせまたはそれら自体において用いられ得ることが理解される。
【００３０】
本発明は、例示の実施形態による図面に概略的に示され、図面を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】多結晶および本発明の方法が実施可能である融解装置を概略的に示す図である。
【図１ｂ】異なる図において、図１の融解装置を示す図である。
【図２】多結晶の下端の様々な形状を示す図である。
【図３ａ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図３ｂ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図３ｃ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図３ｄ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図３ｅ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図３ｆ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図３ｇ】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の様々な段階を概略的に示す図である。
【図４】１つの好ましい実施形態における本発明の方法の一時的なシーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施形態
多結晶１００、および本発明の方法が実施可能である融解装置３００が、図１ａの側面図に概略的に示される。ここで、融解装置３００は、たとえば、対応する線を介して接続される駆動ユニット３２０によって、高周波にしたがって駆動または動作可能である、インダクタまたは誘導コイル３１０を有する。
【００３３】
この融解装置３００は、単結晶の引上げのために設置されるプラントの一部であり得る。この種のプラントは、インダクタ３１０のための対応する保持装置、単結晶１００、ならびにカメラ３５１，３５２および３５３も有し得る。さらに、この種のプラントは、他の構成を制御するための算術ユニット（図示せず）を有し得る。
【００３４】
特にシリコンを含み得るまたはシリコンからなり得る多結晶１００は、主にロッド形状または円筒形である。本願では一部のみが示される、ロッド形状または円筒形の領域において、多結晶１００は、たとえば１６０ｍｍであり得る直径ｄｐを有する。しかしながら、その下端において、多結晶１００は、円錐形状であり、したがって円錐セクション１１０を有する。さらに、円錐セクション１１０は、その下端において平坦な端部を有する場合、プラグ１１１とよばれるものを同様に有し得ることが確認できる。
【００３５】
たとえば４〜７ｍｍであり得る直径ｄＩを有する核１４０も見られる。核は、同様にロッド形状または円筒形の形態であり得る単結晶を備える。
【００３６】
図１ｂにおいて、図１ａの融解装置３００は、多結晶１００を有しないが、異なる図で、この場合には平面図で示される。ここでは、−融解動作の間、およびその後液化状態において−多結晶が案内される、インダクタ３１０の中央部の凹部または穴がはっきりと見られる。
【００３７】
特にここでは、融解装置の機能のために、より特定的には電磁エネルギの発生のために有利な、主要スロット３１１および３つの補助スロット３１２が見られる。確認できるように、主要スロット３１１のために、インダクタは閉じていない。
【００３８】
円錐セクション１１０およびプラグ１１１を有する、図１ａの多結晶１００の下端が、図２にも示される（上部）。比較のために、加工されていないがその代わりにたとえば−未完了の−融解動作によって生じる多結晶の下端または円錐セクションが、追加で示される（下部）。この例では、確認できるように、円錐セクションおよびプラグ１１１’は、若干異なる形状である。
【００３９】
この異なる形状は、融解することおよび再び固化することの結果として生じる。この場合、特に、プラグの基部ＰＳは、多結晶に固有の場所への転移を受け得る。しかしながら、形成されることとなる円錐セクションへの移行の質を最大化するために、多結晶の速度が減少される場合、融解装置３００からのこの場所または基部ＰＳの距離を精密に規定することが維持されることとなるだろう。
【００４０】
図３ａ〜図３ｇは、１つの好ましい実施形態における本発明の方法の異なる段階を概略的に示す。上記方法のプロセスは、図３ａ〜図３ｇ、および時間ｔにわたる個々の段階の多結晶の速度ｖＰおよび核の速度ｖＩを示す図４を参照して、以下により詳細に明らかにされる。
【００４１】
第１段階Ｐ１では、多結晶１００は、まずインダクタ３１０またはその中央の凹部まで持ち込まれる。この目的のために、たとえば、多結晶は、一定の速度で下降される。ここで、核１４０は、まだ動かされる必要はない。ここで示される向きに反して、多結晶１００は、多結晶１００への電磁エネルギのより効率的な結合を可能にするために、インダクタ３１０の内縁の近くに持ち込まれてもよい。
【００４２】
したがって、多結晶１００は、その下端において融解し始め、それ故に円錐セクションの下端を含む。この場合、図３ａで確認できるように、多結晶から垂下する液体材料の液滴１２０が形成される。ここでおよび以下の図において、液体材料はハッチングで示される一方、固体材料は白またはハッチングなしで示される。
【００４３】
この第１段階Ｐ１では、多結晶１００の切替位置を決定することが可能である。多結晶１００の切替位置は、多結晶１００が融解装置３００に対して動かされる速度が減少されることとなる位置である。切替位置に関しては、この点で同様に図３ｅが参照され得る。
【００４４】
これに関して、示される例では、例として本願ではインダクタ３１０上に規定された場所に対応する固定参照点ＰＢに対する、多結晶１００の円錐セクションの下端、この例では（部分的に融解された）プラグ、すなわち液滴１２０の基部における、多結晶に固有の場所ＰＳで、距離ｄが測定される。これは、図１ａに示されるカメラの１つ、より特定的にはカメラ３５１または３５３を用いて行われ得る。場所ＰＳは、特にその固有の直径から認識され得る。
【００４５】
さらに、融解装置３００のそれに対する多結晶１００の中間位置が決定される。示される例では、この中間位置は、固定参照点ＰＢからの、多結晶１００を移動可能である下降または引抜き装置３５０の規定された位置の距離ｈに対応する。この種の距離ｈは、任意の所望の代替的な参照点に対して決定されてもよいことが理解される。なお、特に、原則として、（固定的に設置された下降または引抜き装置に対する）多結晶の現在位置は、下降または引抜き装置３５０自体によって出力され得る。
【００４６】
この中間点またはこの距離ｈから、切替位置ｈ’が決定される。切替位置ｈ’は、たとえば場所ＰＳが固定参照点ＰＢから規定された距離ｄ’を有する位置である。図３ａから確認できるように、この種の切替位置は、位置または距離ｈから非常に容易に決定されることができる。
【００４７】
距離ｄを測定する代わりに、−既に述べられたように−前もって距離ｄを規定し、その後場所ＰＳがこの距離に到達するまたはこの距離を通過するまでこの規定された距離をモニタリングすることも可能である。比較を容易にする目的のためにのみ、図において、２つの距離、すなわち場所に対して決定された距離および予め決められモニタリングされた距離が同一であることが理解される。
【００４８】
第２段階Ｐ２では、図３ｂで確認できるように、核１４０が、その後、多結晶１００の下端、すなわち液体材料の液滴１２０に付着され、核１４０の上端から融解される。この目的のために、核は、まず多結晶１００に向かって、言い換えれば上方向に、所定の速度で、たとえば多結晶１００が静止し得る間、動かされる。この場合の核１４０の融解は、一般に、核１４０の温度が液体材料の温度に等しくなってはじめて始まる。
【００４９】
図３ｃで確認できるように、核１４０が多結晶１００の下端の液体材料の液滴に付着され、それとともに融解されたとき、多結晶１００および核１４０は接合して上方向に動かされる。この場合、予備の核１４１も多結晶１００の下端に形成される。核は、その後、たとえば核がインダクタ３１０の穴の方向に動かされることによって、５〜２０ｍｍの間の、その長さのある領域にわたって融解され得る。
【００５０】
しかしながら、核１４０の下端のある領域は、このセクションが引上げ装置における固定のために（前述のプラントの一部として）必要とされるため、融解されないことが理解される。
【００５１】
第３段階Ｐ３では、その後、核１４０の下方セクションと多結晶１００との間（すなわち、依然として固体であり、まだ融解されていない多結晶の部分）において、薄いネックセクションが形成される。たとえば２〜４ｍｍの薄いネックセクションの直径ｄＤは、核１４０の直径よりも小さい。この目的のために、多結晶１００および核１４０は、まず、同時に、すなわち同じ速度で下方向に動かされる。
【００５２】
核１４０の下降速度は、その後、多結晶１００の下降速度に対してある時点で増加される。したがって、液体材料またはその後結晶化する材料のゾーンの直径は、質量保存によって減少する。図３ｄでは、たとえば、ある長さを有する薄いネックセクションがすでに形成されている。
【００５３】
第４段階Ｐ４では、図３ｅおよび図３ｆで確認できるように、薄いネックセクションと多結晶１００との間において、円錐セクション１３５が形成されることが可能となる。この種の円錐セクション１３５は、図３ｇで確認できるように、薄いネックセクションの直径から、製造されることとなる単結晶１５０のたとえば２００ｍｍの所望の直径ｄＥまで、直径を広げるために役立つ。円錐セクションは、ここで、傾斜角度φを有する。
【００５４】
円錐セクション１３５の形成、すなわち直径の増加の開始は、対応する量の材料を融解可能とするために、融解装置３００に対して多結晶１００が動かされるまたは下降される速度量の減少を必要とする。これは、図４において、段階Ｐ４に示される最終速度変化から明らかである。
【００５５】
液体材料と固体材料との間の相境界は大きな直径を有する領域に位置し、直径にわたって広範囲に延在する一方、相境界は前もって予備の核の比較的薄い領域のみに位置する。その結果、はじめは迅速な移行を進めるために比較的高い速度が望まれる一方、後に、過剰な相境界を考慮して円錐の理想に近い形成に関する困難性を伴い得る過剰量の材料を融解させないように、比較的低い速度が望ましい。
【００５６】
この速度減少は、多結晶１００が予め決定された切替位置ｈ’に位置する時点で起こる。図３ｅでは、この切替位置は、図３ａの位置または距離ｈの場合と同様に、固定参照点ＰＢに対する距離ｈ’で表される。したがって、この距離ｈ’に達するとき、固有の場所ＰＳは、参照点ＰＢから所望の距離ｄ’を有する。この距離ｄ’は、所望の円錐セクション１３５を形成するように、予め決められた速度減少で、最大可能正確度で所望の材料量の多結晶１００が融解される理想に近い距離を規定する。この種の速度減少は、規制の必要がないため、非常に容易に自動化されることができる。
【図１ａ】
0006899176.tif 000002
【図１ｂ】
0006899176.tif 000003
【図２】
0006899176.tif 000004
【図３ａ】
0006899176.tif 000005
【図３ｂ】
0006899176.tif 000006
【図３ｃ】
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【図３ｄ】
0006899176.tif 000008
【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図４】
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