FR2634788A1 - Appareil de production de corps cristallins tubulaires - Google Patents

Abstract

a) Appareil de production de corps cristallins tubulaires creux à partir d'une masse fondue. b) Il comprend une matrice capillaire 14 de la forme désirée, un porte-germe 56 de forme analogue en section et sur lequel peut être fixée une pluralité de germes de forme allongée et un réchauffeur 20 de forme sensiblement analogue mais de plus petite dimension porté à une certaine distance de la matrice 14 par une protection intérieure contre les rayonnements 38. c) Application : obtention de corps cristallins tubulaires pour cellules solaires.

Description

La présente invention concerne la croissance de cristaux et a trait

notamment à la formation de corps tubulaires de matériaux

semi-conducteurs utilisables pour la réalication de cellules so-

laires et d'autres dispositifs à l'état solide.

On a mis au point divers procédés permettant d'obtenir des corps cristallins par croissance à partir d'une masse fondue. La présente invention concerne la croissance de corps cristallins à

partir d'une masse fondue selon une technique de croissance appe-

lée le procédé EFG. Ce procédé est décrit par exemple dans le bre-

vet américain 3 591 348 au nom de Harold E. La Belle, Jr.Ce procé-

dé permet de faire croitre des corps cristallins en silicium ou d'autres matériaux ayant une variété de formes telle que tiges rondes, tubes et rubans plats (on utilise les termes "tube" et tubulaire" dans ce qui suit dans leur sens le plus large pour comprendre des corps creux allongés ayant une forme en section

transversale circulaire, polygonale ou autre - par exemple ellip-

tique). La forme du corps en développement est gouvernée par la forme d'un ou de plusieurs matrices appelées capillaires, chaque matrice comportant une face et des tranches configurées de façon à contrôler la surface de la matrice mouillée par la masse fondue par capillarité.On sait, voir le brevet américain n 4 036 666 au nom de A.I. Mlavsky et le brevet américain n0 4 095 329 au nom de V.V. Ravi) que l'on peut découper des structure3 tubulaires de grande dimension obtenue par le procédé EFG afin de réaliser des

rubans d'une qualité supérieure à celle des rubans obtenus direc-

tement par le procédé EFG.

Plus précisément, le procédé EFG fait intervenir la crois-

sance sur un cristal mobile formant germe à partir d'un film li-

quide d'un matériau d'alimentation disposé entre le corps crois-

sant et la surface de la matrice capillaire. L'alimentation en ma-

tériau est entretenue à partir de la masse fondue par action ca-

pillaire à mesure que le germe s'éloigne de la matrice, entraînant

le film avec lui. La forme du corps cristallin formé est détermi-

née par la configuration externe, ou tranche, de la surface d'ex-

trémité de la matrice, la tranche délimitant la zone de la face de la matrice mouillée par la masse fondue. Etant donné que le film

liquide n'a aucun moyen de discriminer entre une tranche extérieu-

re et une tranche intérieure de la surface d'extrémité de la ma-

trice, on peut faire croître un corps cristallin percé d'un trou continu en prévoyant une matrice dont l'extrémité est percée d'un trou de la même forme que le trou que l'on veut obtenir dans le corps en développement, à condition toutefois que ce trou de la

matrice soit suffisamment grand pour que la tension superfi-

cielle n'entraîne pas l'obturation du trou par le film se trouvant

autour de lui.

Le germe, qui doit être du même matériau que la masse fon-

due, n'a pas besoin d'avoir la même surface en section transver-

sale et la même forme que le corps recherché. En contrôlant de ma-

nière appropriée la vitesse de traction exercée sur le corps en développement et la température du film liquide, on peut faire en

sorte que le film se répande (sous l'influence de la tension su-

perficielle à sa périphérie) sur toute l'étendue de la surface d'extrémité de la matrice jusqu'à ce qu'il atteigne le périmètre de celle- ci. Toutefois. il est à noter que dans ces cas, le corps obtenu ne présentera pas une configuration uniforme dans le sens

21 de croissance, la première croissance se conformant à la configu-

ration du germe tandis que la croissance ultérieure prend la con-

figuration de la matrice. Bien qu'il en résulte un moindre rende-

ment de produits utiles, celui-ci pourrait être acceptable, notam-

ment lorsqu'il s'agit de corps de faible section transversale.

Toutefois, lorsqu'il s'agit de sectionstransversalesimportante,il est souhaitable que le germe ait approximativement la forme du corps devant être réalisé, afin de maximiser le rendement. A la fabrication, on peut y arriver facilement en prenant, comme germe

d'un corps à réaliser, une section d'un corps obtenu précédemment.

Toutefois, en ce qui concerne la croissance de corps tubulaires,il

se peut que l'on ne puisse se procurer un germe initial de dimen-

sion suffisante provenant d'une croissance EFG précédente et, dans ce cas, on l'obtient jusqu'à présent par usinage de boules de type Czochralski. Cette dernière solution est coûteuse, notamment lorsqu'il s'agit de la croissance de corps tubulaires de section transversale relativement importante, par exemple des tubes de diamètres entre 7,62 et 15,24 cm. Cette solution est coûteuse, notamment lorsqu'il s'agit d'obtenir des corps tubulaires ayant des sections transversales relativement importantes, par exemple,

des tubes de diamètres entre 7,62 et 15,24 cm. Le problème se com-

plique davantage en raison de la pratique préférée de disposer des

réchauffeurs en face du film durcissant. L'appareil peut être réa-

lisé le plus facilement en faisant porter le réchauffeur intérieur par la matrice ou le creuset. Evidemment, dans un tel agencement, la hauteur du germe ne doit pas dépasser la hauteur du réchauffeur intérieur. Par suite des efforts visant à réaliser des cristaux de plus en plus grands par le procédé EFG, il est devenu de plus en plus difficile et coûteux de se procurer des boules de type Czochralski des dimensions nécessaires à l'obtention de germes

appropriés. En outre, il est pratiquement impossible de se procu-

rer des boules de grande dimension de certains matériaux.

Par conséquent, un but de la présente invention est de réa-

liser un germe initial utilisable pour obtenir des cristaux par le

procédé EFG, germe qui constitue une copie raisonnable d'une sec-

tion transversale désirée et qui peut être fabriqué pour un coût relativement faible. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication de tels germes initiaux qui ne

limitent pas les dimensions de ceux-ci à celles des boules dispo-

nibles. Pour atteindre ces buts et d'autres, la présente invention

a pour objet un germe initial fabriqué à partir de plusieurs élé-

ments de germe individuels. De préférence, les éléments de germe séparés se présentent sous forme de rubans fixés sur un support de façon à être contigus les uns des autres. Les dimensions et la forme du support sont choisis pour coïncider avec les dimensions et la forme désirées du corps à réaliser. On conçoit aisément que

cette structure permet de réaliser toute section creuse, par exem-

ple polygonale, à partir de rubans ou d'écailles individuelles.

D'autres buts que vise l'invention seront, en partie, évi-

dent et apparaîtront, en partie, dans ce qui suit. L'invention comprend par conséquent l'appareil présentant la construction, la combinaison des éléments et la disposition des parties qui sont

données comme exemples dans la description détaillée suivante, la

portée de la demande étant indiquée dans les revendications.

Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 est une vue partielle en coupe et en éléva-

tion d'un four de production de cristaux, dont certaines parties sont représentées schématiquement, conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective du porte-germe de -la figure 1, un germe initial partiellement assemblé étant fixé sur lui; et - la figure 3 est un germe intégral, découpé dans un corps

obtenu précédemment, pouvant être utilisé avec le porte-

germe de la figure 2.

Sur les trois figures, les mêmes références désignent les

mêmes éléments.

En se référant à la figure 1, on voit un appareil de pro-

duction de cristaux par le procédé EFG conforme à l a présente in-

vention. Cet apoareil comprend une enceinte de four 10, dans la-

quelle sont disposés un creuset 12, une matrice capillaire 14, un suscepteur I6, des ensembles de réchauffement 18 et 20, et un porte-germe 22. Comme on verra avec plus de détails ci-après, le

porte-germe 22 est positionné et porté par la tige 24 et le méca-

nisme de traction 26. L'enceinte de four O10 est entourée par une bobine de chauffage par radio-fréquences 28 qui est connectée à

une source d'alimentation en radio-fréquences réglable (non repré-

sentée) de construction classique. En fonctionnement, le creuset 12 contient une charge du matériau que l'on veut faire croître

(exemple, du silicium, de l'alpha-alumine, etc.).

Plus précisément, et de manière typique mais non nécessai-

rement, l'enceinte 10 est réalisée à partir de deux tubes de quartz cylindriques concentriques, espacés d'une certaine distance l'un de l'autre. Bien que cela ne soit pas représenté en détails, il est à noter que l'enceinte 10 est fermée en haut et en bas pour

permettre de contrôler l'atmosphère à l'intérieur de l'enceinte.

Le creuset 12 est constitué d'un prisme 3, court, creux et ouvert par le haut ou d'un cylindre circulaire droit disposé centralement dans l'enceinte 10. Selon un agencement préféré, représenté sur la figure 1, la matrice capillaire 14 fait partie intégrante de la paroi latérale du creuset 12, comme le décrit le brevet américain n 4 230 674. Comme cela est bien connu, la matrice capillaire 14 comporte une face d'extrémité 32 façonnée et dimensionnée pour contrôler la forme et les dimensions du cristal obtenu. Selon un mode de réalisation préféré, la face 32 a la forme, en plan, d'un polygône régulier creux, à paroi mince. La face d'extrémité 32 comporte en outre un interstice capillaire 34 de forme analogue centré sur la face. Une pluralité de fentes de forme allongée 35

sont réalisées sur le côté intérieur de la paroi latérale du creu-

set 12 pour assurer une communication entre l'interstice capillai-

re 34 et l'intérieur du creuset pour que la charge fondue 30 puisse arriver au niveau de l'interstice capillaire ou elle monte par action capillaire pour renouveler le matériau sur la face 32

au fur et à mesure de la croissance du cristal. Ceux.du métier re-

connaîtront que cet agencement est celui du mode de réalisation représenté sur la figure 6 du brevet américain n 4 230 674, bien que la matrice 14 puisse être formée partiellement par le creuset et partiellement par une structure séparée, o elle puisse être réalisée comme structure complètement indépendante. Le matériau constitutif du creuset 12 (et de la matrice 14) est choisi en

fonction du matériau à faire croître. Le mode de réalisation pré-

féré concerne la croissance de silicium et, de préférence, le creuset 12 et la matrice 14 sont en graphite et le germe est du

silicium. Il est à noter, toutefois, que l'on peut utiliser d'au-

tres matériaux pour d'autres applications et, notamment, le creu-

set 12 et la matrice 14 pourraient être des éléments séparés de composition différente. En ce qui concerne la présente invention, on fait remarquer que la face d'extrémité 32 de la matrice 14 n'a pas besoin d'avoir la forme, en plan, d'un polygône régulier, ni

même une forme polygonale, tant qu'elle a une forme plane fermée.

Le suscepteur 16 est en général constitué d'un corps pris-

matique ou cylindrique court, ereux et ouvert par le haut, dont

les dimensions lui permettent de recevoir le creuset 12. La hau-

teur du suscepteur 16 est choisie pour que la matrice capillaire

14 dépasse le haut du suscepteur. Le suscepteur 16 est en un maté-

riau, tel que le molybdène ou le graphite, le choix étant, en par-

tie, fonction de la fréquence disponible pour l'excitation de la bobine de chauffage 28 (par exemple, de préférence du molybdène pour des fréquences aux alentours de 10 kH et du graphite pour des fréquences aux alentours de 450 kH) et, en partie, en fonction des

compatibilités des matériaux.

Le haut du suscepteur 16 comporte une protection extérieure

36 contre les rayonnements. Cette protection contre les rayonne-

ments 36 se présente sous forme de cylindre ou prisme creux à parois minces ayant une forme et une dimension extérieure analogue à celles du suscepteur 16 et comportant un bourrelet intérieur 37 de forme analogue à celle de la face d'extrémité 32 de la matrice capillaire 14. Cette protection extérieure contre les rayonnements 36 est dimensionnée et disposée de façon que le bourrelet 37 se trouve sensiblement dans le même plan que la face extérieure 32 mais séparé d'elle. La protection extérieure 36 est de péférence en molybdène. Une protection intérieure 38 contre les rayonnements

est montée sur l'intérieur de la matrice capillaire 14. Cette pro-

tection intérieure 38 est réalisée à partir d'une ou de plusieurs plaques de graphite maintenues espacées, parallèles et opposées les unes par rapport aux autres. La dimension extérieure de la protection intérieure 38 contre les rayonnements a la même forme, mais est plus petite, que le plan de la face d'extrémité 32. La protection contre les rayonnements 38 est percée d'une ouverture circulaire centrale 39. Selon un mode de réalisation préféré, la protection intérieure 38 est usinée à partir d'un seul morceau de graphite, bien qu'il puisse être réalisé, bien entendu, à partir d'un certain nombre de feuilles assemblées. La protection 38 est

portée, à une certaine distance de la matrice 14, par une plurali-

té de broches 40 disposées sur la périphérie intérieure de la ma-

trice 14.

Des réchauffeurs 18 et 20 sont disposés au-dessus de la face d'extrémité 32 de la matrice et concentriquement par rapport à elle. le réchauffeur 18 est disposé extérieurement de la face de la matrice et le réchauffeur 20, intérieurement. Le réchauffeur 18 a une forme prismatique 3 creuse à extrémité ouverte, sa base étant senblable au plan de la face d'extrémité 32 de la matrice mais plus grande que lui. Les faces correspondantes du réchauffeur 18 sont disposées parallèlement aux côtés correspondants du poly-

gône constitué par la face d'extrémité 32 et s'étendent sensible-

ment perpendiculairement au plan de la face d'extrémité. L'ensem-

ble réchauffeur 18 est d'une structure à double paroi, à savoir

une paroi intérieure en graphite 42 et une paroi d'isolatiofi ex-

terne en feutre de carbone 44. Le réchauffeur 18 est porté, à une certaine distance du bourrelet 37 de la protection extérieure 36,

par une pluralité de broches 46.

Le réchauffeur intérieur 20 comprend des parois cylindri-

ques 48, une plaque supérieure 50, et une section.cônique 52. La

section cylindrique 48 est un cylindre circulaire 3 creux en gra-

phite à paroi mince de diamètre extérieur inférieur à celui d'un cercle pouvant être inscrit dans le plan de la face d'extrémité 32 de la matrice 14. De préférence, la plaque supérieure 50 est une

plaque circulaire en graphite dimensionnée pour fermer une extré-

mité de la section cylindrique 48. La section conique 52 se pré-

sente sous forme d'un cone tronqué creux à extrémité ouverte fixé par sa grande base à l'autre extrémité de la section cylindrique 48. La petite base de la section cônique 52 est choisie poue avoir sensiblement le même diamètre que l'ouverture centrale 39 de la protection intérieure 38. A l'exception du haut du réchauffeur intérieur 20, les parois de chaque section sont simples. Le haut du réchauffeur intérieur 20 est d'une construction à double paroi, la plaque supérieure 50 portant un tampon isolant en feutre de

carbone 54 de diamètre quelque peu plus petit. Le réchauffeur in-

térieur 20 est porté sur le haut de la protection intérieure 38

par la section cônique 52 de façon que l'intérieur de ce réchauf-

feur communique avec l'intérieur du creuset 12 par l'ouverture 39

percée dans la protection contre les rayonnements. La section cy-

lindrique 48 du réchauffeur intérieur est disposée de façon que son axe cylindrique soit sensiblement normal au plan de la face

d'extrémité 32.

Les détails du porte-germe 22 sont plus clairement visibles sur la figure 2. L'ensemble 22 comprend le porte-germe 56 et le

germe 58. Le porte-germe 56 est constitué par une plaque, de pré-

férence en graphite ayant des dimensions et une forme analogue celle de la périphérie intérieure de la face d'extrémité 32 de la matrice 14. Le porte-germe 56 est percé d'une ouverture centrale 60. Une extrémité de cette ouverture centrale 60, visible sur la

figure 1 présente un dégagement élargi 62. En se référant à nou-

veau à la figure 2, on voit que le porte-germe 56 est percé de plusieurs ouvertures 64. Selon un mode de réalisation préféré, chaque ouverture 64 a sensiblement la forme d'un triangle isocèle, chacune disposée de façon que son altitude suive sensiblement la bissectrice perpendiculaire d'une des faces du prisme polygonal du

porte-germe 56.

Un germe initial 58 peut être réalisé à partir d'une plura-

lité de plaquettes de germe sensiblement identiques 68. Chaque

plaquette 68 est une feuille ou ruban rectangulaire d'une épais-

seur de l'ordre de celle du cristal à réaliser, mais en général quelque peu supérieure à elle, la largeur de chaque plaquette 68

2u est choisie pour avoir la même dimension que l'un des segments po-

lygônaux de la face 32. La longueur de chaque plaquette 68 est choisie pour être supérieure à la hauteur globale du réchauffeur

intérieur 20 d'une dimension supérieure à l'épaisseur du porte-

germe 56. Chaque plaquette 68 comporte une pluralité d'ouvertures

70 dimensionnées et disposées de façon à s'aligner avec des ouver-

tures taraudées 66 réalisées sur le côté du porte-germe 56 lorsque la plaquette 68 est positionnée sur une face prismatique 59, une tranche courte étant dans le même plan que la face supérieure du porte-germe 56 (c'est-à-dire, la face du porte-germe 56 opposée à la face comportant le dégagement 62). Chaque plaquette 68 peut À être fixée sur le porte-germe 56, par exemple à l'aide de vis en graphite 72 traversant les ouvertures 70 et venant se visser dans

les ouvertures taraudées 66.

En se référant à nouveau à la figure 1, la tige 24 est sous forme d'arbre cylindrique allongé 73 comportant, à une extrémité, une collerette externe 74. L'arbre 73 est dimensionné pour être

sensiblement plus petit que l'ouverture 60 prévue dans le porte-

germe 56. La collerette 74 est sous forme de plaque circulaire concentrique plate et est dimensionnée pour s'adapter à frottement doux dans le dégagement 62 du porte-germe 56. La tige 24 est en outre percée d'un alésage coaxial 76 sur toute la longueur de la tige. La collerette 74 comporte plusieurs évents 78 disposés à

l'intérieur du diamètre d'alésage 60.

Pour assembler l'appareil, on assemble un germe polygonal initial à partir du nombre approprié de plaquettes 68 en fixant chaque plaquette sur le porte-germe 56 pour que les plaquettes voisines se touchent et que toutes les plaquettes dépassent le

fond du porte-germe (c'est-à-dire la face du porte-germe compor-

tant le dégagement 62) de même distance supérieure à la hauteur globale du réchauffeur intérieur 20. La tige 73 ou 24 traverse l'ouverture centrale 60 du porte-germe 56 pour que la collerette 74 entre dans le dégagement 62. Le germe assemblé peut ainsi être

porté par la collerette 74 prenant appui dans le dégagement 62.

Initialement, la tige 24 est fixée par un moyen de serrage classique approprié (non représenté) au mécanisme de traction 26,

le tout étant ajusté pour porter l'ensemble 22 coaxialement au ré-

chauffeur intérieur 22, mais bien dégagé et au-dessus de lui, les plaquettes individuelles 68 du germe se trouvant parallèlement en face des faces correspondantes du récnauffeur extérieur 18. Depuis cette position, le mécanisme de traction 26 peut sortir pour faire descendre la tige 24 et l'ensemble 22 en direction de la face d'extrémité 32 de la matrice. Dans la mesure o les plaquettes de

germe 68 sont disposées pour dépasser la face inférieure du porte-

germe 56 d'une distance supérieure à la hauteur du réchauffeur in-

térieur 20, le germe 58 entrera en contact avec la face d'extrémi-

té 32 de la matrice avant que le porte-germe 56 entre en contact

avec le tampon isolant 54 situé en haut du réchauffeur.

Le germe 58 est alors en position autorisant le déclanche-

ment de la séquence de croissance. Si la face d'extrémité 32 de la matrice est portée à une température au-dessus du point de fusion

du matériau constitutif du germe 58, la portion du germe en con-

tact avec la face d'extrémité de la matrice fondra, en mouillant la face d'extrémité et entrant dans l'interstice capillaire 34. Le mécanisme de traction 26 peut alors être actionné pour soulever la tige 24 et l'ensemble porte-germe 22. A mesure que le germe 58 monte en s'éloignant de la matrice, le matériau du germe fondu mouillant la face d'extrémité de la matrice est étiré, par la ten-

sion superficielle, en film mince entre le germe et la face d'ex-

trémité de la matrice. De la charge 30, préalablement introduite

et fondue, monte sous l'action capillaire pour renouveler le maté-

riau mouillant la face d'extrémité de la matrice.

La portion du film liquide se trouvant la plus rapprochée du germe 58 est à une température inférieure à celle de la face d'extrémité 32 de la matrice, et commence à.se solidifier à mesure

que sa température devient inférieure au point de fusion. Le con-

trôle thermique du film (et du cristal en développement) est assu-

ré par les réchauffeurs 18 et 20. Ces réchauffeurs 18 et 20 sont,

en partie, chauffés par le rayonnement du cristal en dévelop-

pement. En outre, le réchauffeur intérieur 20 reçoit le rayonne-

ment de la masse en fusion à travers l'ouverture 39 de la protec-

tion intérieure entre les rayonnements 38. Les réchauffeurs 18 et

20 constituent en outre, en effet, des suscepteurs et sont chauf-

fés en partie par le rayonnement à radio-fréquences d'une bobine

28. En plus du transfert d'énergie par rayonnement, les réchauf-

feurs 18 et 20 et le germe 58 sur lequel s'effectue la croissance du cristal, sont en outre refroidis par convection. L'homme de l'art comprendra bien que l'avance verticale de la température

dans l'intervalle entre les réchauffeurs 18 et 20 peut être con-

trôlée par des moyens tels que la disposition des réchauffeurs 18 et 20, la dimension de l'ouverture 39 et le degré d'isolation

apporté par les parois en feutre de carbone 44 et 54. En particu-

lier, l'espace décroissant entre la section cônique 52 et le germe peut être utilisé pour assurer une zone croissante de température sensiblement constante à proximité de la face d'extrémité 32 de la matrice. On a constaté qu'un corps en silicium de meilleure qualité peut être obtenu en introduisant à l'intérieur du prisme polygonal creux croissant un gaz de refroidissement approprié, tel que de l'argon de faible teneur en oxygène. D'une part, le gaz permet de

contrôler la vitesse de refroidissement du corps cristallin croi-

sant et, d'autre part, le gaz introduit à l'intérieur du corps

permet d'égaliser la pression interne et la pression externe agis-

sant sur le corps creux en développement. Pour introduire le gaz à l'intérieur, l'alésage 76 de la tige 24 peut être raccordé à une source de gaz par un tuyau flexible (non représenté). Le gaz en

excès est évacué de l'intérieur de la structure cristalline crois-

sante par des ouvertures 64 prévues dans le porte-germe 56 et par

des ouvertures 78 prévues dans le bourrelet 74.

L'invention apporte de nombreux avantages. D'abord, en per-

mettant de fabriquer un germe initial à partir d'un certain nombre

de plaquettes plates, le porte-germe de la présente invention per-

met de surmonter les limitations de coût et de dimensions globa-

les imposés jusqu'à présent par les boules. En outre, la struc-

ture du porte-germe 56 et de la tige 24 permet un mouvement des-

cendant de la tige par rapport au germe. C'est-à-dire que, une fois le germe 58 entré en contact avec la face d'extrémité 32 de

la matrice, un mouvement descendant ultérieur de la tige 24 en-

traîne un mouvement relatif entre la tige et le porte-germe 56, le bourrelet 74 sortant du dégagement 62. Cela évite un endommagement accidentel par suite d'un mouvement descendant du mécanisme de

traction qui le pousse contre la face d'extrémité de la matrice.

La structure du porte-germe 56 et de la tige 24 permet en outre

une rotation relative autour de leurs axes verticaux du porte-ger-

me et de la tige. Ce mouvement de rotation permet à la fois l'ali-

gnement initial du germe avec la matrice capillaire et une diminu-

tion de l'effet nocif de tout mouvement rotatif provoqué par le

mécanisme de traction.

Il va de soi que des modifications peuvent être apportées à

l'invention décrite sans pour autant sortir du cadre de l'inven-

tion. Ainsi, le porte-germe peut être adapté pour être utilisé

avec un germe d'une seule pièce 158, comme le montre la figure 3.

Bien entendu, un tel germe peut être formé à partir d'une section d'un cristal réalisé à partir de la masse fondue à l'aide, par exemple, d'un germe initial 58. Dans la mesure o chaque face 168 du germe 158 fait partie intégrante du germe dans son ensemble, il n'est pas nécessaire que chaque face soit fixée à l'aide d'une

pluralité de vis 72, comme dans le cas du germe 58, seules quel-

ques faces étant percées d'ouvertures 170 à cette fin. Autrement, le germe 158 peut être semblable au germe 58. En outre, la présente invention peut être modifiée pour permettre d'assurer la croissance de corps cylindriquesà partir de la masse fondue, le germe initial se présentant sous forme d'un polygone à faces multiples ayant approximativement, aussi

étroitement que désiré, la forme d'un cylindre.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans pour autant

sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Appareil pour faire croitre des corps cristallins tubulaires creux à paroi mince, à partir d'une masse fondue et à l'aide d'un germe cristallin tubulaire allongé creux (58), cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: - un creuset (12) pouvant contenir ladite masse fondue; - une filière ou matrice capillaire (14) disposée dans le creuset (12) et dotée d'une face d'extrémité (32) ayant la forme d'une figure géométrique plane fermée similaire, en forme et dimensions, à la section transversale dudit germe tubulaire allongé creux (58); - une protection intérieure contre les rayonnements (38) ou

écran protecteur disposée intérieurement par rapport à la-

dite face d'extrémité (32) et maintenue en.face de la masse

fondue sans être en contact avec elle, cette protection in-

térieure (38) étant percée d'une ouverture centrale (39); et -un réchauffeur intérieur tubulaire creux (20) dimensionné pour être entièrement situé à l'intérieur du germe (56), ce réchauffeur intérieur (20), porté par ladite protection intérieure (38), ayant son volume intérieur en communication avec le creuset (12) par l'intermédiaire de l'ouverture (39)

pratiquée dans la protection intérieure (38).

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

- des moyens (56) pour, d'une part, supporter un germe tubu-

laire creux allongé (58) ayant une section transversale de configuration prédéterminée, en le maintenant en contact

avec un film de matière fondue présent sur ladite face d'ex-

trémité (32) et, d'autre part, éloigner ce germe de cette dernière en le déplaçant dans une direction verticale; et - un réchauffeur extérieur tubulaire creux (18) placé autour dudit réchauffeur intérieur (20), à une certaine distance de celui-ci, ce réchauffeur extérieur (18) étant dimensionné pour entourer le germe (58) lorsque celui-ci est en contact

avec ledit film de matière fondue.

3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réchauffeur intérieur (20) est porté par la protection intérieure contre les rayonnements (38) et communique avec l'ouverture (39) par

l'intermédiaire d'un cône tronqué creux, ce c8ne tronqué (52) étant rac-

cordé à la protection intérieure contre les rayonnements (38) par sa face

de petit diamètre.

4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que ladite protection intérieure contre les rayonne-

ments (38) est formée de plusieurs plaques maintenues ensemble dans des

positions parallèles, espacées l'une de l'autre et en vis-à-vis.

5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé

en ce que ladite protection intérieure contre les rayonnements (38) est

en graphite.

6. Appareil selon l'une des revendicationsl à 5, caractérisé

en ce que le réchauffeur intérieur (20) comporte une plaque supérieure (50) opposée à ladite ouverture centrale (39) de la protection intérieure

contre les rayonnements (38).

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite plaque supérieure (50) est surmontée d'un tampon isolant (54)

de plus petit diamètre.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que

ledit tampon isolant (54) est réalisé en feutre de fibres de carbone.

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications. 1 à 8,

caractérisé en ce que ledit réchauffeur intérieur (20) est en graphite.

10. Appareil pour faire croître des corps cristallins tubulaires-

creux à paroi mince en silicium, à partir d'une masse fondue, caractérisé en ce qu'il comprend: - un creuset (12) apte à contenir ladite masse fondue;

- une filière ou matrice capillaire (14) positionnée à l'extré-

mité supérieure dudit creuset (12), cette filière capillaire présentant une face d'extrémité (32) de forme annulaire; - une protection intérieure contre les rayonnements (38), qui

est formée de plusieurs plaques de graphite maintenues en-

semble dans des positions parallèles, espacées l'une de

l'autre et en vis-à-vis, et est percée d'une ouverture cen-

trale traversante (39), cette protection intérieure contre

les rayonnements (38) étant disposée intérieurement par rap-

port à ladite face d'extrémité (32) et maintenue hors de con-

tact de la masse fondue présente dans le creuset (12); - un réchauffeur intérieur tubulaire creux allongé (20) qui présente une extrémité ouverte et une extrémité fermée et qui est porté par ladite protection intérieure contre les

rayonnements (38) en étant maintenu dans une position sen-

siblement concentrique dans les limites de ladite filière capillaire (14), de telle manière que l'extrémité ouverte dudit réchauffeur intérieur soit tournée vers le creuset

(12), ce réchauffeur intérieur comportant une partie sensi-

blement en forme de c6ne tronqué creux (52) se raccordant à ladite protection intérieure contre les rayonnements (38), par sa face de petit diamètre sensiblement concentrique et coplanaire avec ladite ouverture (39) de cette dernière, de sorte que, le vDlume intérieur dudit réchauffeur intérieur

est en communication avec celui du creuset (12) par l'inter-

médiaire de cette ouverture;

- un réchauffeur extérieur tubulaire allongé creux (18) entou-

rant ledit réchauffeur intérieur (20), en étant espacé de celui-ci, ce réchauffeur extérieur (18) étant concentrique à ladite face d'extrémité (32) de la filière capillaire; - un tampon isolant (54) de forme similaire mais de dimensions externes inférieures à celles de la section transversale dudit réchauffeur intérieur (20), ce tampon isolant étant

placé, dans une position sensiblement centrée, sur la sur-

face extérieure de ladite extrémité fermée du réchauffeur intérieur (20); et - des moyens (56) de support d'un germe allongé creux (58), destinés à placer ce dernier en contact avec ladite face d'extrémité (32) de la filière tout en le maintenant en

face et à distance des réchauffeurs intérieur (20) et ex-

térieur (18), dans une position sensiblement coaxiale par rapport à ces derniers, lesdits moyens de support (56) incluant un dispositif pour déplacer en translation le

germe (58) en le maintenant dans ladite position sensible-

ment coaxiale par rapport aux réchauffeurs intérieur (20)

et extérieur (18).