ES2221845T3 - Control de la profundidad del material fundido para el crecimiento de materiales semiconductores desde un material fundido. - Google Patents
Control de la profundidad del material fundido para el crecimiento de materiales semiconductores desde un material fundido.Info
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Abstract
Un método de crecimiento continuo de cristales que comprende las etapas de: a) proporcionar un crisol (12) que comprende un material fundido (14) a partir de un material fuente; b) suministrar al material fundido de forma continua un material fuente adicional; c) hacer pasar una señal de entrada a través del material fundido; d) medir la señal de salida, generada en respuesta a la señal de entrada, a través de dos electrodos (C, D) en contacto directo con el crisol o el material fundido, estando relacionaba la señal de salida con una profundidad del material fundido; e) mantener la profundidad del material fundido a un nivel sustancialmente constante ajustando una velocidad de suministro del material fuente adicional utilizando la señal de salida; y f) hacer crecer de forma continua una cinta cristalina (18) mediante la solidificación del material fundido.
Description
Control de la profundidad del material fundido
para el crecimiento de materiales semiconductores desde un material
fundido.
La invención se refiere generalmente al
crecimiento de cristales de materiales semiconductores, y más
concretamente al crecimiento de un cristal continuo de una lámina
de silicio para utilizar como material de substrato de célula.
Para producir células solares y para facilitar
las aplicaciones eléctricas a gran escala de la electricidad solar,
es importante proporcionar materiales de substrato de bajo coste
para la fabricación de células solares. Un método conocido para
conseguir este objetivo es hacer crecer cristales de silicio
utilizando un procedimiento de crecimiento en cinta continua como el
descrito en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.661.200; 4.267.887;
4.689.109; y 4.594.229. El documento US 3,980.438 y US 4.512.954
también se refiere a un aparato de crecimiento de cristales.
De acuerdo con el método de crecimiento en cinta
continua, se introducen cordones de material a elevada temperatura
a través de orificios en un crisol que contiene una capa de
superficial de silicio fundido. Una cinta de silicio cristalino
formada como material fundido solidifica mientras es empujada
verticalmente desde el material fundido. Los cordones estabilizan la
posición de los bordes de la cinta de crecimiento. El silicio
fundido se congela en una cinta de silicio justo por encima de la
capa de silicio fundida. Para realizar este procedimiento continuo
de cinta de silicio, se añade más silicio a la función a medida que
el silicio cristalino se forma para mantener la cantidad de
material fundido constante. Es importante mantener la cantidad de
material fundido contratante durante el proceso de crecimiento con
el fin de conseguir un crecimiento uniforme y controlable del
silicio cristalino. También es importante mantener el ambiente
térmico de la cinta de enfriamiento constante. Ligeros cambios en
la profundidad del material fundido y los consiguientes cambios en
la posición vertical de la interfaz sólido-líquido
pueden hacer variar significativamente este ambiente térmico. Por
ejemplo, se ha encontrado que variaciones en la profundidad del
material fundido de más de aproximadamente un milímetro pueden dar
lugar a espesores marcadamente diferentes e introducir un estado de
esfuerzos residuales en la cinta de silicio de crecimiento. Por
estos motivos, un nivel constante de material fundido es un
elemento importante para asegurar el crecimiento uniforme y
controlado de la cinta de silicio.
Una forma de controlar la profundidad del
material fundido es medir de forma continua la profundidad del
material fundido y controlar la velocidad a la que se añade silicio
al material fundido en base a la profundidad medida. La profundidad
el material fundido se mide de forma que sea simple, de coste
conveniente, precisa, no contaminante y capaz de ser conectada a un
bucle de retroalimentación al alimentador.
Se conocen diversos métodos para medir la
profundidad. Por ejemplo, un método utiliza una sonda de oscilación
que consta de una barra de grafito delgada, con el establecimiento
o interrupción de continuidad eléctrica a medida que la sonda entra
en contacto con el silicio fundido proporcionando la posición
vertical de la superficie del material fundido. Esto requiere un
mecanismo actuador, un sensor de posición, y un acceso vertical
despejado al material fundido. Este método, sin embargo, presenta
un problema debido a que una realización de la técnica de
crecimiento se basa en protecciones aislantes colocadas de manera
precisa para conformar el perfil de enfriamiento de la cinta.
Dejar espacio para el conjunto de barras
articuladas es una constante no deseable en el diseño y
emplazamiento de estas protecciones aislantes.
Otro método conocido utiliza un rayo láser que se
refleja desde la superficie del material fundido. Esta técnica se
utiliza en trabajos de fundición de metales para la medida de la
profundidad del material fundido. El problema con este método, sin
embargo, es que proporcionar un recorrido óptico despejado hasta la
superficie del material fundido estorba a los componentes aislantes
y del diseño. Además, es difícil mantener puertas de visionado
despejadas en un ambiente en el que es común el vapor de óxido de
silicio depositado.
Un tercer método es más indirecto e implica medir
el peso y tamaño del cristal crecido para seguir la evolución de la
pérdida de silicio del crisol. Esta técnica se describe en el
documento U.S. 76797.620 Nº 4.936.947. Una desventaja principal de
este método, aparte de su complejidad, es que es aplicable al
crecimiento de cristales discretos en un modo de baño y es menos
aplicable para el crecimiento continuo.
Los métodos descritos anteriormente, son
inadecuados para satisfacer el criterio necesario de fabricar
material de substrato de célula solar de bajo coste. Es por tanto
un objeto de la presente invención proporcionar un método que
satisfaga este criterio.
La presente invención presenta un aparato y un
método para proporcionar precisión mejorada en la medida y
regulación de la profundidad de la piscina del semiconductor
fundido (el "material fundido") en un proceso de crecimiento de
continuo de cristales.
En un aspecto, la invención presenta un método de
crecimiento continuo de cristales. Un crisol comprende un material
fundido a partir de un material fuente, y un material fuente
adicional es suministrado de forma continua al material fundido.
Para medir la profundidad, se hace atravesar una señal de salida
por el crisol y el material fundido, y una señal de salida generada
en respuesta ala señal de entrada se mide a través de dos
electrodos en contacto directo con el crisol o el material fundido.
La señal de salida se relaciona con una profundidad del material
fundido. La profundidad del material fundido se mantiene a un nivel
sustancialmente constante ajustando la velocidad de suministro del
material de fuente adicional utilizando la señal de salida. Una
cinta cristalina crece continuamente por solidificación del material
fundido en la interfaz sólido-líquido. El material
fuente puede comprender un material semiconductor.
En una realización, para medir la profundidad del
material fundido, se hace pasar una corriente por el crisol y el
material fundido a través de un primer par de terminales conectados
al crisol, y un voltaje generado como respuesta a la señal se mide
a través de un segundo par de terminales conectados al crisol.
En otra realización, el material fuente adicional
es suministrado de forma continua en el material fundido a una
velocidad sustancialmente constante. En todavía otra realización,
la profundidad del material fundido se proporciona a un nivel
sustancialmente constante haciendo que la señal de salida se
mantenga sustancialmente constante.
La invención presenta también un método para
controla una profundidad de un material fundido para el crecimiento
de cristales. Una señal de entrada se aplica a través de un crisol
y del material dispuesto dentro del crisol, y una señal de salida
generada en respuesta a la señal de entrada se mide mediante dos
electrodos en contacto directo con el crisol o con el material
fundido. La señal de salida está relacionada con la profundidad del
material fundido. Una cantidad de un material fuente introducido en
el material fundido se ajusta para mantener la profundidad a un
nivel sustancialmente constante utilizando la señal de salida.
En otra realización, para controlar la
profundidad del material fundido, se aplica una corriente a través
de un primer par de terminales conectados al crisol, y se mide un
voltaje de respuesta a través de un segundo par de terminales
colocados entre el primer par de terminales y conectados al
crisol.
La invención presenta además un método para medir
la profundidad de un material fundido para el crecimiento de
cristales. Una señal de entrada es aplicada a través de un crisol y
el material fundido dispuesto dentro del crisol, y una señal de
salida generada en respuesta a la señal de entrada se mide a través
de dos electrodos en contacto directo con el crisol o el material
fundido. La señal de salida está relacionada con la profundidad del
material fundido. En una realización, la señal de respuesta y la
profundidad del material fundido tienen una relación sustancialmente
lineal dentro del rango de funcionamiento.
En otro aspecto, la invención presenta un sistema
para el crecimiento continuo de cristales. El sistema incluye un
crisol que comprende un material fundido de un material fuente, una
fuente de potencia conectada eléctricamente al crisol a través de
un primer par de terminales, un controlador de retroalimentación
eléctricamente conectado al crisol a través de un segundo par de
terminales, y un suministrador para introducir de forma continua el
material fuente en el material fundido en respuesta al controlador
de retroalimentación. El material fuente puede comprender un
material semiconductor.
En una realización, el primer par de terminales
aplica una señal de entrada al crisol y al material fundido, y el
segundo par de terminales mide una señal de salida generada en
respuesta a la señal de entrada. La señal de entrada puede
comprender una corriente y la señal de salida puede comprender un
voltaje.
En una realización detallada, el primer par y el
segundo par de terminales son colineales y están unidos a una
superficie inferior del crisol. En otra realización, el primer par
de terminales puede estar dispuesto en esquinas adyacentes del
crisol y el segundo par de terminales puede estar dispuesto en
esquinas adyacentes del crisol.
La invención también presenta un sistema para
medir la profundidad de un material fundido para el crecimiento de
cristales. El sistema incluye un crisol que comprende un material
fundido a partir de un material fuente, una fuente de potencia
conectada al crisol a través de un primer par de electrodos para
aplicar una señal de salida al material del crisol y al material
fundido, y un controlador de retroalimentación en comunicación con
el crisol a través de un segundo par de terminales unidos al crisol
para medir la señal de salida generada en respuesta a la señal de
entrada. La señal de salida está relacionada con la profundidad del
material fundido.
La Figura 1 es un diagrama esquemático de una
realización de un sistema de crecimiento continuo de cristales de la
presente invención.
La Figura 2 es una vista en sección transversal
del sistema de crecimiento de cristal de la Figura 1 cortado a
través de la línea 1'-1'' y que muestra sólo el
crisol y el material fundido.
La Figura 3 es un diagrama de circuito que
ilustra la resistencia del sistema de crecimiento de cristales de
las Figuras 1 y 2.
La Figura 4 es una vista en sección transversal
de otra realización de un sistema de crecimiento de cristales de la
presente invención.
La Figura 5 es un gráfico que ilustra la relación
general entre la profundidad del material fundido y la señal de
salida de respuesta.
La Figura 6 es un gráfico que comprende unos dtos
empíricos y una función de modelo de Controlador Lógico Programable
(PLC) de la relación entre la profundidad del material fundido y la
señal de respuesta de salida.
La Figura 7 es un diagrama de circuito de la
fuente de corriente y el sistema de amplificación de una
realización del sistema de crecimiento de cristales de la presente
invención.
La Figura 8 es un gráfico que ilustra la relación
entre la profundidad del material fundido y la potencia del
suministrador a lo largo del tiempo.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, un
sistema de crecimiento en cinta continua 10 incluye un crisol 12
que contiene una piscina de silicio fundido ("el material
fundido") 14 y un par de cordones 16 que se extienden a través
del crisol 12. Una lámina policristalina delgada de silicio 18 es
ligeramente extraída del material fundido 14 a medida que el silicio
líquido enfriado cristaliza en la parte superior del menisco 19.
Los cordones 16 que atraviesan los orificios (no mostrados) en la
parte inferior del crisol 12 resultan incorporados en, y definen
los, límites de borde de la hoja cristalina 18 Los cordones
16estabilizan los bordes a medida que la hoja 18 crece. La atención
superficial del silicio evita fugas a través de los orificios del
crisol 12 el cual es atravesado por los cordones 16. En el sistema
de crecimiento en cinta continua 10, el material fundido 14 y el
crisol 12 están alojados dentro de un alojamiento lleno de gas
inerte (no mostrado) para evitar la oxidación del silicio fundido.
Rodillos (no mostrados) mantienen la hoja 16 volviéndose
verticalmente a medida que la hoja 18 crece. El crisol 12 permanece
calentado para mantener el silicio fundido en al material fundido
14.
La profundidad del material fundido 14 se mide, y
esta información es proporcionada al suministrador 26 para ajustar
la velocidad de introducción de silicio en el material fundido 14
para mantener la profundidad constante durante el crecimiento del
cristal. El suministrador 26 añade gránulos de silicio al material
fundido 14 para compensar la pérdida de silicio del material fundido
14 a medida que la hoja cristalina 18 crece a partir del material
fundido 14. La profundidad del material fundido 14 se mide haciendo
pasar una señal de entrada a través del crisol 12 y el material
fundido 14, y midiendo la señal de salida generada en respuesta a
la señal de entrada. La señal de salida indica la profundidad del
material fundido.
En una realización, la corriente I_{IN} se
aplica a la combinación del crisol 12 y el material fundido 14 a
través de un par de electrodos A y B, u se mide un potencial
resultante. El potencial resultante V_{OUT} se mide mediante un
amplificador diferencial 22 a través de un par de electrodos C y D,
y proporciona una señal de resistencia en masa. El potencial
resultante es suministrado al circuito de retroalimentación 24, el
cual genera una señal de control para controlar la velocidad de
suministro del suministrador 26. El circuito de retroalimentación
24 es ajustado para mantener el voltaje resultante a un nivel
constante que corresponde a una altura de material fundido deseada.
En una realización, el par de electrodos C y D están situados entre
el par de electrodos A y B.
La relación entre la profundidad del material
fundidos y la señal de respuesta de salida y una señal de entrada
se describirá a continuación. El presente método de medida de la
profundidad utiliza propiedades únicas de los semiconductores y un
material de crisol comúnmente empleado (por ejemplo, grafito). Por
ejemplo, a temperatura ambiente el silicio es normalmente
semiconductor. Sin embargo, en su punto d efusión, al igual que
otros semiconductores, el silicio se convierte en un conductor de
electricidad casi tal conductor como un metal. El grafito es
también un conductor de la electricidad, aunque la conductividad
del silicio fundido es mayor que la del grafito y por tato
predomina cuando se mide en paralelo.
La conductividad del silicio fundido es
directamente proporcional al área transversal del material fundido
de silicio. Un cambio de la profundidad del material fundido de
silicio cambia el área de la sección transversal de material
fundido de silicio y, en consecuencia, su conductividad, e
inversamente su resistencia. Cuando una corriente eléctrica es
hecha pasar a través tanto del crisol 12 como del material fundido
14, estableciendo una conexión eléctrica en dos puntos (es decir,
electrodos A y B) en el crisol 12, el material fundido y la pared
del crisol 12 forman una trayectoria resistiva paralela. De este
modo, el potencial eléctrico desarrollado en respuesta a la
corriente aplicada está afectado por la profundidad del material
fundido 14 en el crisol 12. Una medida de voltaje tomada a través
de dos puntos (es decir, los electrodos C y D) en el crisol 12
proporcionan una señal que es representativa de la resistencia
combinada del material fundido 14 y el crisol de grafito 12, y de
este modo, representa la altura (o profundidad) del material
fundido 14 en el crisol 12. La resistencia en masa de un material
de grafito típico utilizado para la construcción de los crisoles de
procesamiento de semiconductor es de aproximadamente un miliohmio
por centímetro (0,01 m\Omega.m). La resistencia en masa del
silicio fundido es del orden de veinte (20) veces menor. De este
modo, si el área de la sección del crisol es significativamente
menor que 20 veces el área de la sección del material fundido
típico (lo cual es un caso típico), entonces, el silicio fundido se
puede considerar que es una "capa de acortamiento" en la parte
superior de una capa resistiva del grafito. La medida entonces
consideraría preferiblemente la resistencia del material fundido
dado que el material fundido predomina en la conductancia eléctrica
total. La Figura 3 es un diagrama de circuito del sistema de
crecimiento continuo de cinta continua 10 de las Figuras 1 y 2.
Haciendo referencia a la Figura 4, el sistema de
crecimiento en cinta continua 10' incluye un crisol 12' que
contiene un material fundido 14'. Esta figura muestra otra
realización en la que el crisol 12' está construido a partir de un
material aislante tal como el grafito, cuarzo, carburo de silicio, o
nitruro de silicio. En esta realización, la profundidad del metal
14' se mide haciendo pasar una señal de entrada a través del par de
electrodos A y B en contacto directo con el material fundido 14' y
midiendo una señal de salida resultante a través del par de
electrodos C y D también en contacto con el material fundido 14'.
En una realización, la señal de entrada es corriente y la señal de
salida es voltaje.
Como se muestra en la Figura 5, la relación entre
la señal de salida medida (es decir, el voltaje) y la profundidad
del material fundido 14 no es necesariamente lineal para el sistema
de las Figuras 1-3. Sin embargo, para pequeñas
desviaciones del punto de funcionamiento (de aproximadamente 3 mm),
un ajuste lineal es adecuado para fines de control, dado que el
intervalo de funcionamiento normal es una parte sustancialmente
lineal de la curva. La naturaleza de la no linealidad depende de la
geometría, conductividad del material de grafito del crisol 12, y
la colocación de los electrodos A y B, en el crisol 12. En la
realización de la Figura 4, en la que el crisol 12' está formado
por un material aislante (por ejemplo, cuarzo) y el contacto se hace
directamente con el material fundido 14', la señal de respuesta
sería lineal. La no linealidad del sistema de las Figuras
1-3 puede, sin embargo, estar adaptada y descrita
mediante una ecuación simple que se puede insertar en el software de
un Controlador Lógico Programable (PLC).
En la Figura 6 se muestra un gráfico que
representa la profundidad real del material fundido en función de
voltaje de salida, así como una ecuación simple (es decir,
C_{1}(volts)^{-1,5}+ C_{2}) que describe
adecuadamente los datos. C_{1}y C_{2} son únicas para una
configuración dada de separación de sonda y punto de
funcionamiento. En una realización, un valor representativo de
C_{1} es 0.068 y C_{2} se determina en uso. El uso de este
software sólo es necesario cuando se necesita recuperar la
profundidad del material fundido de desviaciones muy grandes del
punto de funcionamiento nominal. Dado que el sistema está diseñado
para mantener el voltaje medido en un valor predeterminado, la no
linealidad es de poca importancia en la mayoría de las situaciones
prácticas. De este modo, la función de transferencia de espacial a
eléctrica se puede aproximar como lineal alrededor del punto de
funcionamiento para fines de velocidad de diseño y estabilidad del
bucle de retroalimentación.
Haciendo referencia a la Fig. 7, los electrodos A
y b aplican una corriente al crisol 12 y los electrodos C y D miden
el voltaje generado como respuesta a la corriente aplicada. Como se
muestra, el electrodo A está conectado a una fuente de corriente
50, y el electrodo B está conectado a un suministro de potencia de
corriente continua 52. El suministro de potencia 52 y la fuente de
corriente 50 están también conectados eléctricamente entre sí, y
juntos aplican corriente al crisol 12. La fuente de corriente 50
limita el flujo de corriente al crisol 12 hasta una válvula (por
ejemplo, de menos de 2 Amps). La corriente es detectada por una
resistencia de detección de 56 m\Omega, el voltaje disminuye a
través de su salida hasta un amplificador diferencial. El voltaje
de salida procedente del amplificador se compara con un voltaje de
referencia. La salida de voltaje llega a un par de transistores en
contrafase (push-pull) que controla la entrada del
FET de potencia y sirve para controlar la corriente a través del
FET. Las señales de salida generadas en respuesta a las señales de
entrada son detectadas por las sondas de detección C y D, y son
transmitidas a un amplificador de un circuito de amplificación de
señal de dos etapas 54. La señal de respuesta de salida está dentro
del intervalo de 1 \muV. La señal de salida se filtra y se
amplifica para producir una señal de salida de aproximadamente 1
V.
En una realización, la medida de la resistencia
de la combinación de material de fusión de silicio del crisol se
hace en una disposición de cuatro cables, en la que la corriente
atraviesa la combinación de material de fusión crisol/silicio
mediante la conexión a un primer par de puntos de contacto A, B en
el crisol 12, y el voltaje se mide en un segundo par de puntos C, D
sobre el crisol 12, como se muestra en las Figuras 1 y 2. Cuando,
la medida de resistencia se hace en una disposición de cuatro
cables, la colocación espacial de los cuatro contactos relativos
entre sí no es crítica, de manera que los contactos se pueden
colocar de acuerdo con la conveniencia mecánica o térmica. Por
ejemplo, para cuatro contactos sería colineal a lo largo de la parte
inferior del crisol, o podrían estar dispuestos en una medida de
resistividad de Van der Pauw, por lo que la corriente es aplicada a
través de dos esquinas adyacentes del crisol, y el voltaje se mide
a través de las otras dos esquinas adyacentes. En la práctica, es
deseable disponer los contactos espacialmente para proporcionar la
relación entre la señal y el ruido más elevada en la realización de
las medidas pertinentes. El nivel de señal absoluto y la
sensibilidad del nivel de señal al cambio en el material fundido son
importantes.
La realización inicial de la invención utilizando
la colocación mecánicamente convenientes, no ideal (desde el punto
de vista de la relación entre la señal y el ruido) de los
electrodos permitió una relación entre la señal y el ruido adecuada
para regular la altura del material fundido hasta dentro de más o
menos 0,06 mm utilizando una corriente de entrada de 2 Amp.
Una realización de la invención utiliza una
medida de corriente continua a pulsos para eliminar los efectos de
la desviación en la medida. Otra realización utiliza la modulación
de la corriente y la detección sincrónica de la señal de voltaje, a
una frecuencia seleccionada para evitar armónicos de 60 Hz. Otra
realización utiliza una corriente modulada y un filtro de paso de
banda estrecha para controlar la señal de voltaje. Los efectos de
la variación de temperatura en la resistencia medida se pueden
compensar si la temperatura del material fundido y el crisol son
controladas. La precisa regulación, separada de la temperatura, del
material fundido y del crisol es necesaria para el proceso de
crecimiento y compensar la medida de resistencia innecesaria.
La profundidad del material fundido de acuerdo
con la presente invención se utiliza para controlar la velocidad de
suministro del material fuente de silicio en el crisol, y por
tanto, mantiene la profundidad del material fundido constante para
conseguir el crecimiento de cristales uniforme y controlado.
Haciendo referencia a la Fig. 8, la potencia de alimentador controla
la velocidad de introducción de material fuente en respuesta a la
medida de profundidad a lo largo del tiempo.
Claims (21)
1. Un método de crecimiento continuo de cristales
que comprende las etapas de:
a) proporcionar un crisol (12) que comprende un
material fundido (14) a partir de un material fuente;
b) suministrar al material fundido de forma
continua un material fuente adicional;
c) hacer pasar una señal de entrada a través del
material fundido;
d) medir la señal de salida, generada en
respuesta a la señal de entrada, a través de dos electrodos (C,D)
en contacto directo con el crisol o el material fundido, estando
relacionaba la señal de salida con una profundidad del material
fundido;
e) mantener la profundidad del material fundido a
un nivel sustancialmente constante ajustando una velocidad de
suministro del material fuente adicional utilizando la señal de
salida; y
f) hacer crecer de forma continua una cinta
cristalina (18) mediante la solidificación del material
fundido.
2. El método de la reivindicación 1, en el que la
etapa c) comprende hacer pasar una señal de entrada a través del
crisol (12) y el material fundido
(14).
(14).
3. El método de la reivindicación 1ó 2, en el que
la etapa b) comprende suministrar de forma continua el material de
fuente adicional al material fundido (14) a una velocidad
sustancialmente constante.
4. El método de la reivindicación 2, en el que la
etapa c) comprende hacer pasar una corriente (I_{IN}) a través
del crisol (12) y el material fundido (14), a través de un primer
par de terminales conectados al crisol.
5. El método de la reivindicación 4, en el que la
etapa d) comprende medir un voltaje (V_{OUT}), generado en
respuesta a la corriente (I_{IN}), a través de un segundo par de
terminales conectados al crisol
(12).
(12).
6. El método de cualquier reivindicación
precedente, en el que la etapa e) comprende proporcionar la
profundidad al material fundido (14) en un nivel sustancialmente
constante manteniendo la señal de salida sustancialmente
constante.
7. El método de cualquier reivindicación
precedente, en el que el material fuente comprende un material
semiconductor.
8. Un método para controlar la profundidad de un
material fundido (14) para el crecimiento de cristales, que
comprende las etapas de:
a) aplicar una señal de entrada a través de un
material fundido (14) dispuesto dentro de un crisol (12);
b) medir una señal de salida, generada en
respuesta a la señal de entrada, a través de dos electrodos (C,D)
en contacto directo con el crisol o el material fundido, estando
relacionada la señal de salida con la profundidad del material
fundido; y
c) ajustar una cantidad de material fuente
introducido en el material fundido para mantener la profundidad a
un nivel sustancialmente constante utilizando la señal de
salida.
9. El método de la reivindicación 8, en el que la
etapa a) comprende aplicar una señal de entrada a través de un
crisol (12) y el material fundido (14) dispuesto dentro del
crisol.
10. El método de la reivindicación 9, en el que
la etapa a) comprende aplicar una corriente (I_{IN}) a través de
un primer par de terminales conectados al crisol (12), y la etapa
b) comprende medir un voltaje (V_{OUT}) a través de un segundo
par de terminales conectados al crisol (12).
11. Un método de medición de la profundidad de un
material fundido (14) para el crecimiento de cristales, que
comprende las etapas de:
a) aplicar una señal de entrada a través de un
crisol (12) y el material fundido dispuesto dentro del crisol;
y
b) medir la señal de salida generada en respuesta
a la señal de entrada a través de dos electrodos (C,D) en contacto
directo con el crisol o el material fundido, estando relacionada la
señal de salida con la profundidad del material fundido (14),
12. El método de la reivindicación 11, en el que
la señal de respuesta y la profundidad del material fundido (14)
tienen una relación lineal dentro del rango de funcionamiento.
13. Un sistema para el crecimiento continuo de
cristales que comprende:
un crisol (12) que comprende un material fundido
(14) procedente de un material fuente;
una fuente de potencia eléctricamente conectada
al crisol o al material fundido a través de un primer par de
terminales;
un controlador de retroalimentación (24)
conectado eléctricamente al crisol o al material fundido a través
de un segundo par de terminales; y
un suministrador (26) para introducir de forma
continua el material fuente en el material fundido en respuesta al
controlador de retroalimentación.
14. El sistema de la reivindicación 13, en el que
el material fuente comprende un material semiconductor.
15. El sistema de las reivindicaciones 13 ó 14,
en el que el primer par de terminales aplica una señal de entrada
al crisol (12) y al material fundido (14), y el segundo par de
terminales mide la señal de salida generada en respuesta a la señal
de entrada.
16. El sistema de la reivindicación 15, en el que
la señal de entrada comprende una corriente (I_{IN}) y la señal
de salida comprende un voltaje (V_{OUT}).
17. El sistema de las reivindicaciones 13 a 16,
en el que el primer par y el segundo par de terminales son
colineales y están unidos a una superficie inferior del crisol
(12).
18. El sistema de las reivindicaciones 13 a 17,
en el que el primer par de terminales esta dispuesto en esquinas
adyacentes del crisol (12) y el segundo par de terminales está
dispuesto en esquinas adyacentes del crisol.
19. El sistema de las reivindicaciones 13 a 18,
en el que la fuente de potencia comprende un suministro de potencia
de corriente continua (52) y una fuente de corriente (50).
20. El sistema de las reivindicaciones 13 a 19,
en el que el crisol (12) comprende grafito, cuarzo, carburo de
silicio, o nitruro de silicio.
21. El sistema para medir la profundidad de un
material fundido (14) para el crecimiento de cristales, que
comprende:
un crisol (12) que comprende un material fundido
de un material fuente;
una fuente de potencia conectada al crisol o al
material fundido, a través de un primer par de terminales, para
aplicar una señal de entrada al crisol a al material fundido;
un controlador de retroalimentación (24) en
comunicación con el crisol a través de un segundo par de terminales
unidos al crisol para medir una señal de salida generada en
respuestas a la señal de entrada, estando relacionada la señal de
salida con la profundidad del material fundido.
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