JP2017515778A5 - 融液を処理する装置、融液内で熱流を制御するシステム及び融液を処理する方法 - Google Patents

Description

様々な実施形態において、サブマージヒーターを配置して、融液の露出面に３０Ｗ／ｃｍ^２を超える熱流を供給することができる。図５は、融液の露出面に対するサブマージヒーターの位置の関数として、露出面に対する熱流束のＣＦＤ計算の結果を示す。曲線５３０は、曲線５２２、５２４、５２６及び５２８と同様に、融液の表面に平行な方向に沿う位置の関数として、融液の露出面での熱流（流束）を示す熱流プロファイルである。曲線５３０は、サブマージヒーターが露出面の５ｍｍ下方に位置するときの熱流を示す。位置Ｘ＝０は、サブマージヒーターの中心の直ぐ上方の位置を示す。従って、曲線５３０の鏡像であるＸ＝０の左側に対する対称熱流曲線を含意する。図示のように、最大熱流３３Ｗ／ｃｍ^２はＸ＝０で発生し、その熱流はＸ＝６ｍｍで２０Ｗ／ｃｍ^２未満まで減少する。曲線５２８は、サブマージヒーターが露出面の４ｍｍ下方に位置するときの熱流を示す。図示のように、最大熱流４０Ｗ／ｃｍ^２はＸ＝０で発生する。サブマージヒーターの露出面下方の深さが減少するにつれて、熱流のピーク値は増加し、これを曲線５２６（３ｍｍ）、曲線５２４（２ｍｍ）及び曲線５２２（１ｍｍ）によって示す。１ｍｍ深さの場合、熱流ピーク値９０Ｗ／ｃｍ^２を達成する。加えて、ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）の値は、５ｍｍの深さに対する７ｍｍ以上から、１ｍｍの深さに対する５ｍｍのＦＷＨＭまで減少する。

Claims (15)

1. 融液を処理する装置において、
   前記融液を容れて、前記融液が第１距離だけるつぼの床面から離れる露出面を有するよう構成したるつぼと、並びに
   加熱素子、及び前記加熱素子と前記融液との間に配置し、前記加熱素子が前記融液に接触しないようにするシェルを有するサブマージヒーターと、
   を備え、
   前記加熱素子は、前記融液の前記露出面に対して前記第１距離よりも短い第２距離だけ離して配置する、装置。
2. 請求項１記載の装置において、前記加熱素子は、炭化ケイ素でコーティングするグラファイトを含み、また前記シェルは石英ガラスを含むものとする、装置。
3. 請求項１記載の装置において、前記融液はシリコンから構成し、前記シェルは石英ガラスを含むものとする、装置。
4. 請求項１記載の装置において、前記サブマージヒーターは、５０Ｗ／ｃｍ^２より大きい熱流を前記露出面に供給するよう構成する、装置。
5. 請求項１記載の装置において、前記サブマージヒーターは前記露出面に平行な第１方向に沿って細長いものとする、装置。
6. 請求項１記載の装置において、さらに、前記露出面に直交する垂直方向に沿って前記サブマージヒーターを移動させるよう構成したドライブを備える、装置。
7. 請求項６記載の装置において、前記サブマージヒーターは、可動キャップ構体であって、
   前記融液に接触する接触面及び前記加熱素子に接触する外方表面を有する可動部分と、並びに
   前記るつぼのるつぼ壁部分を形成する固定部分と
   よりなる、該可動キャップ構体を有する、装置。
8. 請求項１記載の装置において、前記サブマージヒーターは、前記るつぼのるつぼ壁の一部を形成し、かつ前記るつぼの前記床面よりも前記融液の前記露出面により近接して配置する上部領域を有し、また前記加熱素子を前記るつぼ壁の外部に配置する、装置。
9. 融液内で熱流を制御するシステムにおいて、
   前記融液を容れ、前記融液がるつぼの床面から第１距離だけ離れる露出面を有するよう構成したるつぼと、
   前記融液に接触するよう構成したサブマージヒーターであって、加熱素子及び前記加熱素子と前記融液との間に配置し、前記加熱素子が前記融液に接触しないようにするシェルを有し、
   前記加熱素子は、前記融液に対して前記第１距離よりも短い第２距離の位置に配置し、前記サブマージヒーターは第１熱流流率で前記露出面の領域に熱を送給するよう構成した、
   該サブマージヒーターと、並びに
   前記第１熱流流率よりも大きい第２熱流流率で前記露出面の領域から熱を除去するよう構成した晶析装置と
   を備える、システム。
10. 請求項９記載のシステムにおいて、前記サブマージヒーターは石英ガラスシェルによって封入するグラファイト加熱素子を有する、システム。
11. 請求項９記載のシステムにおいて、さらに、前記るつぼの前記床面の下に配置し、かつ第３熱流を送給して前記融液を前記融液の融解温度又はそれ以上に維持するように構成する、るつぼヒーターを備える、システム。
12. 請求項９記載のシステムにおいて、前記晶析装置は、第１方向に沿って結晶シートの前縁を形成するよう構成し、また前記サブマージヒーターは前記第１方向に沿って細長いものとする、システム。
13. 請求項９記載のシステムにおいて、さらに、前記サブマージヒーターを前記露出面に直交する垂直方向に沿って移動させるよう構成したドライブを備える、システム。
14. 融液を処理する方法において、
    前記融液をるつぼに容れて、前記融液が、露出面及び前記るつぼと接触する底面を有し、前記露出面は前記底面から第１距離だけ離れるようにするステップと、並びに
    サブマージヒーターの加熱素子から前記融液の前記露出面の領域内に熱流を方向付けるステップであって、この熱流方向付けは、前記加熱素子を前記第１距離よりも短い第２距離だけ前記露出面から離して配置するときに生ずる、熱流方向付けステップと、
    を有し、
    前記融液は前記加熱素子に接触しないようにする、方法。
15. 前記サブマージヒーターは、前記加熱素子を包囲し、かつ前記融液に接触する石英ガラスシェルを有し、前記融液はシリコンとする請求項１４記載の方法において、さらに、
    前記露出面の領域内に第１熱流流率で熱流を方向付けるステップと、
    前記第１熱流流率よりも大きい第２熱流流率で前記露出面の領域から熱を除去するステップと、
    を有する、融液を処理する方法。