JP2872807B2 - 溶融物の連続補充システム - Google Patents

溶融物の連続補充システム

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は中空管状の結晶体を成長させる装置に関する
ものであり、更に詳しく述べると、成長過程前及び／又
は成長過程時に固体のケイ素粒子を斯かる結晶成長装置
のルツボに配送するための装置に関する。
発明の背景 米国特許第4,544,528号に開示された型の中空管状結
晶体を成長させる装置が、結晶体を成長させる原料の溶
融ケイ素を支持するルツボを包含することは既知であ
る。これまでケイ素溶融物は、システムの熱的ショック
を回避するよう連続式でなくバッチ式で補充されてお
り、そのため結晶成長過程は破局的に終了した。このよ
うなバッチ式補充は、溶融物にケイ素粒子を添加する方
法としては比較的遅目で不十分な方法であると知見され
ていた。
バッチ式補充に係わる問題を克服するため、溶融物を
連続的に補充するシステムが開発された。このシステム
は、シンク（Sink）等の米国特許第4,661,324号（1987
年４月28日公告）に記載されている。該特許のシステム
は、（１）ルツボに通じていて、ダイの先端上にある炉
の内部アフターヒータの内部で終了する導管及び（２）
該導管及び不規則形状の固体ケイ素粒子源に結合された
チップスラスター（chip thruster）を包含している。
ケイ素粒子はチップスラスターに供給され、チップスラ
スターは予め定められた容積の粒子を導管を介して内部
アフターヒータに周期的に強制輸送する。そのあと、チ
ップは重力により溶融物中に落下するのである。
不都合なことに、前記米国特許第4,661,324号のシス
テムには幾つかの問題がある。第一に、システムのチッ
プスラスター部はかなりの数の機械部品を含み、かつ、
摩耗性材料（すなわち、不規則形状の固体ケイ素粒子）
を常時取り扱うので、チップスラスターが破損され易い
ことである。第二に、この摩耗性のケイ素粒子はチップ
スラスターの金属部品の微小部分を侵食又は摩耗により
取り去る傾向があり、その侵食された部分がケイ素粒子
と共に溶融物中に配送されることである。これらの金属
の微小部分は溶融物を汚染する傾向がある。第三に、不
規則な形状のケイ素粒子の予め定められた容積の質量
は、チップ自身の相対的配向の仕方に応じて一容積毎に
変化し、かつ、チップスラスターは粒子の質量でなく予
め定められた容積を炉内に排出するので、予め定められ
た質量のチップを炉に繰り返し添加することが実質上不
可能なことである。結晶成長過程を連続的に維持するた
めに必要な水準まで熱的偏位運動（excursion）を最小
にするには、原料として不規則な形状のケイ素粒子を使
用する場合、予め定められた質量の粒子を溶融物に常に
添加することが重要なのである、前述の理由により、チ
ップスラスターシステムは、不規則な形状の粒子を予め
定められた質量で溶融物に繰り返して供給することがで
きない。
発明の目的及び概要 本発明の一目的は、高度の信頼性を有し且つ溶融物に
汚染物質を有害水準まで添加しないような中空管状結晶
体の成長装置に、ケイ素溶融物を連続的に補充するシス
テムを提供することである。
本発明の第二の目的は、受入れ難いほど大規模の熱的
偏位運動すなわち溶融物の動揺を起こさないような方法
で、中空管状結晶体の成長装置にケイ素溶融物を連続的
に補充するシステムを提供することである。
上記及びその他の目的は、例えばストーモント（Stor
mont）等の米国特許第4,544,528号に開示された型の結
晶炉に、ルツボ迄伸長してダイ先端の上部にある内部ア
フターヒーター内で終了する導管を包含させる変更を施
し、その結晶炉のルツボにケイ素溶融物を連続的に補充
するようにしたシステムにより達成される。このシステ
ムは、予め定められた径の球状固体ケイ素粒子を貯蔵す
るための容器、導管及び該容器に結合された受け入れ室
及びに該受け入れ室に結合される高圧ガスジェットを包
含する。容器から受け入れ室にケイ素粒子を移動させる
ため、バイブレータ、第二高圧ガスジェット又はその他
の何らかの手段を含む粒子分配装置が設けられている。
受け入れ室のケイ素粒子は、高圧ガスジェットにより、
導管を介してルツボの直上にある結晶成長炉の内部アフ
ターヒータ内に強制輸送される。その後、ケイ素粒子は
重力の作用により、ルツボ内に含まれる溶融物中に落下
する。導管から放出されるケイ素粒子の向きを変えて該
ケイ素粒子が溶融物の表面上に実質上均一な分布パター
ンで落下するようにし、それによって溶融物内での流れ
の形成すなわち熱的偏位運動を最小にするため、結晶成
長炉内の導管の上端部の直上にデフレクタ（deflecto
r）を設置することが好ましい。
図面の簡単な説明 本発明の本質及び目的を更に十分に理解するには、付
属図面に関連した以下の詳細な説明を参照する必要があ
る。
図１は、本発明のケイ素原料供給システムと共に使用
するよう設計された結晶成長炉の側立面の断面を示す図
である。
図２は、本発明のケイ素原料供給システムの側立面断
面を示す概要図である。
発明の詳細な説明 図１及び２を参照する。本発明は、米国特許第4,544,
528号に開示された型の中空管状結晶体の成長装置20の
ルツボに、球状の固体ケイ素粒子を連続的に供給するシ
ステム18であり、該特許を引用する。
装置20は炉の囲い22を含み、その内部にルツボ24並び
に内側及び外側のアフターヒータ26及び28が配置されて
いる。ルツボ24は、囲い22の中心に配置された、短く中
空で上部が開放された正三角柱又は正円形の円筒であ
る。内側アフターヒータ26は、中空の内部30及び内部ア
フターヒータの最上端を密封する最上板32を有する。ア
フターヒータ26の底部は開放されていて、内側アフター
ヒータはルツボ24の直上に配置され、それにより内側ア
フターヒータの内部30はルツボの内部に結合されてい
る。内側アフターヒータ26は、外側アフターヒータ28の
中空内部に配置されている。
装置20は更に毛細管ダイ34、サセプタ36及びシード装
置38を包含し、その全てが囲い22内に配置されている。
毛細管ダイ34はルツボ24の側壁に一体化された部分であ
ることが好ましい。ダイ34の端面40は、成長した結晶の
形態及び寸法を調節するよう選択される。サセプタ36
は、ルツボ24に適合する寸法の中空で上部が開放された
円筒体又は三角柱体である。サセプタ36はダイ／ルツボ
組み装置に一体化された部分であってもよい。シード装
置38は、シードホルダー42とシード44とを包含する。シ
ード装置38は引き上げ機構39に取り付けられており、こ
の引き上げ機構はシードホルダー42を軸方向に動かし、
ダイ34に近ずけたり離したりする。装置20は、ルツボ24
に隣接して囲い22を取り巻く高周波加熱コイル46を更に
包含する。加熱コイル46は、ルツボ24のケイ素を溶融状
態に維持する。
これまで知られているように、シード44をダイの端面
40に接触させて配置した後、シードとダイ端面との間に
メニスカスを形成するようダイの端面から引き上げて結
晶体を成長させる。シードをダイ端面から引き上げる
と、シードに最も近いメニスカス部分が固化する。シー
ド結晶を更にダイから引き上げると、毛細管作用により
新しい溶融ケイ素がダイ端面上に引き上げられ、メニス
カスに既に存在する溶融ケイ素は固化してシードに付着
した固化ケイ素になり、長く伸びた結晶体を形成する。
装置20の構成及び操作の更に詳しい説明は、前記の米
国特許第4,544,528号を参照されたい。
本発明の目的のため、装置20は中央孔62を有する導管
60を包含するよう変更される。導管60は、図１に示すよ
うに、囲い22の底壁、サセプタ36及びルツボ24を突き通
して伸長する。導管60の内径は、以下で述べるように、
本発明のシステム18が供給するケイ素の最大粒子の外径
よりも若干大き目である。導管60は溶融シリカ製である
ことが好ましい。導管60はルツボ24の中央に配置され、
その最上端部が内部アフターヒータ26の内部30で、ルツ
ボが満杯の際にルツボ24内に支持される溶融物の最上面
より僅か高目の位置まで伸長する。すなわち、導管60
は、装置20より下の域からルツボ24の底壁を介して内側
アフターヒータ26の内部30に至る通路を与えるものであ
る。凸型円錐状のデフレクタ66は、その点状端部67が中
央孔62と共軸的に配列されるよう、導管60の最上端部64
の直上で最上板32の底面に取り付けることが好ましい。
その他の点では、図１に示した結晶成長炉は、前記の
米国特許第4,544,528号に記載の炉と同一である。
ケイ素原料供給システム18は、固体ケイ素の粒子72を
貯蔵するための中空容器70を包含する。粒子72は球状で
あって、好ましくは１ミリメートル、公差±1/2ミリメ
ートルの外径を有する。すなわち、各粒子72の質量及び
容積はほぼ等しい。
容器70は、その底部に配置され、それを介して粒子72
を容器から分配する孔部74及びそれを介して粒子72を容
器に供給する開放上端部76を包含する。後述するよう
に、容器70に開放上端部76を密封するためのカバー78
（図１に破線で示す）を含めてもよい。
システム18は、容器内に貯蔵されるケイ素粒子72を孔
部74経由で容器から排出するため、容器70に結合された
粒子分配器80を更に包含する。粒子分配器80は、粒子72
を孔部74から強制排出させるため、容器70の内部を加圧
する加圧流体源、例えばアルゴンガス源を包含すること
が好ましい。粒子分配器80が加圧流体源を有する場合、
容器70はカバー78を含むか、或いは容器の内部が適当に
加圧されるように設計されていなければならない。別法
として、粒子分配器80にバイブレータを含め、重力と隣
接粒子の重量との総合効果により粒子が孔部74を通過す
る場合に、容器70を振動させて粒子72を孔部74に移動さ
せてもよい。当業者が容易に理解するところであるが、
粒子分配器80は、孔部74を介して粒子72を容器70から排
出させるその他の手段を包含してもよい。
システム18は中空の受け入れ室82も包含する。後者は
頂部開口84、底部開口86及び側部開口88を包含する。受
け入れ室82の頂部開口84には導管60が取り付けられてお
り、その中央孔62が受け入れ室の内部に通じている。導
管60の底端部は、図に示すように、受け入れ室82内に伸
長していることが好ましい。受け入れ室82は、受け入れ
室の側部開口88が容器の孔部74よりも適当な距離で下に
配置されるよう容器に対して配置される（以下で説明す
る）。受け入れ室82の底部は、室内に存在するケイ素粒
子72が底部開口86に向かって集中するよう、底部開口86
に向かって内側に先細りしていることが好ましい。受け
入れ室82は、ケイ素粒子72により容易に侵食又は摩耗さ
れることのない非金属材料、例えばプラスチックで製作
されたものが好ましい。
システム18は、容器70の内部から孔74、パイプ90の内
部及び側部開口88を介して受け入れ室82の内部に至る連
続的な通路として、容器70の孔部74及び受け入れ室の側
部開口88に取り付けられた中空パイプ90を包含する。容
器70はパイプ90が容器70から受け入れ室82にかけて比較
的けわしい角度たとえば水平面に対して45°で下方に傾
斜するように選択された距離で、受け入れ室82の上部に
配置される。パイプ90は、粒子72により容易に侵食され
ることのない非金属材料で製作されたものが好ましい。
システム18は入口ポート96も包含し、この入口ポート
96はチューブ94に至り、これが受け入れ室内部との連通
のため受け入れ室の底部開口86に接続されている。入口
ポート96は加圧流体源（図に示していない）、例えば圧
力下のアルゴンガス源に接続される。チューブ94は加圧
流体流を、その底部開口86を介して受け入れ室の内部に
導入する。チューブ94の寸法によっては、受け入れ室82
に入る流体の速度を増すためにチューブ内の受け入れ室
82の底部開口86の直下に制限されたオリフィス98を設け
ておくことが望ましい。
ポート96を介して導入されるガスの容積流速、オリフ
ィス98（設置する場合）の径、受け入れ室82の底部開口
86と導管60の最上端部64との間の垂直距離及び導管60の
最上端部64とデフレクタ66の点状端部67との間の垂直間
隔は、前述のように各々実質的に同一かつ既知の質量を
有して受け入れ室内に存在する粒子72が、チューブ94に
て付与されるガスジエット中に随伴され、かつ、導管60
を介して上部に押し出されるように選択される。勿論、
これらのパラメータは、粒子72の質量及び径の変化並び
に一以上のパラメータが他パラメータに対して変化する
程度に従って変わるであろう。システム18の一実施態様
では、アルゴンガスを約138kPa（20ポンド／平方イン
チ）の圧力を有するガス源から入口ポート96を介して５
リットルSTP（すなわち、25℃の温度、760mmHgの圧力）
／分の容積流速で供給し、オリフィス98の内径は0.78mm
（0.031インチ）であり、導管60の最上端部64から受け
入れ室82の底部開口86迄の垂直距離は約43.2cm（17イン
チ）であり、最上端部64はデフレクタ66の点状端部67の
下方約4.39cm（1.73インチ）に配置された。供給原料と
しては、外径約１ミリメートル±1/2ミリメートルの球
状ケイ素粒子を使用した。
本発明の溶融物補充システム18を使用するため、一定
量の球状固体のケイ素粒子72、好ましくは外径約１ミリ
メートル±1/2ミリメートルのものを容器70内に、その
開放上端部76を経由して配置する。次に圧力流体たとえ
ばアルゴンガス流を入口ポート96及びチューブ94を経由
し、底部開口86を通して受け入れ室82に導入する。続い
て粒子分配装置80を動かしてケイ素粒子72を容器70から
孔部74を介して分配する。粒子分配装置80が加圧流体源
を含む場合には、粒子分配装置を動かす前にカバー78を
容器70に取り付ける。孔部74を介して分配される粒子72
は、パイプ90に入り、重力作用の下にパイプ及び側部開
口88を介して受け入れ室82内へと下方に滑り落ちる。
受け入れ室82に入った粒子72は、受け入れ室82の底部
の内側に先細りする壁に沿って下方の底部開口86に向か
って滑り落ちる。粒子72が底部開口86に近ずくと、チュ
ーブ94により導入される加圧流体のジエットに随伴さ
れ、それによりそのガス流が該粒子を導管60の中央孔62
内を上方に運搬し、かつ、導管の最上端部64から放出す
る。次に、粒子72は内部アフターヒータ26内を上方に移
動を続け、やがてはデフレクタ66（設置している場合）
に接触して跳ね返り、溶融物内へと落下する。デフレク
タ66は、粒子72が溶融物の実質上全ての表面上に進入す
るよう粒子72を均一に分布させ、それにより溶融物内に
流れ及び熱的偏位運動を起こして結晶成長過程を破局的
に終了させることのある局部冷却域の形成を最小にす
る。デフレクタ66が設置されていない場合には、粒子72
は単に板32の底面から跳ね返って溶融物中に落下する。
場合によっては、デフレクタ66を使用せずとも受け入れ
可能な結果が得られることもある。
溶融物の補充システム18は、球状ケイ素ビーズを用い
て操作することを意図するものであるが、特異な寸法特
性を有する不規則な形状のケイ素粒子を用いて操作する
こともできる。更に詳しく述べると、システム18ではL/
Dパラメータが約１乃至1.2の範囲のケイ素粒子が一般に
満足に使用可能である。L/Dパラメータは、長軸に沿っ
て測定したケイ素粒子の長さを長軸に垂直な軸に沿って
測定した粒子径で割った値である。球状粒子のL/Dパラ
メータが１に等しいことは明らかであるが、長くて薄い
粒子ではL/Dパラメータが５以上になることもある。
本発明の溶融物補充システムの重要な利点は、結晶成
長装置を本発明システムに結合して用いると、比較的長
い結晶体を成長させることができる点である。何故な
ら、成長する結晶体の長さが、結晶成長装置のルツボに
含まれる溶融ケイ素の量に制限されないからである。こ
れに関連して、本発明の溶融物補充システムは、溶融物
中での熱的偏位運動の形成を最小にする方式で固体ケイ
素粒子を溶融物に添加することにより、比較的長い結晶
体の成長を更に容易にするものである。これまで知られ
ているように、結晶成長過程を破局的に終了させる大き
さの熱的偏位運動は、成長する結晶体の長さと共に増大
する。費用及び製造上の効率の理由から、比較的長目の
結晶体を成長させることは望ましいことである。
前記の装置及び方法には、本発明の範囲から逸脱する
ことなく何等かの変更を加えることができるので、前記
に含まれる事項並びに付属図面に示される事項は全て例
示的なものであって、本発明を限定するものではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パーレッツ，ロウレンス・エル アメリカ合衆国マサチューセッツ州 01868，リーディング，チャールズ・ス トリート 252 (72)発明者 ウィリス，ジョン・ジー アメリカ合衆国マサチューセッツ州 01824，チェルムズフォード，リオ・グ ランデ・ドライブ ５ (56)参考文献 特開 平１−153590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−210593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−82671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−26097（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−46992（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−3828（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭48−27593（ＪＰ，Ｂ１) 特表 昭62−501837（ＪＰ，Ａ) 米国特許3954551（ＵＳ，Ａ) 英国公開903411（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G30B 15/34 G30B 28/00 - 35/00 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】中空管状の結晶体の成長装置に固体のケイ
    素粒子を供給するためのシステムにおいて、該装置がケ
    イ素溶融物を収容するためのルツボを包含し、前記ルツ
    ボが底壁を有するものであって、該システムが、 固体のケイ素粒子を貯蔵するための貯蔵手段； 前記の貯蔵手段内に貯蔵される固体のケイ素粒子を前記
    貯蔵手段から前記ルツボに輸送可能にする前記貯蔵手段
    から前記ルツボに至る通路を設けるため、前記貯蔵手段
    と前記ルツボとに結合された導管手段；及び 前記貯蔵手段内に貯蔵される固体ケイ素粒子を前記の導
    管手段に分配するため及び前記導管手段に加圧流体流を
    供給して前記導管内の固体ケイ素粒子を前記の加圧流体
    により前記ルツボに輸送させるための供給手段； からなることを特徴とする固体ケイ素粒子の供給システ
    ム。
  2. 【請求項２】前記の導管手段が、 固体ケイ素粒子を支持するための受け入れ室； 前記の貯蔵手段を前記の受け入れ室に結合する第一導
    管；及び 前記の受け入れ室に結合され、かつ、前記のルツボに結
    合可能な第二導管； からなる請求の範囲第１項のシステム。
  3. 【請求項３】前記の受け入れ室が、半径方向の内側に向
    かう先細りの底部と前記受け入れ室を前記の原料供給手
    段に結合する前記底部内の孔とからなる請求の範囲第２
    項のシステム。
  4. 【請求項４】前記の貯蔵手段が前記の受け入れ室の上方
    に配置され、かつ、前記の第一導管が前記貯蔵手段から
    前記受け入れ室に向かって下方に傾斜している請求の範
    囲第２項のシステム。
  5. 【請求項５】前記の第二導管が最上端部を有し、かつ、
    前記第二導管の寸法は、前記第二導管が前記ルツボの内
    部を経由して上方に伸長し、前記第二導管の前記最上端
    部が前記ルツボ内に入っている溶融ケイ素の表面上に配
    置されるよう前記のルツボに取り付け可能な寸法である
    請求の範囲第２項のシステム。
  6. 【請求項６】前記の原料供給手段が、前記貯蔵手段に貯
    蔵される固体ケイ素粒子を前記導管手段に追い込むため
    前記貯蔵手段を加圧する手段を包含する請求の範囲第１
    項のシステム。
  7. 【請求項７】前記の原料供給手段が、前記貯蔵手段に貯
    蔵される固体ケイ素粒子を前記導管手段に移動させるよ
    う前記貯蔵手段を振動させるため前記貯蔵手段に結合し
    た振動手段を包含する請求の範囲第１項のシステム。
  8. 【請求項８】前記の導管手段が、前記ルツボ内に入って
    いる溶融物の表面上のある選択された位置で前記の通路
    が終了するよう設計され、かつ、前記ルツボに結合され
    ている請求の範囲第１項のシステム。
  9. 【請求項９】前記の原料供給手段が、前記の導管手段内
    のケイ素粒子を前記の選択された位置に輸送する請求の
    範囲第８項のシステム。
  10. 【請求項１０】前記システムが、前記溶融物の熱的偏位
    運動を最小にするよう前記のケイ素粒子を前記溶融物に
    入れるため、前記の選択された位置に輸送される前記ケ
    イ素粒子の方向を変えるデフレクタ手段を更に包含する
    請求の範囲第９項のシステム。
  11. 【請求項１１】前記の加圧流体の流れが不活性ガス流で
    ある請求の範囲第１項のシステム。
  12. 【請求項１２】前記の貯蔵手段が底壁と前記の固体ケイ
    素粒子を貯蔵するための内室とを有するキャニスターを
    包含し、前記キャニスターが導管手段を内室に結合する
    前記底壁に隣接する孔を更に包含する請求の範囲第１項
    のシステム。
  13. 【請求項１３】中空管状結晶体の成長装置に固体ケイ素
    粒子を供給するためのシステムにおいて、該装置がケイ
    素溶融物を入れるためのルツボを包含し、前記ルツボが
    底壁を有するものであって、該システムが 固体のケイ素粒子を貯蔵するための貯蔵手段、但し前記
    貯蔵手段は底壁と前記固体ケイ素粒子を貯蔵するための
    内室とを有するキャニスターを包含し、前記キャニスタ
    ーは、前記底壁に隣接して、前記キャニスター内に貯蔵
    されるケイ素粒子を前記キャニスターから分配可能とす
    る孔を更に包含する； 前記の貯蔵手段に貯蔵される固体のケイ素粒子を前記貯
    蔵手段から前記ルツボに輸送可能にする、前記貯蔵手段
    から前記ルツボに至る通路を与えるための導管手段、但
    し前記導管手段は（ａ）固体ケイ素粒子を支持するため
    の受け入れ室、（ｂ）前記貯蔵手段を前記受け入れ室に
    結合する第一導管及び（ｃ）前記受け入れ室に結合さ
    れ、かつ、前記ルツボにも結合された第二導管からな
    り、前記の受け入れ室は、前記の第一導管が前記キャニ
    スターから前記受け入れ室に向かって下方に傾斜するよ
    う前記キャニスターの下方に配置され、前記の第二導管
    は、前記ルツボ内に入っている溶融物の表面上のある選
    択位置に配置される最上端部を有する； 前記の容器内に貯蔵されるケイ素粒子を前記の孔を経由
    して前記第一導管を通過させるため前記容器の前記内室
    に結合される分配手段、但し前記分配手段は加圧ガス源
    を包含する； 固体ケイ素粒子を前記受け入れ室に随伴し、かつ、前記
    の随伴ケイ素粒子を前記の第二導管を介して運び出す加
    圧ガスの流れを前記受け入れ室内に供給するための供給
    手段；及び ルツボ内に入っている溶融物の表面上に前記ケイ素粒子
    を実質上均一に分布させるよう、前記第二導管の前記最
    上端部を経由して前記加圧ガス流により運搬されるケイ
    素粒子の方向を変えるため前記第二導管の前記最上端部
    上に配置されるデフレクタ手段； からなることを特徴とするシステム。
  14. 【請求項１４】中空管状の結晶体の成長装置に固体ケイ
    素を供給するためのシステムにおいて、該装置がケイ素
    溶融物を収容するための内室を有するルツボを包含し、
    該システムが 固体ケイ素粒子を貯蔵するための内室と前記内室内に貯
    蔵されるケイ素粒子を前記内室から分配する孔とを有す
    るキャニスター； 前記キャニスターに結合される中空内部を有する導管、
    この場合、前記キャニスターの前記内室が前記導管の前
    記中空内部に通じていて、前記導管は前記ルツボの内室
    が前記導管の前記中空内部に通じるよう前記ルツボに結
    合可能であり、前記導管は、それが前記ルツボに取り付
    けられる際に、前記ルツボの前記内室中まで伸長するよ
    うに配置される； 前記キャニスターの前記内室を加圧するため前記キャニ
    スターに結合される第一加圧ガス源； 前記導管内に加圧ガス流を発生させるため前記導管に結
    合される第二加圧ガス源； からなることを特徴とするシステム。
  15. 【請求項１５】中空管状の結晶体を成長させるためのシ
    ステムにおいて、該システムが 中空管状の結晶体を成長させる装置、但し前記装置は
    （ａ）ケイ素溶融物を収容するための内室、（ｂ）最上
    端部及び（ｃ）底端部を有するルツボを包含し、前記装
    置は前記底端部の下から前記内室を経由して前記ルツボ
    の前記最上端部上で終了する中空パイプを更に包含す
    る； 固体ケイ素粒子を貯蔵するための貯蔵手段； 前記貯蔵手段から前記中空パイプに至る通路であって、
    それに沿って前記貯蔵手段内に貯蔵される固体ケイ素粒
    子を前記貯蔵手段から前記中空パイプまで運搬可能にす
    る通路を与えるため、前記中空パイプ及び前記貯蔵手段
    に結合される導管手段；及び 前記貯蔵手段に貯蔵される固体ケイ素粒子を前記導管手
    段に移動させるため及び前記導管手段内の固体ケイ素粒
    子を加圧流体流により前記中空パイプに入れ且つそれを
    経由して輸送させるよう前記導管手段内に前記加圧流体
    流を供給するための供給手段； からなることを特徴とするシステム。
  16. 【請求項１６】中空結晶体の成長装置のルツボにケイ素
    溶融物を補充する方法において、該方法が （１）中空管状の結晶体を成長させる装置を準備する工
    程、但し前記装置はケイ素溶融物を入れる内室を有する
    ルツボと中空パイプとからなり、前記中空パイプは前記
    ルツボの下に配置される底端部、前記ルツボの前記内室
    を経由して伸長する中間部及び前記ルツボに収容される
    前記ケイ素溶融物の最上面の上に配置される最上端部を
    有する； （２）前記ルツボ内の溶融物に固体球状のケイ素ビーズ
    を補充するシステムを準備する工程、但し該システムは
    下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の手段を有する： （ａ）固体球状のケイ素ビーズを貯蔵する貯蔵手段； （ｂ）前記の貯蔵手段に結合され、かつ、前記貯蔵手段
    から前記中空パイプに至る通路であって、それに沿って
    前記貯蔵手段内に貯蔵される固体球状のケイ素粒子を前
    記貯蔵手段から前記中空パイプに輸送可能にする通路を
    設けるため前記の中空パイプに接合可能な導管手段；及
    び （ｃ）前記貯蔵手段に貯蔵される固体ケイ素粒子を前記
    導管手段に分配するため、及び前記導管手段内の固体ケ
    イ素粒子を随伴し、前記導管手段が前記中空パイプに結
    合されているとき、前記の随伴粒子を前記中空パイプに
    入れ、かつ、それを経由して運搬するよう前記導管手段
    内に圧力ガスの流れを供給するための供給手段； （３）前記導管手段の一端を前記中空パイプの前記底端
    部に結合する工程； （４）予め定められた直径の固体球状のケイ素粒子を前
    記貯蔵手段に添加する工程； （５）前記導管手段の前記一端に向かって伸長する前記
    導管手段に選ばれた圧力の加圧ガス流を供給する工程； （６）前記ビーズを前記導管手段内に分配する工程； （７）前記ビーズを前記の加圧ガス流に随伴させ、か
    つ、前記流れに随伴される前記ビーズを前記中空パイプ
    に入れ且つそれを経由して運搬し、かつ、前記ビーズを
    前記パイプの前記最上端から排出して前記ビーズを前記
    ルツボに入っている前記溶融物内に落下させる工程； からなることを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】前記の工程（６）が、前記貯蔵手段に入
    っている前記ケイ素ビーズを前記導管手段に強制移動さ
    せるよう前記貯蔵手段を加圧する工程を包含する請求の
    範囲第16項の方法。
  18. 【請求項１８】前記の工程（７）が、前記溶融物内の熱
    的偏位運動を最小にするよう前記ビーズを前記溶融物に
    入れるため、前記パイプの前記最上端から排出される前
    記ビーズの方向を変える工程を包含する請求の範囲第16
    項の方法。
  19. 【請求項１９】前記の工程（４）で前記貯蔵手段に添加
    される前記ビーズの予め定められた直径が、約１ミリメ
    ートル±1/2ミリメートルである請求の範囲第16項の方
    法。
  20. 【請求項２０】前記の工程（６）に続き、前記の貯蔵手
    段から分配された前記のビーズを前記導管手段を経由し
    て輸送して前記の加圧ガス流と接触させる工程を更に包
    含する請求の範囲第16項の方法。
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