KR20080056674A

KR20080056674A - 도핑된 상부 벽 부위를 가지는 도가니 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20080056674A
Application number: KR1020070132961A
Authority: KR
Inventors: 카쯔히코 켐모치; 야스오 오하마
Original assignee: 헤래우스 신에쓰, 아메리카; 신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2008-06-23
Also published as: JP5284630B2; US20080141929A1; US20100186662A1; US7716948B2; US8361228B2; JP2008169106A; KR101423075B1; TW200838816A

Abstract

용융 유리 도가니는 도가니의 최상 및 최외면을 한정하는 도핑된 알루미늄 실리카의 칼라를 포함한다. 도가니 내에서 용융 실리콘의 표면을 한정하는 융액 선은 실질적으로 상기 칼라의 하단부 또는 그보다 약간 아래일 수 있다. 칼라의 결정화는 이를 단단하게 만들어서 상기 융액 선 위의 상기 도가니의 나머지 미결정화된 부위를 지지한다. 융액 선은 칼라의 하단부 위일 수도 있으며, 이는 융액의 높이가 감소하기 전 또는 공정의 초기에 부어졌을 때 특히 그러하다. 중첩이 거의 없거나 아예 없기 때문에, 또는 중첩이 오래 계속되지 않기 때문에, 도핑된 알루미늄 칼라는 상기 융액으로부터의 열에 의해 손상 받지 않는다.

도가니, 칼라, 도핑된 실리카, 벌크 실리카, 결정화.

Description

도핑된 상부 벽 부위를 가지는 도가니 및 그 제조 방법{A CRUCIBLE HAVING A DOPED UPPER WALL PORTION AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

본 발명은 실리카 도가니들에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 벽에 도핑층이 형성된 실리카 도가니에 관한 것이다.

반도체 산업에서 이용되는 실리콘 웨이퍼의 생산에 사용되는 단결정 실리콘의 잉곳(ingot)을 생산하는 기술 분야에서 초크랄스키(Czochralski: CZ) 공정이 널리 알려져 있다.

CZ 공정에서는, 서셉터(susceptor) 내에 끼워진 실리카 유리 도가니에 금속 실리콘을 충전한다. 그 후 서셉터를 둘러싼 히터로 충전물을 가열하여 충전된 실리콘을 용융시킨다. 실리콘의 융점이나 그 부근 온도에서 실리콘 융액(melt)으로부터 실리콘 단결정을 인장해 낸다.

CZ 공정뿐만 아니라, 용융 실리카 도가니들이 금속 실리콘의 용융에 사용되는데, 이는 그 후 - 도가니 내로 형성된 노즐로부터 - 몰드 내로 부어져 다결정 실리콘 잉곳을 생성하며, 다결정 실리콘은 태양 전지들을 제조하는 데 사용된다. CZ 도가니에서처럼, 도가니를 지지하는 서셉터의 둘레에는 히터가 둘러싼다.

용융 유리 도가니들이 그러한 방식으로 사용되면, 히터에 의해 서셉터와 도가니를 관통하여 전달되는 복사열의 결과로서, 도가니 내의 금속 실리콘이 - 적어도 부분적으로 - 용융된다. 복사열은 도가니 내의 실리콘을 용융시키는데, 실리콘은 약 1410℃의 융점을 가지지만 도가니는 그렇지 않다. 그러나, 일단 도가니 내의 실리콘이 용융되면, 용융된 실리콘의 표면 아래의 도가니의 내표면은 열 전도에 의해 용융된 실리콘과 동일한 온도로 가열된다. 이것은 도가니 벽을 변형시킬 만큼 뜨거운데, 도가니 벽은 융액의 중량에 의해 서셉터 내로 눌려진다.

융액 선(melt line)은 용융된 실리콘의 표면과 도가니 벽이 만나는 선이다. 융액 선 위의 벽은 융액의 중량에 의해 서셉터 내로 눌려지지 않기 때문에, 즉, 자유롭게 서 있기 때문에, 변형이 일어날 수 있다. 용융물 선 위의 벽이 가라앉음(sagging), 휘어짐(buckling) 및 기타 변형을 겪지 않도록 하면서 실리콘을 용융시키고 용융 상태를 유지시키기 위해 열을 조절하는 것은 어렵다. 열에 대하여 정밀한 조절을 유지하면 CZ 공정의 속도가 떨어지고 따라서 실리콘 잉곳들의 생산량이 떨어진다.

외층에 도핑된 실리카를 가지는 용융 도가니를 형성하는 것이 당해 기술 분야에서 공지되어 있다. 실리카의 도핑에 사용되는 성분은 도가니가 가열될 때 결정화를 촉진하는 알루미늄과 같은 성분이다. 결정화된 실리카는 용융 유리에 비해 매우 강하며 CZ 공정 및 유사 공정들에서 사용되는 유형의 가열로들에서 열에 의해 변형되지 않는다.

그러한 알려진 한 가지 접근 방법은 도가니의 외층을 50-120 ppm 범위의 알 루미늄으로 도핑한다. 긴 CZ 공정 중 비교적 초기 단계에, 외벽은 알루미늄 도핑의 결과로 결정화된다. 결정화된 부위는 도가니의 나머지 부위보다 더 단단하며, 따라서 융액 선 위의 상부 벽을 지지한다.

종래 기술의 접근 방법은 도핑 레벨에 따라 적어도 두 종류의 문제점들을 가지고 있다. 우선, 도핑 레벨은, 융액 선 위의 상부 벽을 지지하는 단단한 외벽을 생성하기에 충분할 정도로 높아야 한다. 도핑 레벨이 너무 낮으면, 도핑되지 않은 도가니와 유사한 형태로 벽이 변형되게 된다. 그러나 도핑 레벨이 상부 벽을 지지하기에 충분할 정도로 높은 경우에는, 융액 선 아래의 벽 부위가 CZ 공정 중에 매우 고열에 노출되게 된다. 이로 인해 융액 선 아래에 매우 두꺼운 결정층이 형성된다. 길어진 가열과 두꺼운 결정층의 결과로, 융액 선 아래의 벽이 균열될 수 있다.

도 1에서 도면 부호 10으로 일반적으로 지시된 것은 용융 유리 도가니를 생산하는 시스템이다. 상기 시스템은 수직 축(14) 상에서 회전 가능한 도가니 몰드(12)를 포함한다. 몰드(12)는 도시된 것처럼 그 위에 도가니의 바닥 부위가 형성되는 대략적 수평면(15)을 포함한다. 몰드는 또한 도가니의 벽 부위가 대향하여 형성되는 대략적 수직면(16)을 포함한다. 도 1에서, 시스템(10)은 그 하단에 노즐을 구비하는 유형의 도가니를 형성하도록 구성된다. 이를 위해, 몰드의 하단에 흑연 플러그(18)가 위치하여 용융 후에 도가니에 부착되는 노즐(미도시)과 연통되는 통로를 형성한다. 그러한 노즐을 구비하는 도가니의 제조에 대한 상세 사항들에 대해서는 2005년 11월 9일 출원된, 노즐을 구비하는 실리카 용기 및 그 제조 방법에 대한 미국 특허출원 11/271,491호를 참조하며, 이는 모든 목적들을 위하여 본 명세서 에 참조로서 포함된다.

시스템(10)은 벌크 입자 호퍼(bulk grain hopper)(20)와 도핑 입자 호퍼(doped grain hopper)(22)를 포함한다. 각 호퍼로부터의 입자의 흐름은 각각 조절 밸브들(24, 26)에 의해 조절된다. 공급관(28)은 밸브들(24, 26)의 설정 형태에 따라 실리카 입자의 흐름을 어느 한 호퍼 또는 양 호퍼들로부터 몰드(12) 내로 안내한다. 공급관(28)은 몰드(12) 안팎으로 수직으로 이동 가능하다. 이는, 더욱 상세히 설명될 것처럼, 수직면(16)이나 대략적 수평면(15) 상에 입자들을 선택적으로 퇴적(deposit)하는 것을 용이하게 한다. 스패튤라(spatula)(30)는 수직으로도 움직일 수 있고, 또한 수평으로도 움직일 수 있어서 회전할 때 몰드(12)내에서 입자들의 형태를 만든다.

이하에서는, 시스템(10)이 도가니를 제조하는 방법을 설명하기로 한다. 우선, 호퍼(20)에 벌크 실리카 입자(32)가 채워진다. 그리고 호퍼(22)에는 알루미늄-도핑된 실리카 입자(34)가 채워진다. 실리카 입자(34)는 85-500 ppm 범위의 알루미늄으로 도핑될 수 있다.

이어서, 몰드(12)가 약 100 rpm의 속도로 회전하고, 공급관(28)이 도 1에 도시된 것과 같이 위치되며, 밸브(26)가 개방되어 도핑 입자(34)를 몰드(12)의 경계 근처의 밴드(band)나 칼라(collar)(36) 내에 퇴적하기 시작한다. 공급관이 수직으로 움직여서 도시된 바와 같이 도핑 입자를 퇴적한다. 회전 속도는, 칼라(36) 내의 도핑 입자를 대략적 수직면(16) 상에서 소정 레벨 이상으로 유지하기 위해 높다. 회전 속도가 너무 낮으면, 도핑 입자는 몰드의 하부로 떨어지며, 이는 바람직하지 않다. 본 실시예에서, 칼라(36)의 반경 방향 외면은 도가니 벽의 최상부의 최외부를 포함한다. 칼라를 형성하는 도핑 입자는 스패튤라(30)의 위치에 의해 정의되는 두께(몰드(12)의 반경 방향 축을 따라 측정되는)를 가지는 층에 퇴적된다. 이 두께는 완전 형성된 도가니에서 약 0.7-2.0 mm의 범위를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 용융되지 않은 실리카 입자의 최외층이 존재한다. 이는 몰드가 연소되는 것을 방지하고 몰드로부터 도가니를 제거하는 것을 용이하게 만든다. 이 미용융 입자의 두께는 최종 제품에서 0.7-2.0 mm의 두께를 제공하도록 고려되어야 한다.

상기와 같이 칼라(36)가 도포된 뒤에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브(26)가 폐쇄되고 밸브(24)가 개방된다. 또한, 몰드(12)의 회전 속도는 75 rpm으로 줄여진다. 이는 벌크 입자(32)의 일부가 몰드(12)의 하부로 떨어지도록 한다. 벌크 실리카 입자가 호퍼(20)로부터 공급관(28)을 거쳐 공급될 때 공급관이 수직으로 움직여서 도시된 바와 같이 몰드의 측면과 바닥을 벌크 입자 실리카의 층(38)으로 코팅한다. 스패튤라(30)는 벌크 입자층을 도가니의 형상으로 만든다. 도시된 바와 같이, 층(38)은 실질적으로 칼라(36) 전체를 덮는다. 흑연 플러그(18)는 층(38)을 관통하는 개구부를 플러그의 형상으로 정의한다.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이 몰드(12) 내에 실리카 입자 도가니가 정의된 후, 스패튤라(30)와 공급관(28)은 철수된다. 전극들(40, 42)은 몰드(12) 내부 안으로 그리고 밖으로 수직으로 움직일 수 있다. 전극들은 약 300 KVA 내지 1200 KVA 사이의 선택 가능한 범위의 전력을 전극들에 공급할 수 있는 DC 전원(46)에 부착된다. 전극들에 충분한 전력이 공급되면, 매우 뜨거운 플라즈마 볼(plasma ball)이 전극들 주위에 형성된다. 그렇게 형성된 열은 형성된 도가니의 내면에서 시작하여 외면으로 진행하는 실리카 입자를 용융시키는 용융 전선(fusion front)을 생성한다. 이 용융 전선은 층(38)과 도핑된 실리카 입자(doped silica grain)의 칼라(36)의 대부분을 용융시키지만 벌크 실리카 입자(38)와 도핑된 실리카 입자(36)를 모두 포함하는 입자의 최외곽 미용융층(49)을 용융시키기 전에 -전극들(41,42)에 전력 인가를 중지한 결과로- 정지한다. 전술한 바와 같이, 몰드(12) 내로 퇴적된 입자의 깊이는, 용융된 도핑 입자(36)의 깊이가, 도 4에 도시된 바와 같이, 0.7-2.0 mm의 범위에 있도록 이 미용융층(49)을 고려해야 한다. 몰드(12)로부터 제거되고 흑연 플러그(18)가 제거된 일체 용융 유리 도가니(50)가 도 4에 도시되어 있다.

도가니(50)의 상부가 절단되어 평평한 상부 테두리(52)가 생성된 것을 볼 수 있다. 이는 소정 높이의 도가니를 제공하고 평평한 상부 테두리도 제공한다. 도시된 바와 같이, 도 4에서, 칼라(36)는 도가니(50)의 최외 및 최상부를 제공한다. 상부가 절단된 후, 칼라(36)는 - 본 실시예에서 - 테두리(52)로부터 아래로 약 50 mm 연장된다. 그러나, 칼라(36)는 도가니 아래로 더욱더 연장되도록 - 아래 방향으로 2/3 또는 1/3만큼 연장되어 더욱 높은 칼라를 제공하도록 - 형성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 간략히 기술되듯이, 짧은 칼라가 바람직하다.

도 5를 참조하면, 도면 부호 54로 일반적으로 지시된 것은 CZ 공정에서 사용 중인 도가니이다. 도가니(54)는, 그 하부에 개구부가 구비되지 않는다는 점을 제외하고는, 도가니(50)와 실질적으로 동일한 방식으로 제조된다. 이는 단순히, 연속적 인 매끈한 하부면을 가지는 몰드를 이용하고 플러그(18)와 같은 흑연 플러그의 사용을 생략함으로써 달성된다. 도가니(54)는 알루미늄 도핑된 칼라(56)를 포함하는데, 이는 도가니(50)와 관련하여 전술한 바와 같이 형성될 수 있다. 도가니(50)와 같이, 도가니(54)는 그 길이 축에 대해 직각인 면을 따라 절단되었다. 이는 실질적으로 평평한 테두리(58)를 만든다.

도가니(54)는 가열로(미도시) 내의 서셉터(60) 내에서 지지된다. 서셉터는 히터(62)에 의해 둘러싸인다. 도가니(54)는 가열로 내의 히터(62)에 의해 생성된 열에 반응하여 용융된 금속 실리콘으로 충전되었는데, 이하에서는 이를 융액(64)이라고 부른다. 단일 실리콘 종자 결정(single silicon seed crystal)(61)이 홀더(63)에 의해 지지되는데, 이 홀더(63)는 CZ 공정에 따라 용융된 실리콘으로부터 종자 결정(61)을 천천히 인장한다. 결정 잉곳(65)도, CZ 공정에 따라, 종자 결정(61)의 하단부에서 형성된다. 융액 선(66)이 도가니(54)의 경계 부근에서 한정된다. 잉곳(65)이 형성되어 융액(64)으로부터 인장됨에 따라 융액 선은 점점 낮아진다.

융액(64)의 온도는 약 1400℃이다. 결과적으로, 융액 선 아래의 도가니의 표면의 온도도 동일하다. 융액으로부터의 열이 융액 선(66) 아래의 도가니를 매우 약하게 만들지만, 융액의 중량이 도가니를 서셉터(60) 내로 눌러서 융액 선(66) 아래의 도가니(54)의 변형을 방지한다. 금속 실리콘이 녹으면, 열은 칼라(56) 내의 알루미늄 도핑된 실리콘으로 인해 칼라(56) 내의 도가니(54)를 결정화하기 시작한다. 결정화된 도가니 부위는 경화된다. 이것은 도가니 둘레의 비교적 단단한 결정 고리 또는 칼라를 생성하는데, 이는 결정화되지 않은 도가니 벽의 부위를 안정화시킨다. 즉, 단단한 칼라는, 용융물 선(66)이 도가니의 바닥까지 낮아질 때에도, 용융물 선 위의 더 연한 미결정화된 벽이 무너지거나 변형되는 것을 방지한다.

마지막으로, 도 6에서는 사용 중인 도가니(50)가 도시된다. 이것 역시 서셉터(68) 내에 지지된다. 또한, 히터(70)는 서셉터(68)를 둘러싸며 도 6에 도시된 모든 구조가 가열로(미도시) 내에 수용된다. 가열로 내에서 히터(70)로 가열하여 도가니(50) 내의 금속 실리콘을 용융시킴으로써 실리콘 융액(72)이 형성되었다. 실리콘이 용융되는 동안에는, 흑연 플러그(18)와 함께 형성된 도가니(50) 하부의 노즐(74)이 꽂혀진다. 일단 완전히 용융되면, 플러그가 제거되고, 융액(72)이 노즐(74)을 통해 - 도면에 도시된 것처럼 - 태양 전지들을 만드는 데 사용되는 몰드들(미도시) 내로 부어진다.

도 5의 도가니의 경우처럼, 도 6의 도가니 벽들은 CZ 공정의 초기에 칼라(36)가 결정화되기 시작할 때 형성된 결정 고리로 인해 지지된다. 결과적으로, 도가니의 벽들은 융액 선의 위에서 지지된다.

알루미늄-도핑된 칼라들은, 칼라들(36, 56)처럼, 도가니들이 사용될 때 그 하부가 실질적으로 융액 선에 또는 그 약간 위에 존재하도록 형성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또는 그들은 - 적어도 CZ 공정의 시작 시에는 - 융액 선의 약간 아래에 존재할 수 있다. 칼라의 하단부의 좋은 위치는 융액 선 아래로 도가니 높이의 약 5% 미만이다.

위에 기술된 바와 같이, 도가니가 사용될 때 알루미늄-도핑된 칼라의 하부가 실질적으로 융액 선에 또는 그 약간 위에 존재하도록 형성함으로써 종래의 전체 도핑된 도가니 외벽과 관련한 문제점들이 방지될 수 있다. 용융액 선은 칼라의 하단부 약간 위일 수도 있으며, 이는 융액의 높이가 감소하기 전 또는 공정의 초기에 부어졌을 때 특히 그러하다. 융액 선과 칼라의 중첩이 거의 없거나 아예 없기 때문에, 또는 중첩이 오래 계속되지 않기 때문에, 도핑된 알루미늄 칼라는 상기 융액으로부터의 열에 의해 손상 받지 않는다.

하기 예들은 본 발명의 장점들을 설명한다.

예 A

높이 400 mm, 내경 270 mm, 및 벽 두께 10 mm의 도가니(50)와 같은 도가니를 형성하였다. 이 예에서는, 도가니를 100 ppm의 알루미늄으로 도핑하여 테두리(52)로부터 아래로 150 mm까지 연장되는 칼라(36)와 같은 칼라를 형성하였다. 칼라는 두께 1.4 mm이며 도면에 도시된 바와 같이 도가니의 최외 및 최상면을 한정한다. 120 kg의 금속 실리콘 충전물을 충전하고 별다른 문제 없이 120 시간 동안 도가니 내에 유지시켰다.

예 B

높이 400 mm, 내경 270 mm, 및 벽 두께 10 mm의 도가니(50)와 같은 도가니를 형성하였다. 예 B에서는, 도가니를 500 ppm의 알루미늄으로 도핑하여 테두리(52)로부터 아래로 50 mm까지 연장되는 칼라(36)와 같은 칼라를 형성하였다. 칼라는 두께 1.6 mm이며 도면에 도시된 바와 같이 도가니의 최외 및 최상면을 한정한다. 120 kg의 금속 실리콘 충전물을 충전하고 별다른 문제 없이 120 시간 동안 도가니 내에 유지시켰다.

예 C

높이 400 mm, 내경 270 mm, 및 벽 두께 10 mm의 도가니(50)와 같은 도가니를 형성하였다. 이 예에서는, 도가니를 100 ppm의 알루미늄으로 도핑하여 실질적으로 도가니의 대략적 수직 외벽의 전체인, 테두리(52)로부터 아래로 310 mm까지 연장되는 칼라(36)와 같은 칼라를 형성하였다. 칼라는 도면에 도시된 바와 같이 도가니의 최외 및 최상면을 한정한다. 120 kg의 금속 실리콘 충전물을 도가니 내에 충전하였다. 이 예에서는, 융액이 실질적으로 칼라와 겹쳐진다. 달리 말하면, 융액 선은 실질적으로 칼라의 하부 모서리보다 위에 존재하였다. 융액을 50 시간 동안 유지한 후에, 도가니는 실질적 수직 벽 부위와 실질적 수평 바닥 부위의 사이에서 균열을 보였다. 이 균열은 도핑되어 결정화된 칼라의 근처에 위치하는 융액으로부터 기인한다.

상기 예들 각각은 알루미늄을 도핑제(dopant)로 사용하지만, 본 발명은 결정화를 촉진하는 임의의 도핑제, 예컨대 바륨으로도 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

도시된 바와 같이, 도핑부와 융액이 겹쳐지지 않거나 조금만 겹쳐지면 종래의 전체 도핑된 도가니 외벽과 관련한 문제점들이 방지될 수 있다. 또한, 공정 사용이 알려진 경우, 즉, 도가니 내에 충전될 실리콘의 양과 융액의 높이 하락 속도 가 알려진 경우, 칼라와 융액 사이에 겹쳐지는 곳이 존재하도록, 그러나 공정의 초기 단계에, 도가니를 손상시키지 않을 정도로, 수 시간 동안만 겹쳐지도록 도가니가 설계될 수 있다. 결과적으로, 공정의 초기 단계들에서 융액과 도핑된 칼라 간에 겹쳐지는 곳이 있는 경우에도 종래 기술과 관련된 문제점들이 방지될 수 있다.

본 발명이 바람직한 형태로 개시되었지만, 본 명세서에서 개시하고 설명한 그 특정 실시예들은 제한적인 개념으로 이해되어서는 안 된다. 사실, 본 상세한 설명에 비추어서 당해 업계의 숙련된 당업자들에게는 본 발명이 수많은 방식으로 변경될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 본 발명자는 본 명세서에 개시된 다양한 구성 요소들, 태양들, 기능들 및/또는 성질들의 모든 조합들과 하부조합들은 본 발명의 요지에 포함되는 것으로 간주한다.

도 1 내지 도 3은 그 하단부에 퍼넬(funnel)을 구비하는 유형의 도가니를 형성하는 연속적 단계들을 도시하는 몰드의 개략적 측단면도들.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 단계들에 의해 형성된 도가니의 단면도.

도 5는 본 발명에 따라 형성된 CZ 공정 중에 사용 중인 또 다른 도가니의 단면도.

도 6은 태양 전지들의 생산 공정 중에 사용 중인 도 4의 도가니의 단면도.

Claims

도가니의 바닥부를 형성하기 위한 대략적 수평면과 상기 도가니의 벽 부위를 형성하기 위한 대략적 수직면을 구비하는 도가니 몰드를 회전시키는 단계;

상기 회전하는 도가니 몰드의 상기 수직면의 상부에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계;

상기 수직면의 하부와 상기 도핑된 실리카 입자에 벌크 실리카 입자를 퇴적하는 단계;

상기 몰드의 상기 대략적 수평면에 벌크 실리카 입자를 퇴적하여 상기 도가니의 바닥부를 형성하는 단계; 및

실질적으로 상기 입자 모두를 용융시키는 단계

를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

벌크 실리카 입자가 상기 도핑된 실리카 입자 위의 상기 수직면에 퇴적되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 수직면의 상부에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계는 알루미늄 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제3항에 있어서,

상기 알루미늄 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계는 약 85 내지 500 ppm 알루미늄으로 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 용융 유리 도가니의 최상부를 절단하는 단계를 더 포함하고, 상기 회전하는 도가니 몰드의 상기 수직면의 상부에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계는 상기 수직면에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하여 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 약 2/3 지점보다는 더 위의 레벨까지 연장되는 상기 절단된 도가니 상의 도핑된 외층을 형성하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제5항에 있어서,

상기 절단 도가니 상의 상기 도핑된 외층은 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 약 1/3인 레벨까지 연장되는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 용융 유리 도가니의 최상부를 절단하는 단계를 더 포함하고, 상기 회전하는 도가니 몰드의 상기 수직면의 상부에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계는 상기 수직면에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하여 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 약 50 mm 연장되는 상기 절단 도가니 상의 도핑된 외층을 형성하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 회전하는 도가니 몰드의 상기 수직면의 상부에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계는 도핑된 실리카 입자를 약 0.7 mm 내지 2.0 mm의 깊이로 퇴적하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 도가니는 용융된 실리콘을 상기 용융 실리콘의 상부면과 상기 도가니의 벽 부위의 접합선에 의해 한정되는 융액 선의 레벨까지 수용하는 데 사용되고,

상기 방법은 상기 용융 유리 도가니의 최상부를 절단하는 단계를 포함하고;

상기 회전하는 도가니 몰드의 상기 수직면의 상부에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하는 단계는 상기 수직면에 도핑된 실리카 입자를 퇴적하여 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 실질적으로 상기 융액 선까지 연장되는 상기 절단 도가니 상의 도핑된 외층을 형성하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 절단 도가니 상의 상기 도핑된 외층은 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 상기 융액 선의 약간 아래 레벨까지 연장되는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 절단 도가니 상의 상기 도핑된 외층은 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 상기 융액 선의 아래로 상기 도가니 높이의 약 5% 미만의 레벨까지 연장되는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 절단 도가니 상의 상기 도핑된 외층은 상기 도가니 테두리로부터 상기 도가니 벽 부위를 따라 아래쪽으로 상기 융액 선의 약간 위의 레벨까지 연장되는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
도핑된 실리카 입자층을 퇴적하여 도가니 벽의 상부의 외부를 한정하는 칼라를 형성하는 단계;

상기 칼라 위로 벌크 실리카 입자층을 퇴적하여 상기 도가니 벽의 나머지 부분을 형성하는 단계;

벌크 실리카 입자층을 퇴적하여 상기 도가니의 바닥을 형성하는 단계; 및

실질적으로 상기 실리카 입자 전부를 용융하는 단계

를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 도핑된 실리카 입자층을 퇴적하여 도가니 벽의 상부의 외부를 한정하는 칼라를 형성하는 단계는 도핑된 실리카 입자층을 퇴적하여 상기 도가니 벽의 상기 최외부를 형성하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 도핑된 실리카 입자층을 퇴적하여 도가니 벽의 상부의 외부를 한정하는 칼라를 형성하는 단계는 도핑된 실리카 입자층을 퇴적하여 상기 도가니 벽의 상기 최상부를 형성하는 단계를 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 도핑된 실리카 입자를 상기 도가니가 사용될 때 CZ 공정의 초기 단계들에서 결정화를 촉진하는 도핑제로 도핑하는 단계를 더 포함하는, 용융 유리 도가니를 제조하는 방법.
용융된 벌크 실리카 입자로부터 형성되는 대략적으로 수직인 실질적으로 원 통형인 도가니 벽을 포함하고;

용융된 벌크 실리카 입자로부터 형성되는 대략적으로 수평인 도가니 바닥을 포함하고, 여기서 상기 바닥은 상기 도가니 벽의 하단부와 연결되고;

상기 벽에 포함된 용융된 도핑된 실리카 입자로부터 형성되는 실질적으로 원통형인 칼라를 포함하고, 여기서 상기 칼라는 상기 벽의 상부에 위치하고;

도핑된 실리카 입자가 없는 상기 칼라와 상기 바닥 사이에서 연장되는 상기 벽의 하부를 포함하는

용융 유리 도가니.
제17항에 있어서,

상기 칼라는 상기 벽의 최외부 내에 수용되는 용융 유리 도가니.
제18항에 있어서,

상기 칼라는 상기 벽의 최상부 내에 수용되는 용융 유리 도가니.
제19항에 있어서,

상기 칼라는 약 50 mm의 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 용융 유리 도가니.
제17항에 있어서,

상기 칼라는 상기 도가니 테두리로부터 상기 벽을 따라 아래쪽으로 약 2/3 지점으로 연장되는 용융 유리 도가니.
제17항에 있어서,

상기 칼라는 상기 도가니 테두리로부터 상기 벽을 따라 아래쪽으로 약 1/3 지점으로 연장되는 용융 유리 도가니.
제17항에 있어서,

상기 도핑된 실리카 입자는 알루미늄 도핑된 실리카 입자를 포함하는 용융 유리 도가니.
제23항에 있어서,

상기 도핑된 실리카 입자는 약 85 ppm 내지 500 ppm 범위의 알루미늄으로 도핑되는 용융 유리 도가니.
제17항에 있어서,

상기 칼라는 약 0.7 내지 약 2.0 mm의 반경 방향 깊이를 가지는 용융 유리 도가니.
제25항에 있어서,

상기 칼라는 약 50 mm의 높이를 가지는 용융 유리 도가니.