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KR101681658B1 - 시트 두께 제어 - Google Patents

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KR101681658B1
KR101681658B1 KR1020117005784A KR20117005784A KR101681658B1 KR 101681658 B1 KR101681658 B1 KR 101681658B1 KR 1020117005784 A KR1020117005784 A KR 1020117005784A KR 20117005784 A KR20117005784 A KR 20117005784A KR 101681658 B1 KR101681658 B1 KR 101681658B1
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thinning
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피터 엘. 켈러만
프레디 칼슨
프랭크 싱클레어
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베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
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Abstract

시트 형성에 대한 방법 및 장치가 개시된다. 용융물은 냉각되고 시트는 용융뮬 상에 형성된다. 이러한 시트는 제1 두께를 가진다. 그 후 시트는 히터 또는 용융물을 사용하여 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화 된다. 냉각은 용질이 시트의 구역 내에 트랩되도록 하고, 이러한 특정한 시트는 박막화 되고 용질은 제거된다. 용융물은 예를들어, 실리콘, 실리콘 및 게르마늄, 갈륨, 또는 갈륨 질화물이다.

Description

시트 두께 제어 {SHEET THICKNESS CONTROL}
본 발명은 용융물의 시트 형성에 관련되고, 특히, 용융물에서 형성되는 시트의 두께를 줄이는 것에 관련된다.
실리콘 웨이퍼들 또는 시트들은, 예를들어, 집적회로 또는 태양 전지 산업에 사용될 수 있다. 태양 전지의 수요는 재생 에너지 자원 증가에 대한 수요가 증가함에 따라서 계속 증가한다. 태양 전지에는 실리콘 및 박막이라는 두가지 유형이 있다. 태양 전지의 대다수는 단일 결정질 실리콘 웨이퍼와 같은 실리콘 웨이퍼로 만들어진다. 최근에, 결정질 실리콘 태양 전지의 대부분의 비용은 태양전지를 만드는 웨이퍼에 쓰인다. 태양 전지의 효율, 또는 표준 조명으로 생산되는 전력의 양은 부분적으로 이 웨이퍼의 품질에 의하여 제한받는다. 태양 전지의 수요가 증가하면서, 태양 전지 산업의 목적은 비용/전력 비율을 낮추는 것이다. 품질을 낮추지 않고 웨이퍼의 생산 단가를 감축하면, 비용/전력 비율이 낮아질 것이고 이 청정 에너지 기술의 더 폭넓은 이용을 가능하게 할 것이다.
가장 높은 효율의 실리콘 태양 전지들은 20% 이상의 효율을 가질 것이다. 이러한 것들은 전자기기 등급의 단결정질 실리콘 웨이퍼들을 사용하여 만들어진다. 그러한 웨이퍼들은 Czochralski 기법을 사용하여 성장시킨 단결정질 실리콘 원통형 부울(boule)로부터 얇은 슬라이스들을 절단하여 만들 수 있다. 이러한 슬라이스들은 두께가 200μm 미만일 것이다. 단일 결정 성장을 유지하기 위하여, 용융물을 포함하는 도가니에서 10 μm/s 미만과 같이, 천천히 부울을 성장 시켜야 한다. 후속절단 공정은 웨이퍼당 약 200 μm의 커프 손실(kerf loss) 또는 톱날의 폭에 기인하는 손실을 유발한다. 원통형 부울 또는 웨이퍼는 정사각 태양 전지를 만들기 위하여 정사각화할 필요가 있다. 정사각화 및 커프 손실은 원자재 폐기물 및 원자재 단가의 증가를 유발한다. 태양 전지가 얇아지면서, 컷 당 실리콘 낭비의 비율은 증가한다. 잉곳 슬라이싱(ingot slicing) 기술의 한계는 더 얇은 태양 전지를 획득하는 능력을 방해할 수 있다.
다른 태양 전지들은 다결정질 실리콘 잉곳으로부터 절단된 웨이퍼들을 사용하여 만들어진다. 다결정질 실리콘 잉곳들은 단결정질 실리콘 보다 빠르게 성장될 수 있다. 그러나, 궁극적인 웨이퍼들의 품질은 더 많은 결함과 결정립계(grain boundary)가 존재하기 때문에 낮아지고, 이러한 낮은 품질은 태양 전지 효율을 낮춘다. 다결정질 실리콘 잉곳에 대한 절단 공정은 단결정질 실리콘 잉곳 또는 부울만큼, 비효율적이다.
실리콘 낭비를 줄이는 다른 해결책은 이온 주입 후에 실리콘 잉곳에서 웨이퍼를 클리빙(cleave)하는 것이다. 예를들어, 수소, 헬륨, 또는 다른 노블(noble) 가스 이온들은 실리콘 잉곳의 표면 밑에 주입되어 주입된 구역을 형성한다. 그 후, 이 주입 구역을 따라 잉곳에서 웨이퍼를 클리빙하도록 열적, 물리적 또는 화학적 처리를 한다. 이온 주입을 통한 클리빙이 커프 손실 없이 웨이퍼를 생산할 수 있지만, 이러한 방법이 경제적으로 실리콘 웨이퍼를 생산하기 위해 사용될 수 있다는 것은 아직 증명되지 않고 있다.
또 다른 해결책은 용융물에서 실리콘의 얇은 리본을 수직으로 풀링(pull)하고, 그 다음으로, 풀링된 실리콘이 냉각되어 시트로 고형화 되도록 하는 것이다. 이러한 방법의 풀(pull) 레이트는 약 18 mm/minute 미만으로 제한될 것이다. 실리콘의 냉각 및 고형화 동안에 제거된 잠열(latent heat)은 수직 리본을 따라서 제거되어야 한다. 이것은 리본을 따라 큰 온도 기울기를 유발한다. 이러한 온도 기울기는 결정질 실리콘 리본에 응력을 가하고, 저품질의 멀티-그레인 실리콘을 초래할 것이다. 리본의 폭 및 두께는 이러한 온도 기울기로 인해 제한될 수 있다. 예를들어, 폭은 80 mm 미만으로 제한될 수 있고, 두께는 180 μm 로 제한될 수 있다.
용융물에서 물리적으로 당겨진 실리콘의 수평 리본도 테스팅 되었다. 하나의 방법으로, 로드(rod)에 부착된 시드(seed)는 용융물로 주입되고, 로드 및 결과 시트는 도가니의 엣지 위로 낮은 각도로 풀링된다. 각도 및 표면 장력은 용융물이 도가니에서 넘쳐 흐르는 것을 방지하도록 균형잡힌다. 그러나, 그러한 풀링 공정을 개시하고 제어하는 것이 어렵다. 시드를 삽입하기 위해 도가니 및 용융물에 접근해야 하고, 이는 열 손실을 유발한다. 이러한 열 손실을 보상하기 위하여 도가니에 추가적인 열이 가해질 수 있다. 이러한 추가적인 열은 비-박막 유체 흐름 (non-laminar fluid flow)을 일으킬 수 있는 용융물에서 수직 온도 기울기를 유발할 수 있다. 또한, 도가니 엣지에서 형성된 메니스커스의 표면장력 및 중력의 균형을 잡기위한 가능한 한 상이한 각도의 기울기 조절이 수행되어야 한다. 더욱이, 시트 및 용융물의 분리점에서 열이 제거되고 있기 때문에, 잠열로 제거되는 열 및 현열로 제거되는 열 사이에 급격한 변화가 있다. 이것은 분리점에서 리본을 따라 큰 온도 기울기를 일으킬 수 있고, 결정에서 전위(dislocation)를 일으킬 수 있다. 전위 및 왜곡은 이러한 시트에 따른 이러한 온도의 기울기에 기인하여 일어날 수 있다.
방수로를 사용하는 것 과 같이하여, 용융물에서 수평적으로 분리된 얇은 시트들을 생산하는 것은 수행되지 않았다. 분리로 인해 용융물에서 수평적으로 시트를 생산하는 것은 잉곳에서 슬라이스된 실리콘보다 저렴하고, 커프 손실 또는 정사각화에 의한 손실을 감소시킬 수 있다. 분리에 의하여 용융물에서 수평적으로 생산된 시트들은 수소 이온을 사용한 잉곳에서 클리빙된 실리콘 또는 다른 풀링된 실리콘 리본 방법에 의한 실리콘 보다 저렴할 수 있다. 더욱이, 용융물에서 수평적으로 시트를 분리하는 것은 풀링된 리본에 비해 시트의 결정 품질을 향상시킬 수 있다. 원재료 단가를 줄일 수 있는 이러한 결정 성장 방법은 실리콘 태양 전지의 단가를 줄일 수 있게 하는 주된 단계일 것이다. 그러나, 시트는 부정확한 두께이거나, 이러한 결정 격자에 포함되는 불순물 또는 용질을 가질 수 있다. 따라서, 용융물에서 시트 형성의 개선된 방법, 특히, 용융물에서 형성된 시트의 두께를 줄이는 방법에 대한 필요가 당업계에 존재한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 시트 형성 방법이 제공된다. 상기 방법은 물질의 용융물을 냉각하는 단계 및 용융물에서 물질의 시트를 형성하는 단계를 포함한다. 시트는 제1 두께를 가진다. 시트는 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화 된다. 제2 두께는 제1 두께보다 작다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 시트 형성 장치가 제공된다. 상기 장치는 물질의 용융물을 보유하도록 구성된 채널을 형성하는 관을 포함한다. 냉각판은 용융물 근처에 배치된다. 냉각판은 용융물 상의 물질의 시트를 형성하도록 구성된다. 장치는 방사성 히터를 가진다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 시트 형성 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 구간에서 물질의 용융물을 냉각하는 단계를 포함한다. 제1 구간에서 냉각하는 단계는 제1 파라미터를 가진다. 상기 물질의 시트의 제1 층은 용융물에서 형성된다. 상기 시트의 제1 층은 제1 두께 및 제1 용질 농도를 가진다. 용융물은 제2 구간에서 냉각된다. 제2 구간에서 냉각하는 단계는 제1 파라미터와 다른 제2 파라미터를 가진다. 시트는 제1 두께로부터 제2 두께로 증가하고 시트의 제2 층이 형성된다. 제1 두께 및 제2 두께 사이의 제2 층은 제1 용질 농도보다 높은 제2 용질 농도를 가진다. 시트는 제2 두께로부터 제1 두께로 박막화된다.
본 발명의 이해를 보다 잘하기 위해서, 첨부된 도면이 참조되었고, 이는 참조로써 본 명세서와 합체된다.
도 1은 용융물에서 시트를 분리하는 장치의 실시예의 측단면도이다.
도 2는 용융물에서 시트를 풀링하는 장치의 실시예의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 장치를 이용하는 용융물 내의 박막화의 측단면도이다.
도 4는 도 2의 장치를 이용하는 용융물 내의 박막화의 측단면도이다.
도 5는 도 1의 장치를 이용하는 히터에 의한 박막화의 측단면도이다.
도 6은 도 2의 장치를 이용하는 히터에 의한 박막화의 측단면도이다.
도 7은 시트-용융물 인터페이스 근처의 용융물 및 고형물에서의 시간에 대한 농도 프로파일을 나타낸다.
도 8은 도 1의 장치를 사용하는 박막화 및 정화의 측단면도이다.
도 9는 도 2의 장치를 사용하는 박막화 및 정화의 측단면도이다.
도 10은 시트 성장 동안 불순물을 포획하는 측단면도이다.
도 11은 시트를 가열하는 단면도이다.
본 명세서의 실시예들의 장치 및 방법들은 태양 전지와 관련하여 설명한다. 그러나, 이러한 것들은 예를들어, 집적회로, 플랫 패널 또는 당업자에게 공지된 다른 기판을 생산하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 용융물이 실리콘인 것으로 본 명세서에서 설명되어 있지만, 용융물은 게르마늄, 실리콘 및 게르마늄, 갈륨, 갈륨 질화물, 다른 반도체 물질들, 또는 당업자에 공지된 다른 물질들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에서 설명되는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 용융물에서 시트를 분리하는 장치의 실시예의 측단면도이다. 시트-형성 장치(21)는 관(16) 및 패널들(15 및 20)을 포함한다. 관(16) 및 패널들(15 및 20)은 예를들어, 텅스텐, 붕소 질화물, 알루미늄 질화물, 몰리브덴, 흑연(graphite), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 또는 석영(quartz)이다. 관(16)은 용융물(10)을 포함하도록 형성된다. 용융물(10)은 실리콘 일 수 있다. 용융물(10)은 일 실시예에서 피드(feed, 11)를 통하여 보충될 수 있다. 피드(11)는 고형 실리콘을 포함할 수 있다. 용융물(10)은 다른 실시예에서 관(16)으로 펌핑될 수 있다. 시트(13)는 용융물(10) 상에 형성될 것이다. 예를들어, 시트(13)는 적어도 부분적으로 용융물(10) 내에 떠 있을 것이다. 시트(13)는 용융물(10) 내에 떠 있는 것처럼 도 1에 도시되는 반면, 시트(13)는 적어도 부분적으로 용융물(10)에 빠지거나, 용융물(10)의 상부에 떠 수 있다. 일 예로, 시트(13)의 10% 만이 용융물(10)의 상부 위로부터 돌출되어 있다. 용융물(10)은 장치(21) 내에서 순환할 수 있다.
이러한 관(16)은 적어도 하나의 채널(17)을 형성한다. 이러한 채널(17)은 용융물(10)을 보유하도록 구성되고, 용융물(10)은 제1 지점(18)에서 채널(17)의 제2 지점(19)로 흐른다. 일 예에서, 채널(17) 내의 환경은 용융물(10) 내에서의 리플들을 방지하도록 한다. 용융물(10)은 예를들어, 압력차, 중력, 전자유체역학 구동력, 스크류 펌프, 압축기 펌프, 휠 또는 다른 수송 방법에 의하여 흐를 것이다. 그리고, 용융물(10)은 방수로(12) 넘어서 흐른다. 이러한 방수로(12)는, 도 1에 설명된 실시예에 제한되지 않고, 램프, 둑, 소형 댐, 또는 모서리 일 수 있다. 방수로(12)는 시트(13)가 용융물(10)으로부터 분리되도록 하는 어떠한 모양일 수 있다.
이러한 특정 실시예에서 패널(15)은 용융물(10)의 표면 아래에 일부 확장되도록 구성된다. 이것은 시트(13)가 용융물(10) 상에 형성될때 웨이브 또는 리플들이 시트(13)를 방해하는 것을 방지할 것이다. 이러한 웨이브 또는 리플들은 피드(11), 펌핑, 또는 당업자에게 공지된 다른 원인들로 인한 용융물질의 첨가에 의하여 형성될 수 있다.
특정 실시예에서, 관(16) 및 패널(15 및 20)은 약 1687 K 보다 다소 높은 온도로 유지될 수 있다. 실리콘에 대하여, 1687K 는 어는점 또는 인터페이스 온도를 나타낸다. 용융물(10)의 어느점 보다 다소 높게, 관(16) 및 패널(15 및 20)의 온도를 유지함으로써, 냉각판(14)은 용융물(10) 내에서 또는 그 상에서 시트(13)의 원하는 어는 속도를 얻기 위하여 복사 냉각(radiation cooling)을 사용하여 작동할 수 있다. 이러한 특정 실시예에서 냉각판(14)은 단일 세그먼트 또는 섹션으로 구성되나, 다른 실시예에서 다수의 세그먼트 또는 섹션을 포함할 수 있다. 채널(17)의 하부는 용융물의 용융점 이상에서 가열되어 인터페이스에서는 용융물(10)에서의 작은 수직의 온도 기울기를 형성하여, 시트(13) 상에서 구성상의 과냉각 또는 수지상 결정의 형성 또는 브랜치(branch) 투영을 방지한다. 그러나, 관(16) 및 패널(15 및 20)은 용융물(10)의 용융점 이상의 임의의 온도일 수 있다. 이것은 용융물(10)이 관(16) 및 패널(15 및 20)상에 고형화 되는 것을 방지한다.
장치(21)는 인클로저(enclosure) 내의 장치(21)을 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 둘러쌓아서 용융물(10)의 어느점 보다 다소 높은 온도로 유지될 수 있다. 인클로저가 용융물(10)의 어느점 보다 높은 온도에서 장치(21)를 유지한다면, 장치(21)를 가열할 필요는 줄어들거나 없어지고, 인클로저 주변 또는 내부의 히터들은 열 손실을 보상할 것이다. 이러한 인클로저는 비-등방성 전도성으로 등온성일 것이다. 또 다른 특정 실시예에서, 히터들은 인클로저 내에 또는 상에서 처리되지 않고, 장치(21) 내에서 처리된다. 일 실시예에서, 상이한 구역들의 관(16)은 관(16) 내에 내장된 히터들 및 멀티-지역 온도 제어를 이용하여 상이한 온도로 가열될 것이다.
인클로저는 장치(21)가 배치되는 환경을 제어할 수 있다. 특정 실시예에서, 인클로저는 비활성 기체를 포함한다. 이러한 비활성 기체는 용융물(10)의 어는점 이상에서 유지될 수 있다. 비활성 기체는 시트(13) 형성 과정동안 구성상의 불안정성을 유발할 수 있는 용융물(10)로의 용질의 첨가를 줄일 수 있다.
장치(21)는 냉각 판(14)을 포함한다. 냉각 판(14)은 용융물(10) 상에 시트(13) 형태로 열의 추출을 가능하게 한다. 냉각 판(14)은 냉각 판(14)의 온도가 용융물(10)의 어는점 이하로 낮아질때, 용융물(10) 상 또는 내에서 시트(13)가 얼도록 할 수 있다. 이러한 냉각 판(14)은 방사 냉각을 사용할 수 있고, 흑연, 석영, 또는 실리콘 카바이드로 만들 수 있을 것이다. 냉각 판(14)은 액상 용융물(10)에서 열을 빠르고, 균일하고, 제어된 양으로 제거할 수 있다. 용융물(10)에 대한 방해는 시트(13)가 시트(13) 내에서 불완전을 방지하도록 형성되는 동안 줄어들 수 있다.
용융물(10)의 표면에 걸쳐 용융물(10)로부터 열 및 융합 열의 추출은 시트(13)를 낮은 결함 밀도로 유지하는 동안, 다른 리본 풀링(pulling) 방법들에 비하여, 시트(13)의 보다 빠른 생산을 가능하게 한다. 용융물(10) 상에 떠있는 시트(13) 또는 용융물(10)의 표면 상의 시트(13)를 냉각하는 것은 큰 시트(13) 추출 비율을 가지면서, 융합의 잠열이 천천히 그리고 넓은 영역에 걸쳐서 제거되는 것을 가능하게 한다.
냉각 판(14)의 치수들은 길이 및 폭에 있어서 모두 증가할 수 있다. 길이가 늘어나는 것은 동일한 수직 성장 속도 및 결과적인 시트(13) 두께에 대해서 더 빠른 시트(13) 추출 속도를 가능하게 한다. 냉각 판(14)의 폭을 증가시키는 것은 넓은 시트(13)를 초래한다. 수직 시트 풀링(pulling) 방법과는 다르게, 도 1에 도시된 장치 및 방법의 실시예를 사용하여 생산된 시트(13)의 폭에 물리적 제한이 있는 것은 아니다.
일 실시예에서, 용융물(10) 및 시트(13)는 약 1 cm/s 의 속도로 흐른다. 냉각판(14)은 약 20 cm 길이 와 약 25 cm의 폭을 가진다. 시트(13)은 대략 20 초에 약 100 μm의 두께로 성장할 수 있다. 따라서, 시트는 약 5 μm/s의 속도로 두께가 성장할 것이다. 시트(13)는 약 100 μm의 두께가 약 10 m2/시간의 속도로 생산될 것이다.
용융물(10)에서 열적 기울기는 일 실시예에서 최소화 될 수 있다. 이러한 것은 용융물(10) 흐름이 꾸준하고 층류(laminar)가 되도록 할 수 있다. 이러한 것은 시트(13)가 냉각판(14)을 이용한 방사 냉각을 통하여 형성되도록 할 수 있다. 냉각 판(14) 및 용융물(10) 사이에 약 300 K의 온도차는 특정 실시예에서 약 7 μm/s의 속도로 용융물(10) 상에 또는 내에 시트(13)을 형성할 수 있다.
냉각 판(14)으로부터 패널(20) 아래의 채널(17) 하류의 구역은 등온일 것이다. 이러한 등온 구역은 시트(13)의 어닐링을 가능하게 할 것이다.
시트(13)가 용융물(10)상에 형성된 후, 시트(13)는 방수로(12)를 사용하여 용융물(10)로부터 분리된다. 용융물(10)은 제1 지점(18)에서 채널(17)의 제2 지점(19)으로 흐른다. 시트(13)는 용융물(10)과 함께 흐를 것이다. 시트(13)의 이러한 전송은 계속적인 운동일 수 있다. 일 실시예에서, 시트(13)는 용융물(10)이 흐르는 속도와 대략 동일한 속도로 흐를 수 있다. 따라서, 시트(13)는 용융물(10)에 대하여 정지하는 동안 형성하고 수송될 것이다. 방수로(12)의 형태 또는 방수로(12)의 방향은 변경되어 용융물(10) 또는 시트(13)의 속도 프로필을 바꿀 것이다.
용융물(10)은 방수로(12)에서 시트(13)로부터 분리된다. 일 실시예에서, 용융물(10)의 흐름은 방수로(12)를 걸쳐 용융물(10)을 수송하고, 방수로(12)를 걸쳐 시트(13)를 적어도 부분적으로 수송할 것이다. 이것은 시트(13)에 외부적인 압력이 없기 때문에 단일 결정 시트(13)를 깨는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다. 용융물(10)은 특정 실시예에서 시트(13)에서 떨어져서 방수로(12)를 걸쳐 흐를 것이다. 냉각은 시트(13)에 열적 충격을 방지하기 위하여 방수로(12)에 적용되지 않을 것이다. 일 실시예에서, 방수로(12)에서 분리는 근접-등온성 조건에서 일어난다.
용융물(10)이 용융물(10) 상의 시트(13)의 적절할 냉각 및 결정화가 가능하도록 구성되는 속도로 흐르기 때문에, 용융물에 수직으로 풀링되는 것에 비해 장치(21)에서 시트(13)가 더 빠르게 형성될 수 있다. 시트(13)는 용융물(10) 만큼의 속도로 흐를 것이다. 이것은 시트(13) 상의 압력을 감소시킨다. 풀링에 의한 리본 상에 있는 압력에 때문에 용융물에 수직인 리본을 풀링하는 것은 속도에 한계가 있다. 장치(21)의 시트(13)는 실시예에서 풀링 압력과 같은 것이 부족할 수 있다. 이것은 시트(13)의 품질 및 시트(13)의 생산 속도를 증가시킬 수 있다.
시트(13)는 일 실시예에서 방수로(12)를 지나서 곧장 가려는 경향이 있을 것이다. 이러한 시트(13)는 파손을 막기 위해서 실시예에서 방수로(12)를 지난 후에 지지될 것이다. 지지 디바이스(22)는 시트(13)를 지지하도록 구성된다. 지지 디바이스(22)는 예를들어, 가스 또는 에어 블로어(blower)를 사용하는 시트(13)를 지지하는 가스 압력차를 제공할 수 있다. 시트(13)는 용융물(10)에서 분리된 후, 시트(13)가 위치한 환경의 온도는 천천히 변할 것이다. 일 실시예에서, 시트(13)가 방수로(12)로 부터 멀어짐에 따라서 온도는 낮아진다.
일 실시예에서, 시트(13)의 성장, 시트(13)의 어닐링, 및 방수로(12)를 사용한 용융물(10)로부터의 시트(13)의 분리는 등온 환경에서 일어날 것이다. 방수로(12)를 사용한 분리 및 시트(13)와 용융물(10)의 거의 동일한 속도는 시트(13) 상에 압력이나 기계적인 긴장을 최소화 한다. 이것은 단일 결정 시트(13)의 생산 가능성을 증가시킨다.
또 다른 실시예에서, 자기장은 시트-형성 장치(21)에서 용융물(10) 및 시트(13)에 적용된다. 이것은 용융물(10) 내에서 진동 흐름은 감소시키고, 시트(13)의 결정화를 향상시킨다.
도 2는 용융물에서 시트를 풀링하는 장치의 실시예의 측단면도이다. 이러한 실시예에서, 시트-형성 장치(23)는 용융물(10)에서 시트(13)을 풀링한다. 용융물(10)은 이러한 실시예에서 채널(17)에서 순회하지 않고 시트(13)는 시드를 이용하여 풀링될 것이다. 시트(13)는 냉각판(14)에 의한 냉각을 통하여 형성될 것이고, 결과적으로, 시트는 용융물(10) 밖으로 당겨질 것이다.
도 1-2 의 양 실시예들은 냉각판(14)을 사용한다. 공정 제어를 위하여, 냉각판(14)의 길이에 걸친 상이한 냉각 온도, 상이한 용융물(10)의 흐름 속도 또는 시트(13)의 풀링 속도, 시트-형성 장치(21) 또는 시트-형성 장치(23)의 다양한 섹션의 길이, 또는 시트-형성 장치(21) 또는 시트-형성 장치(23)내의 타이밍이 사용될 수 있다. 용융물(10)이 실리콘이라면, 다결정질 시트(13) 또는 단일 결정 시트(13)는 시트-형성 장치(21)에서 형성될 것이다. 도 1 또는 도 2의 실시예 중 하나에서, 시트-형성 장치(21) 또는 시트-형성 장치(23)는 인클로저 내에 포함될 것이다.
도 1 및 도 2는 용융물(10)에서 시트(13)을 형성하는 시트-형성 장치들의 단지 두 개의 예시일 뿐이다. 수직 또는 수평 시트(13) 성장의 다른 장치들 또는 방법들이 가능하다. 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치들의 실시예들은 임의의 수평 또는 수직 시트(13) 성장 방법 또는 장치에 적용될 것이나. 도 1-2의 특정 실시예들에 단일하게 한정되지 않는다. 도1-2의 실시예들을 사용하여 형성된 시트(13)는 지나치게 두껍거나 부정확한 치수를 가진다. 시트(13)는 부드러운 표면을 갖지 않을 수도 있다. 따라서, 시트(13)는 정확한 두께로 박막화 되거나 또는 시트의 표면을 부드럽게 할 수 있다.
도 3은 도 1의 장치를 사용하는 용융물 내의 박막화의 측단면도이다. 용융물(10)은 방수로(12)를 지나 흐른다. 시트(13)는 용융물(10)이 냉각판(14)을 이용하여 얼때 용융물(10) 내에서 형성된다. 시트(13)는 냉각판(14)의 하류, 구역(30) 내의 방수로(12)의 상류에서 박막화 된다. 이러한 박막화는 방수로(12)의 앞에서 시트(13)의 치수를 제1 두께로부터 제2 두께로 변화시킬 것이다. 용융물(10)에서의 열은 시트(13)가 방수로(12)로 흐를때, 시트(13)의 적어도 일부를 다시 용융물(10)로 녹인다.
특정 실시예에서, 용융물(10) 또는 시트(13)의 흐름속도는 약 1 cm/s 이다. 층류 흐름은 특정 실시예에서 사용될 것이다. 관(16)의 온도는 시트(13)의 어는점을 초과하는 약 2 K 일 수 있다.냉각판(14)의 온도 및 용융물(10)의 온도차는 약 300K일 수 있다. 구역(30)에서의 용융물(10)은 약 1 cm 깊이를 가진다. 시트(13)가 다시 용융물(10)로 구역(30)에서 박막화 되는 속도는 약 1 μm/s 이다. 따라서, 제1 지점(18) 및 제2 지점(19) 사이의 용융물(10) 또는 시트(13)의 방향에 따른 시트(13)의 박막화 속도는 약 1 μm/cm 이다. 구역(30)은 용융물(10) 또는 시트(13)흐름의 방향으로 약 0.5 m의 길이를 가져서, 시트(13)를 약 150μm에서 약 100μm의 두께로 박막화 한다. 구역(30)의 길이는 관(16)의 온도를 증가시켜서 줄어들고, 그러나 이것은 더 낮은 온도에서 작동하는 냉각판(14)을 필요로한다. 다른 실시예에서, 시트(13)은 약 200 μm 두께로부터 100 μm 두께로 박막화된다.
균일한 박막화 공정을 가지기 위하여, 온도 기울기는 시트(13)에 대해서 비균질 또는 불안정 부력에 의한 대류를 피하기 위하여 충분히 작다. 불안정 대류는 비균질 열 흐름이고, 따라서, 전반적인 에너지 수송은 균질한 방법으로 제어하기 어렵다. 이것은 시트(13)에서의 비균질 두께로 이어진다. 만약, 시트(13) 및 용융물(10)에서 온도차가 약 5 K 이하이고, 구역(30)에서 용융물(10)이 상대적으로 얇은 경우, 부력에 의한 대류는 문제를 일으키지 않을 것이다. 구역(30)에서 용융물(10)의 깊이는 예를들어, 약 1.22 cm 보다 작을 수 있고, 약 0.97 cm 일 수 있다. 그러나, 용융물(10) 내에서 대류는 어느 실시예에서 수용가능할 것이다. 다른 조건들 또는 파라미터들은 가능하고 이것은 박막화 공정의 일 실시예이다. 이러한 실시예는 상기 실시예에서의 조건들에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 도 2의 장치를 사용하는 용융물내의 박막화의 측단면도이다. 구역(30)내의 시트(13) 박막화하는 도 3의 시트-형성 장치(23) 및 시트-형성 장치(21)에 적용될 수 있다. 시트(13)는 냉각판(14)을 사용하여 형성된 후, 시트(13)가 용융물(10)에서 풀링되기 전에, 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화 된다.
도 5는 도 1의 장치를 사용하여 히터로 박막화하는 측단면도이다. 시트-형성 장치(21)는 히터(50) 및 유체 베어링(51)을 포함한다. 히터(50) 및 유체 베어링(51)은 이러한 특정 실시예에서 용융물(10) 상의 시트(13)의 형성에 대하여 경사져 있다. 시트(13)는 제1 지점(18)에서 제2 지점(19)으로 방수로(12)를 넘어 흐른다. 시트(13)가 방수로(12)를 넘어 간 후에, 시트(13)는 히터(50)를 사용하여 박막화 된다. 시트(13)는 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화 된다. 예를들어, 시트(13)는 약 200 μm 에서 약 100 μm 로 박막화된다.
냉각판(14)으로 시트(13)을 형성하는 것과 히터(50)로 시트(13)를 박막화하는 것을 분리하면, 작은 온도 기울기로 시트(13)를 얼리는 것이 가능할 수 있다. 히터(50)를 사용하여 시트(13)에서 용융된 시트(13)의 부분이 시트(13)를 따라서 뒤로, 그리고 용융물(10)로 흐르거나, 수집 디바이스로 떨어질 수 있다. 이것은 적어도 부분적으로 시트(13)의 각도에 의한 것이다. 시트(13)에서 용융된 시트(13)의 부분은 특정 실시예에서 용질이 풍부할 것이다.
이러한 특정 실시예에서, 히터(50)는 방사성 히터이다. 다른 히터들 또는 대류(convective) 구성요소를 지닌 방사성 히터가 사용될 수 있다. 히터(50)는 시트(13)의 균일한 박막화를 가능케하고, 시트-형성 장치(21)의 다른 부분의 온도를 변경하지 않고 용융물의 잠열을 공급할 수 있다.
유체 베어링(51)은 특정 실시예에서 일정 각도로 시트(13)를 기울일 수 있다. 각도는 시트(13)에 압력을 방지하기에 얇을 수 있다. 유체 베어링(51)이 도시되지만, 에어 베어링, 롤러, 또는 다른 시트(13) 이동 메커니즘이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시트(13)는 높이을 유지하고, 유체 베어링(51)은 일정 각도로 시트(13)에 기울어 지지 않는다. 이러한 예에서 시트(13)의 용융된 부분은 떨어진다.
상기 실시예가 냉각판(14) 및 방수로(12) 사이에 거리가 있는 것으로 도시되었으나, 이러한 거리는 최소화 될 수 있다. 예를들어, 냉각판(14)은 방수로(12)에 근접하여 놓을 수 있다. 형성 후에 용융물(10)이 시트(13)을 박막화 하도록 하는 것 보다, 히터(50)는 우선적으로 시트(13)를 박막화 할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 히터(50)는 시트(13)를 박막화하는 용융물과 결합하여 작동할 수 있다.
도 6은 도 2의 장치를 이용하는 히터를 박막화하는 측단면도이다. 히터(50)로 시트(13)를 박막화하는 것은 시트-형성 장치(23) 및 도 5의 시트-형성 장치(21)에도 적용될 수 있다. 시트(13)는 냉각판(14)을 사용하여 형성된 후와 시트(13)가 용융물(10)에서 풀링된 후에 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화된다.
다른 실시예에서, 시트(13)는 박막화되고, 용융물(10)은 정화되거나 용질 수준으로 줄어든다. 이것은 용질의 분리 계수와 관련되고, 성장 결정 시트(13) 및 용융물(10)에서의 불순 원자(용질들) 농도 간에 관계를 제공한다. 많은 용질들은 1 보다 작은 분리 계수를 가지고, 이는 고체 시트(13)를 액체 용융물보다 더 낮은 농도로 만들 수 있다. 따라서, 시트(13)가 형성되면, 용융물(10) 내에서 우선적으로 용질이 변하지 않기 때문에, 용융물(10)에서 용질 농도는 증가한다. 이것은 시트(13)의 결정화 과정동안 구성상의 불안정을 일으키고, 저-품질 시트(13) 또는 덴드라이트로 된 시트(13) 또는 그 표면에 분기된 투영물을 유발한다.
특정 실시예에서, 용융물(10)의 정화(purification)는 시트(13) 형성 및 박막화 과정 동안 수행된다. 이러한 정화는 시트(13)가 형성되는 동안 용융물(10)이 정화되기 때문에, 순수 용융물(10) 공급원료 또는 용융물(10) 공급원료 전반를 덜 사용하도록 할 것이다. 도 7은 시트-용융물 인터페이스 근처의 용융물 및 고체에서 시간에 따른 농도 프로필을 나타낸다. 용질 분리는 용질이 용융물(10)에 충분히 느린 확산을 수행되도록하는 시트(13)의 고형화 공정에 부분적으로 따른다. 그러나, 만약 시트(13)의 결정화가 빠르게 수행되면, 분리된 용질은 용융물(10)에 확산될 시간이 없어진다. 따라서, 용질들은 고체 시트(13)에서 포획될 수 있다.
도 7에서 도시된 바와 같이, 시트(13)는 적어도 두 구간에서 형성될 수 있다. 이러한 특정 실시예에서, 구간은 구간(70) 및 구간(71)과 같이 라벨링된다. 구간(70)은 "slow"로 지칭될 수 있고, 구간(71)은 "fast"로 지칭될 수 있다. 구간(70)에서 시트(13)의 성장은 구간(71)보다 느리게 일어나거나, 예를들어, 정화되거나 고품질의 결정 시트(13)를 생산하는 일반적인 속도일 수 있다. 일 실시예에서 구간(70)은 약 5 μm/s 및 약 10 μm/s 사이의 속도로 시트(13)가 성장할 수 있다. 구간(71)에서 시트(13)의 성장은 구간(70)보다 따르게 일어나서 구간(70)에서 제거된 용질들을 포획하도록 한다. 구간(71)는 시트(13)에 대한 압력을 방지하도록 구성된다. 이것은 구간(70,71)이 상이한 길이가 되도록 또는 상이한 온도에서 작동하도록 요구할 수 있다. 예를들어, 구간(70)에서 온도는 시트(13)의 결정화 온도 이하인 약 100 K 에서 작동할 수 있고, 구간(71)은 시트(13)의 결정화 온도 이하인 약 500 K에서 작동할 수 있다.
도 7에서, 결정화는 t1 및 t2에서 천천히 일어나고, 이는 액체 용융물(10) 에서 분리된 용질이 분산되도록 한다. t3에서 결정화는 빠르게 일어나서, 고농도 엣지는 형성된 결정 시트(13)내에서 포획되고, 따라서 결정 시트(13)에서 용질 농도가 올라간다. t4 및 t5에서 용질 레벨은 용융물(10)에서 낮아지고, 이는 결정 시트(13)에서 포획된다. 이것은 다음의 식으로 나타낼 수 있다:
k=CSL/CLS
keff=C0/CLS
여기서, k는 평형 분리 계수를 나타내고, 이는 CSL을 CLS에 의하여 나눈 값이다. keff는 인터페이스의 움직임에 기인한 비평형 분리 계수이고, C0는 어는 엣지에서 떨어진 곳의 농도이다. keff는 시트(13)의 어는 엣지 근처의 더 높은 농도를 고려한 것이다. 인터페이스 속도가 영(zero)에 근접할수록 keff는 k에 근접한다. 고체-액체 인터페이스에서, CSL은 고체에서 용질의 농도이고, CLS은 액체에서 용질의 농도이다. 시트(13) 또는 용융물(10)의 흐름은 y로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 시트(13)의 처음 50 μm 는 구간(70) 동안에 형성된다. 이것은, 1 보다 작은 유효 분리 계수를 가능하게 하고, 철과 같은 용질의 액체 용융물(10)에서의 확산이 어는 속도보다 빠르다. 시트(13)의 다음 150 μm는 구간(71)동안에 형성된다. 용질의 고농도층은 시트(13)에서 포획된다. 용융물(10)에서 용질 농도의 증가를 피하기 위하여, 일 실시예에서 방수로(12)를 시트가 지난후, 이러한 포획된 층은 시트(13)를 용융시킨다. 또 다른 실시예에서, 구간(70)는 100 μm의 제1 두께로 시트(13)를 형성하고, 구간(71)는 시트(13)에 다른 100 μm 두께를 추가하여, 200 μm의 제2 두께를 형성한다. 다른 두께도 가능하다.
박막화 후에 구간(70,71)의 사용은 구간(71) 동안 시트(13) 상에 형성된 용질-부유층(solute-rich layer)을 제거할 수 있다. 도 8은 도 1의 장치를 사용하는 박막화 및 정화의 측단면도이다. 냉각판(14)은 적어도 두 개의 세그먼트, 즉, 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)를 가진다. 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)는 구간(70,71)에 대응한다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)는 시트(13) 및 용융물(10)의 흐름에 관하여 길이가 상이하다. 다른 실시예에서, 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)는 상이한 온도에서 작동한다. 시트(13)는 제1 지점(18)에서 제2 지점(19)로 흘러서 방수로(12)를 넘는다.
시트(13)가 방수로(12)를 넘어간 후, 시트(13)는 히터(50)을 이용하여 박막화된다. 시트(13)는 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화된다. 히터(50)는, 예를들어, 방사성 히터이다. 대류 구성요소를 구비한 방사성 히터 또는 다른 히터들이 사용될 수 있다. 히터(50)는 시트(13)의 균일한 박막화를 가능하게 하고, 시트-형성 장치(21)의 다른 부분의 온도 변화 없이 용융의 잠열을 공급할 수 있다.
유체 베어링(51)은 특정 실시예에서 시트(13)는 일정 각으로 기울어진다. 각은 시트(13)에 압력을 방지하도록 얇을 수 있다. 시트(13)는 유체 베어링(51)에 의하여 기울어져서 각(82)이 용융물(10)의 외부에 있도록 한다. 유체 베어링(51)이 도시되었으나, 에어 베어링, 롤러, 또는 다른 시트(13) 이동 메커니즘이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 시트(13)는 높이를 유지하고, 유체 베어링(51)은 일정 각으로 시트(13)를 기울이지 않을 수 있다. 일 예에서, 시트(13)의 용융된 부분은 떨어진다.
히터(50)에 의하여 시트(13)에서 박막화되고 용융된 시트(13)의 일부는 각(82)으로 시트(13)를 따라서 역류할 것이다. 이러한 용융된 시트(13), 또는 폐기 융용물은, 예를들어, 빌지(bilge, 83)로 떨어질 수 있다. 이것은 용융된 시트(13)를 모으고 분리하며, 용융된 시트(13)가 다시 용융물(10)로 돌아가는 것을 방지한다. 이 빌지(83)는 용융물(10) 순화 또는 정화 시스템과 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 빌지(83)의 내용물은 정화되고, 이러한 정화된 용융물(10)은 용융물(10)로 다시 재활용된다. 이것은 용질-풍부한 빌지(83) 내용물이 용융물(10)을 오염시키는 것을 방지한다. 정화와 결합된 시트(13)의 상기 박막화는 용질을 제거하고, 고-순도 융용물(10)을 유지하며, 용융물(10) 폐기물을 낮추는 동시에 용융물(10) 공급원료의 고-효율을 유지한다.
일 실시예에서, 도 8의 장치는 200 μm 보다 큰 두께로 냉각판(14)에 의하여 형성된 시트를 취급하며, 이것을 100 μm 이하의 두께로 박막화한다. 시트(13)의 제거되거나 박막화된 부분은 용융물(10)로 되돌아 가서 물질 손실 또는 "커프 손실"과 동등한 것을 회피하도록 한다. 도 8의 박막화 방법은 시트(13)에서 불순물 또는 용질을 제거하는 것 이외에, 시트(13)의 표면 상의 돌출부를 평탄화 할 것이다.
도 9는 도 2의 장치를 사용하여 박막화 및 정화의 측단면도이다. 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)과 함께 냉각판의 사용 및 히터(50)로 시트(13)의 박막화는 시트-형성 장치(23) 및 도 8의 시트-형성 장치(21)에 적용될 수 있다. 시트(13)가 냉각판(14)을 사용하여 형성된 후 그리고 시트(13)가 용융물(10)에서 풀링된 후, 시트(13)는 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화 된다.
도 10은 시트 성장동안 불순물을 포획하는 측면도이다. 도 10은 도 7-9와 관련된 공정을 설명하는 확대도이다. 냉각판(14)은 구간(70 및 71)에 상응하는 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)을 가진다. 형성된 시트(13)는 제1 층(90) 및 제2 층(91)을 가진다. 일 실시예에서, 제1 층(90)은 제1 두께에 상응하고, 제2 층(91)은 결합된 제1 층(90)과 함께 제2 두께에 상응한다. 제1 층(90)은 주로 제1 세그먼트(80)를 이용하여 형성되고, 상대적으로 낮은 용질 농도를 가진다. 제2 층(91)은 주로 제2 세그먼트(81)를 이용하여 형성되고, 제1 층(90)과 비교하여 높은 용질 농도를 가진다. 제1 세그먼트(80)에 의하여 형성되는 동안 시트(13)로부터 제거된 많은 용질들은 경계 층이 얇기 때문에 제2 세그먼트(81)에 의하여 시트(13)가 형성되는 동안 포획될 수 있다. 따라서, 제2 층(91)은 용질 및 불순물을 포획할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 층(90)에서 용질농도는 약 10-10 atoms/cc 이고, 제2 층(91)에서 용질농도는 약 10-8 atoms/cc 일 수 있다. 제2 층(91)은 도 8-9의 히터(50)을 이용하여 제거되거나 박막화된다. 제1 세그먼트(80) 및 제2 세그먼트(81)는 길이 또는 온도와 같은 다른 작동 파라미터를 가진다.
수평 시트(13) 성장 방법은 추가적인 이유를 위해서 도 3-10에서 도시된 박막화 방법에서 이익을 얻는다. 일부 데이터는 시트(13)를 얼마나 얇게 수평적으로 생산할지의 한계가 있음을 암시한다. 만약 지나치게 얇게 성장되거나 풀링되면, 시트(13)는 잘리거나 파손될 것이다. 이것은 용융물(10) 또는 시트(13)의 불안정성에 기인할 것이다. 또한, 이것은 용융물(10)의 낮은 점도 및 높은 표면장력에 의하여 발생될 것임을 암시한다. 따라서, 용융물(10)이 마랑고니(Marangoni) 효과이기 쉬울 수 있다. 마랑고니 효과는 표면장력에 의한 인터페이스를 따른 질량 전송이다. 높은 표면장력의 액체는 낮은 표면장력의 액체보다 주변의 액체 상에서 더 강하게 당길 것이다. 표면장력에서 기울기의 존재는 액체가 낮은 표면장력으로 구역에서 멀리 흐르도록 한다. 액체 내 또는 상의 질량 전송은 이러한 표면장력의 차에 기인하여 일어날 것이다. 두꺼운 시트(13)는 더 안정적이거나 덜 파손되거나 잘리기 쉬울 것이다. 마랑고니 효과 또는 다른 성장 문제점들은 시트(13)를 약 200 μm 이상 두께로 성장시키고, 약 100 μm 이하 두께로 시트(13)를 박막화하여서 회피될 수 있다. 만약 시트(13)의 박막화된 부분이 용융물(10)로 되돌아가면, 물질의 손질은 없다.
도 3-10에서 도시된 박막화를 위한 방법들 및 장치들은 결합되거나 분리되어 사용될 수 있다. 추가적으로, 시트(13)의 다른 두께들은 본 명세서에서 개시된 실시예에 제시된 것 이외에 가능할 수 있다.
도 3-10에서 도시된 박막화는 파라미터를 변경하여 제어될 수 있다. 이러한 파라미터들은, 예를들어, 냉각판(14)의 온도, 용융물(10)의 온도, 히터(50)의 작동 온도, 관(16)의 온도 또는 시트(13) 또는 용융물(10)의 흐름 또는 풀링 속도일 수 있다. 파라미터들은 측정 디바이스로부터의 신호에 응답하여 제어기에 의하여 변경될 수 있다.
도 11은 시트를 가열하는 단면도이다. 본 명세서에서 개시된 실시예들에서, 시트(13)의 평판화는 예를들어, 히터(50) 또는 시트(13)를 용융하는 용융물(10)의 열을 사용하여 일어날 수 있다. 국지적으로 흡수된 열은 시트(13)의 국지적 표면 영역에 비례하고, 따라서, 돌출부, 덴드라이트 또는 시트(13)의 표면을 형성하는 다른 변칙물들(92)을 우선적으로 용융한다. 따라서, 용융물(10) 또는 방사물로부터의 열 플럭스(93)는 시트(13)의 나머지에 앞서는 다른 변칙물들(92), 돌출부, 덴드라이트를 용융한다. 따라서, 시트(13)의 박막화는 작은 돌출부, 덴드라이트, 또는 다른 변칙물들(92)를 가지거나 이러한 것이 없는 더 부드러운 시트(13)를 형성할 것이다. 시트(13)의 표면의 균일성은 돌출부, 덴드라이트 또는 다른 변칙물들(92)의 크기와 관련된다.
본 개시는 명세서에 설명된 특정 실시예들에 의하여 범위를 한정하지 않는다. 다만, 본 발명 및 본 명세서에서 설명된 것의 다양한 실시예들 및 변형들은 전술한 설명 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명백하다. 따라서, 그러한 다른 실시예들 및 변형들은 본 발명의 범위를 한정하려는 의도이다. 또한, 본 발명이 특정 목적에 대한 특정 환경에서 특정 구현의 맥락에서 본 명세서에서 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 유용성은 그러한 구현에 한정되는 것이 아니고, 본 발명은 다수의 목적을 위한 다수의 환경에서 유용하게 구현될 것이다. 따라서, 이하의 청구항들은 본 명세서에서 설명된 본 발명의 사상과 최대 범위로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 실리콘, 게르마늄, 또는 갈륨 중 적어도 하나를 포함하는 물질로부터 시트를 형성하는 방법에 있어서,
    용융물을 형성하기 위하여 상기 물질을 가열하는 단계;
    상기 용융물을 상기 용융물을 포함하도록 구성된 관(vessel) 내의 채널 내로 도입하는 단계;
    상기 채널의 제1 영역에서 상기 용융물을 제어가능하게 냉각함으로써 상기 용융물의 표면 상에 상기 물질의 시트를 형성하는 단계로서, 상기 형성하는 단계 이후에 상기 시트는 제1 두께를 갖는, 단계;
    상기 시트가 상기 용융물의 상기 표면 상에 떠 있는 상태에서 상기 시트를 상기 제1 영역의 하류의 상기 채널의 제2 영역으로 수평적으로 수송하는 단계로서, 상기 용융물의 온도 및 상기 수송의 속도가 제어되는, 단계;
    상기 시트가 상기 제2 영역에서 상기 용융물의 상기 표면 상에 있는 동안 상기 시트를 상기 제1 두께로부터 제2 두께로 박막화(thinning)하는 단계로서, 상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 작고, 상기 박막화하는 단계는 상기 형성하는 단계 이후에 상기 용융물을 제어가능하게 가열함으로써 일어나는, 단계; 및
    상기 박막화하는 단계 이후에 상기 시트를 상기 용융물로부터 분리하는 단계를 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막화하는 단계 동안 상기 용융물로부터의 열 플럭스(heat flux)를 이용하여 상기 시트의 표면을 평탄화하는 단계를 더 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 두께는 50 μm 내지 100 μm 사이이고, 상기 제1 두께는 150 μm 내지 200 μm 사이인, 시트를 형성하는 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 박막화하는 단계는 적어도 1 μm/s의 속도로 일어나는, 시트를 형성하는 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 두께는 200 μm이고 상기 제2 두께는 100 μm인, 시트를 형성하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어가능하게 냉각하는 단계는 제어가능하게 방사 냉각하는 단계를 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어가능하게 방사 냉각하는 단계는 냉각판을 사용하는 것을 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어가능하게 방사 냉각하는 단계는 상기 제1 두께에 영향을 주기 위하여 상기 냉각판의 온도를 제어하는 단계를 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉각판의 온도는 상기 용융물의 상기 온도와 300 K만큼 차이가 나는, 시트를 형성하는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 용융물의 상기 온도를 제어하는 상기 단계는, 상기 용융물을 상기 제어가능하게 가열하기 위해 사용되는 히터의 온도를 제어하는 단계 또는 상기 용융물을 포함하는 상기 관의 온도를 제어하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 수송의 상기 속도를 제어하는 것은 상기 시트의 상기 제1 두께 또는 상기 제 2 두께 중 적어도 하나에 영향을 주는, 시트를 형성하는 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 관의 온도는 상기 용융물의 어느점보다 2 K 더 높은, 시트를 형성하는 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리하는 단계는 방수로를 사용하는 단계를 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리하는 단계는 시드를 이용하여 상기 용융물로부터 상기 시트를 풀링하는 단계를 포함하는, 시트를 형성하는 방법.
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