JP2013527321A - 半導体材料層を形成するカーボンリボン - Google Patents

Abstract

本発明は、２つの面（２０，２２）と２つの縦方向端部（３４、３６）を有し、少なくとも１つの面には、２つの縦方向端部（３４、３６）の間に位置した中央部（２０ａ、２２ａ）を有して、中央部に半導体材料（３０、３２）の層がデポジットされるカーボンリボン（１６）であって、そのカーボンリボンが、少なくとも１つの面には、縦方向端部（３４、３６）の１つと中央部（２０ａ、２２ａ）の間に少なくとも１つの縦方向溝（１７）が形成され、半導体材料（３０、３２）がデポジットされたときに、溝（１７）に充填された半導体材料（３０、３２）が、１つの縦方向端部（３４、３６）に隣接して隆起（３１）を形成することを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、その少なくとも１つの面に半導体材料層を形成するカーボンリボン、そのカーボンリボンの形成方法、およびそのカーボンリボンの少なくとも１つの面に半導体材料層を形成する方法に関するものである。

光電池は半導体材料の薄板を有し、現在その材料として最も一般的に用いられるのは、多結晶質シリコンである。

本発明は、特に、光電池の製造に用いられるシリコンリボンの引上げに適用でき、従って以下の説明ではシリコンに関して記載しているが、本発明は、ゲルマニウムや、一致溶融（ｆｕｓｉｏｎ ｃｏｎｇｒｕｅｎｔｅ）あるいは擬一致溶融（ｆｕｓｉｏｎ ｑｕａｓｉ−ｃｏｎｇｒｕｅｎｔｅ）でのガリウム砒素（ＧａＡｓ）系のＩＩＩ−Ｖ族半導体化合物など他の半導体材料にも適用できることが理解される。

シリコンプレートは、好ましくは、カーボン基板を溶融シリコン浴を通して引上げることによりカーボン基板上にシリコン膜をデポジットさせて形成したシリコン層から得られる。このカーボン基板は、リボンの形態をしている。

図１は、仮基板リボン（ＲＴＳ：Ｒｉｂｂｏｎ ｏｎ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）法と称される従来技術の方法を示す概略図である。ルツボ１０には、加熱手段（図示してない）が取り付けられ、液状の溶融シリコン浴１２となっている。ルツボの底には、隙間１４がある。引上げ手段（図示してない）を用いて、薄い厚さ（２００μｍから３５０μｍ程度）のカーボンリボン１６が、略一定の速度で溶融シリコン浴１２を通って矢印１８の方向、実質的に垂直上方に引上げられる。

カーボンリボンの２つの面２０と２２は、最初に熱分解性カーボン２４の薄層（厚さ約１μｍから５μｍ）で覆われる。溶融シリコンが、カーボンリボンの２つの面２０と２２に付着し、カーボンリボンの中央部で浴の表面から約６．８ｍｍの位置にある固液接点ライン２８で、カーボンリボンのそれぞれの面上に液状シリコンの膨らみ２６が形成される。

カーボンリボンの２つの面２０と２２それぞれに、シリコン薄層３０と３２が形成される。隙間１４の形及び寸法は、第１に、カーボンリボン１６がルツボに貫入でき、第２に、隙間から溶融シリコンが流れ出ないように調整される。

この方法は、２つのシリコン薄膜３０と３２、すなわちカーボンリボンのそれぞれの面に膜を同時に得るには有利であるが、２つの面のうちの１つの面にはシリコンをデポジットさせず、１つの膜だけをデポジットさせる技術にも用いることができる。
ＲＴＳ方法は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。

しかしながら、この引上げ法は、液状シリコンの膨らみがカーボンリボン１６の縦方向それぞれの端部３４、３６近くで不安定であるという問題にぶつかる。カーボンリボンの縦方向それぞれの端部から約５ｍｍの幅の領域では、固液接点ライン２８が、シリコン浴の表面に対して通常の約６．８ｍｍから２ｍｍから４ｍｍに迄下る傾向があることが分っている。その結果、カーボンリボンのそれぞれの面にデポジットされるシリコン層３０又は３２の厚さは、縦方向端部３４、３６に向かって薄くなり、実質的に０に迄なる。

図２は、図１に示した従来技術の方法により得られた半導体層が、端部で次第に薄くなっていることを示す図である。横断面でかつ熱分解性カーボン層２４を省略して示したカーボンリボン１６の断面は、略矩形の形状である。

２つの半導体層３０と３２は、カーボンリボンの２つの面２０と２２それぞれに同時にデポジットされる。カーボンリボンの２つの縦方向端部３４と３６それぞれに隣接する領域３８と４０、及び４２と４４において、層の厚さは、代表的に約５ｍｍの幅に亘って漸次薄くなる。従って、この方法で作られた半導体膜は、両端部で特に脆くなる。さらに、小粒径粒子による核形成が、膜の両端部分に進行し、これによりシリコン膜の光電池性能が悪くなることが分かっている。

上記問題の解決策が、特許文献３及び特許文献４で提案されている。これらの解決策は、カーボンリボンの縦方向両端部近くに設置された外部手段で、カーボンリボンの縦方向端部での固液接点ラインを高くすることからなっている。
即ち、特許文献３は、小さい板を用いて毛管現象により溶融シリコンの浴を部分的に上げることであり、特許文献４は、溶融シリコンリボンの縦方向それぞれの端部に沿って樋を設けて、溶融シリコン浴を部分的に上げることを提案している。これらの解決策は、引上げ装置の作製と引上げ操作自体が複雑になる。

外部手段を用いない別の解決策が、特許文献５で提案されている。この方法は、半導体層の一時的支持体として使用されるカーボンリボンの縦方向端部の形状を、縦方向端部にデポジットされる半導体層の厚さが増すようにしている。

カーボンリボンの縦方向端部は、機械的な手段で連続型押しして縁を形成する。縦方向端部がこのように形成されると、カーボンリボンは、リール形体の支持体周囲に巻かれ、熱分解カーボン層をデポジットさせ、あるいはリボンを溶融半導体材料浴に通して引上げるなど、その後のステップでの使用が容易になる。

特に、その巻き取りは、再使用可能なインサートフィルムと一緒にして行われる。インサートフィルムは、巻き取りで縁が押し潰されないことが必須である。カーボンリボンの巻き戻しのとき、インサートフィルムは、カーボンリボンから分離され、その後で再使用される必要がある。

例えば、カーボンリボンとインサートフィルムは、カーボンリボンをリールに巻き取り、カーボンリボン上に熱分解性カーボンをデポジットするステップの前にインサートフィルムを分離し、熱分解性カーボンのデポジット後にインサートフィルムとカーボンリボンを一緒に巻き、半導体材料のデポジット前にインサートフィルムを分離することができるようにすることが必要である。
しかしながら、インサートフィルムが存在するそれぞれの操作は、カーボンフィルムの巻き取り、巻き戻しの繰返しが複雑であり、多くのパラメーターを管理する必要がある。

仏国特許発明第２，３８６，３５９号明細書 仏国特許発明第２，５６１，１３９号明細書 仏国特許発明第２，５６８，４９０号明細書 仏国特許発明第２，５５０，９６５号明細書 仏国特許発明第２，８８７，２６２号明細書

本発明の目的は、従来技術の欠点を克服することであり、特に、半導体材料層を形成でき、カーボンリボンの縦方向端部が弱くならず、巻き取りと巻き戻しが容易にできるカーボンリボンを提案することにある。

本発明は、２つの（縦方向に沿った）面と２つの縦方向端部を有し、その少なくとも１つの面には、２つの縦方向端部の間に位置した中央部を有して、中央部に半導体材料層がデポジットされるカーボンリボンを提供することであって、カーボンリボンは、さらに、その少なくとも１つ面に、縦方向端部の１つと中央部との間に少なくとも１つの縦方向溝が形成され、半導体材料がデポジットされたとき、その溝に充填された半導体材料が、カーボンリボンの面にある１つの縦方向端部に隣接して隆起を形成することを特徴としている。

従って、本発明のカーボンリボンの縦方向溝は、溝が半導体材料で充填されたとき、溶融半導体材料の濡れ表面の形状を都合よく変え、これにより、端部での半導体材料層の厚さを増すようになる。この結果、半導体材料層は、その端部を含めて全表面で実質的に一定の厚さになる。
特に、この縦方向溝は、底面で、カーボンリボンの面に対して傾斜する２つの実質直線状の傾斜領域の間のある底領域を形成している。
特に、溝底となる底領域は、曲線状又は実質直線状である。

ある実施形態では、カーボンリボンは、その少なくとも１つの面に２つの縦方向溝があり、その溝は、カーボンリボンの２つの縦方向端部の間に位置している。別の実施形態では、カーボンリボンは、それぞれの面に少なくとも１つの縦方向溝があり、それぞれの溝は、カーボンリボンの２つの縦方向端部の間に位置している。好ましい実施形態では、カーボンリボンは、それぞれの面に２つの縦方向溝があり、これらの溝は、カーボンリボンの２つの縦方向端部の間に位置している。

カーボンリボンのそれぞれの面には、それぞれの縦方向端部の高さに縦方向外縁部があり、この縦方向外縁部は、好ましくは半導体材料層がデポジットされないようにする。特に、カーボンリボンがそれぞれの面に２つの縦方向溝があるとき、カーボンリボンの縦方向端部には、半導体材料がデポジットされない。

ある実施形態で、断面をみると、カーボンリボンの縦方向端部の厚さおよび中央部の厚さは、縦方向溝での厚さより大きい。
さらに、カーボンリボンの厚さは、縦方向端部と中央部において実質的に同じである。従って、ある面の少なくとも１つの縦方向外縁部と中央部は、同じ平面にある。
この特性は、２つの平坦な連続的な表面をもつ平らなカーボンリボンから始めて、カーボンリボンの厚さに縦方向溝を作ることが可能になる。これは、本発明のカーボンリボンの断面厚さが、縦方向溝での厚さを除き、全長に亘り、特に縦方向端部と中央部で実質的に同じであることを意味している。

本発明カーボンリボンの少なくとも１つの面における中央部は、織って作ることなく、実質的に平坦であるのが好ましい。

本発明のカーボンリボンは、厚さ（ｅ０）が２００μｍから３５０μｍの範囲に、好ましくは２５０μｍであるようにする。この厚さ（ｅ０）は、当然、縦方向溝でのカーボンリボンの厚さ（ｅ１）より大きい。

ある実施形態では、縦方向溝にある２つの実質直線状の傾斜領域が、曲線領域を介して、縦方向外縁部の１つと中央部のそれぞれに接続されている。別の実施形態では、縦方向溝にある２つの実質直線状の傾斜領域が、曲線領域を介して、溝の底面となる底領域に接続されている。これらの２つの実施形態は、組み合わせてもよい。

溝の底面となる底領域は、実質直線状であるとき、カーボンリボンの１つの面と実質的に平行である。
縦方向溝と実質直線状の傾斜領域を特徴づけるのに、以下角度を定義する、これらの角度は、縦方向溝がある縦方向端部に近い部位での半導体材料の濡れ角度を最適にし、半導体材料層の端部での厚さを大きくするのに使用される。

第１の実施形態では、断面で、縦方向外縁部と、縦方向端部に近い１つの実質直線状の傾斜領域（溝のあるカーボンリボンの面に対して傾斜している）との間で作る角度α１は、９０°＜α１＜１８０°であり、好ましくは１２０°＜α１＜１６０°である。角度α１は、半導体材料層の厚さを最適に大きくするに都合よく使用できる。この理由により、角度α１は、９０°でなく、９０°より大きくならなければならない。

第２の実施形態では、断面で、カーボンリボンの中央部と、中央部に近い１つの実質直線状の傾斜領域（溝のあるカーボンリボンの面に対して傾斜している）との間で作る角度β１は、９０°＜β１＜１８０°であり、好ましくは１２０°＜β１＜１６０°である。角度β１は、半導体材料が、中央部と中央部に近い実質直線状の傾斜領域の１つとの間で弱くなるのを防ぐために、９０°でなく、９０°より大きくならなければならない。

第３の実施形態では、溝の底面となる底領域が実質直線状であるとき、断面で、縦方向端部に近い１つの実質直線状の傾斜領域（溝のあるカーボンリボンの面に対して傾斜している）と、溝の底を形成する実質直線状の底領域とでなす角度α２は、９０°＜α２＜１８０°で、好ましくは１２０°＜α２＜１６０°と定義される。

第４の実施形態では、溝の底面となる底領域が実質直線状であるとき、断面で、中央部に近い１つの実質直線状の傾斜領域と、溝の底面となる実質直線状の底領域とでなす角度β２は、９０°＜α２＜１８０°で、好ましくは１２０°＜α２＜１６０°と定義される。

当然、上記した４つの実施形態のうち、少なくとも２つを組み合わせることを考えることができる。特に好ましい実施形態では、α１とα２は実質的に等しい、および／又はβ１とβ２は実質的に等しい。

更に、縦方向溝の幅（λ１）は、１ｍｍを超えず、好ましくは少なくとも２００μｍである。この幅（λ１）は、２つの実質直線状の傾斜領域がカーボンリボンの面と同じ高さになる部位の間の距離である。

縦方向端部にある縦方向外縁部の幅（λ２）は、少なくとも５０μｍである。言い換えれば、この幅は、縦方向溝と縦方向端部との間の距離である。この幅（λ２）は、最大で、５００μｍ、好ましくは最大で２００μｍである。

縦方向溝の深さ（ｐ）は、少なくとも５０μｍ、好ましくは最大で７０μｍであるが、当然カーボンリボンの厚さに依り決められるものである。深さ（ｐ）は、縦方向溝の最大の深さである。言いかえれば、縦方向端部での、一方が溝の底、他方が溝に近い縦方向外縁部の間で、カーボンリボンの縦方向対称面に対して垂直距離の最大値に相当する。

本発明は、また、カーボンリボンの形成方法を提供するものであり、この方法は、カーボンリボンの厚さ（ｅ０）に少なくとも縦方向溝を形成するステップを行うことである。平坦で連続的な２つの面をもつカーボンリボンを用い、その１つ又は両方の面の端部に縦方向溝を作るステップから始めるのが実行上容易である。
例を挙げると、縦方向溝は、カーボンリボンの厚さ（ｅ０）に、ローラーをかけて、又は（ダイズ型を通して）押し出すことにより形成できる。

本発明の別の目的は、本発明のカーボンリボンにある（２つの縦方向）面の少なくとも１つの面に半導体材料層をデポジットさせる方法を提供することにあり、この方法は、次のステップを行うことに特徴がある。

（ａ）カーボンリボンを、溶融半導体材料浴の水平な平衡表面を通して実質縦方向に連続的に引上げ、カーボンリボンを引上げるときにその面を半導体材料で濡らしてデポジットさせる。

本発明のカーボンリボンを引上げる際の速度は、縦方向溝に充填された半導体材料の濡れ角度に影響を与える。この分野の知識のある者であれば、特に、引上げ速度が速い程、半導体材料がカーボンリボン（あるいは、熱分解性カーボン）と接触する時間が短くなり、濡れ角度が大きくなり、半導体材料層の端部での厚さが大きくなることを考慮して、カーボンリボンの引上げ速度により、縦方向溝の形体や角度α１の値を最適にすることができる。

この方法は、カーボンリボンを連続的に引上げる（ａ）ステップに先立ち、すなわち言い換えれば、カーボンリボン上に半導体材料をデポジットする前に、カーボンリボンに熱分解性カーボン層をデポジットさせるステップを行うことができる。特に、半導体材料がシリコンである場合、カーボンリボンが、熱分解性カーボン層で覆われ、その上にシリコン層がデポジットされると、これにより、シリコンとカーボンリボンの間に炭化ケイ素が生成するのを防ぐことができるので有利である。熱分解性カーボン層の厚さは、通常、１μｍから５μｍの範囲である。

半導体材料の少なくとも１つの薄板を得るに、上記の方法は、（ａ）ステップの後に、さらに次のステップを行う。
（ｂ）任意に、半導体材料層を、好ましくはレーザーを用いて、隆起した部分を含む縦方向端部で切除する。
（ｃ）カーボンリボンを取除く。カーボンリボンは、カーボンリボンと半導体材料層でなる集合体を高温に加熱することにより、燃焼して取除くことができる。

本発明の方法によって、半導体材料層は、その厚さが端部で薄くならないので、縦方向端部で破れることがない。しかしながら、半導体材料層の全表面で均一な厚さとするために、上記した（ｂ）ステップを行うのがよい。この半導体材料層を切除するステップは、半導体材料層の縦方向端部が角度β１の個所で、好ましくはカーボンリボンと一緒に切除する。言いかえれば、このように切除される部分は、断面で“λ１＋λ２”の距離であり、半導体材料層で覆われたカーボンリボンの中央部だけが残る。

カーボンリボンを除去する（ｃ）ステップは、カーボンリボンの一方の面に半導体材料層がデポジットされていると、１つの半導体材料層薄板が得られるが、好ましくは、半導体材料層をカーボンリボンの両面にデポジットして２つの半導体材料層薄板を得ることである。

その他の特性および本発明の利点は、添付された図を参照して、本発明のカーボンリボンの制限しない実施例の記載で明らかになるであろう。

カーボンリボンを溶融半導体材料浴に通して引上げ、１つあるいは２つの半導体材料膜を得る従来技術の方法を示す概略図である。７８） 図１による従来技術方法により得られた半導体材料層が、薄くなっていくのを示した断面図である。 両面のそれぞれに半導体材料層が形成された本発明のカーボンリボンの斜視図である。 図３におけるカーボンリボンの断面図である。 図３におけるカーボンリボンにおける一方の端部の断面図である。 カーボンリボンにローラーをかけて成形する本発明の方法を示す斜視図である。 カーボンリボンをダイズ型を通して押し出し成形する本発明の方法を示す斜視図である。

分かり易くするため、同じ要素は同じ参照符合としている。同様に、本発明の理解に不可欠な要素のみを示しており、大きさは関係なく摸式的に示している。
図１と２は、上に記述したが、理解し易いように、本発明と従来技術で共通のものは、同じ参照符合としている。
図３は、本発明によるカーボンリボン１６’の斜視図である。ここで、２つの（縦方向）面２０と２２は半導体材料層３０と３２で覆われている。また、カーボンリボン１６’は、縦方向端部３４と３６が半導体材料層で覆われていない。

２つの縦方向端部３４と３６の間に位置する面２０と２２のそれぞれには、本発明による２つの縦方向溝１７がある。より正確には、図４は、図３のカーボンリボン１６’の断面図である。カーボンリボンのそれぞれ面２０、２２は、２つの縦方向端部３４、３６の間に位置する中央部２０ａ、２２ａを有し、中央部２０ａ、２２ａのそれぞれは、半導体材料層３０、３２で覆われているが、その端部３４、３６は、覆われていない。

それぞれの面２０、２２は、対応する中央部２０ａ、２２ａと縦方向端部３４、３６の１つとの間に位置した２つの縦方向溝１７がある。特に、それぞれの端部３４、３６は、２つの縦方向外縁部２０ｂ、２２ｂおよび２０ｃ、２２ｃがあり、これら外縁部は、半導体材料層で覆われていない。それぞれの面２０又は２２では、中央部２０ａ又は２２ａと、対応する縦方向外縁部２０ｂ、２０ｃ又は２２ｂ、２２ｃが、（断面で）並んでいる。通常、面２０の縦方向外縁部２０ｂ、２０ｃ（あるいは、面２２の縦方向外縁部２２ｂ、２２ｃ）と中央部２０ａ（あるいは、中央部２２ａ）は、同じ平面にある。

カーボンリボン１６’の溝１７の部分を除く全厚さｅ０は、それぞれの縦方向溝１７でのカーボンリボンの厚さｅ１より大きい。言いかえれば、縦方向端部３４あるいは３６の厚さｅ０（つまり、縦方向外縁部２０ｂと縦方向外縁部２２ｂの間の距離、あるいは縦方向外縁部２０ｃと縦方向外縁部２２ｃの間の距離）、およびそれぞれの面の中央部２０ａ、２２ａの間の厚さｅ０は、それぞれの縦方向溝１７でのカーボンリボンの厚さｅ１より大きい。

図３は、半導体材料３０、３２が、面２０、２２それぞれにある溝１７に充填され、これにより、カーボンリボンの縦方向端部３４，３６に隣接して、特に考慮している溝に近い縦方向外縁部２０ｂ、２２ｂ、２０ｃ、２２ｃ近くに隆起（つまり、突出した部分）３１が形成されることを示す斜視図である。
これは、本発明のカーボンリボンの厚さが、縦方向溝の中を除いて、縦方向端部と中央部で全長に亘って実質同じであることを意味している。

カーボンリボンの形成を容易にすることに関連した理由で、断面で、カーボンリボンの１つの面２０にある２つの溝１７は、カーボンリボンのもう一方の面２２にある２つの溝１７と、（カーボンリボンの幅の中にある）縦軸Ａに対して対称であり、カーボンリボン１６’の２つの面に平行である。（縦軸Ａは、カーボンリボンの縦方向対称面でもある。）同様に、断面で、面２０、２２それぞれにある一方の縦方向端部３４近くの溝１７は、他方の縦方向端部３６に近い溝１７と、カーボンリボンの中央で軸Ａと垂直な中央軸Ａ’に対して対称である。

図５は、図３のカーボンリボン１６’における左端部３４の断面図である。図５に記述した面２０の溝１７の特性は、カーボンリボン１６’の他の全ての溝にも当てはまる。この縦方向溝１７は、溝１７の底面となる実質直線状の底領域１７１を有している。この実質直線状の底領域１７１は、２つの実質直線状の傾斜領域１７２と１７３に接続され、それぞれ端部となっている実質直線状の傾斜領域１７２は、端部を形成する縦方向外縁部２０ｂに直接接続し、実質直線状の傾斜領域１７３は、端部を形成する中央部２０ａに直接接続している。

縦方向外縁部２０ｂと実質直線状の傾斜領域１７２の間の接続領域、実質直線状の傾斜領域１７２と溝の底面となる実質直線状の底領域１７１の間の接続領域、溝の底面となる実質直線状の底領域１７１と実質直線状の傾斜領域１７３の間の接続領域、および実質直線状の傾斜領域１７３と中央部の間の接続領域は、等しく曲線領域（図示していない）にすることができる。図５では、溝の底面となる実質直線状の底領域１７１が、カーボンリボン１６’の面２０に実質的に平行になっている。

縦方向外縁部２０ｂと実質直線状の傾斜領域１７２（縦方向外縁部２０ｂに最も近い傾斜領域）とでなす角度α１は、約１３５°である。
中央部２０ａと実質直線状の傾斜領域１７３（中央部２０ａに最も近い傾斜領域）とでなす角度β１は、約１５０°である。
縦方向外縁部２０ｂに近い実質直線状の傾斜領域１７２と、溝の底面となる直線状の底領域１７１とでなす角度α２は、約１３５°である。
中央部２０ｂに近い実質直線状の傾斜領域１７３と、溝の底面となる実質直線状の底領域１７１とでなす角度β２は、約１５０°である。

更に、縦方向溝の幅λ１は、約２００μｍである。この幅λ１は、２つの実質直線状の傾斜領域１７２と１７３の間で、軸Ａと平行の最も大きい距離である。
縦方向外縁部２０ｂの幅λ２は、約１００μｍ程度である。この幅λ２は、縦方向溝と縦方向端部との間の距離である。

断面で、２つの溝１７は、端部に近い対称軸Ａに対して互いに向き合う箇所でカーボンリボンに残る厚さｅ１は、リボンが機械的に充分維持できるに充分でなければならない。機械的な強度を確保できる最小厚さｅ１は、好ましくは１００μｍ以下とならないことである。

例を挙げると、カーボンリボン１６’の厚さｅ０は２５０μｍ、端部３４での２つの溝１７の間の厚さｅ１は１５０μｍであり、従って、それぞれの溝の深さｐは５０μｍである。

更に、光電池に使用される半導体材料３０、３２が平面であるには、図５に断面図で示したλ１＋λ２の部分は、レーザー切断によって除去される。このλ１＋λ２の部分は、角度β１部位のカーボンリボン１６’の厚さと半導体材料層３０、３２の厚さとの合計の厚さで切除される。従って、残るのは、半導体材料によって覆われたカーボンリボンの中央部２０ａと２２ａのみである。

“λ１＋λ２”部分が半導体材料層の縦方向端部から切除されたら、カーボンリボンは焼却して除去することができる。

図６は、カーボンリボンにローラーをかけて成形する本発明の方法を示す斜視図である。本発明のカーボンリボン１６’は、実質的に平面で平行な２つの面をもつカーボンリボン１６から成形される。カーボンリボン１６は、加圧して溝１７を形成するに適した２つのローラー４１と４２の間により成形される（操作を行う方向を、矢印１９で示す）。このようにして形成された溝１７は、ローラーの押印となる。

カーボンリボン１６の２つ面の一方にのみ１つあるいは２つの溝を形成する特別の適用（示していない）では、一方のローラーが本発明の１つあるいは２つの溝を形成するように上述した押印できる部位を有し、他方のローラーにはその押印部位をなしにする。

図７は、カーボンリボンを、ダイズ型を通して押し出し成形する本発明の方法を示す斜視図である。本発明のカーボンリボン１６’は、実質的に平面で平行な２つの面をもつカーボンリボン１６から成形される。カーボンリボン１６は、ダイズ型から押し出し（操作を行う方向を、矢印１９で示す）、カーボンリボンを加圧して溝１７を形成する。

カーボンリボン１６’中の溝の数およびそれぞれの溝の形状は、図３〜７に詳細に示した例に制限されるものではない。カーボンリボン１６’は、本発明に従って少なくとも１つの溝、好ましくは１つの面に２つの溝、特に好ましくは、２つの面にそれぞれ２つの溝をもつことである。

本発明は、カーボンリボンを引き上げて得られる半導体層が、縦方向端部で厚さが薄くなる問題に対して技術的に単純で廉価な解決策を提供するものである。これにより、カーボンリボンの表面、および半導体の表面を有効に使用することができる。

Claims (18)

1. ２つの面（２０，２２）と２つの縦方向端部（３４、３６）を有し、少なくとも１つの前記面には、２つの前記縦方向端部（３４、３６）の間に位置した中央部（２０ａ、２２ａ）を有して、前記中央部に半導体材料層（３０、３２）がデポジットされるカーボンリボン（１６）であって、
   少なくとも１つの前記面には、前記縦方向端部（３４、３６）の１つと前記中央部（２０ａ、２２ａ）の間に少なくとも１つの縦方向溝（１７）が形成され、半導体材料（３０、３２）がデポジットされたときに、前記溝（１７）に充填された前記半導体材料（３０、３２）が、１つの前記縦方向端部（３４、３６）に隣接して隆起（３１）を形成することを特徴とするカーボンリボン。
2. 前記縦方向溝は、溝の底部となる底領域（１７１）と、カーボンリボンの前記面（２０，２２）に対して傾斜する実質直線状の傾斜領域（１７２、１７３）でなることを特徴とする請求項１に記載のカーボンリボン。
3. 前記面（２０、２２）の少なくとも１つには、２つの前記縦方向端部（３４、３６）の間に、２つの前記縦方向溝（１７）が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のカーボンリボン。
4. 前記面（２０、２２）のそれぞれには、２つの前記縦方向端部（３４、３６）の間に、２つの前記縦方向溝（１７）が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
5. 前記カーボンリボンの前記面（２０、２２）のそれぞれには、それぞれの縦方向端部（３４、３６）に縦方向外縁部（２０ｂ、２０ｃ、２２ｂ、２２ｃ）が形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
6. 前記縦方向溝にある２つの直線状の傾斜領域（１７２、１７３）が、前記縦方向外縁部（２０ｂ、２０ｃ、２２ｂ、２２ｃ）の１つと前記中央部（２０ａ、２２ａ）のそれぞれに、曲線領域を介して接続されることを特徴とする請求項５に記載のカーボンリボン。
7. 前記縦方向溝にある２つの直線状の傾斜領域（１７２、１７３）が、溝の底部となる直線状の底領域（１７１）に、曲線領域を介して接続されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
8. 溝の底部となる直線状の底領域（１７１）が、前記カーボンリボンの面（２０、２２）の１つと実質的に平行であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
9. 断面で、前記縦方向外縁部（２０ｂ、２０ｃ；２２ｂ、２２ｃ）と、前記縦方向端部（３４、３６）に近い実質直線状の前記傾斜領域（１７２）の１つの間で作る角度α１が、９０°＜α１＜１８０°であり、好ましくは１２０°＜α１＜１６０°であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
10. 断面で、前記カーボンリボンの中央部（２０ａ、２２ａ）と、前記中央部（２０ａ、２２ａ）に近い実質直線状の前記傾斜領域（１７３）の１つの間で作る角度β１が、９０°＜β１＜１８０°であり、好ましくは１２０°＜β１＜１６０°であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
11. 前記溝の幅（λ１）は、１ｍｍより小さいことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の記載のカーボンリボン。
12. 前記縦方向端部にある前記縦方向外縁部（２０ｂ、２０ｃ、２２ｂ、２２ｃ）の幅（λ２）は、少なくとも５０μｍであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
13. 前記縦方向溝の深さ（ｐ）は、少なくとも５０μｍであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のカーボンリボン。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項で定義されたカーボンリボンの形成方法であって、前記カーボンリボンの厚さ方向に少なくとも溝を形成するステップを有することを特徴とするカーボンリボンの形成方法。
15. 前記溝は、ローラーの回転により、又は押し出しにより形成されることを特徴とする請求項１４に記載のカーボンリボンの形成方法。
16. 請求項１乃至１３のいずれか１項で定義されたカーボンリボンの少なくとも１つの面上への半導体材料層のデポジット方法であって、（ａ）前記カーボンリボン（１６’）を、溶融した半導体材料の浴（１２）の水平な平衡表面を通し縦方向に連続的に引上げるステップを行い、前記カーボンリボンの引き上げに応じてその面に溶融した前記半導体材料を濡らしてデポジットさせることを特徴とする半導体材料層のデポジット方法。
17. 前記カーボンリボン（１６’）を連続的に引上げる前記（ａ）ステップの前に、さらに、前記カーボンリボン（１６’）の表面に熱分解性カーボンの層をデポジットさせるステップを行うことを特徴とする請求項１６記載の半導体材料層のデポジット方法。
18. 前記（ａ）ステップの後に、（ｂ）任意に、半導体材料（３０、３２）の層を、隆起を含めた縦方向端部を切除するステップ、さらに（ｃ）カーボンリボン（１６’）を取除くステップ、を行うことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の半導体材料層のデポジット方法。

Images