Описанные раньше схемы выращивания лент и труб имели общую особенность: вытягивание кристаллизующегося изделия было направ­лено вертикально. Одной из трудностей реализации такой схемы явля­ется необходимость постоянно удерживать выращиваемое изделие
(ленту, трубу), а затем освобождать ее от захватов. Такой трудности нет при горизонтальном расположении ленты на каких-либо опорах, по­этому представляется интересным горизонтальный вариант реализации способа Степанова. Упоминания о создании и опробовании такой уста­новки имеют место в [9]. Однако дальнейшего продолжения эти рабо­ты, по-видимому, не получили.

В то же время подобная технология для получения очень тонких (=10 мкм) лент металлов была разработана в Японии и Канаде (ОСС — способ [49], рис. 4.19). Но для выращивания кремниевых лент она, по — видимому, не применялась. Недостатком горизонтального варианта ST — и ОСС-способов является несимметричность мениска в результате не­симметричности гравитационного воздействия. Требуются специаль­ные технологические ухищрения, чтобы избежать изгибов мениска и ленты, а также обеспечить устойчивый процесс роста. Для этого в ОСС-способе применяется специальный подогрев формообразователя, длина мениска сводится к минимуму, а фронт кристаллизации должен входить внутрь отверстия формообразователя, но не касаться его кром­ки [49]. Поддерживать такое состояние, по-видимому, не просто. (Это же показывает и подробный теплофизический анализ, подобный про­деланному в [48, 50].)

Рис. 4.19. Схема аппарата для горизонтального непрерывного литья тонких металлических лент по способу ОСС [49].

1 — контроль уровня расплава; 2 — нагреватель кристаллизатора; 3 — лента; 4 — тянущие Ролики; 5 — затравка; 6 — направляющие; 7 — струи водяного охлаждения; 8 — нагрева­тель тигля; 9 — тигель; 10 — расплав металла.

Общий анализ изложенного материала показывает, что выращива­ние тонкостенных многогранных кремниевых труб перспективно и с точки зрения производительности, и с точки зрения качества получае­мого материала. Для повышения производительности единицы обору­дования целесообразно увеличивать высоту выращиваемой трубы (сокращается время простоя) и ее диаметр. Поскольку при этом необ­ходимо увеличение диаметра тигля, надо стремиться уменьшать массу расплава для снижения энергопотребления, составляющего существен­ную часть в затратах на производство изделий при высоких температу­рах.

Возможность получения крупнозернистой и даже монокристалли — ческой структуры л-Si положительно выделяет способ Степанова из всей совокупности способов. Следует однако учитывать, что формооб­разователь и тигель могут быть основными источниками загрязнения.

Увеличение производительности, т. е. скорости роста, связано с ростом степени переохлаждения, а следовательно, с ухудшением струк­турного качества изделия и потерей вышеназванных преимуществ спо­соба Степанова. Практическая реализация в ST-способе вертикального вытягивания требует высоких помещений (11-12 м и более); практиче­ски исключает организацию непрерывного вытягивания, ограниченно­го лишь сроком службы тигля и формообразователя; заставляет при­влекать дополнительное оборудования для перемещения и фигурной резки длинных замкнутых профилей; приводит к основному теплоот­воду вбок и неравномерности охлаждения внутренней и внешней по­верхностей полого замкнутого профиля, что является источником на­пряжений.

По сравнению с ST-способом IS-способ какими-либо существен­ными преимуществами не обладает — ни по производительности, ни по устойчивости роста, ни по качеству лент. Имеют место технологиче­ские сложности, связанные с перегревом расплава, с необходимостью встраивания формообразователя в дно тигля, с возможностью полного вытекания расплава из тигля через отверстие в ФО. Однако известны другие перспективные разработки (в частности Института теплофизики СО РАН) с неопубликованным "ноу хау".