CN103132133A - 用于生产硅锭的方法 - Google Patents
用于生产硅锭的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103132133A CN103132133A CN2012105175361A CN201210517536A CN103132133A CN 103132133 A CN103132133 A CN 103132133A CN 2012105175361 A CN2012105175361 A CN 2012105175361A CN 201210517536 A CN201210517536 A CN 201210517536A CN 103132133 A CN103132133 A CN 103132133A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon
- ingot
- close grain
- temperature
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 238
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 236
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 236
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 16
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 10
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/02—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method without using solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
本发明涉及用于生产硅锭（1）的方法和硅锭，所述方法包括如下的步骤：提供用于容纳熔融硅（3）的容器（2），形成细晶粒硅层（5），将细晶粒硅层（5）布置在所述容器（2）中，在所述容器（2）中布置所述熔融硅（3）使之与所述细晶粒硅层（5）接触，所述熔融硅（3）从所述细晶粒硅层（5）开始定向固化。
Description
相关申请的交叉引用
德国专利申请DE102011087759.2的内容通过引用纳入此文。
技术领域
本发明涉及一种用于生产硅锭的方法。本发明也涉及一种硅锭。
背景技术
硅锭被用作生产太阳能电池的原材料。硅锭的晶体结构在很大程度上影响了由此硅锭制成的太阳能电池的质量。例如，从EP0218088B1中可知一种用于生产硅锭的方法。
一直存在提高这种生产方法的需求。
发明内容
该目的可以通过用于生产硅锭的方法来实现，其中该用于生产硅锭的方法包括以下的步骤：
-提供一容器以容纳熔融硅，
-将细晶粒硅层布置在容器中，
-在容器中布置熔融硅使之与所述细晶粒硅层接触，
-所述熔融硅从所述细晶粒硅层开始定向固化。
本发明的核心在于首先生产细晶粒硅层，其中熔融硅从此细晶粒硅层开始定向固化。
根据本发明，认识到细晶粒硅层能够导致硅锭的缺陷特别低的晶体结构。硅层的细晶粒结构这里被认为是晶体结构，在此晶体结构中，大多数微晶（crystallite）、尤其是至少70%的微晶、尤其是至少90%的微晶、尤其是全部的微晶具有0.1mm至5mm范围内的相当直径，特别是在1mm至3mm的范围内的相当直径。其中微晶具有小于3:1的纵横比。特别是不存在所谓的树枝晶。
细晶粒熔融硅优选地通过液态硅的快速固化而形成。出于这个目的，液态硅可优选地与温度比硅的熔化温度低的基板接触。如果基板的热容量足够大和/或与基板接触的液态硅的量足够小，可以很容易地以此方式生成细晶粒硅层。在此方面，根据本发明，基板的温度对成核频率并且因此对硅层的晶粒结构具有很大的影响。一般而言，越冷的基板将导致越细晶粒的硅层。实现液态硅的快速固化的原因在于：当熔融硅被布置在容器中与细晶粒硅层接触时，从细晶粒硅层开始，熔融硅中的温度梯度为至少0.1K/cm，特别是至少1K/cm，特别是至少3K/cm。特别地，在细晶粒硅层与液态熔融硅的接触面实现该温度梯度。
例如，基板可以由布置在模具基部上的一个或多个硅板形成。一层细晶粒或模具基部本身也可以被用作基板。
基板优选地过度冷却。在基板与液态硅接触之后，该基板具有特别是至多1200℃的温度，特别是至多1100℃的温度，特别是至多1000℃的温度。
例如，基板可以由硅、特别是碳化硅（SiC）或氮化硅（Si3N4）的硅化合物制成，或者由石墨制成。基板至少部分由从上述一组材料中选取的一种材料制成。
根据本发明的一个方面，在与熔融硅在其中固化的模具相同的模具中生产细晶粒硅层。根据本发明的另一方面，在与熔融硅在其中固化的模具不相同的容器中生产细晶粒硅层。在后者的情况下，在一单独的处理中细晶粒熔融硅可形成为籽晶层，然后将此细晶粒硅层放置在模具中。尤其是在布里奇曼类似的处理中，该细晶粒硅层将其晶粒结构传递到在其上生长的硅锭。
根据本发明，在熔融硅的固化期间，细晶粒硅层区域中的温度保持在比硅的熔化温度低的温度，特别是低于1400℃的温度，特别是低于1300℃的温度，特别是低于1200℃的温度。这保证了在细晶粒硅层上不会发生成核现象。
此外，控制模具的温度场使得熔融硅近乎均衡地固化。在不考虑与细晶粒硅层直接接触的区域的情况下，也就是，在不考虑固化处理的起始阶段的情况下，在已经固化的硅和仍然是液态熔融的硅之间的相界面处的温度梯度为15K/cm的最大值。熔融硅的冷却速度优选地是至多3K/min，特别是至多1K/min。
本发明的另一目的在于改进硅锭。特别地，本发明的目的在于改进多晶硅锭。通过如下的方法来达到本发明的该目的：在该方法中，在熔融硅的固化期间，细晶粒硅层区域中的温度保持在硅的熔化温度之下。根据本发明，可以确定根据本发明生产的硅锭具有特别有利的晶体结构。根据本发明生产的硅锭具有特别有利的多晶晶体结构。
尤其是，特征在于晶粒数量从硅锭的基部向硅锭的顶部减少。根据本发明的硅锭与传统的硅锭不同之处在于此。特别是晶粒数量从基部向顶部减少至少20%，特别是减少至少30%。
在根据本发明生产的硅锭中，特别有利的是缺陷比例从特定的高度之后大致保持不变，尤其是不再进一步增加。特别是从上述锭的基部测量的10cm的高度之后缺陷比例保持不变。
根据本发明可以认识到通过根据本发明的方法因此能够生产如下的硅锭：该硅锭具有至少50cm的高度，特别是至少75cm的高度，特别是至少100cm的高度。
附图说明
从参考附图对本发明的多个实施例进行的说明中显现本发明的优点和细节，附图中：
图1示出了用于生产硅锭的模具的示意图，
图2示出了贯穿根据本发明生产的锭的示意性截面，
图3示出了根据本发明生产的硅锭中（实线）的和传统的硅锭中（虚线）的根据高度而变化的晶粒数量K和缺陷比例D。
具体实施方式
以下将说明根据本发明的用于生产硅锭1的方法。为此，首先提供用于容纳熔融硅3的模具2。模具2一般是用于容纳熔融硅3的容器。对于该类型的模具2的细节，例如参见DE102005013410A1。
根据本发明，认识到非常精细的基部结构对于生产硅锭1是有利的。此外，认识到这种类型的精细基部结构能够通过液态硅在固体硅上快速固化而生成。根据本发明的方法的一个优点是很高的处理稳定性。
根据本发明的第一实施例，规定将硅板4布置在模具2的基部上。在此情况下，硅板4优选地覆盖模具2的整个基部。硅板4优选地具有在1mm至10mm范围内的厚度，特别是在5mm至5cm的范围内的厚度，特别是在1cm至3cm的范围内的厚度。硅板4优选地具有平滑的表面。硅板4的表面优选地定向成与模具2的基部平行。原则上，也可以想象到使硅板4的表面结构化。
硅板4保持在处于硅的熔融温度之下的温度T1。硅板4的温度T1特别是低于1400℃，特别是低于1300℃，特别是低于1200℃，特别是低于1100℃，特别是低于1000℃。虽然尽量低的温度有利于快速固化的处理，但是熔融硅3和硅板4之间的很大的温度差很容易导致熔融硅3与硅板4接触时的机械问题。因此能够特别是根据硅板4的厚度和熔融硅3的量来适当地调整硅板4的温度，其中上述熔融硅3将与硅板4接触以形成细晶粒硅层5。
为了调整硅板4的温度，例如，通过温度控制装置能够控制模具2的基部的温度。关于这种类型的温度控制装置的细节，例如，参见DE102005013410A1。特别是可通过模具2的基部来冷却硅板4。通过模具2的基部，特别是通过热传导，将热量从硅板4散发出去。
为了制造形成细晶粒成核层的细晶粒硅层5，将液态硅6倾倒入带有硅板4的模具2中。硅板4是基板的一个示例，液态硅6与基板接触，以形成细晶粒硅层5。如图1示意性示出的，液态硅6可以已经在单独的坩埚中熔化。因为硅板4和液态硅6之间的很大的温度差，在硅板4上发生液态硅6的快速固化。在这里形成细晶粒硅层5。
以这种方式形成的细晶粒硅层5优选地具有在1cm至5cm范围内的厚度，尤其是在2cm至3cm范围内的厚度。
细晶粒硅层5具有主要由细晶粒微晶组成的晶体结构。细晶粒硅层5的微晶特别地具有最大值为5mm的相当直径，特别是最大值为3mm的相当直径，特别是最大值为2mm的相当直径，特别是最大值为1mm的相当直径。该微晶具有至多3:1的纵横比。特别是这些不是所谓的树枝晶。
液态硅6在模具2中在细晶粒硅层5之上的区域首先表现为熔融硅3。熔融硅3从细晶粒硅层5开始定向固化形成硅锭1。熔融硅3的固化近乎均衡地进行。特别是，为了均衡地进行固化，缓慢地冷却熔融硅3。冷却速率特别是至多为1K/min，特别是至多为0.1K/min。在细晶粒硅层5和仍为液态的熔融硅3之间形成结晶区域8。结晶区域8形成选晶区域。根据本发明，以如下的方式来控制模具2中的温度场：在选晶区域普遍存在尽量小的温度梯度
以允许使得近乎均衡地进行晶体生长。选晶区域8中的温度梯度特别是至多15K/cm，尤其是至多5K/cm，尤其是至多1K/cm。
结晶区域8之上的熔融硅3在固化过程中保持在温度T3，其中该温度T3稍稍大于硅熔化温度。温度T3尤其是，至多1500℃，尤其是至多1450℃。
从先前已知的用于生产硅锭的方法中，晶粒数量在锭的整个高度上基本保持不变。
根据本发明，发现，由于熔融硅3在细晶粒硅层5上的近乎均衡的固化，能够生产具有特别有利的晶体结构的硅锭1。以此方式生产的硅锭1的晶粒数量从硅锭1的临近基部9的区域开始向硅锭1的临近顶部10的区域逐渐减小（参见图3的曲线K）。硅锭1的晶粒数量从基部9向顶部10特别是减少至少20%，特别是减少至少30%，特别是减少至少50%。
已发现特别有利的是，根据本发明生产的硅锭1中的缺陷比例从特定的高度h0之后基本恒定。高度h0处于细晶粒硅层5之上的1cm至10cm范围内。
而在先前已知的用于生产硅锭的方法中缺陷比例随着高度的增长而大致单调地增长，特别是大致线性增长（参见图3；曲线D），这种增长将导致据此生产的锭从特定的高度之后具有太高的缺陷比例，因此只能生产具有有限最大高度的硅锭，然而这种限制在根据本发明生产的硅锭1中不再有必要。在根据本发明的硅锭1中，缺陷比例从特定的高度h0之后大致保持不变。因此，借助于根据本发明的方法，原则上可以生产具有任何期望高度的硅锭1。特别是，可以生产高度至少50cm的、特别是至少75cm的，特别是至少100cm的硅锭1。这种方法特别地有效和经济合算，特别是因为基部9仅生成（develop）一次——由于该工艺，基部9总是生成并且之后必须被移除。通过具有较大高度的硅锭1，总体的产出率因此能够提高。
根据本发明生产的硅锭1特别地具有多晶结构，其中该多晶结构的缺陷比例从特定的高度h0之后保持不变。
以下将说明根据本发明的方法的其他细节和替代解决方案。
例如，可以将多个扁平的硅片而不是单个的硅板4放置在模具2的基部上。在此情形中，模具2的基部可以被扁平的硅片镶嵌，特别地，完全由扁平的硅片覆盖。此外，规定，在模具2中在硅板4上布置固态硅片以用于液态硅6的快速固化，并且从上至下熔化固态硅片。在固态硅片熔化期间形成的液态熔融硅6滴在硅板4上，进而通过快速固化形成细晶粒硅层5。
也可以用一层精细的硅原材料作为基板以代替硅板4。特别地，该层具有在1至5cm的范围内的高度。如上所述，可以将已在单独的坩埚7中熔化的液态硅6倾倒在硅原材料层上，或者，在该硅原材料层上布置固态硅片并且从上至下熔化该固态硅片。此例中，模具2的基部上的细晶粒也可以从上部开始熔化。此时，开始结晶。然后，由模具2的基部上的未完全熔化的细晶粒的快速固化来形成细晶粒硅层5。
此外可以如上所述首先仅形成细晶粒硅层5。然后可将该硅层5放置到单独的模具2中。然后，将该细晶粒硅层5用作用于待固化的熔融硅3的籽晶层，其中在模具2中熔融硅3与细晶粒硅层5接触。接着，在此情形中，可在单独的坩埚7中生产熔融硅3。也可以通过在模具2中熔化硅片来生产熔融硅3。
如上所述，此外可以首先生产细晶粒硅层5，但是将其保留在与生产细晶粒硅层5的模具相同的模具2中。然后在单独的下一个处理步骤中，在模具2中填满硅片，并且将模具2安装到不同的类似布里奇曼的结晶系统中。因此可在与熔融硅3在其中固化以生产硅锭1的模具相同的模具2中生产细晶粒硅层5。也可以在与熔融硅3在其中固化以生产硅锭1的容器不相同的容器中生产细晶粒硅层5。
模具2的基部本身也可以被用作基板以快速固化液态硅6。根据该实施例，只将少量的液态硅6倾倒入模具2中以生产细晶粒硅层5。特别地如此测量液态硅的量，使得在模具2中形成最大高度值为5cm，尤其是最大高度值为3cm的一层。因此，液态硅6的量具有相对小的热容量。因此，可以将模具2基部本身用作用于液态硅6的快速固化的基板。为此，相应地冷却模具2的基部。特别是在倾倒液态硅6期间，模具2的基部具有：特别是小于1200℃的温度，特别是小于1100℃的温度，特别是小于1000℃的温度。在此实施例中可以不用插入单独的硅板4。
在上述所有的实施例中，可以使用由不同的材料制成的一个或多个板，以代替硅板4，来作为基板。基板大体上至少部分由选自下列的材料制成：硅、碳化硅、氮化硅、石墨。
Claims (23)
1.一种用于生产硅锭（1）的方法，该方法包括以下步骤：
提供用于容纳熔融硅（3）的容器（2），
将细晶粒硅层（5）布置在所述容器（2）中，
在所述容器（2）中布置熔融硅（3）使之与所述细晶粒硅层（5）接触，
从所述细晶粒硅层（5）开始定向固化所述熔融硅（3）。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：生产所述细晶粒硅层（5）。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，快速固化液态硅以生产所述细晶粒硅层（5）。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，液态硅与温度比硅的熔化温度低的基板接触，以生产所述细晶粒硅层（5）。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从下列中选择所述基板：一个或多个板（4）、一层细晶粒以及所述容器的基部（9）。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，平均晶粒尺寸在0.1mm至3mm范围内的一层细晶粒原材料被用作所述基板，并且被直接放置在所述容器（2）的基部（9）上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述一层细晶粒原材料的厚度在1cm至5cm范围内。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基板当与所述液态硅接触时的温度至多为1200℃。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基板当与所述液态硅接触时的温度至多为1100℃。
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基板当与所述液态硅接触时的温度至多为1000℃。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基板至少部分由选自下列的材料制成：硅、碳化硅、氮化硅、石墨。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在与所述熔融硅（3）在其中固化的容器相同的容器（2）中生产所述细晶粒硅层（5）。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在与所述熔融硅（3）在其中固化的容器不相同的容器（2）中生产所述细晶粒硅层（5）。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述熔融硅（3）固化期间，所述细晶粒硅层（5）区域中的温度保持在比硅的熔化温度低的温度。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，近乎均衡地进行所述熔融硅（3）的固化。
16.一种根据权利要求1的方法生产的硅锭（1）。
17.如权利要求16所述的硅锭（1），其特征在于，晶粒数量从所述锭的基部（9）向顶部（10）减少。
18.如权利要求17所述的硅锭（1），其特征在于，所述晶粒数量从所述基部（9）向所述顶部（10）减少至少20%。
19.如权利要求17所述的硅锭（1），其特征在于，所述晶粒数量从所述基部（9）向所述顶部（10）减少至少30%。
20.如权利要求16所述的硅锭（1），其特征在于，从特定的高度（h0）之后缺陷比例保持不变。
21.如权利要求16所述的硅锭（1），其特征在于，所述硅锭（1）的高度至少为50cm。
22.如权利要求16所述的硅锭（1），其特征在于，所述硅锭（1）的高度至少为75cm。
23.如权利要求16所述的硅锭（1），其特征在于，所述硅锭（1）的高度至少为100cm。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011087759.2 | 2011-12-05 | ||
| DE102011087759.2A DE102011087759B4 (de) | 2011-12-05 | 2011-12-05 | Verfahren zur Herstellung von Silizium-Ingots und Silizium-Ingot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103132133A true CN103132133A (zh) | 2013-06-05 |
| CN103132133B CN103132133B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=48431215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210517536.1A Expired - Fee Related CN103132133B (zh) | 2011-12-05 | 2012-12-05 | 用于生产硅锭的方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103132133B (zh) |
| DE (1) | DE102011087759B4 (zh) |
| SG (1) | SG190547A1 (zh) |
| TW (1) | TWI451007B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107208308A (zh) * | 2015-02-05 | 2017-09-26 | 瓦克化学股份公司 | 制备多晶硅的方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015216734A1 (de) | 2015-09-02 | 2017-03-02 | Alzchem Ag | Tiegel zur Herstellung von Silicium-Ingots, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Silicium-Ingot |
| DE102018206969B3 (de) | 2018-05-04 | 2019-06-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Tiegel zur Herstellung von multikristallinem Silicium mittels gerichteter Erstarrung sowie Verfahren zur Herstellung des Tiegels und Verwendung des Tiegels |
| DE102018206982A1 (de) | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Alzchem Trostberg Gmbh | Tiegel zur Herstellung von multikristallinem Silicium mittels gerichteter Erstarrung, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung, sowie Verfahren zur Herstellung von multikristallinem Silicium mittels gerichteter Erstarrung |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN85100529A (zh) * | 1985-04-01 | 1986-08-13 | 复旦大学 | 一种定向凝固生长太阳能电池用的多晶硅锭工艺 |
| CN1209472A (zh) * | 1997-06-23 | 1999-03-03 | 夏普公司 | 生产多晶半导体晶锭的工艺和设备 |
| JPH11236291A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-08-31 | Mitsubishi Materials Corp | 一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴット製造用ルツボ |
| CN101696514A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-04-21 | 常州天合光能有限公司 | 一种多晶锭的生产方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3532131A1 (de) | 1985-09-10 | 1987-03-12 | Bayer Ag | Verfahren zur gerichteten erstarrung von metallschmelzen |
| DE102005013410B4 (de) | 2005-03-23 | 2008-01-31 | Deutsche Solar Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Kristallisieren von Nichteisenmetallen |
| DE102007038851A1 (de) * | 2007-08-16 | 2009-02-19 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung von monokristallinen Metall- oder Halbmetallkörpern |
| CN102776561B (zh) * | 2012-04-01 | 2017-12-15 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 多晶硅锭及其制备方法、多晶硅片和多晶硅铸锭用坩埚 |
-
2011
- 2011-12-05 DE DE102011087759.2A patent/DE102011087759B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-11-20 SG SG2012085627A patent/SG190547A1/en unknown
- 2012-12-04 TW TW101145461A patent/TWI451007B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-12-05 CN CN201210517536.1A patent/CN103132133B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN85100529A (zh) * | 1985-04-01 | 1986-08-13 | 复旦大学 | 一种定向凝固生长太阳能电池用的多晶硅锭工艺 |
| CN1209472A (zh) * | 1997-06-23 | 1999-03-03 | 夏普公司 | 生产多晶半导体晶锭的工艺和设备 |
| JPH11236291A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-08-31 | Mitsubishi Materials Corp | 一方向凝固多結晶組織を有するシリコンインゴット製造用ルツボ |
| CN101696514A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-04-21 | 常州天合光能有限公司 | 一种多晶锭的生产方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107208308A (zh) * | 2015-02-05 | 2017-09-26 | 瓦克化学股份公司 | 制备多晶硅的方法 |
| CN107208308B (zh) * | 2015-02-05 | 2020-05-15 | 瓦克化学股份公司 | 制备多晶硅的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201329294A (zh) | 2013-07-16 |
| DE102011087759B4 (de) | 2018-11-08 |
| SG190547A1 (en) | 2013-06-28 |
| CN103132133B (zh) | 2016-01-20 |
| DE102011087759A1 (de) | 2013-06-06 |
| TWI451007B (zh) | 2014-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5059596B2 (ja) | 単結晶シリコンにおける連続的成長用システム | |
| CN103361722B (zh) | 多晶硅锭及其制备方法、多晶硅片和多晶硅铸锭用坩埚 | |
| JP5496674B2 (ja) | 指向性凝固による金属シリコンの精製方法 | |
| JP4203603B2 (ja) | 半導体バルク多結晶の作製方法 | |
| JP5511945B2 (ja) | Ｕｍｇ−ｓｉ材料精製のためのプロセス管理 | |
| US8172944B2 (en) | Device for producing a block of crystalline material with modulation of the thermal conductivity | |
| US7601618B2 (en) | Method for producing semi-conditioning material wafers by moulding and directional crystallization | |
| CN101755077A (zh) | 从籽晶制造浇铸硅的方法和装置 | |
| CN103132133B (zh) | 用于生产硅锭的方法 | |
| CN104451870A (zh) | 一种多晶硅锭的铸造方法 | |
| CN102383184A (zh) | 晶体及其铸造方法和装置 | |
| JP2007019209A (ja) | 太陽電池用多結晶シリコンおよびその製造方法 | |
| CN101133194B (zh) | 浮法硅晶片的制作工艺和设备 | |
| JP5731349B2 (ja) | 単結晶シリコンにおける連続的成長用システム | |
| CN102703965A (zh) | 一种降低铸锭硅单晶晶体缺陷的方法 | |
| CN101597787B (zh) | 在氮气下铸造氮浓度可控的掺氮单晶硅的方法 | |
| CN101591807A (zh) | 掺氮的定向凝固铸造单晶硅及其制备方法 | |
| JP2005132671A (ja) | 高品質多結晶シリコンの製造方法 | |
| CN101597788B (zh) | 在氮气下融化多晶硅制备掺氮铸造单晶硅的方法 | |
| JP2006273628A (ja) | 多結晶シリコンインゴットの製造方法 | |
| JP2004196577A (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
| KR20120061837A (ko) | 다결정 실리콘 잉곳을 생산하기 위한 장치 | |
| US4561930A (en) | Process for the production of coarsely crystalline silicon | |
| JP2016124713A (ja) | 多結晶シリコンインゴットの製造方法 | |
| JP2003267717A (ja) | シリコンインゴットの製造方法および製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160120 Termination date: 20201205 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |