CN105263859B - 硅锭的制造方法以及硅锭 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硅锭的制造方法以及硅锭。为了简便地制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭，本发明的硅锭的制造方法具有：第1工序，准备铸模；第2工序，向所述铸模内提供第1硅熔液，通过使该第1硅熔液在所述铸模内的底部上凝固，从而形成第1凝固层，该第1凝固层具有：第1区域、和在该第1区域上通过截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比该第1区域高的第2区域；和第3工序，向所述铸模内的所述第1凝固层上提供第2硅熔液，使该第2硅熔液在从所述第1凝固层向上方的单向上凝固，形成第2凝固层，该第2凝固层具有：通过截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比所述第2区域低的第3区域。

Description

硅锭的制造方法以及硅锭

技术领域

本发明涉及一种硅锭的制造方法以及硅锭。

背景技术

在太阳能电池元件中，硅基板作为半导体基板而被广泛应用。该硅基板能够通过将单晶或者多晶硅锭薄切为所希望的厚度来得到。

作为单晶硅锭的制造方法，例如已知切克劳斯基(Czochralski)法以及悬浮区熔(Floating zone)法等。此外，作为多晶硅锭的制造方法，例如已知铸塑(Cast)法等。并且，多晶硅锭能够比单晶硅锭更简便制造(例如，参照日本特开2007-9597号公报)。但是，一般已知多晶硅基板被用作为半导体基板的太阳能电池元件的光电变换效率会由于晶界等的结晶缺陷的存在而比使用了单晶硅基板的太阳能电池元件的光电变换效率低。

因此，提出了一种使用铸塑法来制造晶界等的缺陷少、结晶方位一致的硅锭的方法(例如，参照日本特开平成10-194718号公报以及日本特表2009-523693号公报)。在该制造方法中，采用如下的方法：在将作为籽晶的单晶硅配置在铸模内的底面的状态下，通过将硅熔液注入到铸模内，来以籽晶为起点使该硅熔液在单向上凝固(籽铸塑法)。

发明内容

-发明要解决的课题-

但是，在籽铸塑法中，导致用于准备籽晶的繁琐的制造工序以及制造成本的上升。此外，在将多个籽晶排列在铸模的底面的情况下，若未高精度地排列籽晶，则硅熔液难以在单向上凝固，难以制造出具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭。

因此，希望一种能够简便地制造出具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭的硅锭的制造方法以及硅锭。

-解决课题的手段-

为了解决上述课题，一方式所涉及的硅锭的制造方法具有：第1工序准备铸模；第2工序，向所述铸模内提供第1硅熔液，通过使该第1硅熔液在所述铸模内的底部上凝固，从而形成第1凝固层，该第1凝固层具有：第1区域、和在该第1区域上通过截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比该第1区域高的第2区域；和第3工序，向所述铸模内的所述第1凝固层上提供第2硅熔液，使该第2硅熔液在从所述第1凝固层向上方的单向上凝固，从而形成第2凝固层，该第2凝固层具有：通过截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比所述第2区域低的第3区域。

此外，一方式所涉及的硅锭具备：从底部起依次层叠的第1区域、第2区域以及第3区域，通过所述第2区域的截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比通过所述第1区域以及所述第3区域的各截面处的所述蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度高。

此外，其他的一方式所涉及的硅锭具备：从底部起依次层叠并含有碳以及氮的第1区域、第2区域以及第3区域，所述第2区域的碳的原子密度与氮的原子密度之和比所述第1区域的碳的原子密度与氮的原子密度之和大。

进一步地，其他的一方式所涉及的硅锭具有从底部向上部方向，比电阻值增加并成为最大的区域，该硅锭具备：从所述底部向所述上部方向，具有比电阻值增加的趋势的第1部位；和从所述底部向所述上部方向，具有比电阻值减少的趋势并具有最小的比电阻值的第2部位。

-发明效果-

根据上述的硅锭的制造方法，由于来自第1区域的位错以及变形的传播，在高密度地存在有缺陷的第2区域停止，因此能够在第1凝固层上形成缺陷少的结晶性优良的区域。因此，能够简便地制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭。

根据上述的硅锭，在制造硅锭时，能够形成缺陷少的结晶性优良的区域。因此，能够提供一种具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭。

附图说明

图1是表示硅锭的制造装置的一结构例的截面图。

图2是表示冷却板的动作的一个例子的截面图。

图3是示例硅锭的制造工序的流程的流程图。

图4是表示在铸模的内壁涂敷有脱模材料的状态的截面图。

图5是表示在坩埚内填充有原料硅的状态的截面图。

图6是表示进行铸模的预热和原料硅的加热的情形的截面图。

图7是表示硅熔液被断续地提供的情形的截面图。

图8是表示在铸模内的底部上形成初始凝固层的情形的截面图。

图9是表示初始凝固层的形成形态的一个例子的截面图。

图10是表示初始凝固层的形成形态的一个例子的截面图。

图11是表示初始凝固层的结构的截面图。

图12是表示初始凝固层的形成形态的一个例子的截面图。

图13是表示在初始凝固层上形成熔液层的情形的截面图。

图14是表示硅熔液被连续地提供的情形的截面图。

图15是表示将冷却板与铸模保持部抵接的状态的截面图。

图16是表示硅熔液在单向上凝固的情形的截面图。

图17是表示硅锭的结构的俯视图。

图18是表示硅锭的结构的截面图。

图19是表示硅锭中碳以及氮的原子密度的图。

图20是表示硅锭中的高度与ρb值的关系的图。

图21是表示硅锭中的高度与EPD的关系的图。

图22是表示光电变换元件的受光面的外观的俯视图。

图23是表示光电变换元件的非受光面的外观的俯视图。

图24是表示图22以及图23中由点划线XXIV-XXIV所示的位置的截面的图。

图25是表示硅锭中的高度与光电变换元件中的变换效率的关系的图。

图26是示例硅锭的制造工序的流程的流程图。

图27(a)、(b)是分别表示硅锭中固化率与比电阻值的关系的图。

图28(a)、(b)是分别表示硅锭中固化率与掺杂剂浓度的关系的图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的一实施方式。另外，在附图中对具有同样的结构以及功能的部分赋予同一符号。此外，附图是示意性地表示，装置等被简化地图示。此外，各图中各种构造的尺寸以及位置关系等能够被适当地变更。此外，图1、图2以及图4至图18中，附有以硅锭的制造装置的上方向(图1的附图向上看方向)为+Z方向的右手系的XYZ坐标系。图2、图6至图8以及图13至图16中，冷却板123的移动由涂黑的箭头表示，热量的移动由空心的箭头表示，基于加热的热量的赋予由附有斜线阴影线的箭头表示。图7以及图9中，硅熔液MS1的液滴落下的方向由粗线的箭头表示。在图9至图12以及图16中，硅熔液MS1的凝固进行的情形由粗虚线的箭头表示。图2、图4至图8、图13至图16中，省略表示图1所示的加热器等的外形的一部分的虚线。

<(1)实施方式1>

<(1-1)硅锭的制造装置>

如图1所示，制造硅锭的制造装置100具备：上部单元110、下部单元120以及控制部130。

上部单元110具备：坩埚111、坩埚上部加热器H1u以及侧部加热器H1s。下部单元120具备：铸模121、铸模保持部122、冷却板123、旋转轴124、铸模上部加热器H2u、下部加热器H2l以及测温部CH1、CH2。坩埚111以及铸模121的材料，只要在硅的熔点以上的温度，难以产生熔融、变形以及分解等，且进一步难以产生与硅的反应，且杂质减少即可。

坩埚111具备：主体部111b、上部开口部111uo、内部空间111i以及下部开口部111bo。主体部111b整体为有底的大致圆筒形状的部件。另外，坩埚111的材料是例如石英玻璃等即可。坩埚上部加热器H1u在上部开口部111uo的正上方俯视呈配置为圆环状。侧部加热器H1s按照从侧方包围主体部111b的方式俯视呈配置为圆环状。

这里，在硅锭的制造时，在坩埚111的内部空间111i，例如从上部开口部111uo填充作为硅锭的原料的固体状态的多个硅块(以下，原料硅)。另外，该原料硅也可以含有粉末状态的硅块。填充在该内部空间111i的原料硅通过基于坩埚上部加热器H1u、H2u以及侧部加热器H1s的加热而被熔融。然后，例如，内部空间111i内的熔融了的硅(硅熔液)经由下部开口部111bo而被向下部单元120的铸模121提供。另外，也可以采用不在坩埚111设置下部开口部111bo，而通过倾斜坩埚111来从坩埚111内向铸模121注入硅熔液的结构。

铸模121整体为有底的筒形的部件。具体来讲，铸模121具备：底部121b、侧壁部121s、内部空间121i以及配置在铸模121的上部的上部开口部121o。底部121b以及上部开口部121o是例如大致正方形即可。并且，底部121b以及上部开口部121o的一边，例如是300mm以上且800mm以下左右即可。上部开口部121o接受从坩埚111向内部空间121i内的硅熔液的提供。这里，作为侧壁部121s以及底部121b的材料，例如能够采用二氧化硅或者碳等。侧壁部121s进一步也可以通过例如与碳纤维强化碳复合材料等、以及作为隔热材料的毛毡等组合来形成。

此外，如图1所示，铸模上部加热器H2u在铸模121的上部开口部121o的正上方配置为圆环状。下部加热器H2l按照从侧方包围从铸模121的侧壁部121s的+Z方向上的下部至上部的部分的方式而配置为圆环状。下部加热器H2l也可以具有被分割为多个区域，且各区域的温度被独立控制的结构。

铸模保持部122从下方保持铸模121，与铸模121的下表面紧贴。铸模保持部122的材料为例如石墨等导热性高的材料即可，也可以进一步在与铸模121的侧壁部121s之间具备隔热部(未图示)。在该情况下，热量能够比侧壁部121s优先地从底部121b传导至冷却板123。隔热部的材料为例如毛毡等即可。

如图2所示，冷却板123通过旋转轴124的旋转来上升，与铸模保持部122的下表面接触。作为冷却板123，例如是在中空的金属板等的内部水或者气体循环的构造的部件即可。在硅锭的制造时，在内部空间121i中填充有硅熔液MS1的状态下，通过冷却板123与铸模保持部122的下表面接触，从而进行从硅熔液MS1经由铸模保持部122向冷却板123传导热量的散热。换句话说，硅熔液MS1通过冷却板123而被从底部121b侧冷却。

测温部CH1、CH2是用于测量温度的部分。测温部CH1、CH2例如通过被氧化铝制的细管包覆的热电偶等能够进行与温度有关的测定，在省略图示的温度检测部，检测与在各测温部CH1、CH2产生的电压相应的温度。

这里，测温部CH1配置在下部加热器H2l的附近。测温部CH2配置在铸模121的底部121b的中央部的下表面附近。

控制部130是控制制造装置100的整体的部分。控制部130例如具有处理器以及存储部等，是通过保存在存储部内的程序被处理器执行来进行各种控制的部件即可。例如，通过控制部130，坩埚上部加热器H1u、H2u、侧部加热器H1s以及下部加热器H2l的输出被控制。另外，在控制部130中，例如，根据通过各测温部CH1、CH2来得到的温度以及时间的经过中的至少一者来控制各加热器H1s、H1u、H2l、H2u的输出。

<(1-2)硅锭的制造方法>

接下来，说明使用了制造装置100的硅锭的制造方法。如图3所示，在本实施方式所涉及的硅锭的制造方法中，通过依次进行作为第1～第3工序的步骤Sp1～Sp3，从而制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。

在本实施方式中，在步骤Sp1的第1工序中，依次进行步骤Sp11、Sp12这2个工序。此外，在步骤Sp2的第2工序中，依次进行步骤Sp21～Sp24这4个工序或步骤Sp21～Sp25这5个工序。进一步地，在步骤Sp3的第3工序中，依次进行步骤Sp31～Sp33这3个工序。在图4至图16中，示意性地表示各工序中铸模121的状态、铸模121以及坩埚111两者的状态、或硅熔液MS1凝固的形态。

<(1-2-1)第1工序>

在步骤Sp1中，例如，如图4以及图5所示，进行铸模121以及坩埚111的准备。这里，说明第1工序中依次进行的步骤Sp11、Sp12这2个工序。

在步骤Sp11中，进行铸模121的准备。例如，如图4所示，通过在铸模121的内壁面涂敷脱模材料来形成脱模材料层Mr1。通过该脱模材料层Mr1的存在，从而减少硅熔液MS1凝固的过程中硅锭Ig1向铸模121的内壁的熔接。作为脱模材料层Mr1的材质，例如能够采用将氮化硅、碳化硅以及二氧化硅中的任意一者或两者以上混合而成的物质。脱模材料层Mr1例如能够通过将含有氮化硅、碳化硅以及二氧化硅的一者以上的浆料通过涂敷或喷涂等涂层在铸模121的内壁而形成。这里，浆料例如能够通过将氮化硅、碳化硅以及二氧化硅中的任意一者或者两者以上的混合物的粉末混合在主要含有PVA(聚乙烯醇)等有机粘合剂和溶剂的溶液中并进行搅拌来形成。

在步骤Sp12中，进行坩埚111的准备。例如，如图5所示，向坩埚111的内部空间111i导入原料硅PS1。此时，例如，从坩埚111内的下部的区域向上部的区域填充原料硅PS1即可。此外，例如，在硅锭中将成为掺杂剂的元素包含在原料硅PS1中即可。这里，原料硅PS1例如是作为硅锭的原料的多晶硅的块即可。该多晶硅的块例如是较细的块状的硅的块即可。另外，在制造p型的硅锭的情况下，成为掺杂剂的元素例如是硼以及镓等即可。在制造n型的硅锭的情况下，成为掺杂剂的元素例如是磷等即可。

另外，在开始第2工序之前，设定为冷却板123不与铸模保持部122的下表面抵接的状态。

<(1-2-2)第2工序>

在步骤Sp2中，如图6至图8所示，向铸模121内提供作为第1硅熔液的硅熔液MS1，该硅熔液MS1在铸模121内的底部121b上凝固。由此，形成初始凝固层(第1凝固层)PS2。这里，说明在第2工序中依次进行的步骤Sp21～Sp24这4个工序。

在步骤Sp21中，开始铸模121的预热。例如，如图6所示，通过配置在铸模121的上方及侧方的铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l，预热铸模121到接近硅的熔点的温度即可。

在步骤Sp22中，开始对坩埚111内的原料硅PS1的加热。例如，如图6所示，通过配置在坩埚111的上方及侧方的坩埚上部加热器H1u以及侧部加热器H1s来进行加热。由此，原料硅PS1被加热到超过熔点的1414℃以上且1550℃以下左右的温度区域，并缓慢地熔融。此时，针对坩埚111内的原料硅PS1中配置在下部开口部111bo的附近的部分，还通过配置在铸模121的上方的铸模上部加热器H2u进行加热。因此，配置在下部开口部111bo的附近的原料硅PS1容易熔融。

另外，虽然这里在开始铸模121的预热之后，开始对坩埚111内的原料硅PS1的加热，但并不局限于此。例如，既可以同时开始铸模121的预热与对坩埚111内的原料硅PS1的加热，也可以在开始对坩埚111内的原料硅PS1的加热之后，开始铸模121的预热。

在步骤Sp23中，从坩埚111向铸模121内提供硅熔液MS1。此时，实现硅熔液MS1覆盖铸模121内的底部121b上的状态即可。这样的状态例如能够通过将坩埚111内的一部分的原料硅PS1熔融，并从坩埚111向铸模121内提供硅熔液MS1来实现。这里，从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供可以是连续的，也可以是断续的。但是，若断续地从坩埚111向铸模121内提供硅熔液MS1，则能够容易实现使与在步骤Sp12中填充在坩埚111内的原料硅PS1的一部分对应的硅熔液MS1覆盖铸模121的底部121b的状态。由此，后述的初始凝固层PS2能够容易形成。

另外，所谓硅熔液MS1的连续的提供，是指几乎不中断地产生硅熔液MS1的提供。此外，所谓硅熔液MS1的断续的提供，是指以不规则的定时，产生硅熔液MS1的提供的实施与中断。

硅熔液MS1的断续的提供，例如如图7所示，能够通过每当在坩埚111内将原料硅PS1熔融，硅熔液MS1就经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内来实现。这里，例如，在坩埚111内配置在下部开口部111bo的附近的原料硅PS1，不仅通过坩埚上部加热器H1u以及侧部加热器H1s，还通过配置在铸模121的上方的铸模上部加热器H2u来进行加热。由此，例如，每当在坩埚111内将配置在下部开口部111bo的附近的原料硅PS1熔融，硅熔液MS1就能够经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内。

在步骤Sp24中，通过将在步骤Sp23中被提供到铸模121内的硅熔液MS1凝固，从而在铸模121内的底部121b上形成初始凝固层PS2。这里，如图8所示，通过使覆盖在铸模121内的底部121b上的硅熔液MS1迅速凝固，从而初始凝固层PS2形成为覆盖在铸模121内的底部121b上即可。

例如，如图9以及图10所示，在硅熔液MS1的底部121b侧的区域(下部区域)MS1b的凝固充分进行之前，将构成硅熔液MS1的上表面的上表面附近的区域(上表面区域)MS1u迅速凝固即可。并且，之后，如图11以及图12所示，通过进行硅熔液MS1的下部区域MS1b的凝固，来形成初始凝固层PS2即可。

如图12所示，初始凝固层PS2具有：通过下部区域MS1b的凝固而得到的第1区域Ar1、和通过上表面区域MS1u凝固而得到并且配置在第1区域Ar1上的第2区域Ar2。

这里，关于第2区域Ar2，由于硅熔液MS1的上表面区域MS1u的迅速凝固，因此特别是缺陷的密度会上升。因此，例如，第2区域Ar2的缺陷的密度变得比第1区域Ar1的缺陷的密度大。换句话说，例如，第2区域Ar2的截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度(第2密度)变得比第1区域Ar1的截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度(第1密度)高。在该情况下，在通过使下部区域MS1b凝固来形成第1区域Ar1时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播，在高密度地存在缺陷的第2区域Ar2停止。另外，在硅锭冷却时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播也在高密度地存在缺陷的第2区域Ar2停止。

另外，这里所谓的缺陷，是能够通过第1以及第2区域Ar1、Ar2的各截面处的蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的位错等缺陷即可。能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度，例如是针对利用本制造方法来制造的硅锭Ig1的第1以及第2区域Ar1、Ar2的各截面，在实施了蚀刻处理之后通过使用显微镜的观察来确认的。例如，将通过在观察对象区域测量出的蚀刻陷斑的数量除以观察对象区域的面积而导出的蚀刻陷斑的密度(EPD)设为能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度即可。蚀刻处理例如是对硅的板(硅板)依次实施镜面精加工用的蚀刻(镜面蚀刻)以及用于使结晶缺陷明显化的蚀刻(选择蚀刻)的处理即可。

更具体来讲，蚀刻处理例如是针对通过锯条来从硅锭Ig1沿着XZ平面薄切而得到的硅板，依次进行镜面蚀刻以及选择蚀刻的处理即可。镜面蚀刻例如是针对硅板，依次实施氢氟酸-硝酸溶液的180秒的浸渍、水洗、氢氟酸水溶液的30秒的浸渍、水洗以及干燥的处理即可。另外，氢氟酸-硝酸溶液例如通过将70质量％硝酸与50质量％氢氟酸按照7∶2的比例混合来生成即可。氢氟酸水溶液例如通过将纯水与50质量％氢氟酸按照20∶1的比例混合来生成即可。此外，选择蚀刻例如是针对硅板，依次实施JIS规格H0609所述的选择蚀刻液的5分钟的浸渍、水洗以及干燥的处理即可。JIS规格H0609所述的选择蚀刻液例如是将70质量％硝酸、99质量％醋酸、50质量％氢氟酸和纯水按照1∶12.7∶3∶3.7的比例混合而成的溶液即可。

此外，在本步骤Sp24中，若在上表面区域MS1u较多存在碳以及氮，则上表面区域MS1u迅速凝固。此时，例如，第2区域Ar2中碳的原子密度与氮的原子密度之和变得比第1区域Ar1中碳的原子密度与氮的原子密度之和大。并且，在该情况下，在通过下部区域MS1b凝固来形成第1区域Ar1时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播在由于碳以及/或者氮的存在而缺陷的密度提高的第2区域Ar2停止。另外，在硅锭被冷却时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播也在高密度地存在缺陷的第2区域Ar2停止。

这里，若在上表面区域MS1u凝固之前，在硅熔液MS1的上表面区域MS1u，碳以及氮的至少一方的原子密度提高，则产生即使硅的温度低于凝固点也不凝固的现象(所谓的组成上的过冷却)。因此，若脱模材料层Mr1含有碳以及氮的至少一者，则容易产生上述组成上的过冷却。此外，这种产生组成上的过冷却的上表面区域MS1u例如基于物理刺激的赋予而迅速凝固。

另外，碳以及氮的原子密度例如是以第1以及第2区域Ar1、Ar2的各截面为对象的通过二次离子质量分析(SIMS：Secondary-Ion-Mass-Spectrometry)来测量的。作为赋予上表面区域MS1u的物理刺激，例如举例有：从坩埚111向上表面区域MS1u的基于硅熔液MS1的滴下的冲击以及上表面区域MS1u中与铸模121的侧壁部121s相接的部分的凝固等。因此，例如，若步骤Sp23中从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供是断续的，则容易实现步骤Sp24中上表面区域MS1u的迅速凝固。

另外，在步骤Sp2中，也可以在形成初始凝固层PS2的步骤Sp24之后，如图13所示，执行在铸模121内的初始凝固层PS2上形成硅熔液MS1的层(硅熔液层)MS1L的步骤Sp25。硅熔液层MS1L例如是覆盖初始凝固层PS2的上表面的熔融状态的硅熔液MS1的层即可。该硅熔液层MS1L例如通过从坩埚111向铸模121内断续地提供硅熔液MS1来形成。硅熔液MS1的断续提供例如如图13所示，能够通过每当在坩埚111内将原料硅PS1熔融，硅熔液MS1就经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内来实现。

<(1-2-3)第3工序>

在步骤Sp3中，向铸模121内的初始凝固层PS2上提供作为第2硅熔液的硅熔液MS1，该硅熔液MS1从初始凝固层PS2向上方在单向上凝固。换句话说，在初始凝固层PS2上，产生硅熔液MS1从底部121b向上方的在单向上的凝固(单向凝固)。由此，通过在初始凝固层PS2上形成具有第3区域Ar3的第2凝固层，从而形成硅锭Ig1。这里，说明在第3工序中依次进行的步骤Sp31～Sp33这3个工序。

在步骤Sp31中，向铸模121内的初始凝固层PS2上提供硅熔液MS1。由此，如图14所示，在铸模121内，成为硅熔液MS1被贮存在初始凝固层PS2上的状态。并且，结束从坩埚111向铸模121的硅熔液MS1的提供。例如，坩埚111内的几乎全部原料硅PS1被熔融，并作为硅熔液MS1而提供到铸模121内。

另外，这里，从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供可以是连续的，也可以是断续的。但是，若从坩埚111向铸模121内连续地提供硅熔液MS1，则硅熔液MS1被迅速地提供到铸模121内。其结果，能够迅速地制造硅锭Ig1。另外，在该情况下，若通过执行上述步骤Sp25来在初始凝固层PS2上形成硅熔液层MS1L，则即使硅熔液MS1的提供是连续的，初始凝固层PS2也难以通过高温的硅熔液MS1的提供而被急速加热。其结果，由于难以产生初始凝固层PS2的熔化以及破坏，因此能够制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。

在步骤Sp32中，使铸模保持部122的下表面与冷却板123抵接。由此，开始从铸模121内的硅熔液MS1经由铸模保持部122向冷却板123的散热。这里，例如，如图15所示，在硅熔液MS1被贮存在初始凝固层PS2上的状态下，开始基于冷却板123的从底部121b侧起的硅熔液MS1的冷却。在冷却板123向铸模保持部122的下表面的抵接之前，例如，将铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l的输出减少即可。另外，使冷却板123与铸模保持部122的下表面抵接的定时是坩埚111内的全部原料硅PS1熔融，并作为硅熔液MS1而被提供到铸模121内之后的定时即可。

在步骤Sp33中，铸模121内的硅熔液MS1产生从初始凝固层PS2向上方的单向凝固。这里，例如，如图16所示，通过从底部121b侧冷却铸模121内的硅熔液MS1，从而进行铸模121内的硅熔液MS1的单向凝固。由此，在初始凝固层PS2的第2区域Ar2上形成图12中外边由虚线所示的第3区域Ar3。第3区域Ar3是硅的多晶即可。

这里，例如，根据通过制造装置100内的测温部CH1、CH2等而检测出的温度，来控制配置在铸模121的上方及侧方的铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l的输出。并且，例如，铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l的附近的温度被保持在硅的熔点的附近左右即可。由此，难以产生从铸模121的侧方起的硅的结晶生长，容易产生向作为上方的+Z方向的硅的结晶生长。

并且，通过硅熔液MS1的单向凝固缓慢地进行，从而在铸模121内制造硅锭Ig1。

但是，在作为铸模121内的硅熔液MS1的凝固的初始阶段的上述步骤Sp24，在通过下部区域MS1b凝固来形成第1区域Ar1时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播，在第2区域Ar2停止。因此，在铸模121内硅熔液MS1中与底部121b相接的部分容易产生的各种缺陷以及变形所导致的影响，由于第2区域Ar2的存在而难以波及到第3区域Ar3。

由此，在本步骤Sp33中，在初始凝固层PS2的第2区域Ar2上能够形成缺陷少的结晶性优良的第3区域Ar3。具体来讲，第3区域Ar3中缺陷的密度变得比第1区域Ar1以及第2区域Ar2各自的缺陷的密度小。因此，能够简便地制造出具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。另外，这里所谓的缺陷，是在第2以及第3区域Ar2、Ar3的各截面能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷即可。另外，第3区域Ar3中缺陷的密度(第3密度)例如是通过与上述的第1以及第2区域Ar1、Ar2中缺陷的密度同样的方法来确认的。

<(1-3)硅锭>

图17示例了示意性地表示通过上述的本实施方式所涉及的制造方法来制造出的本实施方式所涉及的硅锭Ig1的俯视图。图18中示例了示意性地表示硅锭Ig1中由图17中点划线XVIII-XVIII所示的位置处的XZ截面的截面图。

如图18所示，本实施方式所涉及的硅锭Ig1具备：从-Z方向的底部依次层叠的第1区域Ar1、第2区域Ar2以及第3区域Ar3。第1以及第2区域Ar1、Ar2相当于上述初始凝固层PS2。

这里，例如，只要第2区域Ar2的截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比第1以及第3区域Ar1、Ar3的各截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度大即可。在该情况下，在硅锭Ig1的制造工序中，在通过下部区域MS1b凝固来形成第1区域Ar1时以及硅锭Ig1冷却时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播，在第2区域Ar2停止。因此，在铸模121内硅熔液MS1中与底部121b相接的部分容易产生的各种缺陷以及变形所导致的影响，由于第2区域Ar2的存在而难以波及到第3区域Ar3。其结果，比第2区域Ar2更靠上方的第3区域Ar3能够成为缺陷少的结晶性优良的区域。也就是说，能够简便地制造出具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。

另外，这里所谓的蚀刻处理是与上述的蚀刻处理同样的处理即可。此外，第1～3区域Ar1～Ar3中能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度是通过以实施了上述的蚀刻处理的硅板为对象的基于显微镜的观察来确认的。

此外，这里，关于第1～3区域Ar1～Ar3的各截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度(第1～3密度)，按照第3密度、第1密度以及第2密度的顺序增大。具体来讲，第2区域Ar2的截面的第2密度比第1区域Ar1的截面的第1密度大，第3区域Ar3的截面的第3密度比第1区域Ar1的截面的第1密度小。换句话说，第3区域Ar3是缺陷少且结晶性优良的区域。

此外，在硅锭Ig1中，例如，若第2区域Ar2中碳的原子密度与氮的原子密度之和比第1区域Ar1中碳的原子密度与氮的原子密度之和大，则第2区域Ar2中缺陷的密度变高。这里，在第2区域Ar2中，以置换型等形态进入到硅的晶格中的碳以及氮的量较多，缺陷的密度变高。在该情况下，在硅锭Ig1的制造工序中，在通过下部区域MS1b凝固来形成第1区域Ar1时以及硅锭Ig1被冷却时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播也在第2区域Ar2停止。因此，在铸模121内硅熔液MS1中与底部121b相接的部分容易产生的各种缺陷以及变形所导致的影响，由于第2区域Ar2的存在而难以波及到第3区域Ar3。其结果，比第2区域Ar2更靠上方的第3区域Ar3能够成为缺陷少的结晶性优良的区域。也就是说，能够简便地制造出具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。

另外，具有第1以及第2区域Ar1、Ar2的初始凝固层PS2的Z方向上的厚度，例如是硅锭Ig1的Z方向上的高度的几％～50％左右即可。并且，例如，若初始凝固层PS2的Z方向上的厚度是硅锭Ig1的Z方向上的高度的2～20％左右，则缺陷少且结晶性优良的第3区域Ar3能够在硅锭Ig1的大范围内形成。

<(1-4)硅锭的具体例>

<(1-4-1)硅锭的制造>

这里，使用图1所示的硅锭的制造装置100以及图3至图16所示的硅锭的制造方法，制造本实施方式的一具体例所涉及的硅锭Ig1。

在硅锭的制造装置100中，作为坩埚111的材料，采用了石英玻璃。此外，铸模121采用具有包含侧壁部121s的内部空间121i侧的部分以及底部121b的第1层，并进一步在侧壁部121s，在第1层的周围依次配置第2层以及第3层的部件。这里，作为第1层的材料，采用了二氧化硅，作为第2层的材料，采用了碳纤维强化碳复合材料，作为第3层的材料，采用了隔热材料的毛毡。

首先，如图4所示，通过在铸模121的内壁面涂敷脱模材料，来形成脱模材料层Mr1。这里，使用将氮化硅的粉末、二氧化硅的粉末以及作为粘合剂溶液的PVA水溶液混合并使其成为浆料状的脱模材料。

接下来，如图5所示，向坩埚111内投入总量为大约45kg的多个原料硅PS1。此时，向原料硅PS1加入作为成为掺杂剂的元素的硼。

接下来，如图6所示，通过配置在铸模121的周围的铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l，开始对铸模121的预热。通过该预热，铸模121被加热到接近于硅的熔点的1300℃左右。

此外，通过配置在坩埚111的周围的坩埚上部加热器H1u以及侧部加热器H1s，开始配置在坩埚111内的原料硅PS1的加热。由此，原料硅PS1被加热到超过熔点的1414℃以上且1550℃以下左右的温度区域，并缓慢地熔融。此时，针对坩埚111内的原料硅PS1中配置在下部开口部111bo的附近的部分，还通过配置在铸模121的上方的铸模上部加热器H2u进行加热。

接下来，如图7所示，开始向铸模121内的硅熔液MS1的断续提供。这里，每当在坩埚111内将原料硅PS1熔融，硅熔液MS1都经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内。

接下来，如图8所示，在铸模121内的底部121b上形成了初始凝固层PS2。这里，贮存在铸模121内的底部121b上的少量硅熔液MS1凝固，在铸模121内的底部121b上形成初始凝固层PS2。

接下来，如图13所示，断续地进行了从坩埚111内向铸模121内的硅熔液MS1的提供。这里，每当在坩埚111内将原料硅PS1熔融，硅熔液MS1就经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内。由此，进一步向铸模121内的初始凝固层PS2上断续地提供作为第3硅熔液的硅熔液MS1。其结果，成为初始凝固层PS2的上表面被熔融状态的硅熔液MS1覆盖的状态。也就是说，在铸模121内的初始凝固层PS2上形成硅熔液层MS1L。

接下来，如图14所示，进行了从坩埚111内向铸模121内的硅熔液MS1的连续提供。这里，在坩埚111内，通过使堵塞坩埚111的下部开口部111bo的作为原料的硅(也称为原料硅)完全熔融，从而硅熔液MS1经由下部开口部111bo而被连续地提供到铸模121内。此时，坩埚111内的全部原料硅PS1被熔融，并作为硅熔液MS1而被提供到铸模121内。另外，这里，从坩埚111内向铸模121内的硅熔液MS1的提供中自开始到结束所需要的时间为90分钟左右。

然后，如图15所示，使冷却板123与铸模保持部122的下表面抵接。由此，通过铸模121内的硅熔液MS1被从底部121b侧冷却，从而产生硅熔液MS1的从底部121b侧向上方的单向凝固。此时，铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l的附近的温度被保持在作为硅的熔点附近的1413～1414℃左右。换句话说，硅熔液MS1通过铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l而被加热。由此，进行硅熔液MS1的单向凝固，并通过之后的空气制冷，在铸模121内制造出p型的硅锭Ig1。

此外，使用具有与上述制造装置100同样结构的制造装置来制造一参考例所涉及的硅锭。具体来讲，在将在坩埚111内通过原料硅PS1的熔化而得到的硅熔液MS1在短时间内连续地注入到铸模121内之后，通过进行硅熔液MS1的单向凝固来制造硅锭。这里，向铸模121内注入硅熔液MS1时的铸模121的温度为750℃左右。此外，通过在坩埚111的下部开口部111bo被较大的原料硅堵塞的状态下加热坩埚111，从而从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供中自开始到结束所需要的时间(称为提供时间)被缩短。该提供时间被设为本实施方式的具体例所涉及的硅锭Ig1被制造时的提供时间的大约1/30。此外，在从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供结束后，将冷却板123与铸模保持部122抵接。关于一参考例所涉及的硅锭的其它制造条件，设为与本实施方式的一具体例所涉及的硅锭Ig1的制造条件大致相同。

<(1-4-2)硅锭的分析方法以及分析结果>

如图17所示，通过将从硅锭Ig1的Y方向的一端到另一端的宽度中从该一端起距离大约1/4的部分利用锯条来沿着XZ平面薄切，从而得到具有10mm左右厚度的硅板。然后，对该硅板实施镜面精加工用的镜面蚀刻。此外，对实施了镜面蚀刻的硅板进行用于使结晶缺陷明显化的选择蚀刻。然后，拍摄硅板的板表面，得到图18所示的截面。

在镜面蚀刻中，对硅板依次进行氢氟酸-硝酸溶液的180秒的浸渍、水洗、氢氟酸水溶液的30秒的浸渍、水洗以及干燥。这里，氢氟酸-硝酸溶液是通过将70质量％硝酸与50质量％氢氟酸按照7∶2的比例混合而生成的。氢氟酸水溶液是通过将纯水与50质量％氢氟酸按照20∶1的比例混合而生成的。此外，在选择蚀刻中，对硅板依次实施JIS规格H0609所述的选择蚀刻液的5分钟的浸渍、水洗以及干燥，其中，JIS规格H0609所述的选择蚀刻液是将70质量％硝酸、99质量％醋酸、50质量％氢氟酸和纯水按照1∶12.7∶3∶3.7的比例混合而成的溶液。另外，关于以下所述的镜面蚀刻以及选择蚀刻是在全部大致相同的条件下进行的。

如图18所示，一具体例所涉及的硅锭Ig1具备：从-Z方向的底部起依次层叠的第1区域Ar1、第2区域Ar2以及第3区域Ar3。此外，针对实施了上述的选择蚀刻的硅板，进行基于扫描式电子显微镜(SEM)的观察。其结果，看到在第1区域Ar1与第2区域Ar2的界面以及第2区域Ar2与第3区域Ar3的界面处晶界集中的情形。此外，根据基于该SEM的观察，在第3区域Ar3，主要看到具有300μm以上的晶粒直径的巨大的晶粒，在第1以及第2区域Ar1、Ar2，主要看到具有小于300μm的晶粒直径的小晶粒。

此外，根据基于SEM的观察，看到按照第2区域Ar2、第1区域Ar1以及第3区域Ar3的顺序蚀刻陷斑的密度(EPD)减少的情形。例如，第2区域Ar2所涉及的EPD为6×10⁵个/cm²左右，第1区域Ar1所涉及的EPD为1×10⁵个/cm²左右，第3区域Ar3所涉及的EPD为5×10⁴个/cm²左右。另外，由于第2区域Ar2的厚度为200μm左右，因此，各EPD是通过将在一边为大约100μm的矩形区域测量出的蚀刻陷斑的数量除以矩形区域的面积而得到的。

根据上述EPD的关系可知，第2区域Ar2的截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比第1以及第3区域Ar1、Ar3的各截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度高。此外，可知第2区域Ar2的截面处能够通过蚀刻处理来得到的蚀刻陷斑的缺陷的密度(第2密度)比第1区域Ar1的截面处能够通过蚀刻处理来得到蚀刻陷斑的缺陷的密度(第1密度)高。进一步地，可知第3区域Ar3的截面处能够通过蚀刻处理来得到蚀刻陷斑的缺陷的密度(第3密度)比第1密度低。

此外，根据以实施了上述的选择蚀刻的硅板为对象的基于拉曼光谱法的分析结果，在第2区域Ar2的附近，在第1～3区域Ar1～Ar3的任意区域结晶性都高，未确认到非晶体成分的存在。此外，根据观测出的拉曼光谱中波峰的半值宽度的增大，在第1区域Ar1与第2区域Ar2的界面及其附近，看到应力变动产生的趋势，确认到产生局部的应力。由此，推断出在通过下部区域MS1b凝固来形成第1区域Ar1时以及硅锭Ig1被冷却时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播，在第2区域Ar2停止。

图19中表示第1～3区域Ar1～Ar3中碳以及氮的原子密度。在图19中，硅锭Ig1中Z方向(高度方向)上的位置与碳的原子密度的关系由涂黑的圆圈表示，该Z方向上的位置与氮的原子密度的关系由涂黑的菱形的记号表示。在图19中，横轴表示以第2区域Ar2的大致中央部为基准的Z方向上的位置，纵轴表示原子密度。这里，针对实施了上述选择蚀刻的硅板，通过SIMS来测定出第1～3区域Ar1～Ar3中碳以及氮的原子密度。作为SIMS的装置，使用Cameca公司制IMS-6F。并且，基于SIMS的测定是在如下条件下进行的：一次离子种类为Cs⁺，一次离子加速电压为14.5kV，二次离子极性为负，并且质量分辨率为标准。此外，基于SIMS的测定位置(被测定位置)是在Z方向上，以第2区域Ar2的大致中央部为基准，±200μm以及±400μm的部分加起来合计5个位置。

如图19所示，关于碳的原子密度，确认到与第1以及第3区域Ar1、Ar3相比，在第2区域Ar2明显上升。此外，关于氮的原子密度，确认到在第1以及第3区域Ar1、Ar3，小于SIMS的质量分辨率的下限值，与此相对地，在第2区域Ar2，为1×10¹⁸atoms/cm³左右。因此，对于初始凝固层PS2，可知第2区域Ar2中碳的原子密度与氮的原子密度之和比第1区域Ar1中碳的原子密度与氮的原子密度之和大。并且，通过在第2区域Ar2，与第1以及第3区域Ar1、Ar3相比，碳以及氮的原子密度较高，从而由于以置换型等形态进入到硅的晶格中的碳以及氮的量较多，因此推断出缺陷的密度提高。

此外，这里，若将在平衡状态下可固溶于硅中的碳量的上限值(固溶界限)表示为原子密度，则为1×10¹⁸atoms/cm³以下，相对于此，第2区域Ar2中碳的原子密度充分高为1×10²⁰atoms/cm³左右。根据这样的碳的原子密度的趋势，推断为在形成第2区域Ar2时硅熔液MS1迅速凝固。

这里，通过电子背散射衍射(EBSD)法来分析以一具体例所涉及的硅锭Ig1的第2区域Ar2为中心的包含第1～3区域Ar1～Ar3的区域的结晶方位。另外，作为EBSD装置，使用了被设置在装备有电场发射型电子枪的SEM(日本电子公司制JSM-6500F)的EBSD装置(TSL公司制OIM方位解析装置)。并且，EBSD装置的分析是在如下条件下进行的：加速电压为15.0kV，照射电流为7.0nA，试样倾斜为70度，测定区域为1.7mm×2.6mm，并且测定间隔为2μm/step。

另一方面，针对一参考例所涉及的硅锭，通过实施了镜面蚀刻以及选择蚀刻的XZ截面的目视观察以及基于光学显微镜的观察，确认到未形成一具体例那样的初始凝固层PS2。

图20中表示从一具体例所涉及的硅锭Ig1的下表面起的位置与归一化了的比电阻(ρb值)的关系。这里，通过针对作为图18所示的截面照片的拍摄对象的、实施了上述选择蚀刻的硅板测量表面与背面之间的电阻，从而得到与作为掺杂剂的硼的浓度分布对应的比电阻的分布。在图20中，表示在将硅锭Ig1的从下表面到上表面的距离(高度)设为100(固化率为100％)的情况下，硅锭Ig1的从下表面起的距离(高度)为6.3、12.5、18.8、...、87.5(固化率为6.3％、12.5％、18.8％、...、87.5％)的各部分的归一化了的ρb值。例如，针对一具体例所涉及的硅锭Ig1的高度与ρb值的关系由涂黑的圆圈表示。在图20中，纵轴表示归一化了的ρb值，横轴表示硅锭Ig1的高度方向(Z方向)的位置。另外，在图20中，关于在未形成初始凝固层PS2的情况下制造出的一参考例所涉及的硅锭的高度与ρb值的关系由涂黑的菱形记号来表示。这里，所谓固化率，表示固化的锭块的质量相对于锭块的铸造中所使用的硅原料的总质量的比率，在铸造后的锭块的下端(与铸模底面相接的最初凝固的端面)为0％，在锭块的上端(铸模的开放部一侧、即最后凝固的端面)为100％。

如图20所示，关于一具体例所涉及的硅锭Ig1，对于初始凝固层PS2所对应的第1以及第2区域Ar1、Ar2，确认到ρb值较低。与此相对地，对于第3区域Ar3，确认到根据硅锭Ig1的从下表面起的距离，从ρb值高的状态起单调降低。根据这样的结果，对于第1以及第2区域Ar1、Ar2，推断出为了通过硅熔液MS1的迅速凝固而形成，则硼的浓度较高，ρb值较小。另一方面，对于第3区域Ar3，由于通过硅熔液MS1极低速的单向凝固而形成，因此推断为表示出从凝固的初始到凝固的终止，硅熔液MS1中作为杂质的硼的浓度上升的趋势。

另一方面，关于一参考例所涉及的硅锭，确认到根据硅锭的从下表面起的距离，ρb值单纯地降低。认为这样的ρb值的趋势是与表示在硅熔液MS1凝固时，从凝固的初始到凝固的终止，硅熔液MS1中作为杂质的硼的浓度上升的趋势相整合而成的。

此外，在图21中，对于一具体例所涉及的硅锭Ig1，表示针对与从下表面起的距离(高度)相应的EPD的变化的测定结果。具体来讲，在图21中，针对本实施方式的一具体例所涉及的硅锭Ig1的高度与EPD的关系由涂黑的圆圈来表示。另外，在图21中，对于在未形成初始凝固层PS2的情况下制造出的一参考例所涉及的硅锭，其高度与EPD的关系由涂黑的菱形记号来表示。

这里，如图17所示，硅锭Ig1通过Y方向的大致中央部利用锯条而被沿着X平面切断而被2分割，进一步地，通过Z方向的大致中央部利用锯条而被沿着YZ平面切断而被2分割。换句话说，从硅锭Ig1切出具有该硅锭Ig1的四分之一的尺寸的锭块片Ig11。接下来，在将锭块片Ig11的从下表面到上表面的距离(高度)设为100(固化率为100％)的情况下，锭块片Ig11的从下表面起的的距离(高度)为8、10、16、20、25、30、40、50以及82的(固化率为8％、10％、16％、20％、25％、30％、40％、50％以及82％)各部分被以250～300μm的厚度薄切。这里，通过锭块片Ig11利用锯条而被沿着XY平面薄切，从而形成与硅锭Ig1的下表面大致平行的9片硅板。进一步地，对这些9片硅板依次实施镜面蚀刻以及选择蚀刻。然后，对于各硅板，通过SEM来观察硅板的Y方向的大致中央部(沿着图17的虚线的部分)的大致等间隔的15个位置的矩形区域并测量蚀刻陷斑的数量，并通过除以观察区域的面积，来计算出EPD。矩形的区域的一边为250μm。

如图21所示，关于一具体例所涉及的硅锭Ig1，确认到第2区域Ar2的EPD比第1区域Ar1的高一些，第3区域Ar3的EPD明显比第1以及第2区域Ar1、Ar2低。换句话说，关于硅锭Ig1，确认到根据从下表面起的距离，EPD在暂时上升后明显下降。由此，关于第1～3区域Ar1～Ar3的各截面处能够通过蚀刻处理来成为蚀刻陷斑的缺陷的密度(第1～3密度)，确认到按照第3密度、第1密度以及第2密度的顺序增大。与此相对地，关于一参考例所涉及的硅锭，确认到表示出根据从下表面起的距离，EPD单调上升的趋势。因此，在一具体例所涉及的硅锭Ig1中，推断为由于EPD高的第2区域Ar2的存在，第3区域Ar3的EPD明显降低。并且，在形成第1区域Ar1时以及硅锭Ig1被冷却时，在第1区域Ar1产生的位错以及变形的传播，在第2区域Ar2停止，第3区域Ar3被推断为是缺陷少且结晶性优良的区域。

<(1-5)太阳能电池元件>

从上述的本实施方式所涉及的硅锭Ig1切出的硅基板能够被用作为太阳能电池元件10的半导体基板。

这里，说明太阳能电池元件10的基本结构。如图22至图24所示，太阳能电池元件10具有：光入射的受光面(图24中的上表面)10a以及作为与该受光面10a相反的一侧的面的非受光面(图24中的下表面)10b。该太阳能电池元件10具有半导体基板1。该半导体基板1具有：作为一导电型的半导体层的第1半导体层1p、和作为被设置在该第1半导体层1p的受光面10a侧的逆导电型的半导体层的第2半导体层1n。此外，在半导体基板1的受光面10a侧的第1主面1a上设置有反射防止层2。此外，太阳能电池元件10具有：设置在半导体基板1的受光面10a侧的第1主面1a上的第1电极4、和设置在半导体基板1的非受光面10b侧的第2主面1b上的第2电极5。

接下来，说明太阳能电池元件10的更具体的结构例。首先，准备具有一导电型(例如，p型)的硅基板来作为半导体基板1。作为硅基板，使用在通过本发明所涉及的硅锭的制造方法来制造出的硅锭Ig1被切出为所希望的形状的块之后，通过使用了例如多线锯装置等的切断操作而被设为基板状的部件。半导体基板1的厚度例如为300μm以下即可，进一步地，若为200μm以下，则能够实现基于资源的有效利用等的太阳能电池元件10的制造成本的减少。

作为成为用于使硅锭的导电型为p型的掺杂剂的元素，例如使用硼。若硅锭中硼的浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁷[atoms/cm³]左右，则硅基板的比电阻为0.2～2Ω·cm左右。作为硼对硅基板的掺杂方法，例如采用适量的硼元素的单体或者硼的含有浓度为已知的适量的原料硅在硅锭的制造时混合的方法即可。

在半导体基板1是呈现p型的导电型的硅基板的情况下，通过将磷等杂质在半导体基板1中第1主面1a侧的表层部扩散，从而能够形成第2半导体层1n。并且，第1半导体层1p与第2半导体层1n形成pn结区域。

反射防止层2使受光面10a的相对于所希望的波长区域的光的反射率降低，起到所希望的波长区域的光容易被吸收到半导体基板1内的作用。由此，半导体基板1的通过光电变换来生成的载流子的量能够增大。作为反射防止层2的材料，例如能够采用氮化硅、二氧化钛以及二氧化硅等。通过根据反射防止层2的材料来适当地设定反射防止层2的厚度，从而实现由于反射防止层2的存在而几乎不反射适当的入射光的条件(无反射条件)即可。例如，在半导体基板1是硅基板的情况下，反射防止层2的折射率为1.8～2.3左右即可，反射防止层2的厚度为左右即可。

在半导体基板1的第2主面1b侧设置BSF(Back-Surface-Field，背面电场)区域1Hp。该BSF区域1Hp在半导体基板1的第2主面1b侧形成内部电场，具有减少第2主面1b的附近处的载流子的再耦合的作用。由此，能够减少太阳能电池元件10中光电变换效率的降低。BSF区域1Hp呈现与第1半导体层1p相同的导电型，BSF区域1Hp含有的多个载流子的浓度比第1半导体层1p含有的多个载流子的浓度高。另外，在半导体基板1呈现p型的情况下，例如，通过硼或者铝等成为掺杂剂的元素在半导体基板1的第2主面1b侧的表层部扩散，从而能够形成BSF区域1Hp。此时，BSF区域1Hp中掺杂剂的浓度例如为1×10¹⁸～5×10²¹atoms/cm³左右即可。

如图22所示，第1电极4具有：第1输出取出电极4a、和多个线状的第1集电电极4b。第1输出取出电极4a的至少一部分与第1集电电极4b交叉。第1输出取出电极4a的线宽例如为1.3～2.5mm左右即可。另一方面，第1集电电极4b的线宽比第1输出取出电极4a的线宽窄，例如为50～200μm左右即可。此外，多个第1集电电极4b配置为具有间隔。该间隔为1.5～3mm左右即可。此外，第1电极4的厚度为10～40μm左右即可。另外，第1电极4中也可以包含将多个第1集电电极4b的一端部彼此以及另一端部彼此分别连结的线状的辅助电极4c。辅助电极4c的线宽例如与第1集电电极4b的线宽相等即可。具有上述结构的第1电极4例如能够在银膏被涂敷在半导体基板1的第1主面1a上的所希望的图案的区域之后，通过烧制来形成。银膏例如通过将银的粉末、玻璃料以及有机载流子等混合来生成即可。银膏的涂敷方法例如是丝网印刷法等即可。

如图23所示，第2电极5具有：第2输出取出电极5a和第2集电电极5b。第2输出取出电极5a的厚度例如为10～30μm左右即可。第2输出取出电极5a的线宽为1.3～7mm左右即可。该第2输出取出电极5a能够通过与上述的第1电极4相同的材质以及制法来形成。例如，能够在银膏被涂敷在半导体基板1的第2主面1b上的所希望的图案的区域之后，通过烧制来形成。此外，第2集电电极5b的厚度为15～50μm左右即可。该第2集电电极5b形成在半导体基板1的第2主面1b的除去形成有第2输出取出电极5a的区域的大部分的大致整面。该第2集电电极5b例如能够在铝膏被涂敷在半导体基板1的第2主面1b上的所希望的图案的区域之后，通过烧制来形成。铝膏例如通过将铝的粉末、玻璃料以及有机载流子等混合来生成即可。铝膏的涂敷方法例如是丝网印刷法等即可。

<(1-6)太阳能电池元件的具体例>

以下说明将上述的本实施方式所涉及的太阳能电池元件10进一步具体化后的具体例。

这里，通过上述一具体例所涉及的硅锭Ig1以及上述一参考例所涉及的硅锭被沿着与硅锭的底面平行的面薄切，从而制作出相当于半导体基板1的硅基板。然后，将这里得到的硅基板作为半导体基板1的太阳能电池元件10(参照图22至图24)是通过以下的工序来制作出来的。

这里，首先，从硅锭制作出硅基板。此时，使用线锯装置，制作出厚度为200μm且具有一边为150mm的正方形的板表面的硅基板。具体来讲，通过薄切为在将从硅锭的下表面到上表面的距离设为100(固化率为100％)的情况下，从硅锭的下表面起的距离为6.3、12.5、18.8、...、87.5(固化率为6.3％、12.5％、18.8％、...、87.5％)的各部分，从而一具体例以及一参考例所涉及的硅基板被分别制作出8片。此时，在硅锭的切断时在各硅基板的表层产生的损伤层通过基于氢氧化钠溶液的蚀刻而被除去。

接下来，通过干式蚀刻法来在半导体基板1的第1主面1a形成基于微小的凹凸的纹理结构。然后，通过以POCl₃为扩散源的气相热扩散法，形成第2半导体层1n以及该第2半导体层1n上的磷硅玻璃。此时，第2半导体层1n的表面电阻为70Ω/□。进一步地，在进行了使用氢氟酸溶液的基于蚀刻的磷硅玻璃的除去以及基于激光束的pn分离之后，在第1主面1a上通过PECVD法来形成作为反射防止层2的氮化硅膜。

然后，通过在半导体基板1的第2主面1b将铝膏涂敷在大致整面，并烧制该铝膏，从而形成BSF区域1Hp和第2集电电极5b。此外，通过在半导体基板1的第1主面1a上以及第2主面1b上涂敷银膏，并烧制该银膏，从而形成第1电极4和第2输出取出电极5a。通过以上所述，制作出太阳能电池元件10。

然后，对使用了分别从上述一具体例所涉及的硅锭Ig1以及上述一参考例所涉及的硅锭得到的半导体基板1的各太阳能电池元件10，测定光电变换效率。该光电变换效率的测定是依据JISC8913(1998)来进行的。该测定结果如图25所示。使用了在将硅锭的从下表面到上表面的距离设为100(固化率：100％)的情况下，硅锭的从下表面起的距离为6.3、12.5、18.8、...、87.5的各部分的半导体基板1。在图25中，针对使用了这些半导体基板1的各太阳能电池元件10，表示归一化了的光电变换效率。这里，一具体例所涉及的光电变换效率的测定结果由涂黑的圆圈表示，一参考例所涉及的光电变换效率的测定结果由涂黑的菱形记号表示。

如图25所示，确认到在使用一具体例所涉及的太阳能电池元件10的第3区域Ar3的硅基板的情况下，光电变换效率比使用一参考例所涉及的太阳能电池元件10的硅基板的情况更高。也就是说，推断为由于第3区域Ar3成为缺陷少且结晶性优良的区域，因此光电变换效率变高。

<(1-7)总结>

综上所述，在一实施方式所涉及的硅锭的制造方法中，在初始凝固层PS2的形成时以及硅锭Ig1的冷却时，来自第1区域Ar1的位错以及变形的传播，在高密度地存在缺陷的第2区域Ar2停止。因此，在初始凝固层PS2上能够形成缺陷少的结晶性优良的第3区域Ar3。因此，能够简便地制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭。

此外，在一实施方式所涉及的硅锭的制造方法中，在初始凝固层PS2的形成时以及硅锭Ig1的冷却时，来自第1区域Ar1的位错以及变形的传播由于碳以及氮的至少一者的存在，因此，在缺陷密度上升的第2区域Ar2停止。因此，能够在初始凝固层PS2上形成缺陷少的结晶性优良的第3区域Ar3。因此，能够简便地制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭。

此外，在一实施方式所涉及的硅锭Ig1中，在制造硅锭Ig1时，来自第1区域Ar1的位错以及变形的传播，在高密度地存在缺陷的第2区域Ar2停止。因此，比第2区域Ar2更靠上方的第3区域Ar3能够成为缺陷少的结晶性优良的区域。因此，能够简便地制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。

此外，在一实施方式所涉及的硅锭Ig1中，在制造硅锭Ig1时，来自第1区域Ar1的位错以及变形的传播，由于碳以及/或者氮的存在，而在缺陷密度上升的第2区域Ar2停止。因此，比第2区域Ar2更靠上方的第3区域Ar3能够成为缺陷少的结晶性优良的区域。因此，能够简便地制造具有缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭Ig1。

<(2)实施方式2>

接下来，说明与上述的实施方式1不同的实施方式2。

<(2-1)硅锭的制造装置>

关于制造装置，由于与实施方式1相同，因此省略说明。

<(2-2)硅锭的制造方法>

如图26所示，在本实施方式所涉及的硅锭的制造方法中，在准备铸模的工序和实施方式1中所说明的第2工序(步骤Sp2)中，在形成第1凝固层时，向铸模内提供含有掺杂剂的第4硅熔液，在所述第1凝固层内形成掺杂剂浓度随着固化率的增加而减少的第1固化区域。此外，在实施方式1中所说明的第3工序(步骤Sp3)中，向铸模内提供含有掺杂剂的第5硅熔液，在第2凝固层内形成掺杂剂浓度随着固化率的增加而增加并具有最大的掺杂剂浓度的第2固化区域。

通过以上工序，制造具有位错等缺陷少且结晶性优良的区域的硅锭。在图26中，表示从步骤Sq11到步骤Sq34，依次进行准备工序(步骤Sq1)、第1固化区域形成工序(步骤Sq2)以及第2固化区域形成工序(步骤Sq3)的例子。

<(2-2-1)准备工序>

在准备工序中，例如，如图4以及图5所示，进行铸模121以及坩埚111的准备。这里，说明在准备工序中依次进行的步骤Sq11、Sq12这2个工序。

在步骤Sq11中，进行铸模121的准备。例如，如图4所示，通过在铸模121的内壁面涂敷脱模材料来形成脱模材料层Mr1。由于该脱模材料层Mr1的存在，因此，在硅熔液MS1凝固的过程中硅锭向铸模121的内壁的熔接减少。作为脱模材料层Mr1的材质，例如能够采用将氮化硅、碳化硅以及二氧化硅中的任意一者或者2者以上混合而成的物质。脱模材料层Mr1例如能够通过将含有氮化硅、碳化硅以及二氧化硅的一者以上的浆料通过涂敷或者喷涂等涂层在铸模121的内壁而形成。这里，浆料例如能够通过将氮化硅、碳化硅以及二氧化硅中的任意一者或者两者以上的混合物的粉末混合在主要含有PVA等有机粘合剂和溶剂的溶液中并进行搅拌来形成。

在步骤Sq12中，进行坩埚111的准备。例如，如图5所示，向坩埚111的内部空间111i导入作为多晶硅的原料硅PS1。此时，例如，从坩埚111内的下部的区域向上部的区域填充原料硅PS1即可。此外，例如，在硅锭中成为掺杂剂的元素包含在原料硅PS1中即可。这里，原料硅PS1例如是作为硅锭的原料的多晶硅的块即可。该多晶硅的块例如是较细的块状的硅块即可。另外，在制造p型的硅锭的情况下，成为掺杂剂的元素例如是硼以及镓等即可。在制造n型的硅锭的情况下，成为掺杂剂的元素例如是磷等即可。

另外，在开始第1固化区域形成工序之前，设定为冷却板123不与铸模保持部122的下表面抵接的状态。

<(2-2-2)第1固化区域形成工序>

在第1固化区域形成工序中，如图6至图8所示，向铸模121内提供硅熔液MS1，该硅熔液MS1在铸模121内的底部121b上凝固，从而形成第1固化区域。这里，说明在第1固化区域形成工序依次进行的步骤Sq21～Sq25的各工序。

在步骤Sq21中，开始铸模121的预热。例如，如图6所示，通过配置在铸模121的上方及侧方的铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l，铸模121被从200℃预热到800℃即可。

在步骤Sq22中，开始对坩埚111内的原料硅PS1的加热。例如，如图6所示，通过配置在坩埚111的上方及侧方的坩埚上部加热器H1u以及侧部加热器H1s，原料硅PS1被加热到超过熔点的1414℃以上且1550℃以下左右的温度区域，并缓慢地熔融。此时，由于坩埚111内的原料硅PS1被从配置在坩埚上部加热器H1u、侧部加热器H1s以及配置在铸模121的上方的铸模上部加热器H2u的附近的部分起进行加热，因此配置在这些加热器附近的原料硅PS1容易被熔融。

另外，虽然这里在开始铸模121的预热之后，开始对坩埚111内的原料硅PS1的加热，但并不局限于此。例如，既可以同时开始铸模121的预热与对坩埚111内的原料硅PS1的加热，也可以在开始对坩埚111内的原料硅PS1的加热之后，开始铸模121的预热。

在步骤Sq23中，从坩埚111向铸模121内提供硅熔液MS1。此时，从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供可以是连续的，也可以是断续的。此外，提供可以通过来自外部的控制单元来控制定时(控制提供)，也可以不控制地通过从熔融的硅依次自然下落来提供(自然提供)。通过任意的提供方法，都能够通过适当地设定步骤Sq21中的预热温度和被提供的熔液量，作出凝固速度为被提供到铸模内的硅的上表面的上升速度以上的状况(步骤Sq24)。换言之，凝固速度大于基于从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供的熔液面的上升速度。由此，能够容易地形成第1固化区域。

另外，所谓硅熔液MS1的连续的提供，是指几乎不中断地产生硅熔液MS1的提供。此外，所谓硅熔液MS1的断续的提供，是指以不规则的定时，产生硅熔液MS1的提供的实施与中断。

硅熔液MS1的断续的提供例如如图7所示，能够通过每当在坩埚111内将原料硅PS1熔融，硅熔液MS1就经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内。这里，例如，由于在坩埚111内，配置在坩埚上部加热器H1u、侧部加热器H1s以及配置在铸模121的上方的铸模上部加热器H2u的任意一者的附近的原料硅PS1最早被熔融，因此，每当这些被熔融，硅熔液MS1就能够经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内。

硅熔液MS1的连续的提供例如如图14所示，能够通过如下方式实现：在通过提供控制单元(未图示)来使下部开口部111bo关闭的状态下，在坩埚111内将原料硅PS1熔融之后，通过提供控制单元(未图示)来打开下部开口部111bo，硅熔液MS1经由下部开口部111bo而被提供到铸模121内。提供控制单元可以是设置在下部开口部111bo的阀门，也可以通过控制各加热器的温度，从而使堵塞下部开口部111bo的原料硅PS1最后熔化，在使堵塞下部开口部111bo的原料硅PS1溶化的同时，坩埚111内的硅熔液MS1被提供到铸模121内。

在步骤Sq25中，通过将在步骤Sq23中被提供到铸模121内的硅熔液MS1凝固，从而在铸模121内的底部121b上形成第1固化区域。这里，如图8所示，通过使覆盖铸模121内的底部121b上的硅熔液MS1迅速凝固，而使第1固化区域形成为覆盖铸模121内的底部121b上即可。

在第1固化区域中，按照掺杂剂浓度随着固化率的增加而减少的方式来形成固化区域。这里，为了形成第1固化区域，只要在被提供到铸模121内的硅熔液MS1的凝固速度为被提供到铸模121内的硅的上表面的上升速度以上的条件下使其迅速凝固即可。以下，说明凝固速度与掺杂剂浓度的关系。若是一般的平衡状态的凝固，则硅熔液MS1中的杂质根据一定的偏析系数而被取入到硅锭。偏析系数是结晶从熔液凝固时的固液界面处熔液中的杂质浓度(Cl)与结晶中的杂质浓度(Cs)之比，被表示为k0＝Cs/Cl。例如，硅锭中被用作为掺杂剂的硼(B)的偏析系数是0.8，磷(P)的偏析系数是0.35，小于1(在固液界面，结晶中的掺杂剂浓度比熔液中的掺杂剂浓度小)，因此，在平衡凝固状态下随着凝固进行(固化率变大)，熔液中的硼、磷的浓度增加，硅锭中的掺杂剂浓度随着凝固进行(固化率变大)而增加。

另一方面，在凝固速度为被提供到铸模内的硅的上表面的上升速度以上的情况下，偏析系数接近于1，硅锭中的掺杂剂浓度几乎与硅熔液MS1中的掺杂剂浓度相等。凝固速度例如能通过在步骤Sq21中利用加热器来控制铸模121的底部121b以及侧部121s的温度来进行调整。熔液面上升速度例如能够通过在步骤Sq23中利用改变下部开口部的直径等的方法来控制熔液的每单位时间的提供量来进行调整。并且，由于通过随着凝固进行(固化率变大)，凝固速度变小，从而偏析系数接近于通常的平衡状态(硼为0.8，磷为0.35)，因此，能够形成掺杂浓度随着固化率的增加而减少的任意厚度的第1固化区域。此外，在这样制作出的第1固化区域，不仅掺杂剂，而且其他偏析系数小于1的杂质元素例如铁(Fe)、铜(Cu)、碳(C)、氮(N)、氧(O)等的浓度也同样地随着固化率的增加而减少。

作为形成第1固化区域的其他的方法，存在随着固化进行而减小被提供到铸模121的硅熔液MS1中的掺杂剂浓度的方法。例如，在向坩埚111内填充原料硅PS1时，在将含有高浓度的掺杂剂的原料硅PS1放置在容易较早熔化的靠近加热器的区域，且将含有比其低浓度的掺杂剂的原料硅PS1放置在其他的区域的状态下，开始原料硅PS1的熔化，依次从熔融了的硅向铸模121提供即可。

这样，通过在凝固初始(即锭块底部)设置第1固化区域，从而能够减少锭块中的缺陷密度。以下列举缺陷密度减少的理由。

首先，通过底部的掺杂剂(硼、磷等)浓度上升，从而使机械强度、屈服强度增加，其结果，热冲击所引起的位错产生被抑制。若底部的位错减少，则接着其而生长的上部的位错也减少。

此外，已知硼与铁形成B-Fe键合，通过锭块的凝固中硼将铁捕获(吸除)，从而在底面以及底部侧面处来自脱模材料的Fe污染扩散被抑制，其结果，锭块内的杂质浓度减少。此外，认为：在基于硼的铁吸除时，位错也移动并消失、减少，有可能在铁吸除的过程中产生了位错减少。

此外，通过增大第1固化区域的生长速度，从而相对于与底面垂直的方向，与底面平行的方向的生长速度相对变小，与底面平行的方向的晶粒尺寸、应力变小，基于晶界的变形缓和效果变大，使位错等缺陷难以产生。

此外，由于增大生长速度，因而生长初始的铸模内的温度与通常相比较低，所以容易除去结晶生长中的潜热，生长的应力少，因此位错等缺陷难以产生。

此外，在含有高浓度的掺杂剂浓度的硅中，由于硅原子与掺杂剂原子的晶格常数差导致产生错配位错，错配位错会阻挡由于热冲击而产生的位错的传播。

这样，由于通过减少锭块底部的位错，能够减少包含锭块上部在内的整体的位错，因此能够得到位错少的高品质的硅锭。

另外，位错等结晶缺陷能够通过硅锭的各截面处的蚀刻处理，作为蚀刻陷斑而使用显微镜来进行观察。例如，将通过在观察对象区域测量出的蚀刻陷斑的数量除以观察对象区域的面积而导出的蚀刻陷斑的密度(EPD)设为缺陷的密度即可。蚀刻处理例如是对硅的板(硅板)依次实施镜面精加工用的蚀刻(镜面蚀刻)以及用于使结晶缺陷明显化的蚀刻(选择蚀刻)的处理即可。

更具体来讲，蚀刻处理例如是针对通过锯条来从硅锭沿着XZ平面薄切得到的硅板，依次进行镜面蚀刻以及选择蚀刻的处理即可。镜面蚀刻例如是针对硅板，依次实施氢氟酸-硝酸溶液的180秒的浸渍、水洗、氢氟酸水溶液的30秒的浸渍、水洗以及干燥的处理即可。另外，氢氟酸-硝酸溶液例如通过将70质量％硝酸与50质量％氢氟酸按照7∶2的比例混合来生成即可。氢氟酸水溶液例如通过将纯水与50质量％氢氟酸按照20∶1的比例混合来生成即可。此外，选择蚀刻例如是针对硅板，依次实施JIS规格H0609所述的选择蚀刻液的5分钟的浸渍、水洗以及干燥的处理即可。JIS规格H0609所述的选择蚀刻液例如是将70质量％硝酸、99质量％醋酸、50质量％氢氟酸和纯水按照1∶12.7∶3∶3.7的比例混合而成的溶液即可。

此外，在本步骤Sq25中，若在熔液中除了掺杂剂原子以外，还较多存在碳以及氮等，则被取入到锭块的碳以及氮等能够起到与上述的基于掺杂剂的结晶缺陷减少效果同样的作用，因此优选。

另外，碳以及氮的原子密度例如是以第1固化区域以及第2固化区域的各截面为对象的通过SIMS而被测量的。

<(2-2-3)第2固化区域形成工序>

若继续熔液的提供，则随着锭块的生长，凝固速度降低，凝固速度变得低于被提供到铸模内的硅的上表面的上升速度(步骤Sq31)。由此，如图14所示，在铸模121内，成为硅熔液MS1被贮存在第1固化区域上的状态，并形成第2固化区域(步骤Sq32)。在第2固化区域，与现有的锭块同样地，随着固化率的增加，掺杂剂浓度增加。另外，这里，从坩埚111向铸模121内的硅熔液MS1的提供可以是连续的，也可以是断续的。但是，若从坩埚111向铸模121内连续地提供硅熔液MS1，则硅熔液MS1被迅速地提供到铸模121内。其结果，能够迅速地制造硅锭。

然后，在步骤Sq33中，结束从坩埚111向铸模121的硅熔液MS1的提供。

进一步地，在第2固化区域形成工序中，将冷却板123与铸模保持部122的下表面抵接。由此，开始从铸模121内的硅熔液MS1经由铸模保持部122向冷却板123的散热。这里，例如，如图15所示，在硅熔液MS1被贮存在第1固化区域上的状态下，开始基于冷却板123的从底部121b侧起的硅熔液MS1的冷却。另外，将冷却板123与铸模保持部122的下表面抵接的定时是坩埚111内的全部原料硅PS1熔融，并作为硅熔液MS1而被提供到铸模121内之后的定时即可。

在第2固化区域形成工序中，铸模121内的硅熔液MS1产生从第1固化区域向上方的单向凝固。这里，例如，如图16所示，通过从底部121b侧冷却铸模121内的硅熔液MS1，从而进行铸模121内的硅熔液MS1的单向凝固。由此，在第1固化区域上形成第2固化区域。由于第2固化区域中的位错等结晶缺陷接着第1固化区域中的结晶缺陷而形成，因此通过减少第1固化区域的结晶缺陷，从而能够得到在包含锭块上部在内的第2固化区域结晶缺陷也少的高品质的硅锭。

这里，例如，根据通过制造装置100内的测温部CH1、CH2等来检测出的温度，对配置在铸模121的上方及侧方的铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l的输出进行控制。并且，例如，铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l的附近的温度被保持在硅的熔点的附近左右即可。由此，难以产生从铸模121的侧方起的硅的结晶生长，容易产生向作为上方的+Z方向的硅的结晶生长。

并且，通过硅熔液MS1的单向凝固缓慢地进行，从而在铸模121内制造硅锭，若硅熔液MS1全部凝固，则结束硅锭的形成(步骤Sq34)。

第2固化区域中缺陷的密度通过与所述的第1固化区域的缺陷密度同样的方法而被确认。

到此为止，记述了具有第1固化区域和第2固化区域的硅锭的形成方法，但只要是在本发明的范围内就不局限于上述的方法，能够进行适当的变更。例如，也可以从在抵接冷却板123的状态下开始第1固化区域的形成起，解除冷却板123的抵接状态，从而调整散热量来调整凝固速度。此外，例如也可以在第1固化区域形成工序中通过断续地提供熔液来减小熔液面的上升速度，在第2固化区域形成工序中通过连续地提供熔液来增大熔液面的上升速度。

<(2-3)总结>

综上所述，在本实施方式中，具有：准备铸模的工序；向所述铸模内提供含有掺杂剂的硅熔液，形成掺杂剂浓度随着固化率的增加而减少的第1固化区域的工序；和向所述铸模内进一步提供含有掺杂剂的硅熔液，形成掺杂剂浓度随着固化率的增加而增加并具有最大的掺杂剂浓度的第2固化区域的工序。此外，在形成所述第1固化区域的工序中，在所述铸模内所述硅熔液的凝固速度为被提供到所述铸模内的硅的上表面的上升速度以上。此外，在形成所述第2固化区域的工序中，在所述铸模内所述硅熔液的凝固速度变得比被提供到所述铸模内的硅的上表面的上升速度小。进一步地，在准备所述铸模的工序中，在所述铸模的内壁形成含有碳以及氮的至少一者的脱模材料层。

根据本实施方式，由于能够减少锭块底面附近的位错以及从底面附近向上部方向传播的位错，因此能够提供一种适合于锭块整体的位错密度小、且变换效率高的太阳能电池元件的制作的结晶硅锭。

<(2-4)硅锭>

本实施方式所涉及的多晶硅锭在固化率增加的方向上的内部，具有随着固化率的增加而比电阻值增大并成为最大的区域，从底部起依次具备：具有随着固化率的增加而比电阻值增加的趋势的第1部位、和具有随着固化率的增加而比电阻值减少的趋势并具有最小的比电阻值的第2部位。与此相对地，现有的多晶硅锭是随着固化率的增加而比电阻值与掺杂剂的偏析系数相对应地增加，因此，例如，在使用了偏析系数小于1的掺杂剂的情况下，在底部(固化率0％)，比电阻最大，在使用了偏析系数大于1的掺杂剂的情况下，在上部(固化率100％)，比电阻最大。

由于具有随着固化率的增加而比电阻值增大并成为最大的区域的形成在凝固初始(即锭块底部)含有高浓度的掺杂剂的区域，由此，能够如上所述减少锭块中的位错等结晶缺陷。

位错等结晶缺陷能够通过硅锭的各截面处的上述的蚀刻处理，作为蚀刻陷斑而通过使用了显微镜的观察来进行观察。

另外，在第1固化区域以及第2固化区域中比电阻值为最大的固化率大于0％且为30％以下即可，特别是若12％以上且为24％以下则更优选。原因是，若第1固化区域较薄，则第2固化区域中位错减少效果会不充分，若第1固化区域较厚，则由于铁等杂质浓度的增加以及过冷却所引起的位错的增加，会导致锭块整体的元件特性降低。

锭块的比电阻值例如为0.5Ωcm以上且2.1Ω·cm以下即可。比电阻值ρb与载流子的浓度n的关系式表示为ρb＝1/(q·μ·n)。其中，q是电子的电荷，为1.60×10^-19C、μ是多个载流子迁移率，在室温下，N型基板为大约1200cm²/V/s，P型基板为大约420cm²/V/s左右，因此，在比电阻值为上述范围时，若将硼用作为掺杂剂，则掺杂剂浓度为3.2×10¹⁶atoms/cm³以上且6.5×10¹⁵atoms/cm³以下。若比电阻值过大(掺杂剂浓度高)，则由于少数载流子的增加所导致的暗电流的增大，因此太阳能电池元件的开路电压降低等，太阳能电池元件的变换效率会降低。此外，若比电阻值过小(掺杂剂浓度高)，则由于基于掺杂剂原子的载流子的散射的增加所导致的短路电流的降低、BSF效果的降低所导致的开路电压的降低等，因此太阳能电池元件的变换效率会降低。

此外，如上所述，若在第1固化区域碳以及氮等较多存在，换句话说，若第1固化区域中碳的原子密度与氮的原子密度之和比第2固化区域中碳的原子密度与氮的原子密度之和大，则被取入到锭块的碳以及氮等能够起到与基于所述的掺杂剂的结晶缺陷减少效果同样的作用，因此优选。

另外，如上所述，碳以及氮的原子密度例如是以第1以及第2固化区域PS2、PS3的各截面为对象的通过SIMS而被测量的。

<(2-5)太阳能电池元件>

从上述的本实施方式所涉及的硅锭切出的硅基板能够被用作为太阳能电池元件10的半导体基板。

这里，说明太阳能电池元件10的基本结构。如图22至图24所示，太阳能电池元件10具有：光入射的受光面(图24中的上表面)10a以及作为与该受光面10a相反的一侧的面的非受光面(图24中的下表面)10b。该太阳能电池元件10具有半导体基板1。该半导体基板1具有：作为一导电型的半导体层的第1半导体层1p、和作为被设置在该第1半导体层1p的受光面10a侧的逆导电型的半导体层的第2半导体层1n。此外，在半导体基板1的受光面10a侧的第1主面1a上设置有反射防止层2。此外，太阳能电池元件10具有：设置在半导体基板1的受光面10a侧的第1主面1a上的第1电极4、和设置在半导体基板1的非受光面10b侧的第2主面1b上的第2电极5。

接下来，说明太阳能电池元件10的更具体的结构例。首先，准备具有一导电型(例如，p型)的硅基板来作为半导体基板1。作为硅基板，能够使用在通过本发明所涉及的硅锭的制造方法来制造出的硅锭被切出为所希望的形状的块之后，通过使用多线锯装置等并被薄切而被设为基板状的部件。半导体基板1的厚度例如为300μm以下即可，进一步地，若为200μm以下，则能够实现基于资源的有效利用等的太阳能电池元件10的制造成本的减少。

作为成为用于使硅锭的导电型为p型的掺杂剂的元素，例如使用硼。若硅锭中硼的浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁷[atoms/cm³]左右，则硅基板的比电阻为0.2～2Ω·cm左右。作为硼对硅基板的掺杂方法，例如采用将适量的硼元素的单体或者硼的含有浓度为已知的适量的原料硅在硅锭的制造时混合的方法即可。

在半导体基板1是呈现p型的导电型的硅基板的情况下，通过磷等杂质在半导体基板1中第1主面1a侧的表层部扩散，从而能够形成第2半导体层1n。并且，第1半导体层1p与第2半导体层1n形成pn结区域。

反射防止层2使受光面10a的相对于所希望的波长区域的光的反射率减少，起到所希望的波长区域的光容易被吸收到半导体基板1内的作用。由此，半导体基板1的通过光电变换来生成的载流子的量能够增大。作为反射防止层2的材料，例如能够采用氮化硅、二氧化钛以及二氧化硅等。通过根据反射防止层2的材料来适当地设定反射防止层2的厚度，从而实现由于反射防止层2的存在而几乎不反射适当的入射光的条件(无反射条件)即可。例如，在半导体基板1是硅基板的情况下，反射防止层2的折射率为1.8～2.3左右即可，反射防止层2的厚度为左右即可。

在半导体基板1的第2主面1b侧设置BSF(Back-Surface-Field，背面电场)区域1Hp。该BSF区域1Hp在半导体基板1的第2主面1b侧形成内部电场，具有减少第2主面1b的附近处的载流子的再耦合的作用。由此，能够减少太阳能电池元件10中光电变换效率的降低。BSF区域1Hp呈现与第1半导体层1p相同的导电型，BSF区域1Hp含有的多个载流子的浓度比第1半导体层1p含有的多个载流子的浓度高。另外，在半导体基板1呈现p型的情况下，例如，通过硼或者铝等成为掺杂剂的元素，在半导体基板1的第2主面1b侧的表层部扩散，从而能够形成BSF区域1Hp。此时，BSF区域1Hp中掺杂剂的浓度例如为1×10¹⁸～5×10²¹atoms/cm³左右即可。

如图22所示，第1电极4具有：第1输出取出电极4a、和多个线状的第1集电电极4b。第1输出取出电极4a的至少一部分与第1集电电极4b交叉。第1输出取出电极4a的线宽例如为1.3～2.5mm左右即可。另一方面，第1集电电极4b的线宽比第1输出取出电极4a的线宽窄，例如为50～200μm左右即可。此外，多个第1集电电极4b配置为具有间隔。该间隔为1.5～3mm左右即可。此外，第1电极4的厚度为10～40μm左右即可。另外，第1电极4中也可以包含将多个第1集电电极4b的一端部彼此以及另一端部彼此分别连结的线状的辅助电极4c。辅助电极4c的线宽例如与第1集电电极4b的线宽相等即可。具有上述结构的第1电极4例如能够在银膏被涂敷在半导体基板1的第1主面1a上的所希望的图案的区域之后，通过烧制来形成。银膏例如通过将银的粉末、玻璃料以及有机载流子等混合来生成即可。银膏的涂敷方法例如是丝网印刷法等即可。

如图23所示，第2电极5具有：第2输出取出电极5a和第2集电电极5b。第2输出取出电极5a的厚度例如为10～30μm左右即可。第2输出取出电极5a的线宽为1.3～7mm左右即可。该第2输出取出电极5a能够通过与上述的第1电极4相同的材质以及制法来形成。例如，能够在银膏被涂敷在半导体基板1的第2主面1b上的所希望的图案的区域之后，通过烧制来形成。此外，第2集电电极5b的厚度为15～50μm左右即可。该第2集电电极5b形成在半导体基板1的第2主面1b的除去形成有第2输出取出电极5a的区域的大部分的大致整面。该第2集电电极5b例如能够在铝膏被涂敷在半导体基板1的第2主面1b上的所希望的图案的区域之后，通过烧制来形成。铝膏例如通过将铝的粉末、玻璃料以及有机载流子等混合来生成即可。铝膏的涂敷方法例如是丝网印刷法等即可。

<(2-6)硅锭的具体例>

<(2-6-1)硅锭的制造>

这里，使用图1所示的硅锭的制造装置100以及图3至图12所示的硅锭的制造方法，通过表1所示的条件1～4来制造本实施方式的一具体例所涉及的硅锭。在条件1～4中，为了调整硅熔液MS1的提供速度，改变了坩埚111的下部开口部111bo的面积。此外，为了调整铸造初始的凝固速度，而改变了铸模121的预热温度。图27中表示得到的锭块的固化率与比电阻值的关系，此外，图28中表示锭块的固化率与掺杂剂浓度的关系。此外，将从图27读取出的各锭块的比电阻值为最大的固化率(第1固化区域的范围)在表1中进行表示。

[表1]

在硅锭的制造装置100中，使用了石英玻璃来作为坩埚111的材料。此外，铸模121使用了由侧壁部121s以及底部121b构成的碳纤维强化碳复合材料(CCM)制铸模。设为铸模121的底面的一边为345mm的正方形。

然后，通过在铸模121的内壁面涂敷脱模材料，来形成脱模材料层Mr1。这里，使用了将氮化硅的粉末、氧化硅的粉末以及作为粘合剂溶液的PVA水溶液混合并使其为浆料状的脱模材料。

接下来，向坩埚111内投入总量为大约90kg的多个原料硅PS1。此时，向原料硅PS1混合作为成为掺杂剂的元素的硼。

接下来，通过配置在铸模121的周围的铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l，来开始对铸模121的预热。通过该预热，铸模底部121b被加热到400℃～600℃。预热温度越低，凝固初始的凝固速度越快。换句话说，由于铸模底部的预热温度是条件1＞条件4＞条件2＞条件3，因此，若硅熔液的提供量相同，则凝固初始的凝固速度为条件1＜条件4＜条件2＜条件3。

此外，通过配置在坩埚111的周围的坩埚上部加热器H1u以及侧部加热器H1s，从而开始配置在坩埚111内的原料硅PS1的加热。由此，原料硅PS1被加热到超过熔点的1414℃以上且1550℃以下左右的温度区域，并缓慢地熔融。此时，针对坩埚111内的原料硅PS1中配置在下部开口部111bo的附近的部分，也通过配置在铸模121的上方的铸模上部加热器H2u而被加热。

接下来，在坩埚111内的原料硅PS1全部熔解之后，开始向铸模121内的硅熔液MS1的提供。由于条件1～3与条件4是坩埚111的下部开口部111bo的直径不同，因此被提供到铸模121的每单位时间的熔液提供量不同。换句话说，由于在条件1～3中，与条件4相比，下部开口部111bo的直径小，因此每单位时间的熔液提供量小，熔液面的上升速度小。

通过上述制造条件，在条件1～3下，形成随着固化率的增加而掺杂剂浓度减少的第1固化区域。第1固化区域的厚度根据预热温度、即凝固初始的凝固速度而变化，在条件1～3中，比电阻值为最大的固化率分别为12％、18％、24％。

若继续从坩埚111内向铸模121内的硅熔液MS1的提供和单向凝固，则随着凝固的进行而凝固速度变小，直到小于被提供到铸模内的硅的上表面的上升速度，若凝固中的锭块上表面完全被熔液覆盖，则开始第2固化区域的形成。

然后，结束硅熔液MS1向铸模121的提供，并将冷却板123与铸模保持部122的下表面抵接，从底部121b侧冷却铸模121内的硅熔液MS1，制造出硅锭。此时，使用铸模上部加热器H2u以及下部加热器H2l来加热。由此，进行硅熔液MS1的单向凝固，然后通过空气制冷，在铸模121内制造出p型的硅锭。

<(2-6-2)硅锭的分析以及评价>

得到的硅锭是使用锯条来切断端部区域并切断为多个块。从这些块其中之一进一步使用锯条来制作出具有10mm左右的厚度的评价用硅板。在制作出的硅板中根据固化率来针对下部(固化率15％)、中部(固化率50％)、上部(固化率80％)的硅板，实施镜面精加工用的镜面蚀刻和用于使结晶缺陷明显化的选择蚀刻。

在镜面蚀刻中，对硅板依次进行氢氟酸-硝酸溶液的180秒的浸渍、水洗、氢氟酸水溶液的30秒的浸渍、水洗以及干燥。这里，氢氟酸-硝酸溶液是通过将70质量％硝酸、50质量％氢氟酸按照7∶2的比例混合而生成的。氢氟酸水溶液是通过将纯水、50质量％氢氟酸按照20∶1的比例混合而生成的。此外，在选择蚀刻中，对硅板依次实施JIS规格H0609所述的选择蚀刻液的5分钟的浸渍、水洗以及干燥，其中，JIS规格H0609所述的选择蚀刻液是将70质量％硝酸、99质量％醋酸、50质量％氢氟酸和纯水按照1∶12.7∶3∶3.7的比例混合而成的溶液。另外，关于以下所述的镜面蚀刻以及选择蚀刻，是在全部大致相同的条件下进行的。

然后，拍摄硅板的蚀刻面，进行EPD测定。EPD测定是针对各硅板，通过SEM来观察硅板的Y方向的大致中央部的大致等间隔的15个位置处的矩形区域并测量蚀刻陷斑的数量，且通过将其除以观察区域的面积来计算EPD。将矩形区域的一边设为250μm。将条件4的整个区域的平均值设为1来将测定结果(下部、中部、上部)以及各条件的整个区域的EPD的平均值归一化后的数值在表2中进行表示。根据表2可知，在条件1至3所涉及的锭块中，在整个区域，EPD的值比条件4小。认为：这是由于如上所述，在第1固化区域的生长初始(即锭块底部)含有高浓度的硼，因此锭块中的位错密度减少。

[表2]

此外，表3中表示条件1以及条件4中的铁、碳、氧以及氮的原子浓度。针对被实施了上述选择蚀刻的硅板，通过电感耦合等离子体质量分析(ICP-MS)来测定了铁的原子浓度，通过SIMS来测定了碳、氧以及氮的原子浓度。测定位置是在Z方向，从锭块底部起0至大约20mm的位置(通过SIMS来测定了在Z方向上大致等间隔的5个位置并计算出平均值)。另外，表3中的“AE+B”的写法表示“A×10+B”。

[表3]

如表3所示，铁的浓度在条件1变高，认为：可能是通过硼浓度高的第1固化区域中碳的形成，从而在锭块的形成中产生基于硼对铁的吸除，形成Fe-B键合。此外，在条件1中，氮浓度也变高，认为氮与硼同样地有助于位错减少。

<(2-6-3)硅基板以及太阳能电池元件的制造>

此外，其他块是使用多线锯装置来切断为多个硅基板的。这样得到的硅基板通过4探针法来进行比电阻的测定，使用硅基板来制作出太阳能电池元件。

这里，上述一具体例所涉及的硅锭以及上述一参考例所涉及的硅锭沿着与硅锭的底面平行的面来薄切，制作出相当于半导体基板1的硅基板。并且，将得到的硅基板设为半导体基板1的太阳能电池元件10(参照图22至图24)是通过以下的工序来制作出的。

首先，通过将硅锭薄切，来制作出硅基板。此时，通过线锯装置，制作出厚度为大约200μm且具有一边为大约150mm的正方形的板表面的硅基板。

接下来，通过基于氢氧化钠溶液的蚀刻来除去在各硅基板的表层在硅锭的切断时产生的损伤层。

接下来，通过干式蚀刻法来在半导体基板1的第1主面1a形成基于微小的凹凸的纹理结构。然后，通过以POCl₃为扩散源的气相热扩散法，形成第2半导体层1n以及该第2半导体层1n上的磷硅玻璃。此时，第2半导体层1n的表面电阻是70Ω/□。进一步地，在进行了基于氢氟酸溶液的蚀刻的磷硅玻璃的除去以及基于激光束的pn分离之后，在第1主面1a上通过PECVD法来形成作为反射防止层2的氮化硅膜。

然后，通过在半导体基板1的第2主面1b将铝膏涂敷在大致整面，并烧制该铝膏，从而形成BSF区域1Hp和第2集电电极5b。此外，通过在半导体基板1的第1主面1a上以及第2主面1b上涂敷银膏，并烧制该银膏，从而形成第1电极4和第2输出取出电极5a。由此，制作出太阳能电池元件10。

太阳能电池元件基于JISC8913，进行了光电变换效率的测定。根据固化率的大小来分别按照下部(固化率0％～33％)、中部(固化率33～67％)、上部(固化率67％～100％)各自的区域，将该测定结果进行平均，将条件4的整个区域的光电变换效率平均值设为1来归一化后的数值在表2中进行表示。可知：在条件1至条件3所涉及的锭块中，在整个区域，光电变换效率比条件4大。

在图27中，表示一具体例所涉及的硅锭的固化率与归一化后的比电阻(ρb值)的关系。比电阻的分布与作为掺杂剂的硼的浓度分布对应。如图27所示，关于条件4所涉及的硅锭，比电阻值最大的区域形成在固化率为0％的端部，随着固化率的增加而比电阻值单调降低。与此相对地，可知：关于条件1至条件3所涉及的硅锭，由于比电阻值最大的区域不处于端部，而处于锭块的内部，因此具备：具有随着固化率的增加而比电阻值增加的趋势的第1固化区域、和具有随着固化率的增加而比电阻值减少的趋势并具有最大的比电阻值的第2固化区域。

根据这样的结果，如图28所示，推断为第1固化区域的形成初始是为了通过硅熔液MS1的迅速凝固而形成，则偏析系数接近于1，硅锭中的作为掺杂剂的硼的浓度变高，ρb值变小。并且，由于随着凝固进行(固化率变大)，凝固速度变小，因此偏析系数接近于通常的平衡状态(0.8)，因此随着固化率的增加而掺杂浓度减少，形成第1固化区域。

若进一步继续熔液的提供，则随着锭块的生长，凝固速度降低，凝固速度变得低于基于熔液的提供的熔液面的上升速度(步骤Sq31)。由此，在铸模121内，成为硅熔液MS1被贮存在第1固化区域上的状态，开始第2固化区域的形成(步骤Sq32)。由图13以及图14可知，在第2固化区域中与条件4所涉及的锭块整个区域同样地，随着固化率的增加，掺杂剂浓度增加，比电阻值单调减少。

<(3)其它>

另外，本发明并不限定于上述的一实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更、改进等。

虽然在上述一实施方式中，在铸模121的内壁面涂敷有脱模材料，但并不局限于此。例如，在通过每当在铸模121内形成硅锭，铸模121以及硅锭的侧面附近的部分就被切断，从而取出铸模121内的硅锭的情况下，也可以不在铸模121的内壁面涂敷脱模材料。但是，若含有碳以及氮的至少一者的脱模材料被涂敷在铸模121的内壁面并形成脱模材料层Mr1，则容易产生硅熔液MS1中组成上的过冷却，能够良好地形成包含缺陷的密度高的第2区域Ar2的初始凝固层PS2。

另外，当然能够适当地、在不矛盾的范围内将分别构成上述一实施方式以及其它上述各种方式的全部或者一部分组合。

-符号说明-

100 制造装置

111 坩埚

121 铸模

121b 底部

123 冷却板

130 控制部

Ar1～Ar3 第1～3区域

Ig1 硅锭

MS1 硅熔液

MS1L 硅熔液层

Mr1 脱模材料层

PS1 原料硅

PS2 初始凝固层(第1凝固层)

Claims (14)

1.一种硅锭的制造方法，其具有：

第1工序，准备铸模；

第2工序，向所述铸模内提供第1硅熔液，通过使该第1硅熔液在所述铸模内的底部上凝固，从而形成第1凝固层，该第1凝固层具有：第1区域、和在该第1区域上比该第1区域更快凝固且通过截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比该第1区域高的第2区域；和

第3工序，向所述铸模内的所述第1凝固层上提供第2硅熔液，使该第2硅熔液在从所述第1凝固层向上方的单向上凝固，从而形成第2凝固层，该第2凝固层具有：通过截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比所述第2区域低的第3区域。

2.根据权利要求1所述的硅锭的制造方法，其中，

在所述第2工序中，向所述铸模内断续地提供所述第1硅熔液，使该第1硅熔液在所述铸模内的所述底部上凝固来形成所述第1凝固层，

在所述第3工序中，向所述铸模内的所述第1凝固层上连续地提供所述第2硅熔液，使该第2硅熔液在所述单向上凝固来形成所述第2凝固层。

3.根据权利要求1所述的硅锭的制造方法，其中，

在所述第2工序中，向所述铸模内断续地提供第1硅熔液，使该第1硅熔液在所述铸模内的所述底部上凝固来形成所述第1凝固层，并且通过进一步向所述铸模内的所述第1凝固层上断续地提供第3硅熔液，从而在所述铸模内的所述第1凝固层上形成硅熔液层，

在所述第3工序中，向所述硅熔液层上连续地提供所述第2硅熔液，使所述第2硅熔液在所述单向上凝固来形成所述第2凝固层。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的硅锭的制造方法，其中，

在所述第1工序中，在所述铸模的内壁形成含有碳以及氮的至少一者的脱模材料层。

5.根据权利要求1至3的任意一项所述的硅锭的制造方法，其中，

在所述第2工序中，在形成所述第1凝固层时，取代所述第1硅熔液，而向所述铸模内提供含有掺杂剂的第4硅熔液，在所述第1凝固层内形成掺杂剂浓度随着固化率的增加而减少的第1固化区域。

6.根据权利要求1至3的任意一项所述的硅锭的制造方法，其中，

在所述第3工序中，取代所述第2硅熔液，而向所述铸模内提供含有掺杂剂的第5硅熔液，在所述第2凝固层内形成掺杂剂浓度随着固化率的增加而增加并具有最大的掺杂剂浓度的第2固化区域。

7.根据权利要求5所述的硅锭的制造方法，其中，

在形成所述第1固化区域的工序中，使在所述铸模内所述第4硅熔液的凝固速度为被提供到所述铸模内的硅的上表面的上升速度以上。

8.根据权利要求6所述的硅锭的制造方法，其中，

在形成所述第2固化区域的工序中，使在所述铸模内所述第5硅熔液的凝固速度比被提供到所述铸模内的硅的上表面的上升速度小。

9.一种硅锭，其具备：

从底部起依次层叠的第1区域、第2区域以及第3区域，

通过所述第2区域的截面处的蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度比通过所述第1区域以及所述第3区域的各截面处的所述蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的密度高。

10.根据权利要求9所述的硅锭，其中，

通过所述第2区域的截面处的所述蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的第2密度比通过所述第1区域的截面处的所述蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的第1密度高，通过所述第3区域的截面处的所述蚀刻处理而能够成为蚀刻陷斑的缺陷的第3密度比所述第1密度低。

11.一种硅锭，其具备：

从底部起依次层叠并含有碳以及氮的第1区域、第2区域以及第3区域，

所述第2区域的碳的原子密度与氮的原子密度之和比所述第1区域的碳的原子密度与氮的原子密度之和大。

12.一种硅锭，其具有从底部向上部方向，比电阻值增加并成为最大的区域，

该硅锭具备：

第1部位，其从所述底部向所述上部方向，具有比电阻值增加的趋势；和

第2部位，其从所述底部向所述上部方向，具有比电阻值减少的趋势并具有最小的比电阻值。

13.根据权利要求12所述的硅锭，其中，

在所述第2部位，比电阻值成为最大的部位处于从所述底部起固化率为30％以下的范围内。

14.根据权利要求12或者13所述的硅锭，其中，

所述第1部位以及所述第2部位分别含有氮，所述第1部位的氮的原子密度比所述第2部位的氮的原子密度大。