JP2000327490A - Method and apparatus for producing silicon crystal - Google Patents
Method and apparatus for producing silicon crystalInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン結晶の製
造法法およびその製造装置に関し、特に帯状のシリコン
多結晶を製造する方法およびその製造装置に係わる。The present invention relates to a method for manufacturing a silicon crystal and an apparatus for manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing a strip-shaped polycrystalline silicon and an apparatus for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、所定の厚さのシリコン結晶を製造
する方法としては、例えば特許第2551441号に開
示されたデンドライト法、特許第1230908号に開
示されたEFG(Edge-defined Film-fed Growth)法等が
知られている。デンドライト法は、デンドライト形状を
維持するために融液の温度を厳格に制御する必要があ
り、結晶の厚さ、幅の制御が困難であった。また、EF
G法は図7に示すように石英るつぼ1内で多結晶シリコ
ンを融解して融液2を作り、この融液2内に融液と反応
し難くかつ融液により変形し難い材料からなるダイ3を
設けた後、このダイ3内の融液2に種結晶4をなじま
せ、さらにこの種結晶4を所望の速度で徐々に引き上げ
ることによって一定幅、厚さを有する板状結晶5を成長
させる方法である。2. Description of the Related Art Conventionally, methods for producing a silicon crystal having a predetermined thickness include, for example, a dendrite method disclosed in Japanese Patent No. 2551441, and an EFG (Edge-defined Film-fed Growth) disclosed in Japanese Patent No. 1230908. ) Method is known. In the dendrite method, it is necessary to strictly control the temperature of the melt in order to maintain the dendrite shape, and it is difficult to control the thickness and width of the crystal. Also, EF
In the G method, as shown in FIG. 7, a polycrystalline silicon is melted in a quartz crucible 1 to form a melt 2, and a die made of a material that is hardly reacted with the melt and hardly deformed by the melt. After the seed crystal 3 is provided, the seed crystal 4 is applied to the melt 2 in the die 3 and the seed crystal 4 is gradually pulled up at a desired speed to grow a plate-like crystal 5 having a constant width and thickness. It is a way to make it.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たEFG法は図7に示すようにダイ3と融液2とがその
ダイ3の幅方向全体の広い面積にわたって接触するた
め、成長される結晶中に前記ダイ3中から混入される不
純物量が増大する。不純物の混入は、育成された結晶の
欠陥発生の原因になり、キャリアの移動等に多大な影響
を及ぼす。However, in the above-mentioned EFG method, the die 3 and the melt 2 come into contact with each other over a wide area in the width direction of the die 3 as shown in FIG. Therefore, the amount of impurities mixed into the die 3 increases. The incorporation of impurities causes the generation of defects in the grown crystal, and has a great effect on carrier movement and the like.
【0004】本発明は、任意の形状に設定された不純物
の混入量の少ない優れた結晶性を有する長尺の帯状シリ
コン結晶を連続的かつ安定的に育成することが可能なシ
リコン結晶の製造方法およびその製造装置を提供しよう
とするものである。The present invention provides a method of manufacturing a silicon crystal capable of continuously and stably growing a long strip-shaped silicon crystal having excellent crystallinity with a small amount of impurities set in an arbitrary shape. And an apparatus for manufacturing the same.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係わるシリコン
結晶の製造方法は、貫通孔を有する一対の細管が所望の
距離をあけて立設されたるつぼでシリコンを溶融させ、
前記各細管の毛細管現象を利用して融液をそれら細管上
端に湧上がらせて前記細管間にメニスカスを形成する工
程と、前記メニスカスにリボン状のシリコン種結晶を接
触させるとともに、この種結晶を徐々に引き上げて帯状
シリコン結晶を成長させる工程とを具備したことを特徴
とするものである。According to a method of manufacturing a silicon crystal according to the present invention, silicon is melted in a crucible in which a pair of thin tubes having through holes are erected at a desired distance.
A step of forming a meniscus between the capillaries by causing a melt to spring up to the capillaries using capillary action of the capillaries, and bringing a ribbon-shaped silicon seed crystal into contact with the meniscus; And a step of growing the band-shaped silicon crystal by gradually pulling up the silicon crystal.
【0006】ここで、細管とは断面が円形、楕円形の筒
体、または断面が正方形、長方形、五角形、六角形など
の多角形の筒体を意味する。Here, the thin tube means a cylinder having a circular or elliptical cross section, or a polygon having a cross section of square, rectangle, pentagon, hexagon, or the like.
【0007】このような本発明によれば、るつぼ内に立
設させた一対の細管の毛細管現象を利用して前記るつぼ
内に生成したシリコンの融液をそれら細管上端に湧上が
らせ、前記細管間にメニスカスを形成することによっ
て、融液の液面を一定にした状態でリボン状の種結晶の
融液への接触、引き上げにより前記一対の細管および種
結晶で拘束された幅および厚さを有する帯状シリコン結
晶を安定して育成することができる。この際、融液温度
および引き上げ速度を制御することによって、帯状シリ
コン結晶の厚さをより精密に調節することができる。According to the present invention, the melt of silicon generated in the crucible is sprinkled at the upper ends of the crucibles by utilizing the capillary phenomenon of a pair of thin tubes erected in the crucible, thereby forming the capillary. By forming a meniscus in between, the ribbon-like seed crystal is brought into contact with the melt in a state where the liquid level of the melt is kept constant, and the width and thickness constrained by the pair of thin tubes and the seed crystal are raised by pulling. The band-shaped silicon crystal can be stably grown. At this time, the thickness of the band-shaped silicon crystal can be more precisely adjusted by controlling the melt temperature and the pulling speed.
【0008】また、細管は従来のEFG法で用いられる
ダイに比べて融液との接触面積を小さくできるため、細
管から育成中のシリコン結晶に混入される不純物量を著
しく低減することができる。その結果、結晶性の優れた
帯状シリコン結晶を育成することができる。Further, since the contact area of the thin tube with the melt can be made smaller than that of the die used in the conventional EFG method, the amount of impurities mixed into the silicon crystal grown from the thin tube can be remarkably reduced. As a result, a band-shaped silicon crystal having excellent crystallinity can be grown.
【0009】本発明に係わるシリコン結晶の製造装置
は、シリコンの融液が収容されるるつぼと、前記るつぼ
内に収納されたシリコンを加熱、溶融するための加熱手
段と、前記るつぼの内面に互いに所望の距離をあけて立
設された貫通孔を有する一対の細管と、前記細管間の融
液に接触され、引き上げ手段により徐々に引き上げられ
るリボン状のシリコン種結晶とを具備したことを特徴と
するものである。An apparatus for manufacturing a silicon crystal according to the present invention comprises: a crucible containing a silicon melt; heating means for heating and melting the silicon contained in the crucible; A pair of thin tubes having through holes erected at a desired distance, and a ribbon-shaped silicon seed crystal that is brought into contact with the melt between the thin tubes and that is gradually pulled up by pulling means. Is what you do.
【0010】このような本発明によれば、前記一対の細
管の間隔で規制された幅を有する帯状シリコン結晶を安
定して育成でき、シリコン結晶に混入される不純物量を
著しく低減して結晶性の優れた帯状シリコン結晶を育成
できるシリコン結晶の製造装置を提供できる。According to the present invention, it is possible to stably grow a band-shaped silicon crystal having a width regulated by the interval between the pair of thin tubes, and to significantly reduce the amount of impurities mixed into the silicon crystal to improve the crystallinity. The manufacturing apparatus of the silicon crystal which can grow the band-shaped silicon crystal excellent in this can be provided.
【0011】本発明に係わるシリコン結晶の製造装置に
おいて、前記各細管は鉛直方向に対して60°以下の角
度で傾斜した上端部を有することが好ましい。In the silicon crystal manufacturing apparatus according to the present invention, each of the thin tubes preferably has an upper end inclined at an angle of 60 ° or less with respect to a vertical direction.
【0012】このような構造の一対の細管を用いれば、
これら細管上端から毛細管現象により湧き上げられたシ
リコンの融液が傾斜した先端部での接触角との関係でそ
の上端に止まらずに下方に流出できるため、種結晶によ
る引き上げにより薄い肉厚の帯状シリコン結晶を育成で
きる。すなわち、細管先端が平坦であると毛細管現象に
より湧き上げられたシリコンの融液は、細管と融液との
接触角の関係からその先端に止まるため、種結晶による
引き上げにおいて帯状シリコン結晶の厚さが前記細管上
端の径に制約されて、それより薄くすることが困難にな
る。これに対し、一対の細管上端を鉛直方向に対して6
0°以下の角度で傾斜させた形状にすることによって、
融液との接触角の関係から細管上端から毛細管現象によ
り湧き上げられたシリコンの融液をその上端に止まらず
に下方に流出できるため、細管上端の径に制約されるこ
となく、種結晶による引き上げにより薄い肉厚の帯状シ
リコン結晶を育成することができる。If a pair of thin tubes having such a structure is used,
The silicon melt that has been pumped up from the upper end of these capillaries by capillary action can flow downward without stopping at the upper end in relation to the contact angle at the inclined tip end, so a thin-walled strip formed by pulling up with a seed crystal Silicon crystals can be grown. In other words, if the tip of the thin tube is flat, the silicon melt that has been pumped up by the capillary phenomenon stops at the tip due to the contact angle between the thin tube and the melt. Is limited by the diameter of the upper end of the thin tube, and it is difficult to make the thinner than that. On the other hand, the upper ends of the pair of thin tubes are set to 6
By making the shape inclined at an angle of 0 ° or less,
Due to the contact angle with the melt, the silicon melt that has been sprinkled from the upper end of the capillary by capillary action can flow downward without stopping at the upper end. By pulling up, a thin band-shaped silicon crystal can be grown.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるシリコン結
晶の製造装置を図1および図2を参照して詳細に説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus for manufacturing a silicon crystal according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
【0014】図1は、本発明に係わるシリコン結晶の製
造装置を示す断面図、図2は図1の平面図である。例え
ばスポンジ状カーボン耐火物からなる有底円筒形の断熱
容器11は、真空排気・ガス置換がなされる図示しない
チャンバ内に収納されている。高周波誘導加熱コイル1
2は、前記断熱容器11の外側の図示しないチャンバ内
面に取付けられている。丸底状の凹部を有する例えばカ
ーボンからなる発熱体13は、前記断熱容器11内に嵌
め込まれている。前記高周波誘導加熱コイル12および
発熱体13により後述するるつぼ内の原料粒状シリコン
を加熱・溶解する加熱手段を構成している。なお、加熱
手段はこれらの部材により構成する場合に限らず,抵抗
加熱方式を採用してもよい。FIG. 1 is a sectional view showing a silicon crystal manufacturing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. For example, a bottomed cylindrical heat insulating container 11 made of a sponge-like carbon refractory is housed in a chamber (not shown) in which vacuum evacuation and gas replacement are performed. High frequency induction heating coil 1
2 is attached to the inside of the chamber (not shown) outside the heat insulating container 11. A heating element 13 made of, for example, carbon having a round-bottom concave portion is fitted into the heat insulating container 11. The high-frequency induction heating coil 12 and the heating element 13 constitute a heating means for heating and melting the raw granular silicon in the crucible described later. Note that the heating means is not limited to the case where these members are used, and a resistance heating method may be adopted.
【0015】原料粒状シリコンを保持する例えば石英か
らなるるつぼ14は、前記発熱体13に嵌め込まれてい
る。例えば石英からなる一対の円筒状支持部材15a,
15bは、前記るつぼ14の底部内面に所望の間隔をあ
けて溶着されている。例えばカーボンからなる一対の円
筒状細管16a,16bは、前記支持部材15a,15
bにそれぞれ挿着されて立設されている。なお、これら
細管16a,16bの中間付近には図示しない貫通孔が
穿設されている。前記細管16a,16bに対応する箇
所に矩形状のスリット17が開口された例えばカーボン
からなる蓋体18は、前記発熱体13およびるつぼ14
の上端に設置されている。この蓋体18は、融液の温度
勾配を制御するために用いられる。19は、図示しない
引き上げ装置により引き上げられるリボン状のシリコン
種結晶(シリコン単結晶)である。A crucible 14 made of, for example, quartz for holding the raw granular silicon is fitted into the heating element 13. For example, a pair of cylindrical support members 15a made of quartz,
15b is welded to the inner surface of the bottom of the crucible 14 at a desired interval. For example, a pair of cylindrical thin tubes 16a and 16b made of carbon are used as the support members 15a and 15b.
b. In addition, a through-hole (not shown) is formed in the vicinity of the middle between the small tubes 16a and 16b. A lid 18 made of, for example, carbon and having a rectangular slit 17 opened at a position corresponding to the thin tubes 16a and 16b is provided with the heating element 13 and the crucible 14.
It is installed at the upper end of. This lid 18 is used to control the temperature gradient of the melt. Reference numeral 19 denotes a ribbon-shaped silicon seed crystal (silicon single crystal) pulled up by a pulling device (not shown).
【0016】前記細管16a,16bの直径は、3〜6
mm、肉厚を1〜2mmにすることが好ましい。The diameter of the thin tubes 16a, 16b is 3-6.
mm and a thickness of 1-2 mm.
【0017】次に、前述した製造装置を用いて帯状シリ
コン結晶(シリコン多結晶)を育成する方法を説明す
る。Next, a method of growing a band-shaped silicon crystal (silicon polycrystal) using the above-described manufacturing apparatus will be described.
【0018】まず、るつぼ14内に所定量の原料粒状シ
リコンを投入する。図示しないチャンバ内のガスを真空
排気してチャンバン取付けたガス導入管から例えばアル
ゴンガスをチャンバ内に導入してアルゴン雰囲気にす
る。高周波誘導加熱コイル12から発熱体13に高周波
を印加して発熱させることにより前記原料粒状シリコン
を融解する。るつぼ14内のシリコン融液20は、一対
のカーボン製細管16a,16bの図示しない貫通孔を
通してそれらの内部に流入し、毛細管現象により湧上が
り、各細管16a,16bの上端に融液の湧上がり21
a,21bを形成するとともに、一対の細管16a,1
6b間にメニスカス22を形成する。このような状態で
前記細管16a,16b間にリボン状のシリコン種結晶
19を図示しない引き上げ装置により下降させ、前記メ
ニスカス22に接触させる。つづいて、引き上げ装置に
より前記種結晶19を所定の速度で引き上げることによ
り帯状シリコン結晶が育成される。この時、シリコン結
晶となる融液20は、種結晶19とシリコン融液に濡れ
た一対のカーボン製細管16a,16bに拘束されるた
め、厳格な温度制御を行なわずに、幅および厚さが制御
された帯状シリコン結晶を育成することができる。First, a predetermined amount of raw material granular silicon is charged into the crucible 14. The gas in the chamber (not shown) is evacuated, and for example, an argon gas is introduced into the chamber through a gas introduction pipe attached to the chamber to make an argon atmosphere. The raw material granular silicon is melted by applying high frequency from the high frequency induction heating coil 12 to the heating element 13 to generate heat. The silicon melt 20 in the crucible 14 flows into the inside of the pair of carbon thin tubes 16a and 16b through the not-shown through holes of the pair of carbon thin tubes 16a and 16b, springs up by capillary action, and springs up at the upper ends of the thin tubes 16a and 16b. 21
a, 21b and a pair of thin tubes 16a, 1b.
A meniscus 22 is formed between 6b. In this state, the ribbon-shaped silicon seed crystal 19 is lowered between the thin tubes 16a and 16b by a pulling device (not shown) and brought into contact with the meniscus 22. Subsequently, a belt-like silicon crystal is grown by pulling the seed crystal 19 at a predetermined speed by a pulling device. At this time, the melt 20 to be a silicon crystal is restrained by the pair of carbon thin tubes 16a and 16b wetted by the seed crystal 19 and the silicon melt, so that the width and the thickness are reduced without strict temperature control. A controlled band-shaped silicon crystal can be grown.
【0019】また、帯状シリコン結晶の育成を継続する
と、シリコン融液20の液面レベルが下降するが、種結
晶19が接触されるメニスカス22にはカーボン製細管
16a,16bの毛細管現象により融液が供給されるた
め、融液20の液面レベルが下降しても帯状シリコン結
晶の育成が可能になる。When the growth of the band-shaped silicon crystal is continued, the liquid level of the silicon melt 20 is lowered. However, the meniscus 22 to which the seed crystal 19 comes in contact is melted by the capillary action of the carbon thin tubes 16a and 16b. Is supplied, the band-shaped silicon crystal can be grown even when the liquid level of the melt 20 is lowered.
【0020】さらに、帯状シリコン結晶の育成過程にお
いて細管は従来のEFG法で用いられるダイに比べて融
液との接触面積を小さくできるため、細管16a,16
bから育成中のシリコン結晶に混入される不純物量を著
しく低減することができる。その結果、結晶性の優れた
帯状シリコン結晶を育成することができる。Further, in the process of growing the band-shaped silicon crystal, the thin tube can have a smaller contact area with the melt than the die used in the conventional EFG method.
The amount of impurities mixed into the growing silicon crystal from b can be significantly reduced. As a result, a band-shaped silicon crystal having excellent crystallinity can be grown.
【0021】したがって、任意の形状に設定された不純
物の混入量の少ない優れた結晶性を有する長尺の帯状シ
リコン結晶を連続的かつ安定的に育成することができ
る。Therefore, it is possible to continuously and stably grow a long strip-shaped silicon crystal having excellent crystallinity with a small amount of impurities set in an arbitrary shape.
【0022】なお、本発明に係わるシリコン結晶の製造
装置は、前述した図1および図2に示す構造に限定され
ず、以下に説明する図3から図6に示す構造にしてもよ
い。ただし、前述した図1および図2と同様な部材は同
符号を付して説明を省略する。The apparatus for manufacturing a silicon crystal according to the present invention is not limited to the structure shown in FIGS. 1 and 2 but may have the structure shown in FIGS. 3 to 6 described below. However, members similar to those in FIGS. 1 and 2 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0023】図3および図4に示すシリコン結晶の製造
装置は、一対のカーボンからなる円筒状細管16a,1
6bが鉛直方向に対して60°以下の角度(θ)で傾斜
した上端部23a,23bを有する。The apparatus for manufacturing a silicon crystal shown in FIGS. 3 and 4 has a cylindrical thin tube 16a, 16 made of a pair of carbon.
6b has upper end portions 23a and 23b inclined at an angle (θ) of 60 ° or less with respect to the vertical direction.
【0024】このような構成によれば、一対の細管16
a,16bの上端部23a,23bを鉛直方向に対して
60°以下の角度で傾斜させた形状にすることによっ
て、融液20との接触角の関係から細管16a,16b
の上端から毛細管現象により湧上げられたシリコンの融
液20をその上端に止まらずに下方に流出できるため、
細管16a,16bの上端の径に制約されることなく、
シリコン種結晶19による引き上げにより薄い肉厚の帯
状シリコン結晶を育成することができる。ここで、上端
部23a,23bの傾斜角(θ)が60°を超えると、
その上端において融液20と濡れやすくなって融液が細
管16a,16bの上端に止まり易くなるため、その細
管径より薄い帯状シリコン結晶を育成することが困難に
なる。According to such a configuration, the pair of thin tubes 16
By forming the upper ends 23a, 23b of the a, 16b at an angle of not more than 60 ° with respect to the vertical direction, the thin tubes 16a, 16b can be formed in consideration of the contact angle with the melt 20.
Since the silicon melt 20 sprinkled by the capillary action from the upper end can flow downward without stopping at the upper end,
Without being restricted by the diameter of the upper end of the thin tubes 16a, 16b,
By pulling up with the silicon seed crystal 19, a strip-shaped silicon crystal having a small thickness can be grown. Here, when the inclination angle (θ) of the upper ends 23a and 23b exceeds 60 °,
Since the upper end is easily wetted with the melt 20 and the melt is easily stopped at the upper ends of the thin tubes 16a and 16b, it becomes difficult to grow a band-like silicon crystal thinner than the thin tube diameter.
【0025】したがって、任意の形状に設定された不純
物の混入量の少ない優れた結晶性を有し、より薄い厚さ
を持つ長尺の帯状シリコン結晶を連続的かつ安定的に育
成することができる。Therefore, it is possible to continuously and stably grow a long strip-shaped silicon crystal having excellent crystallinity with a small amount of impurities set in an arbitrary shape and having a smaller thickness. .
【0026】図5に示すシリコン結晶の製造装置は断面
正方形の筒状をなす支持部材24a,24bがるつぼ1
4の底部内面に溶着され、一対のカーボン製細管25
a,25bが前記支持部材24a,24bにそれぞれ挿
着して立設され、前記カーボン製細管25a,25bが
断面正方形の筒状をなし、かつ鉛直方向に対して60°
以下の角度で傾斜した上端部26a,26bを有する。The apparatus for manufacturing a silicon crystal shown in FIG. 5 includes a crucible 1 having cylindrical support members 24a and 24b each having a square cross section.
4 is welded to the inner surface at the bottom of the
a, 25b are respectively inserted into the support members 24a, 24b to be erected, and the carbon thin tubes 25a, 25b are formed in a tubular shape having a square cross section, and are 60 ° with respect to the vertical direction.
It has upper end portions 26a and 26b inclined at the following angles.
【0027】このような構成によれば、前述した図3、
図4の製造装置と同様、任意の形状に設定された不純物
の混入量の少ない優れた結晶性を有し、より薄い厚さを
持つ長尺の帯状シリコン結晶を連続的かつ安定的に育成
することができる。According to such a configuration, FIG.
Similar to the manufacturing apparatus of FIG. 4, a long band-shaped silicon crystal having excellent crystallinity with a small amount of impurities set in an arbitrary shape and having a smaller thickness is continuously and stably grown. be able to.
【0028】図6に示すシリコン結晶の製造装置は、種
結晶の厚さ方向に伸びた断面長方形の筒状をなす支持部
材27a,27bがるつぼ14の底部内面に溶着され、
一対のカーボン製細管28a,28bが前記支持部材2
7a,27bにそれぞれ挿着して立設され、前記カーボ
ン製細管28a,28bが断面長方形の筒状をなし、か
つ鉛直方向に対して60°以下の角度で傾斜した上端部
29a,29bを有する。In the apparatus for manufacturing a silicon crystal shown in FIG. 6, cylindrical supporting members 27a and 27b extending in the thickness direction of the seed crystal are welded to the inner surface of the bottom of the crucible 14,
The pair of carbon thin tubes 28a, 28b
The carbon thin tubes 28a, 28b are vertically inserted into the tubes 7a, 27b, respectively, and have a rectangular cross section and have upper ends 29a, 29b inclined at an angle of 60 ° or less with respect to the vertical direction. .
【0029】このような構成によれば、前述した図3、
図4の製造装置と同様、任意の形状に設定された不純物
の混入量の少ない優れた結晶性を有し、より薄い厚さを
持つ長尺の帯状シリコン結晶を連続的かつ安定的に育成
することができる。According to such a configuration, FIG.
Similar to the manufacturing apparatus of FIG. 4, a long band-shaped silicon crystal having excellent crystallinity with a small amount of impurities set in an arbitrary shape and having a smaller thickness is continuously and stably grown. be able to.
【0030】また、育成される帯状シリコン結晶の厚さ
方向に長い断面長方形の筒状をなす細管28a,28b
を用いることによって、結晶製造時における種結晶の挿
入に際しての細管28a,28b間への位置決めが容易
になる。The tubular thin tubes 28a and 28b each having a rectangular cross section that is long in the thickness direction of the band-shaped silicon crystal to be grown.
The positioning between the thin tubes 28a and 28b when inserting a seed crystal during the production of a crystal is facilitated.
【0031】[0031]
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0032】前述した図1および図2に示すシリコン結
晶の製造装置を用い、下記の条件で帯状シリコン多結晶
を育成した。Using the silicon crystal manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 described above, a band-shaped silicon polycrystal was grown under the following conditions.
【0033】<製造条件> るつぼ;直径80mm、 カーボン製細管;外径5〜6mm、内径1〜2mmの円
筒体、 カーボン製細管の距離;40〜50mm、 融液;シリコン融液(融点近傍の温度)、 種結晶;幅40〜50mm、厚さ625μmのリボン状
単結晶シリコン、 種結晶の引き上げ速度;2〜3mm/min。<Manufacturing conditions>Crucible; 80 mm diameter, carbon thin tube; cylindrical body with outer diameter of 5 to 6 mm, inner diameter of 1 to 2 mm; distance of carbon thin tube; 40 to 50 mm; melt; silicon melt (around the melting point) Temperature), seed crystal; ribbon-like single-crystal silicon having a width of 40 to 50 mm and a thickness of 625 μm, and a seed crystal pulling rate of 2 to 3 mm / min.
【0034】育成された結晶は、粉末X線回折法により
多結晶であることが確認された。また、育成された結晶
中のカーボン量を荷電粒子放射化分析(RAA)法によ
り測定した。その結果、カーボン量は1ppm以下と極
めて少ない量であることが確認された。The grown crystal was confirmed to be polycrystalline by powder X-ray diffraction. The amount of carbon in the grown crystal was measured by a charged particle activation analysis (RAA). As a result, it was confirmed that the amount of carbon was as small as 1 ppm or less.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上詳述したよう、本発明に係わるシリ
コン単結晶の製造方法およびその装置によれば任意の形
状に設定された不純物の混入量の少ない優れた結晶性を
有する長尺の帯状シリコン結晶を連続的かつ安定的に育
成することができ、太陽電池の光電変換部材などに有効
に利用できる等顕著な効果を奏する。As described above in detail, according to the method and the apparatus for manufacturing a silicon single crystal according to the present invention, a long strip having excellent crystallinity with a small amount of impurities set in an arbitrary shape is provided. Silicon crystals can be grown continuously and stably, and have remarkable effects such as effective use for photoelectric conversion members of solar cells.
【図1】本発明に係わるシリコン結晶の製造装置を示す
断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a silicon crystal manufacturing apparatus according to the present invention.
【図2】図1の製造装置の平面図。FIG. 2 is a plan view of the manufacturing apparatus of FIG.
【図3】本発明に係わる別のシリコン結晶の製造装置を
示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing another apparatus for manufacturing a silicon crystal according to the present invention.
【図4】図3の製造装置の要部拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the manufacturing apparatus of FIG. 3;
【図5】本発明に係わるさらに別のシリコン結晶の製造
装置を示す要部拡大平面図。FIG. 5 is an enlarged plan view of a main part showing still another apparatus for manufacturing a silicon crystal according to the present invention.
【図6】本発明に係わるさらに別のシリコン結晶の製造
装置を示す要部拡大平面図。FIG. 6 is an enlarged plan view of a main part showing still another apparatus for manufacturing a silicon crystal according to the present invention.
【図7】従来のシリコン結晶の製造装置を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional silicon crystal manufacturing apparatus.
11…断熱容器、 12…高周波誘導加熱コイル、 13…発熱体、 14…るつぼ、 16a,16b,25a,25b,28a,28b…細
管、 19…種結晶、 20…シリコン融液、 21a,21b…湧上がり部、 22…メニスカス、 23a,23b,26a,26b,29a,29b…傾
斜した上端部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Heat insulation container, 12 ... High frequency induction heating coil, 13 ... Heating element, 14 ... Crucible, 16a, 16b, 25a, 25b, 28a, 28b ... Capillary tube, 19 ... Seed crystal, 20 ... Silicon melt, 21a, 21b ... Bump, 22 ... meniscus, 23a, 23b, 26a, 26b, 29a, 29b ... inclined upper end.
Claims (3)
をあけて立設されたるつぼでシリコンを溶融させ、前記
各細管の毛細管現象を利用して融液をそれら細管上端に
湧上がらせて前記細管間にメニスカスを形成する工程
と、 前記メニスカスにリボン状のシリコン種結晶を接触させ
るとともに、この種結晶を徐々に引き上げて帯状シリコ
ン結晶を育成させる工程とを具備したことを特徴とする
シリコン結晶の製造方法。1. A pair of thin tubes having through-holes melt silicon in a crucible that is erected at a desired distance, and a melt is sprinkled at the upper ends of the thin tubes by utilizing the capillary phenomenon of each of the thin tubes. Forming a meniscus between the thin tubes, and bringing a ribbon-shaped silicon seed crystal into contact with the meniscus, and gradually raising the seed crystal to grow a band-shaped silicon crystal. Manufacturing method of silicon crystal.
めの加熱手段と、 前記るつぼの内面に互いに所望の距離をあけて立設され
た貫通孔を有する一対の細管と、 前記細管間の融液に接触され、引き上げ手段により徐々
に引き上げられるリボン状のシリコン種結晶とを具備し
たことを特徴とするシリコン結晶の製造装置。2. A crucible in which a melt of silicon is stored, heating means for heating and melting the silicon stored in the crucible, and standing on the inner surface of the crucible at a desired distance from each other. And a ribbon-shaped silicon seed crystal which is brought into contact with the melt between the thin tubes and is gradually pulled up by a pulling means.
以下の角度で傾斜した上端部を有することを特徴とする
請求項2記載のシリコン結晶の製造装置。3. Each of the thin tubes is 60 ° with respect to a vertical direction.
3. The silicon crystal manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the apparatus has an upper end inclined at the following angle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11137148A JP2000327490A (en) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | Method and apparatus for producing silicon crystal |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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ID=15191949
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000327490A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006504613A (en) * | 2002-10-30 | 2006-02-09 | エバーグリーン ソーラー, インコーポレイテッド | Method and apparatus for growing multiple crystal ribbons from a single crucible |
WO2008090864A1 (en) | 2007-01-25 | 2008-07-31 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Apparatus and method for manufacturing silicon substrate, and silicon substrate |
CN103097291A (en) * | 2010-09-16 | 2013-05-08 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | Container for producing silicon ingot and method for producing silicon ingot |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP11137148A patent/JP2000327490A/en not_active Withdrawn
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JP5062767B2 (en) * | 2007-01-25 | 2012-10-31 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Silicon substrate manufacturing apparatus and manufacturing method |
CN103097291A (en) * | 2010-09-16 | 2013-05-08 | 吉坤日矿日石金属株式会社 | Container for producing silicon ingot and method for producing silicon ingot |
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