JP2002170780A - ルツボおよびそれを使用した多結晶シリコンの成長方法 - Google Patents
ルツボおよびそれを使用した多結晶シリコンの成長方法Info
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- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
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- Y10T117/1052—Seed pulling including a sectioned crucible [e.g., double crucible, baffle]
Abstract
(57)【要約】
【課題】大きな形状の多結晶シリコンのインゴットを、
キャスト法によって、経済的に成長させることができ
る。 【解決手段】固体の原料シリコンが融解された際に、そ
の融解されたシリコンが収容されるルツボ本体部１１
と、このルツボ本体部１１上に、ルツボ本体部１１内に
充填された原料シリコン２０上にさらに原料シリコン２
０を保持するように設けられた原料保持部１２とを有し
ている。ルツボ本体部１１および原料保持部１２に固体
のシリコン原料２０をそれぞれ充填して加熱して融解さ
せた後に、ルツボ本体部１１において、融解された原料
シリコン２０を凝固させることにより、多結晶シリコン
のインゴットが得られる。
キャスト法によって、経済的に成長させることができ
る。 【解決手段】固体の原料シリコンが融解された際に、そ
の融解されたシリコンが収容されるルツボ本体部１１
と、このルツボ本体部１１上に、ルツボ本体部１１内に
充填された原料シリコン２０上にさらに原料シリコン２
０を保持するように設けられた原料保持部１２とを有し
ている。ルツボ本体部１１および原料保持部１２に固体
のシリコン原料２０をそれぞれ充填して加熱して融解さ
せた後に、ルツボ本体部１１において、融解された原料
シリコン２０を凝固させることにより、多結晶シリコン
のインゴットが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルツボおよびその
ルツボを使用した多結晶シリコンの成長方法に関する。
ルツボを使用した多結晶シリコンの成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池用角型ウェハーの製造等に使用
される多結晶シリコンは、通常、固体の原料シリコンを
融解した後に凝固させるキャスト法によって、結晶成長
されている。多結晶シリコンを成長させる場合には、通
常、図６に示すルツボが使用される。
される多結晶シリコンは、通常、固体の原料シリコンを
融解した後に凝固させるキャスト法によって、結晶成長
されている。多結晶シリコンを成長させる場合には、通
常、図６に示すルツボが使用される。
【０００３】このルツボ３０は、例えば、シリカ（Ｓｉ
Ｏ2）によって、一定の内寸、一定の厚さ、上面が開放
された中空角筒状に構成されて、内面に窒化珪素をコー
ティングして焼成することによって製造されている。
Ｏ2）によって、一定の内寸、一定の厚さ、上面が開放
された中空角筒状に構成されて、内面に窒化珪素をコー
ティングして焼成することによって製造されている。
【０００４】このような構成のルツボ３０によって多結
晶シリコンを成長させる場合には、図６に示すように、
ルツボ３０内に、固体の原料シリコン２０が充填され
る。固体の原料シリコン２０は、ルツボ３０が、内寸７
０ｃｍ、厚さ１．５ｃｍ、高さ４８ｃｍの場合には、例
えば、２５０ｋｇ程度が、ルツボ３０内に充填される。
晶シリコンを成長させる場合には、図６に示すように、
ルツボ３０内に、固体の原料シリコン２０が充填され
る。固体の原料シリコン２０は、ルツボ３０が、内寸７
０ｃｍ、厚さ１．５ｃｍ、高さ４８ｃｍの場合には、例
えば、２５０ｋｇ程度が、ルツボ３０内に充填される。
【０００５】原料シリコン２０が充填されたルツボ３０
は、加熱炉内にて、シリコンの融点である１４２０℃程
度の温度で、約４時間にわたって加熱される。これによ
り、ルツボ３０内に充填された原料シリコン２０が融解
される。この場合、ルツボ３０内に充填された固体の原
料シリコン２０は、図７に示すように、全てが融解さ
れ、ルツボ３０の高さの半分程度の高さの体積にしかな
らない。その後、約１５時間にわたって冷却すると、ル
ツボ３０内の融解状態になった原料シリコン２０が凝固
して、多結晶シリコンのインゴット２１が得られる。
は、加熱炉内にて、シリコンの融点である１４２０℃程
度の温度で、約４時間にわたって加熱される。これによ
り、ルツボ３０内に充填された原料シリコン２０が融解
される。この場合、ルツボ３０内に充填された固体の原
料シリコン２０は、図７に示すように、全てが融解さ
れ、ルツボ３０の高さの半分程度の高さの体積にしかな
らない。その後、約１５時間にわたって冷却すると、ル
ツボ３０内の融解状態になった原料シリコン２０が凝固
して、多結晶シリコンのインゴット２１が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、ルツボ３
０は、通常、一定の内寸を有する角筒状になっており、
ルツボ３０内に固体の原料シリコン２０を満杯になるよ
うに充填しても、内部に多くの間隙が形成されているた
めに、ルツボ３０内に原料シリコン２０を効率よく充填
することができないという問題がある。このために、加
熱されて融解状態になった原料シリコン２０は、ルツボ
３０の高さの半分程度の高さの体積しか得られず、凝固
した多結晶シリコンのインゴットも、ルツボ３０の高さ
の半分程度の高さにしか形成することができない。
０は、通常、一定の内寸を有する角筒状になっており、
ルツボ３０内に固体の原料シリコン２０を満杯になるよ
うに充填しても、内部に多くの間隙が形成されているた
めに、ルツボ３０内に原料シリコン２０を効率よく充填
することができないという問題がある。このために、加
熱されて融解状態になった原料シリコン２０は、ルツボ
３０の高さの半分程度の高さの体積しか得られず、凝固
した多結晶シリコンのインゴットも、ルツボ３０の高さ
の半分程度の高さにしか形成することができない。
【０００７】例えば、前述したように、内寸７０ｃｍ、
厚さ１．５ｃｍ、高さ４８ｃｍのルツボでは、２４ｃｍ
程度の高さの多結晶シリコンのインゴットしか得られな
い。従って、所定の高さを有する多結晶シリコンのイン
ゴットを形成するためには、その高さの２倍程度の深さ
のルツボが必要になる。
厚さ１．５ｃｍ、高さ４８ｃｍのルツボでは、２４ｃｍ
程度の高さの多結晶シリコンのインゴットしか得られな
い。従って、所定の高さを有する多結晶シリコンのイン
ゴットを形成するためには、その高さの２倍程度の深さ
のルツボが必要になる。
【０００８】また、融解された原料シリコン２０は、凝
固する際に大きく膨張するために、ルツボ３０に大きな
応力が発生する。ルツボ３０は、通常、シリカの焼成体
によって構成されているために、シリコンの融点である
１４２０℃の高温にさらされると、シリカが結晶化する
ために、ルツボ３０自体の強度が低下し、ルツボ３０に
クラックが発生するおそれがある。その結果、ルツボ３
０は、原料シリコン２０を融解した後に凝固させる度に
クラックが発生して使用することができなくなるおそれ
があり、経済性が損なわれるという問題がある。
固する際に大きく膨張するために、ルツボ３０に大きな
応力が発生する。ルツボ３０は、通常、シリカの焼成体
によって構成されているために、シリコンの融点である
１４２０℃の高温にさらされると、シリカが結晶化する
ために、ルツボ３０自体の強度が低下し、ルツボ３０に
クラックが発生するおそれがある。その結果、ルツボ３
０は、原料シリコン２０を融解した後に凝固させる度に
クラックが発生して使用することができなくなるおそれ
があり、経済性が損なわれるという問題がある。
【０００９】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、多結晶シリコンを効率よく成長さ
せることができ、しかも、経済的なルツボを提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、そのルツボを使用し
て、効率よく多結晶シリコンを成長させることができる
方法を提供することにある。
であり、その目的は、多結晶シリコンを効率よく成長さ
せることができ、しかも、経済的なルツボを提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、そのルツボを使用し
て、効率よく多結晶シリコンを成長させることができる
方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のルツボは、多結
晶シリコンをキャスト法によって成長させる際に使用さ
れるルツボであって、固体の原料シリコンが融解された
際に、その融解されたシリコンが収容されるルツボ本体
部と、このルツボ本体部上に、該ルツボ本体部内に充填
された原料シリコン上にさらに原料シリコンを保持する
ように設けられた原料保持部と、を具備することを特徴
とする。
晶シリコンをキャスト法によって成長させる際に使用さ
れるルツボであって、固体の原料シリコンが融解された
際に、その融解されたシリコンが収容されるルツボ本体
部と、このルツボ本体部上に、該ルツボ本体部内に充填
された原料シリコン上にさらに原料シリコンを保持する
ように設けられた原料保持部と、を具備することを特徴
とする。
【００１１】前記原料保持部は、前記ルツボ本体部に対
して着脱可能になっている。
して着脱可能になっている。
【００１２】前記原料保持部は、上側になるにつれて、
順次、原料シリコンを保持する内部空間が広がってい
る。
順次、原料シリコンを保持する内部空間が広がってい
る。
【００１３】前記原料保持部の下端部は、前記ルツボ本
体部の上端部内に挿入されて支持されている。
体部の上端部内に挿入されて支持されている。
【００１４】前記ルツボ本体部および前記原料保持部内
に充填された原料シリコンが融解された場合に、融解さ
れた原料シリコンの上面が、該ルツボ本体部の上端部近
傍に位置するように、該ルツボ本体部の大きさが設定さ
れている。
に充填された原料シリコンが融解された場合に、融解さ
れた原料シリコンの上面が、該ルツボ本体部の上端部近
傍に位置するように、該ルツボ本体部の大きさが設定さ
れている。
【００１５】前記原料保持部は、前記ルツボ本体部とは
異なる材料によって形成されている。
異なる材料によって形成されている。
【００１６】前記ルツボ本体部は、シリカの焼成物によ
って構成されており、前記原料保持部は、カーボンを含
む材料によって構成されている。
って構成されており、前記原料保持部は、カーボンを含
む材料によって構成されている。
【００１７】前記原料保持部の下端部に、前記ルツボ本
体部の上端部に嵌合される溝部が形成されており、該溝
部がルツボ本体部の上端部に嵌合されることによって該
原料保持部が支持される。
体部の上端部に嵌合される溝部が形成されており、該溝
部がルツボ本体部の上端部に嵌合されることによって該
原料保持部が支持される。
【００１８】本発明の多結晶シリコンの成長方法は、こ
のようなルツボにおけるルツボ本体部および原料保持部
に固体のシリコン原料をそれぞれ充填する工程と、充填
された原料シリコンを加熱して融解する工程と、融解さ
れた原料シリコンを、ルツボ本体部内にて、凝固させる
工程と、を包含することを特徴とする。
のようなルツボにおけるルツボ本体部および原料保持部
に固体のシリコン原料をそれぞれ充填する工程と、充填
された原料シリコンを加熱して融解する工程と、融解さ
れた原料シリコンを、ルツボ本体部内にて、凝固させる
工程と、を包含することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２０】図１は、本発明のルツボの実施の形態の一
例を、原料シリコンを充填した状態で示す断面図であ
る。本発明のルツボ１０は、上面が開放された中空角筒
形状のルツボ本体部１１と、このルツボ本体部１１上に
設けられた倒立角錐台形状の原料保持部１２とを有して
いる。
例を、原料シリコンを充填した状態で示す断面図であ
る。本発明のルツボ１０は、上面が開放された中空角筒
形状のルツボ本体部１１と、このルツボ本体部１１上に
設けられた倒立角錐台形状の原料保持部１２とを有して
いる。
【００２１】ルツボ本体部１１は、例えば、シリカ（Ｓ
ｉＯ2）によって、一定の内寸、一定の厚さ、所定の高
さで、上面が開放された角筒形状に形成されて、内面に
窒化珪素をコーティングして焼成することによって製造
されている。ルツボ本体部１１は、例えば、内寸７０ｃ
ｍ、厚さ１．５ｃｍ、高さ３０ｃｍとされる。
ｉＯ2）によって、一定の内寸、一定の厚さ、所定の高
さで、上面が開放された角筒形状に形成されて、内面に
窒化珪素をコーティングして焼成することによって製造
されている。ルツボ本体部１１は、例えば、内寸７０ｃ
ｍ、厚さ１．５ｃｍ、高さ３０ｃｍとされる。
【００２２】ルツボ本体部１１上に設けられた原料保持
部１２は、ルツボ本体部１１に対して着脱可能になって
おり、ルツボ本体部１１の上端面に載置された状態で、
ルツボ本体部１１と同心状態で保持されている。原料保
持部１２は、全体にわたって、一定の厚さになってお
り、上側になるにつれて順次外寸および内寸が大きくな
っている。原料保持部１２の下端面の外寸は、ルツボ本
体部１１の上端部内に挿入されるように、ルツボ本体部
１１の上端部の内寸よりも１〜２ｃｍ程度小さくなって
いる。
部１２は、ルツボ本体部１１に対して着脱可能になって
おり、ルツボ本体部１１の上端面に載置された状態で、
ルツボ本体部１１と同心状態で保持されている。原料保
持部１２は、全体にわたって、一定の厚さになってお
り、上側になるにつれて順次外寸および内寸が大きくな
っている。原料保持部１２の下端面の外寸は、ルツボ本
体部１１の上端部内に挿入されるように、ルツボ本体部
１１の上端部の内寸よりも１〜２ｃｍ程度小さくなって
いる。
【００２３】原料保持部１２は、カーボンを含有する物
質、例えば黒鉛によって、所定の形状とされて、内面に
窒化珪素をコーティングして焼成することによって製造
されている。原料保持部１２は、例えば、下端面の内寸
が６５ｃｍ、高さが１８ｃｍ、上端面の内寸が１００ｃ
ｍ、厚さが１．５ｃｍになっている。
質、例えば黒鉛によって、所定の形状とされて、内面に
窒化珪素をコーティングして焼成することによって製造
されている。原料保持部１２は、例えば、下端面の内寸
が６５ｃｍ、高さが１８ｃｍ、上端面の内寸が１００ｃ
ｍ、厚さが１．５ｃｍになっている。
【００２４】このような構成のルツボ１０によって多結
晶シリコンを成長させる場合には、図１に示すように、
ルツボ本体部１１上に、原料保持部１２を載置した状態
で、ルツボ本体部１１内に固体の原料シリコン２０を充
填し、さらに、原料保持部１２内に、固体の原料シリコ
ン２０を充填して、ルツボ本体部１１内に充填された原
料シリコン２０上にも原料シリコン２０が保持された状
態とする。
晶シリコンを成長させる場合には、図１に示すように、
ルツボ本体部１１上に、原料保持部１２を載置した状態
で、ルツボ本体部１１内に固体の原料シリコン２０を充
填し、さらに、原料保持部１２内に、固体の原料シリコ
ン２０を充填して、ルツボ本体部１１内に充填された原
料シリコン２０上にも原料シリコン２０が保持された状
態とする。
【００２５】固体の原料シリコン２０は、前述したよう
に、ルツボ本体部１１が、内寸７０ｃｍ、厚さ１．５ｃ
ｍ、高さ３０ｃｍ、原料保持部１２が、下端面の内寸が
６５ｃｍ、高さが１８ｃｍ、上端面の内寸が１００ｃ
ｍ、厚さが１．５ｃｍの場合には、約２９０ｋｇが、ル
ツボ本体部１１および原料保持部１２内に充填される。
に、ルツボ本体部１１が、内寸７０ｃｍ、厚さ１．５ｃ
ｍ、高さ３０ｃｍ、原料保持部１２が、下端面の内寸が
６５ｃｍ、高さが１８ｃｍ、上端面の内寸が１００ｃ
ｍ、厚さが１．５ｃｍの場合には、約２９０ｋｇが、ル
ツボ本体部１１および原料保持部１２内に充填される。
【００２６】このような状態で、ルツボ１０全体を、加
熱炉内にて、シリコンの融点である１４２０℃程度の温
度で、約４時間にわたって加熱し、ルツボ１０内に収容
された全ての原料シリコン２０を融解させる。これによ
り、ルツボ本体部１１および原料保持部１２内に充填さ
れた固体の原料シリコン２０は、図２に示すように、全
てが融解されて、ルツボ本体部１１内に収容されて、そ
の上面が、ルツボ本体部１１の上端面近傍に位置した状
態になる。
熱炉内にて、シリコンの融点である１４２０℃程度の温
度で、約４時間にわたって加熱し、ルツボ１０内に収容
された全ての原料シリコン２０を融解させる。これによ
り、ルツボ本体部１１および原料保持部１２内に充填さ
れた固体の原料シリコン２０は、図２に示すように、全
てが融解されて、ルツボ本体部１１内に収容されて、そ
の上面が、ルツボ本体部１１の上端面近傍に位置した状
態になる。
【００２７】その後、ルツボ本体部１１とともに、融解
された原料シリコンを、約１５時間にわたって冷却する
と、ルツボ本体部１１内の融解状態になった原料シリコ
ン２０が凝固し、多結晶シリコンのインゴット２１が得
られる。
された原料シリコンを、約１５時間にわたって冷却する
と、ルツボ本体部１１内の融解状態になった原料シリコ
ン２０が凝固し、多結晶シリコンのインゴット２１が得
られる。
【００２８】このように、ルツボ本体部１１のみなら
ず、ルツボ本体部１１上に設けられた原料保持部１２に
も固体の原料シリコン２０が充填されるために、ルツボ
本体部１１内にのみ固体の原料シリコン２０を収容する
場合よりも、多量の原料シリコン２０を充填することが
できる。そして、ルツボ本体部１１は、ルツボ本体部１
１および原料保持部１２内に充填された原料シリコンが
融解された際に、その全てを収容し得るように、その容
量が設定されている。従って、融解された原料シリコン
は、ルツボ本体部１１のほぼ全体にわたって収容され、
ルツボ本体部１１内にて凝固して得られる多結晶シリコ
ンのインゴット２１は、大きな高さの角柱状とすること
ができる。
ず、ルツボ本体部１１上に設けられた原料保持部１２に
も固体の原料シリコン２０が充填されるために、ルツボ
本体部１１内にのみ固体の原料シリコン２０を収容する
場合よりも、多量の原料シリコン２０を充填することが
できる。そして、ルツボ本体部１１は、ルツボ本体部１
１および原料保持部１２内に充填された原料シリコンが
融解された際に、その全てを収容し得るように、その容
量が設定されている。従って、融解された原料シリコン
は、ルツボ本体部１１のほぼ全体にわたって収容され、
ルツボ本体部１１内にて凝固して得られる多結晶シリコ
ンのインゴット２１は、大きな高さの角柱状とすること
ができる。
【００２９】前述したように、ルツボ１０内に２９０ｋ
ｇ程度の原料シリコンを充填した場合に、内寸７０ｃ
ｍ、厚さ１．５ｃｍ、高さ３０ｃｍのルツボ本体部１１
内にて、高さ２８ｃｍの多結晶シリコンのインゴットが
得られた。
ｇ程度の原料シリコンを充填した場合に、内寸７０ｃ
ｍ、厚さ１．５ｃｍ、高さ３０ｃｍのルツボ本体部１１
内にて、高さ２８ｃｍの多結晶シリコンのインゴットが
得られた。
【００３０】融解された原料シリコン２０は、凝固する
際に、大きく膨張するために、ルツボ本体部１１に大き
な応力が発生する。シリカの焼成物であるルツボ本体部
１１は、シリコンの融点である１４２０℃に加熱される
と、結晶化されて強度が低下するために、原料シリコン
が凝固する際に発生する応力によってクラックが発生す
るおそれがある。
際に、大きく膨張するために、ルツボ本体部１１に大き
な応力が発生する。シリカの焼成物であるルツボ本体部
１１は、シリコンの融点である１４２０℃に加熱される
と、結晶化されて強度が低下するために、原料シリコン
が凝固する際に発生する応力によってクラックが発生す
るおそれがある。
【００３１】これに対して、原料保持部１２は、ルツボ
本体部１１に対して着脱可能になっており、しかも、ル
ツボ本体部１１とは異なる材料、例えば、カーボンを含
む材料である黒鉛の焼成物によって構成されていて、さ
らには、原料シリコン２０がルツボ本体部１１内にて凝
固する際の膨張による影響を受けるおそれもないため
に、破損するおそれがない。このために、ルツボ本体部
１１にクラックが発生して使用不能になっても、原料保
持部１２のみを再利用して繰り返し使用することができ
る。
本体部１１に対して着脱可能になっており、しかも、ル
ツボ本体部１１とは異なる材料、例えば、カーボンを含
む材料である黒鉛の焼成物によって構成されていて、さ
らには、原料シリコン２０がルツボ本体部１１内にて凝
固する際の膨張による影響を受けるおそれもないため
に、破損するおそれがない。このために、ルツボ本体部
１１にクラックが発生して使用不能になっても、原料保
持部１２のみを再利用して繰り返し使用することができ
る。
【００３２】図３は、本発明のルツボ１０の他の例を示
す断面図である。このルツボ１０は、図１に示すルツボ
１０のルツボ本体１１と同様のルツボ本体部１１を有し
ており、ルツボ本体部１０上に着脱可能に設けられる原
料保持部１２の構成のみが、図１に示すルツボ１０の構
成とは異なっている。
す断面図である。このルツボ１０は、図１に示すルツボ
１０のルツボ本体１１と同様のルツボ本体部１１を有し
ており、ルツボ本体部１０上に着脱可能に設けられる原
料保持部１２の構成のみが、図１に示すルツボ１０の構
成とは異なっている。
【００３３】原料保持部１２は、ルツボ本体部１１と同
様の内寸および外寸を有する角筒状に形成されており、
上端面および下端面がそれぞれ開放された状態になって
いる。原料保持部１２は、その下端部を除いて、上下方
向に一定の厚さになっている。
様の内寸および外寸を有する角筒状に形成されており、
上端面および下端面がそれぞれ開放された状態になって
いる。原料保持部１２は、その下端部を除いて、上下方
向に一定の厚さになっている。
【００３４】原料保持部１２の下端部には、ルツボ本体
部１１の上端部に嵌合する溝部１２ａが、全周にわたっ
て形成されており、その溝部１２ａが、ルツボ本体部１
１の上端部に嵌合されることによって、原料保持部１２
が、ルツボ本体部１１上に、同心状態で保持される。
部１１の上端部に嵌合する溝部１２ａが、全周にわたっ
て形成されており、その溝部１２ａが、ルツボ本体部１
１の上端部に嵌合されることによって、原料保持部１２
が、ルツボ本体部１１上に、同心状態で保持される。
【００３５】原料保持部１２は、図１に示す原料保持部
１２と同様に、黒鉛によって所定形状とされて、内周面
に窒化珪素をコーティングして焼成することによって製
造されている。
１２と同様に、黒鉛によって所定形状とされて、内周面
に窒化珪素をコーティングして焼成することによって製
造されている。
【００３６】このような構成のルツボ１０は、例えば、
ルツボ本体部１１が、図１に示すルツボ１０のルツボ本
体部１１と同様の寸法に形成されており、原料保持部１
２は、ルツボ本体部１１の内寸と同様の７０ｃｍの内寸
であって、厚さも、ルツボ本体部１１の厚さと同様の
１．５ｃｍになっている。原料保持部１２の高さは、例
えば、２２ｃｍになっている。
ルツボ本体部１１が、図１に示すルツボ１０のルツボ本
体部１１と同様の寸法に形成されており、原料保持部１
２は、ルツボ本体部１１の内寸と同様の７０ｃｍの内寸
であって、厚さも、ルツボ本体部１１の厚さと同様の
１．５ｃｍになっている。原料保持部１２の高さは、例
えば、２２ｃｍになっている。
【００３７】このような構成のルツボ１０によって多結
晶シリコンを成長させる場合には、図３に示すように、
ルツボ本体部１１の上端部に、原料保持部１２の下端部
に設けられた溝部１２ａを嵌合させて、原料保持部１２
をルツボ本体部１１上に保持した状態で、ルツボ本体部
１１および原料保持部１２内に、固体の原料シリコン２
０を充填する。固体の原料シリコン２０は、ルツボ１０
が前述した寸法の場合には、約２５０ｋｇが、ルツボ本
体部１１および原料保持部１２内に充填される。
晶シリコンを成長させる場合には、図３に示すように、
ルツボ本体部１１の上端部に、原料保持部１２の下端部
に設けられた溝部１２ａを嵌合させて、原料保持部１２
をルツボ本体部１１上に保持した状態で、ルツボ本体部
１１および原料保持部１２内に、固体の原料シリコン２
０を充填する。固体の原料シリコン２０は、ルツボ１０
が前述した寸法の場合には、約２５０ｋｇが、ルツボ本
体部１１および原料保持部１２内に充填される。
【００３８】このような状態で、ルツボ１０全体を、加
熱炉内にて、１４２０℃程度の温度で、約４時間にわた
って加熱し、ルツボ１０内に収容された全ての原料シリ
コン２０を融解させる。これにより、ルツボ本体部１１
および原料保持部１２内に充填された固体の原料シリコ
ン２０は、図４に示すように、全てが融解されて、ルツ
ボ本体部１１内に収容された状態となり、その上面は、
ルツボ本体部１１の上端面近傍に位置される。
熱炉内にて、１４２０℃程度の温度で、約４時間にわた
って加熱し、ルツボ１０内に収容された全ての原料シリ
コン２０を融解させる。これにより、ルツボ本体部１１
および原料保持部１２内に充填された固体の原料シリコ
ン２０は、図４に示すように、全てが融解されて、ルツ
ボ本体部１１内に収容された状態となり、その上面は、
ルツボ本体部１１の上端面近傍に位置される。
【００３９】その後、約１５時間にわたって冷却する
と、ルツボ本体部１１内の融解状態になった原料シリコ
ン２０が凝固し、多結晶シリコンが成長したインゴット
２１が得られる。
と、ルツボ本体部１１内の融解状態になった原料シリコ
ン２０が凝固し、多結晶シリコンが成長したインゴット
２１が得られる。
【００４０】この場合にも、ルツボ本体部１１のみなら
ず、ルツボ本体部１１上に設けられた原料保持部１２に
も、固体の原料シリコン２０が充填されるために、ルツ
ボ本体部１１内にのみ固体の原料シリコン２０を収容す
る場合よりも、多量の原料シリコン２０が充填されてお
り、従って、融解された原料シリコンは、ルツボ本体部
１１のほぼ全体にわたって収容された状態になる。その
結果、得られる多結晶シリコンのインゴット２１は、大
きな高さの角柱状、例えば、２４ｃｍの高さとすること
ができる。
ず、ルツボ本体部１１上に設けられた原料保持部１２に
も、固体の原料シリコン２０が充填されるために、ルツ
ボ本体部１１内にのみ固体の原料シリコン２０を収容す
る場合よりも、多量の原料シリコン２０が充填されてお
り、従って、融解された原料シリコンは、ルツボ本体部
１１のほぼ全体にわたって収容された状態になる。その
結果、得られる多結晶シリコンのインゴット２１は、大
きな高さの角柱状、例えば、２４ｃｍの高さとすること
ができる。
【００４１】このような構成のルツボ１０も、シリカの
焼成物であるルツボ本体部１１は、原料シリコン２０を
融解させるために高温にさらされることによって、強度
が低下し、融解した原料シリコン２０が凝固する際にク
ラックが発生して、使用不能になるおそれがあるが、ル
ツボ本体部１１とは着脱可能になった原料保持部１２
は、破損するおそれがなく、従って、ルツボ本体部１１
が使用不能になっても、再利用することによって繰り返
し使用することができる。
焼成物であるルツボ本体部１１は、原料シリコン２０を
融解させるために高温にさらされることによって、強度
が低下し、融解した原料シリコン２０が凝固する際にク
ラックが発生して、使用不能になるおそれがあるが、ル
ツボ本体部１１とは着脱可能になった原料保持部１２
は、破損するおそれがなく、従って、ルツボ本体部１１
が使用不能になっても、再利用することによって繰り返
し使用することができる。
【００４２】なお、図１に示すルツボ１０において、角
錐台形状に構成された原料保持部１２の下端部を、ルツ
ボ本体部１１の上端部内に挿入する構成に代えて、図５
に示すように、原料保持部１２の下端部に、ルツボ本体
部１１の上端部に嵌合する溝部１２ａを全周にわたって
設けて、ルツボ本体部１１の上端部に原料保持部１２の
溝部１２ａを嵌合させて、原料保持部１２をルツボ本体
部１１上に保持するようにしてもよい。
錐台形状に構成された原料保持部１２の下端部を、ルツ
ボ本体部１１の上端部内に挿入する構成に代えて、図５
に示すように、原料保持部１２の下端部に、ルツボ本体
部１１の上端部に嵌合する溝部１２ａを全周にわたって
設けて、ルツボ本体部１１の上端部に原料保持部１２の
溝部１２ａを嵌合させて、原料保持部１２をルツボ本体
部１１上に保持するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】本発明のルツボは、このように、ルツボ
本体部上に原料保持部を設けて、ルツボ本体部内に充填
された原料シリコン上にさらに原料シリコンを保持する
ことができるために、ルツボ本体部において、多量の原
料シリコンを融解させて、多結晶シリコンのインゴット
とすることができる。従って、キャスト法によって、大
きな形状の多結晶シリコンのインゴットを形成すること
ができる。また、原料保持部をルツボ本体部に対して着
脱可能に構成して、原料保持部をルツボ本体部とは異な
る材料によって、高強度に構成することにより、ルツボ
本体部が使用できなくなった場合にも、原料保持部のみ
を、繰り返し使用することができ、経済性が向上する。
本体部上に原料保持部を設けて、ルツボ本体部内に充填
された原料シリコン上にさらに原料シリコンを保持する
ことができるために、ルツボ本体部において、多量の原
料シリコンを融解させて、多結晶シリコンのインゴット
とすることができる。従って、キャスト法によって、大
きな形状の多結晶シリコンのインゴットを形成すること
ができる。また、原料保持部をルツボ本体部に対して着
脱可能に構成して、原料保持部をルツボ本体部とは異な
る材料によって、高強度に構成することにより、ルツボ
本体部が使用できなくなった場合にも、原料保持部のみ
を、繰り返し使用することができ、経済性が向上する。
【図１】本発明のルツボの実施の形態の一例を示す断面
図である。
図である。
【図２】そのルツボによって多結晶シリコンのインゴッ
トを形成した状態を示す断面図である。
トを形成した状態を示す断面図である。
【図３】本発明のルツボの実施の形態の他の例を示す断
面図である。
面図である。
【図４】そのルツボによって多結晶シリコンのインゴッ
トを形成した状態を示す断面図である。
トを形成した状態を示す断面図である。
【図５】本発明のルツボの実施の形態のさらに他の例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】従来のルツボの一例を、使用状態で示す断面図
である。
である。
【図７】そのルツボによって多結晶シリコンのインゴッ
トを形成した状態を示す断面図である。
トを形成した状態を示す断面図である。
１０ ルツボ １１ ルツボ本体部 １２ 原料保持部 １２ａ 溝部 ２０ 原料シリコン ２１ インゴット
Claims (9)
- 【請求項１】 多結晶シリコンをキャスト法によって成
長させる際に使用されるルツボであって、 固体の原料シリコンが融解された際に、その融解された
シリコンが収容されるルツボ本体部と、 このルツボ本体部上に、該ルツボ本体部内に充填された
原料シリコン上にさらに原料シリコンを保持するように
設けられた原料保持部と、 を具備することを特徴とするルツボ。 - 【請求項２】 前記原料保持部は、前記ルツボ本体部に
対して着脱可能になっている請求項１に記載のルツボ。 - 【請求項３】 前記原料保持部は、上側になるにつれ
て、順次、原料シリコンを保持する内部空間が広がって
いる請求項１に記載のルツボ。 - 【請求項４】 前記原料保持部の下端部は、前記ルツボ
本体部の上端部内に挿入されて支持されている請求項２
に記載のルツボ。 - 【請求項５】 前記ルツボ本体部および前記原料保持部
内に充填された原料シリコンが融解された場合に、融解
された原料シリコンの上面が、該ルツボ本体部の上端部
近傍に位置するように、該ルツボ本体部の大きさが設定
されている請求項１に記載のルツボ。 - 【請求項６】 前記原料保持部は、前記ルツボ本体部と
は異なる材料によって形成されている請求項２に記載の
ルツボ。 - 【請求項７】 前記ルツボ本体部は、シリカの焼成物に
よって構成されており、前記原料保持部は、カーボンを
含む材料によって構成されている請求項６に記載のルツ
ボ。 - 【請求項８】 前記原料保持部の下端部に、前記ルツボ
本体部の上端部に嵌合される溝部が形成されており、該
溝部がルツボ本体部の上端部に嵌合されることによって
該原料保持部が支持される請求項２に記載のルツボ。 - 【請求項９】 請求項１に記載のルツボにおけるルツボ
本体部および原料保持部に固体のシリコン原料をそれぞ
れ充填する工程と、 充填された原料シリコンを加熱して融解する工程と、 融解された原料シリコンを、ルツボ本体部内にて、凝固
させる工程と、 を包含することを特徴とする多結晶シリコンの成長方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000367779A JP2002170780A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | ルツボおよびそれを使用した多結晶シリコンの成長方法 |
| US09/994,022 US6743293B2 (en) | 2000-12-01 | 2001-11-27 | Cruicible and growth method for polycrystal silicon using same |
| FR0115372A FR2817560A1 (fr) | 2000-12-01 | 2001-11-28 | Creuset et procede pour realiser la croissance de silicium polycristallin a l'aide dudit creuset |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000367779A JP2002170780A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | ルツボおよびそれを使用した多結晶シリコンの成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002170780A true JP2002170780A (ja) | 2002-06-14 |
Family
ID=18838140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000367779A Pending JP2002170780A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | ルツボおよびそれを使用した多結晶シリコンの成長方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6743293B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002170780A (ja) |
| FR (1) | FR2817560A1 (ja) |
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| JP2007161548A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Mitsubishi Materials Techno Corp | 多結晶シリコン鋳造装置 |
| WO2013015301A1 (ja) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | 株式会社ニコン | 化合物結晶製造用のルツボ、化合物結晶の製造装置及びルツボを用いた化合物結晶の製造方法 |
| JP2016108240A (ja) * | 2013-10-30 | 2016-06-20 | 株式会社アライドマテリアル | 坩堝 |
| USD771167S1 (en) | 2013-08-21 | 2016-11-08 | A.L.M.T. Corp. | Crucible |
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| DE102005029039B4 (de) * | 2004-07-08 | 2012-07-12 | Deutsche Solar Gmbh | Herstellungsverfahren für Kokille mit Antihaftbeschichtung |
| WO2006005416A1 (de) * | 2004-07-08 | 2006-01-19 | Deutsche Solar Ag | Herstellungsverfahren für kokille mit antihaftbeschichtung |
| DE102006017622B4 (de) * | 2006-04-12 | 2008-03-27 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von multikristallinem Silizium |
| DE102008022882A1 (de) | 2008-05-08 | 2009-11-05 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Kristallisieren eines Halbleitermaterials, inbesondere von Silizium |
| DE102007061704A1 (de) | 2007-12-19 | 2009-09-10 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung eines ein- oder polykristallinen Materials |
| TW200938664A (en) | 2007-12-19 | 2009-09-16 | Schott Ag | Method for producing a monocrystalline or polycrystalline semiconductor material |
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| WO2013019399A2 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | Gtat Corporation | Method for producing a monocrystalline product |
| TWM434072U (en) * | 2012-01-20 | 2012-07-21 | Sun Power Silicon Co Ltd | Assembled graphite round pipe and graphite crucible formed thereby |
| CN103374755A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 洛阳高科钼钨材料有限公司 | 非整体式坩埚 |
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| CN104515391B (zh) * | 2014-04-09 | 2018-03-27 | 赣州鑫磊稀土新材料股份有限公司 | 一种围栏式熔炼坩埚 |
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| US20020083886A1 (en) | 2002-07-04 |
| US6743293B2 (en) | 2004-06-01 |
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