JP2002211913A - Apparatus for producing crystalline silicon - Google Patents

Apparatus for producing crystalline silicon

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JP2002211913A
JP2002211913A JP2001005535A JP2001005535A JP2002211913A JP 2002211913 A JP2002211913 A JP 2002211913A JP 2001005535 A JP2001005535 A JP 2001005535A JP 2001005535 A JP2001005535 A JP 2001005535A JP 2002211913 A JP2002211913 A JP 2002211913A
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順一 佐々木
Koji Tsuzukibashi
浩司 続橋
Akihito Yanoo
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten heating time and to diminish the effect of leaking molten silicon. SOLUTION: The apparatus for producing crystalline silicon has a casting mold 4 housing molten silicon 3, a chilling plate 8 which supports the casting mold 4 put thereon, has electric conductivity and generates heat when an electric current is sent to the chilling plate 8 and a power source 9 for sending the electric current to the chilling plate 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン融液を冷
却して一方向に徐々に凝固させる結晶シリコン製造装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing crystalline silicon in which a silicon melt is cooled and gradually solidified in one direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】多結晶シリコン太陽電池は、今日最も多
く製造されている太陽電池である。多結晶シリコン太陽
電池の発電素子(ソーラー・セル)の最も重要な性能
は、エネルギー変換効率である。このエネルギー変換効
率は、基板が有する結晶粒界および結晶粒内の結晶の配
向性に大きく左右される。これらは、ソーラー・セル内
のキャリアの寿命の短縮や移動度の低下の原因となっ
て、エネルギー変換効率を低下させるためである。その
ため、エネルギー変換効率を向上させるためには、多結
晶シリコンの製造において、その結晶粒界をできるだけ
少なくする、言い換えると、結晶粒径をできるだけ大き
な結晶粒に成長させること、そして、その結晶粒内の配
向性を向上させることが重要である。
2. Description of the Related Art Polycrystalline silicon solar cells are the most widely manufactured solar cells today. The most important performance of a polycrystalline silicon solar cell power generation element (solar cell) is energy conversion efficiency. The energy conversion efficiency largely depends on the crystal grain boundaries of the substrate and the orientation of crystals in the crystal grains. These are for shortening the life of carriers in the solar cell and decreasing the mobility, thereby lowering the energy conversion efficiency. Therefore, in order to improve the energy conversion efficiency, in the production of polycrystalline silicon, the crystal grain boundaries are reduced as much as possible, in other words, the crystal grain size is grown to be as large as possible. It is important to improve the orientation of.

【0003】多結晶シリコンを製造する方法で代表的な
ものに、一方向凝固法がある。この方法では、例えば図
3に示すように、ほぼ直方体状に形成された鋳型51内
に収容されたシリコン原料Sを、鋳型51から離間した
上部ヒータ52および下部ヒータ53によって溶融させ
て溶湯54とし、次いで下部ヒータ53による加熱を解
き、鋳型51を冷却板55によってその底面側から抜熱
して凝固させることにより生成される。このとき生成さ
れるインゴットは、冷却板55や各ヒータ52、53を
調節して溶湯54内に鋳型51の底部から上部方向へ正
の温度勾配を付与して、溶湯54を底部から徐々に冷却
・凝固させることにより、結晶を上方へと成長させてい
く。この方法によれば、太陽電池用ウェハとして十分な
数ミリ以上の結晶粒径を有する多結晶シリコンインゴッ
トが得られることが知られている。
A typical method for producing polycrystalline silicon is a unidirectional solidification method. In this method, for example, as shown in FIG. 3, a silicon raw material S contained in a substantially rectangular parallelepiped mold 51 is melted by an upper heater 52 and a lower heater 53 separated from the mold 51 to form a molten metal 54. Then, the heating by the lower heater 53 is released, and the mold 51 is generated by removing the heat from the bottom side of the mold 51 by the cooling plate 55 and solidifying. The ingot generated at this time adjusts the cooling plate 55 and the heaters 52 and 53 to give a positive temperature gradient from the bottom to the top of the mold 51 in the molten metal 54 so that the molten metal 54 is gradually cooled from the bottom. -The crystal is grown upward by solidification. According to this method, it is known that a polycrystalline silicon ingot having a crystal grain size of several millimeters or more, which is sufficient for a solar cell wafer, can be obtained.

【0004】このとき、一方向凝固性の良好なインゴッ
トを生成するため、鋳型51の全ての抜熱は底面側から
行われ、側壁面51a側からは抜熱されないのが理想的
である。そのため、鋳型51の側壁面51a外側には、
冷却板55上にカーボンからなる断熱材56が周設され
ている。また、この断熱材56は、鋳型51から溶湯5
4が漏れた場合に、漏れた溶湯54を吸収して他の部分
に影響を及ぼさないために設けられている。
At this time, in order to produce an ingot having good unidirectional solidification, it is ideal that all heat is removed from the mold 51 from the bottom side and not from the side wall 51a. Therefore, outside the side wall surface 51a of the mold 51,
A heat insulating material 56 made of carbon is provided around the cooling plate 55. Further, the heat insulating material 56 is provided from the mold 51 to the molten metal 5.
In the case where 4 leaks, it is provided to absorb the leaked molten metal 54 so as not to affect other parts.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
一方向凝固法を採用する従来の結晶シリコン製造装置5
0においては、シリコン原料を加熱溶解する際に、ヒー
タ52,53からの輻射熱により、鋳型51内のシリコ
ン原料Sの温度を上昇していたが、シリコン原料Sを完
全に溶解するまでに長時間かかるため、この加熱時間を
短縮したいという要求が存在していた。また、鋳型51
から溶湯54が漏れた際、漏れだした溶湯54の量が多
い場合には、断熱材56によって完全に吸収することが
できない可能性があり、この場合、上記の装置50下部
に溶湯54が流れ出してしまい、シリコン製造装置50
の下側部分が影響を受けてしまうという問題があった。
However, a conventional crystalline silicon manufacturing apparatus 5 adopting the above-described directional solidification method has been proposed.
At 0, when heating and melting the silicon raw material, the temperature of the silicon raw material S in the mold 51 was increased by radiant heat from the heaters 52 and 53, but it took a long time until the silicon raw material S was completely melted. For this reason, there has been a demand for shortening the heating time. Also, the mold 51
When the molten metal 54 leaks from the container, if the amount of the leaked molten metal 54 is large, the molten metal 54 may not be completely absorbed by the heat insulating material 56. The silicon manufacturing equipment 50
There was a problem that the lower part of the was affected.

【0006】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 加熱時間の短縮を図ること。 漏れだした溶湯による影響の低減を図ること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects. Reduce the heating time. Reduce the effects of leaked molten metal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の結晶シリコン製
造装置においては、溶湯を収容する鋳型と、該鋳型が載
置されるとともに導電性を有し通電されることに加熱時
に発熱するとともに冷却時には冷却をおこなうチルプレ
ートと、該チルプレートに通電するための電源と、を備
えてなることにより上記課題を解決した。本発明におい
て、前記チルプレート上には、前記鋳型を内部に収容す
る収容体が設けられることが望ましい。また、本発明に
おいて、前記収容体がカーボンからなる手段、または、
前記チルとプレートがカーボンからなる手段を採用する
こともできる。
In the apparatus for producing crystalline silicon according to the present invention, a mold for holding a molten metal, and a mold placed thereon, having conductivity and being energized, generates heat during heating and cools. The above-mentioned problem has been solved by providing a chill plate that sometimes cools down and a power supply for supplying power to the chill plate. In the present invention, it is preferable that a housing for housing the mold inside is provided on the chill plate. In the present invention, the container is made of carbon, or
Means in which the chill and the plate are made of carbon may be employed.

【0008】本発明の結晶シリコン製造装置において
は、冷却時には鋳型の冷却をおこなうチルプレートが導
電性を有するとともに、チルプレートに通電することに
より、加熱時にこのチルプレートが発熱し、この熱によ
り、チルプレート上に載置された鋳型を加熱する。この
ため、鋳型内のシリコン原料を溶解するのにヒータから
の輻射熱のみにより加熱する従来の技術とは異なり、発
熱しているチルプレートから、このチルプレートに接触
している鋳型に対して直接熱を伝導させることが可能と
なる。この結果、鋳型内のシリコン原料を溶解するのに
必要な加熱時間を短縮することができる。この際、従来
の技術のように、輻射により鋳型を加熱するヒータを併
用することも可能である。
In the apparatus for producing crystalline silicon according to the present invention, the chill plate for cooling the mold has conductivity during cooling, and when the chill plate is energized, the chill plate generates heat during heating. The mold placed on the chill plate is heated. For this reason, unlike the conventional technology in which the silicon raw material in the mold is heated only by radiant heat from the heater, heat is directly applied from the chill plate that generates heat to the mold that is in contact with the chill plate. Can be conducted. As a result, the heating time required to melt the silicon raw material in the mold can be reduced. At this time, it is also possible to use a heater for heating the mold by radiation as in the conventional technique.

【0009】本発明において、前記チルプレート上に前
記鋳型を内部に収容し少なくとも該鋳型の側壁部の周囲
を囲むように前記溶湯の液面よりも高い位置まである側
壁部を有する収容体が設けられることにより、溶湯が鋳
型から漏れだした場合でも、漏れた溶湯を鋳型の側壁部
と収容体の側壁部との間に溜めることができる。これに
より溶湯が収容体から外部に漏れ出すことを防止して、
鋳型よりも下方に位置する結晶シリコン製造装置各部に
溶湯が影響を及ぼすことを防止できる。ここで、前記収
容体は底部と側壁部とを有する桶状とすることができ、
また、前記チルプレートと一体とすることも可能であ
る。
In the present invention, a container is provided on the chill plate, the container having the side wall extending to a position higher than the liquid level of the molten metal so as to house the mold therein and at least surround the periphery of the side wall of the mold. Accordingly, even when the molten metal leaks from the mold, the leaked molten metal can be stored between the side wall of the mold and the side wall of the container. This prevents the molten metal from leaking out of the container,
It is possible to prevent the molten metal from affecting each part of the crystalline silicon manufacturing apparatus located below the mold. Here, the container may have a tub shape having a bottom portion and a side wall portion,
Moreover, it is also possible to integrate with the chill plate.

【0010】また、本発明において、前記チルプレート
がカーボンからなる手段を採用することにより、通電し
た場合に鋳型を加熱するために必要な発熱が可能な導電
性と抵抗値とを得ることが可能となるとともに、発熱し
たチルプレートからの熱を鋳型に対して良好に伝導する
ために充分な熱伝導性を得ることができる。また、前記
収容体がカーボンからなる手段を採用することにより、
発熱したチルプレートからの熱を鋳型に対して良好に伝
導するために充分な熱伝導性を得ることができるととも
に、溶湯をその内部に溜めることが可能となる。
Further, in the present invention, by adopting a means in which the chill plate is made of carbon, it is possible to obtain conductivity and a resistance value capable of generating heat necessary for heating the mold when energized. In addition, sufficient heat conductivity can be obtained in order to conduct heat from the chill plate to the mold well. Also, by adopting a means in which the container is made of carbon,
Sufficient thermal conductivity can be obtained in order to conduct the heat from the chill plate to the mold satisfactorily, and the molten metal can be stored inside.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る結晶シリコン
製造装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1
は本実施形態における結晶シリコン製造装置の一実施形
態を示す正断面図であり、図2は図1のチルプレート付
近を示す拡大図であり、図1において符号1は、結晶シ
リコン製造装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a crystalline silicon manufacturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
1 is a front sectional view showing an embodiment of a crystalline silicon manufacturing apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of a chill plate in FIG. 1, and reference numeral 1 in FIG. 1 is a crystalline silicon manufacturing apparatus. .

【0012】結晶シリコン製造装置1は、図1に示すよ
うに、チャンバ2内に、シリコン融液3を収容するルツ
ボ(鋳型)4と、そのルツボ4を収容する収容体5と、
ルツボ4の収容された収容体5を載置するチルプレート
8と、ルツボ4、収容体5、およびチルプレート8を包
囲する包囲炉6と、包囲炉6内でルツボ4の上方位置に
配置され、固体シリコン(シリコン原料)3aを加熱し
てシリコン融液(溶湯)3を生成する上加熱部7aとを
有する構成とされている。
As shown in FIG. 1, a crystalline silicon manufacturing apparatus 1 includes a crucible (mold) 4 for accommodating a silicon melt 3 in a chamber 2, a container 5 for accommodating the crucible 4,
A chill plate 8 on which the container 5 accommodating the crucible 4 is placed; an enclosing furnace 6 surrounding the crucible 4, the container 5 and the chill plate 8; And an upper heating unit 7a for heating the solid silicon (silicon raw material) 3a to generate a silicon melt 3 (melt).

【0013】チャンバ2を構成する壁の内部には中空部
2aが形成され、そこに冷却水を流すことによって、固
体シリコン3aの溶融後のチャンバ2およびその内部の
冷却を効率的に行えるようになっている。
A hollow portion 2a is formed inside a wall constituting the chamber 2, and cooling water is supplied to the hollow portion 2a so that the chamber 2 after the solid silicon 3a is melted and the inside thereof can be efficiently cooled. Has become.

【0014】包囲炉6は、複数の断熱材により天板部と
底板部とそれらの周囲を囲む側板部とを有して形成さ
れ、例えば正面から見て図1に示す如き円筒状で、かつ
側面から見て四角の形状をなしている。また、包囲炉6
の下部には支持部64が相対向して設けられ、この支持
部64上にチルプレート8を介し収容体5を支持してい
る。包囲炉6の天板部には、この天板部を貫通して流入
ノズルが配管されている。流入ノズルは不活性ガスであ
るアルゴンガスを包囲炉6内に流入させるものであり、
チャンバ2の外部に設置された昇降機構の駆動により、
シリコン融液3に対する距離を変更できるようになって
いる。
The surrounding furnace 6 is made of a plurality of heat insulating materials and has a top plate, a bottom plate, and side plates surrounding them. For example, the surrounding furnace 6 has a cylindrical shape as shown in FIG. It has a square shape when viewed from the side. The surrounding furnace 6
Support portions 64 are provided opposite to each other at the lower part of the housing, and the container 5 is supported on the support portions 64 via the chill plate 8. An inflow nozzle is provided on the top plate of the surrounding furnace 6 so as to penetrate the top plate. The inflow nozzle is for letting argon gas, which is an inert gas, flow into the surrounding furnace 6.
By driving the elevating mechanism installed outside the chamber 2,
The distance to the silicon melt 3 can be changed.

【0015】上加熱部7aは、ルツボ4の長さ方向に沿
って複数配設されたヒータで構成されている。チルプレ
ート8は、カーボンからなり、電源9に接続されてお
り、通電されることにより発熱する。これら上加熱部7
aおよびチルプレート8、電源9は加熱手段を形成して
いる。チルプレート8上にはこのチルプレート8と密着
する状態に収容体5が載置されている。このカーボンか
らなる収容体5は、側壁部5aと底部5bとを有する桶
状とされ、その内部に、ルツボ4が収容されている。こ
の側壁部5aは、ルツボ4の側壁部の周囲を囲むように
設けられ、その上端が、少なくともシリコン融液3の液
面よりも高い位置まであるよう設定されている。底部5
bはチルプレート8とルツボ4の底部と密着されてい
る。
The upper heating section 7a is composed of a plurality of heaters arranged along the length of the crucible 4. The chill plate 8 is made of carbon, is connected to a power supply 9, and generates heat when energized. These upper heating units 7
a, the chill plate 8 and the power supply 9 form a heating means. The container 5 is placed on the chill plate 8 in close contact with the chill plate 8. The container 5 made of carbon has a tub shape having a side wall 5a and a bottom 5b, and the crucible 4 is accommodated therein. The side wall 5 a is provided so as to surround the periphery of the side wall of the crucible 4, and the upper end thereof is set to at least a position higher than the liquid level of the silicon melt 3. Bottom 5
b is in close contact with the chill plate 8 and the bottom of the crucible 4.

【0016】そして、包囲炉6のチルプレート8の下方
位置に吸熱板13が設けられている。吸熱板13は、シ
リコン融液3の冷却時に包囲炉6内の輻射熱を吸熱する
ためのものであって、チャンバ2の下部においてチルプ
レート8と対向する位置に取付けられ、カーボンで形成
されている。包囲炉6には載置台5の下方位置に下開口
が形成され、その下開口には開閉可能なシャッターが設
けられる。このシャッターは、固体シリコン3aの加熱
時、下開口を閉じた状態にしておき、シリコン融液3の
冷却時、シャッターを開くようにしている。
A heat absorbing plate 13 is provided below the chill plate 8 of the surrounding furnace 6. The heat absorbing plate 13 absorbs radiant heat in the surrounding furnace 6 when the silicon melt 3 is cooled, and is attached to a lower portion of the chamber 2 at a position facing the chill plate 8 and is formed of carbon. . A lower opening is formed in the surrounding furnace 6 at a position below the mounting table 5, and a shutter that can be opened and closed is provided in the lower opening. The lower opening is closed when the solid silicon 3a is heated, and the shutter is opened when the silicon melt 3 is cooled.

【0017】また、吸熱板13は、チャンバ2内を流通
する冷却水用の冷却水路14を形成している。即ち、吸
熱板13はチャンバ2の底面と適宜の空間をもって配置
されており、冷却水路14は、チャンバ2内の中空部2
a及びチャンバ2の底面と吸熱板13との間の空間によ
りチャンバ2内全体を包囲するように形成されている。
なお、チャンバ2の底部にはチャンバ2及び吸熱板13
を貫通する冷却ノズル21が設けられている。冷却ノズ
ル21は、シリコン融液3の冷却時、アルゴンガスをチ
ルプレート8に向けて吹き付けるように包囲炉6内に下
方から流入する。
The heat absorbing plate 13 forms a cooling water passage 14 for cooling water flowing in the chamber 2. That is, the heat absorbing plate 13 is disposed with an appropriate space with the bottom surface of the chamber 2, and the cooling water passage 14 is formed in the hollow portion 2 in the chamber 2.
a and the space between the bottom surface of the chamber 2 and the heat absorbing plate 13 so as to surround the entire inside of the chamber 2.
The chamber 2 and the heat absorbing plate 13 are provided at the bottom of the chamber 2.
Is provided. When cooling the silicon melt 3, the cooling nozzle 21 flows into the surrounding furnace 6 from below so as to blow argon gas toward the chill plate 8.

【0018】さらに、包囲炉6の側板部の上部には、上
開口が設けられ、この上開口を開閉する上部開閉機構を
も有している。この上部開閉機構は、開閉扉と、この開
閉扉に連結されたアクチュエータとを具備している。そ
して、固体シリコン3aの加熱時には、開閉扉が上開口
を閉じた状態にしておき、シリコン融液3の冷却時、ア
クチュエータの駆動により、開閉扉を開くようにしてい
る。またさらに、包囲炉6およびチャンバ2の上部には
排気ポート22が配管されている。この排気ポート22
は、シリコン融液3の冷却時、下方の冷却ノズル21等
から包囲炉6内にアルゴンガスが流入したとき、そのガ
スを排気するためのものである。なお、包囲炉6には、
観察用のビューポート、温度センサー、上加熱部7aの
配線類を通すポート等が設けられる。
Further, an upper opening is provided above the side plate portion of the surrounding furnace 6, and an upper opening / closing mechanism for opening and closing the upper opening is also provided. The upper opening / closing mechanism includes an opening / closing door and an actuator connected to the opening / closing door. When the solid silicon 3a is heated, the open / close door keeps the upper opening closed, and when the silicon melt 3 is cooled, the open / close door is opened by driving the actuator. Further, an exhaust port 22 is provided above the surrounding furnace 6 and the chamber 2. This exhaust port 22
When the argon gas flows into the surrounding furnace 6 from the lower cooling nozzle 21 or the like at the time of cooling the silicon melt 3, the gas is exhausted. In addition, in the surrounding furnace 6,
A view port for observation, a temperature sensor, a port through which wires of the upper heating unit 7a pass, and the like are provided.

【0019】上記構成の結晶シリコン製造装置1を用い
て、結晶シリコンを製造する場合には、まず、ルツボ4
内に原料のチップ状の固体シリコン3aを収容する。次
いで、包囲炉6内に流入ポート20からアルゴンガスを
流入し、所定圧のガス雰囲気に保ち、その状態で電源9
を作動してチルプレート8に通電して、このチルプレー
ト8を発熱させ、この熱を図2に矢印で示すように、接
触している収容体5を介してルツボ4に直接伝導させ
て、固体シリコン3aを溶融する。このとき、同時に上
加熱部7aを作動させて包囲炉6内を昇温させる。溶融
温度に達した時点でルツボ4内の固体シリコン3aが溶
融することにより、シリコン融液3が生成される。シリ
コンの溶解温度は1480℃である。
When manufacturing crystalline silicon using the crystalline silicon manufacturing apparatus 1 having the above-described configuration, first, the crucible 4 is manufactured.
The raw material chip-shaped solid silicon 3a is accommodated therein. Next, argon gas is introduced into the surrounding furnace 6 from the inflow port 20 and maintained at a predetermined pressure gas atmosphere.
Is operated to energize the chill plate 8 to generate heat, and this heat is directly conducted to the crucible 4 through the contacting housing 5 as shown by the arrow in FIG. The solid silicon 3a is melted. At this time, the upper heating unit 7a is simultaneously operated to raise the temperature inside the surrounding furnace 6. When the temperature reaches the melting temperature, the solid silicon 3a in the crucible 4 is melted, so that a silicon melt 3 is generated. The melting temperature of silicon is 1480 ° C.

【0020】そして、シリコン融液3が生成されると、
上加熱部7aを作動状態のままとしてチルプレート8へ
の通電を停止し、シャッターを開くと、包囲炉6内の熱
が下開口から吸熱板13に吸熱される。これにより、包
囲炉6内はシリコンの溶融温度から1000℃程度まで
降下する。そうして包囲炉6内の下部が1000℃以下
に降下すると、ルツボ4内のシリコン融液3が凝固し始
める。このシリコン融液3が凝固し始めて、上加熱部7
aの作動も停止することにより、ルツボ4内のシリコン
融液3が下部から上部にかけて徐々に凝固する。このよ
うに、ルツボ4の底部から上部方向へ正の温度勾配を付
与するとともに、シリコン融液3を冷却することによ
り、シリコンが凝固して結晶化されることとなる。
When the silicon melt 3 is generated,
When the power supply to the chill plate 8 is stopped while the upper heating unit 7a is kept operating and the shutter is opened, the heat in the surrounding furnace 6 is absorbed by the heat absorbing plate 13 from the lower opening. As a result, the temperature in the surrounding furnace 6 drops from the melting temperature of silicon to about 1000 ° C. When the lower part in the surrounding furnace 6 falls below 1000 ° C., the silicon melt 3 in the crucible 4 starts to solidify. When the silicon melt 3 starts to solidify, the upper heating unit 7
By stopping the operation of a, the silicon melt 3 in the crucible 4 gradually solidifies from the lower part to the upper part. In this way, by applying a positive temperature gradient from the bottom to the top of the crucible 4 and cooling the silicon melt 3, the silicon is solidified and crystallized.

【0021】本実施形態では、ヒータによる輻射熱のみ
ではなく、通電することにより発熱体となっているチル
プレート8から収容体5を介して直接ルツボ4を加熱す
ることにより、固体シリコン3aの加熱効率が高まり、
加熱時間を確実に短縮化させることができる。これによ
り、結晶シリコンの製造コストを削減することができる
とともに、結晶シリコン製造装置のランニングコストを
削減することが可能となる。
In the present embodiment, the heating efficiency of the solid silicon 3a is increased by directly heating the crucible 4 via the housing 5 from the chill plate 8 serving as a heating element by energizing, instead of the radiant heat by the heater. Increase,
The heating time can be reliably reduced. Accordingly, the production cost of crystalline silicon can be reduced, and the running cost of the crystalline silicon production apparatus can be reduced.

【0022】このとき、チルプレート8がカーボンから
なることにより、通電した場合にルツボ4を加熱するた
めに必要な発熱が可能な導電性と抵抗値とを得ることが
可能となるとともに、発熱したチルプレート8からの熱
を鋳型に対して良好に伝導するために充分な熱伝導性を
得ることができる。
At this time, since the chill plate 8 is made of carbon, it is possible to obtain the conductivity and resistance value capable of generating heat necessary for heating the crucible 4 when energized, and to generate heat. Sufficient thermal conductivity can be obtained to conduct heat from the chill plate 8 to the mold well.

【0023】また、ルツボ4が収容体5内部に収容され
ており、この収容体5が、少なくともルツボ4の側壁部
の周囲を囲むようにシリコン融液3の液面よりも高い位
置まである側壁部5aを有することにより、たとえ、ル
ツボ4からシリコン融液3が漏れだしたとしても、収容
体5の外側にシリコン融液が漏れることが防止できるた
め、包囲炉6の下部構造に影響を及ぼすことが防止でき
る。また、前記収容体5がカーボンからなることによ
り、発熱したチルプレート8からの熱をルツボ4に対し
て良好に伝導するために充分な熱伝導性を得ることがで
きるとともに、1480℃程度のシリコン融液3をその
内部に溜めることが可能となる。
The crucible 4 is housed inside the housing 5, and the housing 5 is located at a position higher than the liquid surface of the silicon melt 3 so as to surround at least the periphery of the side wall of the crucible 4. By having the portion 5a, even if the silicon melt 3 leaks out of the crucible 4, the silicon melt can be prevented from leaking to the outside of the container 5, so that the lower structure of the surrounding furnace 6 is affected. Can be prevented. In addition, since the container 5 is made of carbon, sufficient heat conductivity can be obtained to conduct the heat from the chill plate 8 to the crucible 4 well, and silicon at about 1480 ° C. It is possible to store the melt 3 therein.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の結晶シリコン製造装置によれ
ば、以下の効果を奏する。 (1) 鋳型が載置されるとともに導電性を有するチル
プレートに通電することによって発熱させたチルプレー
トから、このチルプレートに接触している鋳型に対して
直接熱を伝導させることが可能となり、この結果、鋳型
内のシリコン原料を融解するのに必要な加熱時間を短縮
し、結晶シリコン製造装置のランニングコストを削減す
ることができる。 (2) 前記チルプレート上に前記鋳型を内部に収容し
少なくとも該鋳型の側壁部の周囲を囲むように前記溶湯
の液面よりも高い位置まである側壁部を有する収容体が
設けられることにより、溶湯が鋳型から漏れだした場合
でも、漏れた溶湯を鋳型の側壁部と収容体の側壁部との
間に溜めることができる。これにより溶湯が収容体から
外部に漏れ出すことを防止して、鋳型よりも下方に位置
する結晶シリコン製造装置各部に溶湯が影響を及ぼすこ
とを防止できる。 (3) 前記チルプレートがカーボンからなる手段を採
用することにより、通電した場合に鋳型を加熱するため
に必要な発熱が可能な導電性と抵抗値とを得ることが可
能となるとともに、発熱したチルプレートからの熱を鋳
型に対して良好に伝導するために充分な熱伝導性を得る
ことができる。 (4) 前記収容体がカーボンからなる手段を採用する
ことにより、発熱したチルプレートからの熱を鋳型に対
して良好に伝導するために充分な熱伝導性を得ることが
できるとともに、溶湯をその内部に溜めることが可能と
なる。
According to the apparatus for manufacturing crystalline silicon of the present invention, the following effects can be obtained. (1) It becomes possible to conduct heat directly from the chill plate, which is placed on the mold and is heated by supplying electricity to the chill plate having conductivity, to the mold in contact with the chill plate, As a result, the heating time required to melt the silicon raw material in the mold can be reduced, and the running cost of the crystalline silicon manufacturing apparatus can be reduced. (2) By providing a container having the side wall part located at a position higher than the liquid level of the molten metal so as to house the mold inside the chill plate and surround at least the periphery of the side wall part of the mold, Even when the molten metal leaks from the mold, the leaked molten metal can be stored between the side wall of the mold and the side wall of the container. Thus, it is possible to prevent the molten metal from leaking from the container to the outside, and to prevent the molten metal from affecting each part of the crystalline silicon manufacturing apparatus located below the mold. (3) By adopting a means in which the chill plate is made of carbon, it becomes possible to obtain conductivity and a resistance value capable of generating heat necessary for heating the mold when energized, and generate heat. Sufficient thermal conductivity can be obtained to conduct heat from the chill plate to the mold well. (4) By adopting means in which the container is made of carbon, it is possible to obtain sufficient thermal conductivity for satisfactorily conducting heat from the chill plate to the mold, and to disperse the molten metal into the mold. It can be stored inside.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る結晶シリコン製造装置の一実
施形態を示す正断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of a crystalline silicon manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】 図1の結晶シリコン製造装置のチルプレー
ト付近を示す拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of a chill plate of the crystalline silicon manufacturing apparatus of FIG.

【図3】 従来の結晶シリコン製造装置を示す模式図
である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional crystalline silicon manufacturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…結晶シリコン製造装置 2…チャンバ 3…シリコン融液(溶湯) 3a…固体シリコン(シリコン原料) 4…ルツボ(鋳型) 5…収容体 5a…側壁部 6…包囲炉 8…チルプレート 9…電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crystal silicon production apparatus 2 ... Chamber 3 ... Silicon melt (molten metal) 3a ... Solid silicon (silicon raw material) 4 ... Crucible (mold) 5 ... Container 5a ... Side wall 6 ... Surrounding furnace 8 ... Chill plate 9 ... Power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野尾 明仁 新潟県長岡市城岡2−4−1 玉川マシナ リー株式会社長岡工場内 Fターム(参考) 4G072 AA01 BB12 GG01 GG03 HH01 NN01 RR30 UU02 5F051 AA03 CB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Akihito Yanoo 2-4-1 Tamagawa Machinery Co., Ltd. Nagaoka Plant, Nagaoka City, Niigata Prefecture F-term (reference) 4G072 AA01 BB12 GG01 GG03 HH01 NN01 RR30 UU02 5F051 AA03 CB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶湯を収容する鋳型と、該鋳型が載置
され、導電性を有し通電されることにより加熱時に発熱
するとともに冷却時には冷却をおこなうチルプレート
と、該チルプレートに通電するための電源と、を備えて
なることを特徴とする結晶シリコン製造装置。
1. A mold for holding a molten metal, a chill plate on which the mold is placed, which has conductivity and is energized, generates heat when heated and cools when cooled, and supplies electricity to the chill plate. And a power supply.
【請求項2】 前記チルプレート上には、前記鋳型を
内部に収容する収容体が設けられることを特徴とする請
求項1記載の結晶シリコン製造装置。
2. The crystal silicon manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a housing body for housing the mold is provided on the chill plate.
【請求項3】 前記チルプレートがカーボンからなる
ことを特徴とする請求項1または2記載の結晶シリコン
製造装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said chill plate is made of carbon.
【請求項4】 前記収容体がカーボンからなることを
特徴とする請求項2または3記載の結晶シリコン製造装
置。
4. The apparatus for producing crystalline silicon according to claim 2, wherein said container is made of carbon.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007210860A (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Nippon Steel Materials Co Ltd Casting mold for producing polycrystalline silicon cast piece
JP2011098844A (en) * 2009-11-04 2011-05-19 Mitsubishi Materials Techno Corp Apparatus and method for producing polycrystalline silicon ingot

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