JP2003054932A - Manufacturing device of semiconductor substrate, semiconductor substrate and manufacturing method thereof and solar cell - Google Patents

Manufacturing device of semiconductor substrate, semiconductor substrate and manufacturing method thereof and solar cell

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JP2003054932A
JP2003054932A JP2001252473A JP2001252473A JP2003054932A JP 2003054932 A JP2003054932 A JP 2003054932A JP 2001252473 A JP2001252473 A JP 2001252473A JP 2001252473 A JP2001252473 A JP 2001252473A JP 2003054932 A JP2003054932 A JP 2003054932A
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JP
Japan
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substrate
semiconductor substrate
semiconductor
growth
silicon
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Application number
JP2001252473A
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Japanese (ja)
Inventor
Kei Kajiwara
慶 梶原
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor substrate having reduced warpage and reduced scratch or the like on the surface with a flat shape and a solar cell formed using the substrate. SOLUTION: The manufacturing method of the semiconductor substrate is provided with a part 1 housing a semiconductor molten liquid formed by melting a semiconductor material, a part 2 having a growing substrate 21 for growing the semiconductor substrate 4 and for dipping the surface part of the growing substrate 21 into the semiconductor molten liquid to grow the semiconductor substrate 4 on the surface and after that, pulling up the growing substrate 21 and a carrying part 3 which includes a substrate holding tool 31 having a substrate holding surface for holding the semiconductor substrate 4 and is for stripping the semiconductor substrate 4 from the growing substrate 21 by supplying air between the substrate holding surface and the semiconductor substrate 4 and for holding and carrying the semiconductor substrate 4. as it is. The semiconductor substrate 4 is manufactured using the manufacturing apparatus and the solar cell is manufactured using the semiconductor substrate 4.

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、半導体基板の製造
装置、半導体基板およびその製造方法ならびに太陽電池
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor substrate manufacturing apparatus, a semiconductor substrate and a manufacturing method thereof, and a solar cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、太陽電池に用いられる多結晶シリ
コン基板は、いわゆるキャスト法と呼ばれる以下のよう
な方法を用いて作製されてきた。不活性雰囲気中でリン
あるいはボロンなどのドーパントを添加した高純度シリ
コン材料をルツボ中で加熱溶解し、この融液を鋳型に流
し込んで冷却固化してインゴットを得る。このインゴッ
トをスライス加工することで薄板状の多結晶シリコン基
板が得られる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a polycrystalline silicon substrate used for a solar cell has been manufactured by the following method, which is a so-called casting method. A high-purity silicon material added with a dopant such as phosphorus or boron in an inert atmosphere is heated and melted in a crucible, and this melt is poured into a mold and cooled and solidified to obtain an ingot. By slicing the ingot, a thin plate-shaped polycrystalline silicon substrate can be obtained.

【0003】しかし、このような方法では、高コストな
スライス工程が必要な上、スライス工程で切断除去する
部分が基板の厚みと同程度であるため、材料の半分近く
しか使用できない。この大きな材料ロスが多結晶シリコ
ン基板の低コスト化の障害となっているという問題があ
る。
However, in such a method, a high-cost slicing process is required, and since the portion to be cut and removed in the slicing process is about the same as the thickness of the substrate, only half of the material can be used. There is a problem that this large material loss is an obstacle to cost reduction of the polycrystalline silicon substrate.

【0004】そこで、低コスト化のために、シリコン融
液から直接シリコン基板を得る方法として、特許第25
75838号公報に開示されたシリコン・デンドライト
ウェブ結晶成長方法がある。この方法を用いれば、デン
ドライトウェブ結晶をシリコン融液中で成長させながら
引き上げることで薄板状のシリコン基板が得られる。し
かし、特許第2575838号公報に開示されたシリコ
ン・デンドライトウェブ結晶成長方法では、シリコン基
板の成長速度が小さいという生産上の問題があった。
Therefore, as a method for directly obtaining a silicon substrate from a silicon melt in order to reduce the cost, Japanese Patent No. 25 has been proposed.
There is a silicon dendrite web crystal growth method disclosed in Japanese Patent No. 75838. By using this method, a thin silicon substrate can be obtained by pulling up dendrite web crystals while growing them in a silicon melt. However, the silicon dendrite web crystal growth method disclosed in Japanese Patent No. 2575838 has a production problem that the growth rate of the silicon substrate is low.

【0005】この生産性の問題を解決した方法として、
特開平10−29895号公報にシリコンリボンの製造
装置および製造方法が開示されている。その製造装置の
略断面図を図4に示す。
As a method for solving this productivity problem,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-29895 discloses a silicon ribbon manufacturing apparatus and manufacturing method. A schematic sectional view of the manufacturing apparatus is shown in FIG.

【0006】図4に示すように、ルツボ12の中の囲い
壁121の中に入れられたシリコン融液11中に円筒形
状の回転冷却体22を浸漬してその表面でシリコンを結
晶成長させ、楔35を用いてシリコンリボン40を回転
冷却体22の表面から剥離し、ガイドローラ9を用いて
連続的にシリコンリボン40を引出すことで薄板状のシ
リコン基板が得られる。シリコン融液11は攪拌プロペ
ラ部品8におけるプロペラ81の回転によって攪拌さ
れ、噴流の圧力を用いて回転冷却体22の外周面にシリ
コン融液11を加圧供給する。これらの方法ではスライ
ス工程が不要となるために、シリコン基板の製造コスト
を低減できる。
As shown in FIG. 4, a cylindrical rotary cooling body 22 is immersed in a silicon melt 11 placed in an enclosure wall 121 in a crucible 12 to crystallize silicon on the surface thereof. A thin ribbon-shaped silicon substrate is obtained by peeling the silicon ribbon 40 from the surface of the rotary cooling body 22 using the wedge 35 and continuously pulling out the silicon ribbon 40 using the guide roller 9. The silicon melt 11 is stirred by the rotation of the propeller 81 in the stirring propeller component 8, and the pressure of the jet stream is used to pressurize and supply the silicon melt 11 to the outer peripheral surface of the rotary cooling body 22. Since these methods do not require a slicing step, the manufacturing cost of the silicon substrate can be reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平10−
29895号公報に開示されたシリコンリボンの製造装
置および製造方法では、シリコンリボン40が回転冷却
体22の表面に部分的に固着するため、ガイドローラ9
を用いて製造装置の外部シリコンリボン40を引出す力
と楔35を利用して固着部分を剥離する必要があった。
However, JP-A-10-
In the silicon ribbon manufacturing apparatus and manufacturing method disclosed in Japanese Patent Publication No. 29895, since the silicon ribbon 40 is partially fixed to the surface of the rotary cooling body 22, the guide roller 9 is used.
It was necessary to peel off the fixed portion using the force for pulling out the outer silicon ribbon 40 of the manufacturing apparatus and the wedge 35.

【0008】固着部分はランダムに点在しており、剥離
した瞬間にシリコンリボン40が揺れ、融液表面を波立
たせる結果、シリコンリボンの表面凹凸を大きくしてし
まうという問題があった。また、固着部分の面積が著し
く大きな場合、剥離のときにシリコンリボンの一部が欠
けたり割れたりし、シリコンリボンの連続引出しに支障
をきたすという問題があった。
The adhered portions are randomly scattered, and the silicon ribbon 40 shakes at the moment of peeling, causing the surface of the melt to become wavy, resulting in a problem that the surface irregularities of the silicon ribbon become large. In addition, when the area of the fixed portion is extremely large, there is a problem that a part of the silicon ribbon is chipped or broken during peeling, which hinders continuous withdrawal of the silicon ribbon.

【0009】加えて、円筒形状の回転冷却体22の外周
に成長させたシリコンリボン40は反り、大面積の基板
において充分に平坦なシリコン基板を得ることが困難で
あった。さらに、ガイドローラ9と楔35がシリコンリ
ボン40の表面に常に接触するため、シリコン基板表面
に傷や汚れがつくという問題があった。
In addition, the silicon ribbon 40 grown on the outer periphery of the cylindrical rotary cooling body 22 warps, and it is difficult to obtain a sufficiently flat silicon substrate in a large-area substrate. Further, since the guide roller 9 and the wedge 35 are always in contact with the surface of the silicon ribbon 40, there is a problem that the surface of the silicon substrate is scratched or soiled.

【0010】また、特開平10−29895号公報に開
示された方法を用いて製造したシリコンリボンは、キャ
スト法により製造した多結晶シリコン基板と比較して、
太陽電池の変換効率が劣るという問題があった。
Further, the silicon ribbon manufactured by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-29895 is compared with a polycrystalline silicon substrate manufactured by the casting method,
There is a problem that the conversion efficiency of the solar cell is poor.

【0011】つまり、冷却体の表面にリボン状シリコン
を平坦な形状に成長させ、破損させずに冷却体から剥離
すること、およびリボン状シリコンの太陽電池基板とし
ての品質がキャスト法に劣ることが課題となっている。
That is, the ribbon-shaped silicon is grown in a flat shape on the surface of the cooling body and peeled from the cooling body without damage, and the quality of the ribbon-shaped silicon as a solar cell substrate is inferior to the casting method. It has become a challenge.

【0012】そこで本発明は、平坦な形状を有し、反り
が少なく、かつ表面に傷や汚れのほとんどない半導体基
板および該基板を用いて優れた特性の太陽電池を提供す
ることを目的とする。
[0012] Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor substrate having a flat shape, little warpage, and almost no scratches or stains on the surface, and a solar cell having excellent characteristics using the substrate. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体基板
の製造装置は、半導体材料を融液状態とした半導体融液
を収容する半導体融液収容部品と、半導体基板を成長さ
せるための成長基板を有し、該成長基板の平面部を半導
体融液に浸漬して上記平面部に半導体基板を成長させた
後に成長基板を引き上げる半導体基板成長部品と、半導
体基板を保持するための基板保持面を有する基板保持具
を含み、基板保持面と半導体基板との間に気体を供給す
ることにより成長基板から半導体基板を剥離するととも
に該半導体基板を保持し、この状態で半導体基板を搬送
するための搬送手段とを備える。
A semiconductor substrate manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor melt containing component for containing a semiconductor melt in a semiconductor material melt state, and a growth substrate for growing a semiconductor substrate. A semiconductor substrate growth component that has a flat portion of the growth substrate, which is immersed in a semiconductor melt to grow the semiconductor substrate on the flat portion, and then pulls up the growth substrate; and a substrate holding surface for holding the semiconductor substrate. A carrier for separating the semiconductor substrate from the growth substrate by supplying gas between the substrate holding surface and the semiconductor substrate, holding the semiconductor substrate, and transporting the semiconductor substrate in this state. And means.

【0014】上記のように成長基板の平面部上に半導体
基板を成長させることにより、反りの少ない平坦な形状
の半導体基板を成長させることができる。また、本発明
の基板保持具における基板保持面と半導体基板との間に
気体を供給することにより、半導体基板を冷却すること
ができ、半導体基板と成長基板との熱膨張率の差を利用
して半導体基板を成長基板から剥離することができる。
それにより、剥離時に半導体基板の表面に傷や汚れがつ
くのを回避することができる。そして、さらに基板保持
面と半導体基板との間に気体を供給することにより、こ
れらの間に負圧を発生させることができる。それによ
り、半導体基板に基板保持面への引力を働かせることが
でき、半導体基板を基板保持具で保持することができ
る。この状態で、半導体基板を基板搬送室に搬送するこ
とができる。なお、水素ガスを含む気体(たとえば水素
ガスまたは水素ガスと不活性ガスとの混合ガス)を使用
することにより、半導体基板の品質改善効果を期待でき
る。
By growing the semiconductor substrate on the plane portion of the growth substrate as described above, it is possible to grow a semiconductor substrate having a flat shape with less warpage. Further, by supplying gas between the substrate holding surface and the semiconductor substrate in the substrate holder of the present invention, the semiconductor substrate can be cooled, and the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor substrate and the growth substrate can be used. The semiconductor substrate can be separated from the growth substrate.
Thereby, it is possible to prevent the surface of the semiconductor substrate from being scratched or soiled during the peeling. Then, by further supplying a gas between the substrate holding surface and the semiconductor substrate, a negative pressure can be generated between them. This allows the semiconductor substrate to exert an attractive force on the substrate holding surface, and the semiconductor substrate can be held by the substrate holder. In this state, the semiconductor substrate can be transferred to the substrate transfer chamber. By using a gas containing hydrogen gas (for example, hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and an inert gas), the effect of improving the quality of the semiconductor substrate can be expected.

【0015】上記半導体基板成長部品は、好ましくは、
複数の成長基板を有し、回転することにより成長基板の
平面部を半導体融液に順次浸漬して半導体基板を成長さ
せる回転体を含む。また搬送手段は、好ましくは、成長
基板上に成長した半導体基板と基板保持面とが対向する
ように基板保持具を移動させる移動手段を含む。
The semiconductor substrate growth component is preferably
It includes a rotating body having a plurality of growth substrates and rotating to rotate so that the plane portions of the growth substrates are sequentially immersed in the semiconductor melt to grow the semiconductor substrates. Further, the carrying means preferably includes a moving means for moving the substrate holder so that the semiconductor substrate grown on the growth substrate and the substrate holding surface face each other.

【0016】このように半導体基板成長部品が上記の回
転体を含むことにより、該回転体を回転させて複数の成
長基板に連続的に半導体基板を成長させることができ
る。また、搬送手段が上記の移動手段を含むことによ
り、基板保持具を移動させ、成長基板上に成長した半導
体基板の上面と基板保持面とを対向させることができ
る。この状態で基板保持面と半導体基板との間に気体を
供給することにより、上述のように半導体基板を成長基
板から剥離させ、かつ基板保持具で半導体基板を保持す
ることができる。
Since the semiconductor substrate growth component includes the rotating body as described above, the rotating body can be rotated to continuously grow the semiconductor substrates on the plurality of growth substrates. Further, since the transporting means includes the above moving means, the substrate holder can be moved so that the upper surface of the semiconductor substrate grown on the growth substrate and the substrate holding surface are opposed to each other. By supplying gas between the substrate holding surface and the semiconductor substrate in this state, the semiconductor substrate can be separated from the growth substrate and the semiconductor substrate can be held by the substrate holder as described above.

【0017】上記半導体基板は、好ましくは、多結晶シ
リコン基板である。一般的には、単結晶シリコンはその
結晶方位が揃っているためへき開し易いが、多結晶シリ
コン基板は、その結晶方位が不揃いであるため機械的強
度が高い。そのため、上記の本発明による搬送手法で半
導体基板を搬送した際の半導体基板の損壊を防ぐことが
できる。
The semiconductor substrate is preferably a polycrystalline silicon substrate. In general, single crystal silicon is easily cleaved because its crystallographic orientation is uniform, but a polycrystalline silicon substrate has high mechanical strength because its crystallographic orientation is not uniform. Therefore, it is possible to prevent damage to the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is transferred by the transfer method according to the present invention.

【0018】本発明に係る半導体基板は、上記の半導体
基板の製造装置を用いて製造したものである。該製造装
置では成長基板の平面部上に半導体基板を成長させてい
るので、反りの少ない平坦な形状の半導体基板が得ら
れ、また、半導体基板の剥離時に楔等の部材を使用しな
いので、剥離時に半導体基板に傷や汚れがつくのを回避
することができる。
The semiconductor substrate according to the present invention is manufactured by using the above-described semiconductor substrate manufacturing apparatus. Since the semiconductor substrate is grown on the plane portion of the growth substrate in the manufacturing apparatus, a flat semiconductor substrate with less warp can be obtained, and since members such as wedges are not used at the time of peeling the semiconductor substrate, peeling can be performed. Sometimes, it is possible to avoid scratches and stains on the semiconductor substrate.

【0019】本発明に係る太陽電池は、上記のように反
りの少ない平坦な形状の半導体基板を用いて製造される
ので、優れた特性を有するものとなる。
The solar cell according to the present invention has excellent characteristics because it is manufactured by using the flat semiconductor substrate with less warpage as described above.

【0020】本発明に係る半導体基板の製造方法は、半
導体基板を成長させるための成長基板の平面部を半導体
融液に浸漬し、平面部に半導体基板を成長させる工程
と、成長基板とともに半導体基板を半導体融液から引き
上げ、所定位置に移動させる工程と、基板保持面を有す
る基板保持具を、基板保持面が半導体基板上に位置する
ように移動させた後に、半導体基板の表面に気体を吹き
つけて成長基板から半導体基板を剥離するとともに基板
保持具により半導体基板を保持し、この状態で半導体基
板を搬送する工程とを備える。
The method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention comprises a step of immersing a flat portion of a growth substrate for growing the semiconductor substrate in a semiconductor melt to grow the semiconductor substrate on the flat portion, and the semiconductor substrate together with the growth substrate. Is pulled out of the semiconductor melt and moved to a predetermined position, and a substrate holder having a substrate holding surface is moved so that the substrate holding surface is located on the semiconductor substrate, and then gas is blown onto the surface of the semiconductor substrate. And a step of peeling the semiconductor substrate from the growth substrate, holding the semiconductor substrate by the substrate holder, and transporting the semiconductor substrate in this state.

【0021】上記のように平面部上に半導体基板を成長
させることにより、反りが少なく平坦な形状に半導体基
板を成長させることができる。この半導体基板を半導体
融液から引き上げ、半導体基板の表面に気体を吹きつけ
て成長基板からの半導体基板を剥離するので、剥離時に
半導体基板に傷や汚れがつくのを抑制することができ
る。また、半導体基板の表面に気体を吹きつけることに
よる負圧を利用して基板保持具により半導体基板を保持
するので、非接触状態で半導体基板を保持することがで
き、またこの状態で搬送することができる。それによ
り、搬送時に半導体基板に傷や汚れがつくことをも回避
することができる。
By growing the semiconductor substrate on the flat surface portion as described above, it is possible to grow the semiconductor substrate in a flat shape with less warpage. This semiconductor substrate is pulled up from the semiconductor melt, and gas is blown onto the surface of the semiconductor substrate to peel off the semiconductor substrate from the growth substrate, so that it is possible to prevent the semiconductor substrate from being scratched or soiled during peeling. In addition, since the semiconductor substrate is held by the substrate holder by using the negative pressure generated by blowing the gas onto the surface of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate can be held in a non-contact state, and can be transported in this state. You can Accordingly, it is possible to avoid scratches or stains on the semiconductor substrate during transportation.

【0022】上記半導体基板の表面に吹きつける気体
は、好ましくは、水素ガスまたは水素ガスと不活性ガス
との混合ガスである。
The gas blown onto the surface of the semiconductor substrate is preferably hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and an inert gas.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図3を用いて、本発
明の実施の形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】本発明の1つの実施の形態における半導体
基板の製造装置の概略断面図を図1に示す。本発明に係
る半導体基板の製造装置は、基板作製室5と、基板搬出
室6と、ゲートバルブ7とを備える。基板作製室5内
に、半導体材料を溶融状態で収容する部品1と、半導体
基板を成長させる部品2と、半導体基板の搬送部品3と
を設置する。それぞれの構成部品の詳細について以下に
説明する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor substrate manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention. The semiconductor substrate manufacturing apparatus according to the present invention includes a substrate manufacturing chamber 5, a substrate unloading chamber 6, and a gate valve 7. In a substrate manufacturing chamber 5, a component 1 for accommodating a semiconductor material in a molten state, a component 2 for growing a semiconductor substrate, and a conveying component 3 for a semiconductor substrate are installed. Details of each component will be described below.

【0025】まず、半導体材料を溶融状態で収容する部
品1について説明する。この部品1は、半導体融液11
を入れるルツボ12、半導体融液11の加熱手段13、
昇降台14、図示しない半導体融液11の温度モニタを
有する。
First, the component 1 for containing the semiconductor material in a molten state will be described. This component 1 is a semiconductor melt 11
Crucible 12 for heating, heating means 13 for semiconductor melt 11,
The elevator 14 has a temperature monitor for the semiconductor melt 11 (not shown).

【0026】ルツボ12の材料は、半導体材料への汚染
がなく耐熱性があるものであり、たとえば高密度グラフ
ァイトでできている。融液11の加熱手段13とは、た
とえばヒータや誘導加熱コイルであり、これらを併用し
てもよい。融液11の温度モニタとは、たとえば熱電対
や放射温度計であり、これらを併用してもよい。半導体
融液面の高さを微調整できるようにルツボ12は昇降台
14の上に載せられている。また、図示しないカメラで
融液面をモニタする。
The material of the crucible 12 has no heat to the semiconductor material and has heat resistance, and is made of, for example, high density graphite. The heating means 13 for the melt 11 is, for example, a heater or an induction heating coil, and these may be used together. The temperature monitor of the melt 11 is, for example, a thermocouple or a radiation thermometer, and these may be used together. The crucible 12 is mounted on a lift 14 so that the height of the semiconductor melt surface can be finely adjusted. Further, the melt surface is monitored by a camera (not shown).

【0027】次に、成長基板を順に融液に浸漬させた後
に引上げて成長基板表面に半導体基板を成長させる部品
2について説明する。この部品2は、半導体基板4を成
長させる一主面が略平面である成長基板21、成長基板
21を冷却しつつ半導体融液11への浸漬と融液11か
らの引上げを行なうための回転冷却体22を有する。回
転冷却体22の外周には複数の成長基板21が等間隔で
取付けられており、回転冷却体22との熱交換によって
成長基板21の冷却を行なう。成長基板21の材料はた
とえば高密度グラファイトを用いる。半導体基板4を成
長させる主面は高密度グラファイトのままでもよいし、
窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素などのコーティングを施
してもよい。回転冷却体22は任意の角度だけ回転させ
たり任意の位置で回転を止めたりすることが可能であ
る。回転冷却体22の内部に流す冷媒としては、ヘリウ
ムガス、窒素ガス、空気、これらの混合ガス、水などを
用いることが可能で、冷媒の流量と供給圧力は制御され
ている。
Next, a description will be given of the component 2 for growing the semiconductor substrate on the surface of the growth substrate by successively immersing the growth substrate in the melt and then pulling it up. The component 2 has a growth substrate 21 having a substantially flat main surface for growing the semiconductor substrate 4, and a rotary cooling for dipping the semiconductor substrate 11 in the semiconductor melt 11 and pulling it from the melt 11 while cooling the growth substrate 21. It has a body 22. A plurality of growth substrates 21 are attached to the outer periphery of the rotary cooling body 22 at equal intervals, and the growth substrate 21 is cooled by heat exchange with the rotary cooling body 22. The material of the growth substrate 21 is, for example, high density graphite. The main surface on which the semiconductor substrate 4 is grown may remain as high-density graphite,
A coating such as carbon nitride, silicon nitride or boron nitride may be applied. The rotary cooling body 22 can be rotated by an arbitrary angle or stopped at an arbitrary position. Helium gas, nitrogen gas, air, a mixed gas of these, water, or the like can be used as the refrigerant flowing inside the rotary cooling body 22, and the flow rate and supply pressure of the refrigerant are controlled.

【0028】次に、半導体基板の搬送部品3について説
明する。この搬送部品3は、基板保持具31、ストッパ
32、ガス供給管33、基板保持具31の移動部品34
を有する。基板保持具31を図2に示す。
Next, the semiconductor substrate carrying component 3 will be described. The carrying part 3 includes a substrate holder 31, a stopper 32, a gas supply pipe 33, and a moving part 34 of the substrate holder 31.
Have. The substrate holder 31 is shown in FIG.

【0029】基板保持具31が半導体基板4と相対する
基板保持面311は、半導体基板4とほぼ同一の大きさ
と形状を持つ平坦な面で、基板保持面311の中央には
ガス供給口312が開いている。この基板保持具31は
いわゆるベルヌーイチャックであり、その原理は、薄板
状の被搬送基板の上面に対向するように搬送部品の基板
保持面を配置し、基板保持面のガス供給口から半導体基
板4の上面に向けて吹き出す気体を層流させて負圧層を
形成し、この負圧層により半導体基板4を基板保持面3
11に対して非接触状態で浮上させるようにする。
The substrate holding surface 311 of the substrate holder 31 facing the semiconductor substrate 4 is a flat surface having substantially the same size and shape as the semiconductor substrate 4, and a gas supply port 312 is provided at the center of the substrate holding surface 311. is open. The substrate holder 31 is a so-called Bernoulli chuck, and the principle thereof is that the substrate holding surface of the carrier component is arranged so as to face the upper surface of the thin substrate to be transported, and the semiconductor substrate 4 is supplied from the gas supply port of the substrate holding surface. The gas blown toward the upper surface of the substrate is laminarly flowed to form a negative pressure layer, and the negative pressure layer causes the semiconductor substrate 4 to move to the substrate holding surface 3
11 is floated in a non-contact state.

【0030】具体的には、ガス供給口312からガスを
半導体基板4に向けて噴出することにより、半導体基板
4と基板保持面311との間に負圧が発生し、半導体基
板4には基板保持面311への引力が働く。このとき同
時に、ガス噴出による斥力が発生する。これらの力と半
導体基板4の質量による重力とが釣り合う位置で半導体
基板4は非接触保持される。
Specifically, by ejecting the gas from the gas supply port 312 toward the semiconductor substrate 4, a negative pressure is generated between the semiconductor substrate 4 and the substrate holding surface 311 and the semiconductor substrate 4 has a substrate. An attractive force acts on the holding surface 311. At the same time, a repulsive force is generated by the gas ejection. The semiconductor substrate 4 is held in a non-contact manner at a position where these forces and gravity of the semiconductor substrate 4 balance each other.

【0031】よく知られているように、ベルヌーイチャ
ックでは保持される基板にかかる力が面内で非対称にな
らないように、水平方向の微小な位置ずれを補正する働
きがある。この位置ずれが微小であれば半導体基板4と
ストッパ32は接触しないが、この位置ずれが大き過ぎ
るときの補正のために、基板保持具31はその周辺にス
トッパ32を備えている。
As is well known, the Bernoulli chuck has a function of correcting a minute positional deviation in the horizontal direction so that the force applied to the substrate to be held is not asymmetric in the plane. The semiconductor substrate 4 and the stopper 32 do not come into contact with each other if this positional deviation is minute, but the substrate holder 31 is provided with a stopper 32 in the periphery thereof for correction when the positional deviation is too large.

【0032】図2(A),(B)には、ガス供給口31
2が中央に1つだけの基板保持具31を図示したが、本
発明の範囲はこれに限られるものではなく、たとえば図
3(A),(B)に示すように、基板保持面311の中
心に関して対称な配置の複数のガス供給口312を備え
た基板保持具31を用いてもよい。
2A and 2B, the gas supply port 31 is shown.
2 shows only one substrate holder 31 in the center, but the scope of the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. A substrate holder 31 having a plurality of gas supply ports 312 arranged symmetrically with respect to the center may be used.

【0033】ガス供給管33はフレキシブルであり、基
板保持具31の移動を妨げないように配置されている。
外部からは圧力と流量を制御したガスがガス供給管33
を通じてガス供給口312へ流れる。ガスとしては水素
ガス、もしくは希ガスと水素ガスとの混合ガスを用い
る。ここで水素ガスを用いるのは、作製直後で高温の半
導体基板4を水素処理するためである。
The gas supply pipe 33 is flexible and is arranged so as not to hinder the movement of the substrate holder 31.
The gas whose pressure and flow rate are controlled from the outside is the gas supply pipe 33.
Through to the gas supply port 312. Hydrogen gas or a mixed gas of a rare gas and hydrogen gas is used as the gas. The reason why hydrogen gas is used here is to subject the high-temperature semiconductor substrate 4 to hydrogen treatment immediately after fabrication.

【0034】精力的な研究が続けられているにもかかわ
らず、水素処理の詳しいメカニズムには未だに不明な点
が多く、プロセス条件によってもその効果はさまざまで
あるが、水素処理による半導体基板の特性の改善につい
て多数の例が知られている。ガスは半導体産業用の高純
度のものを用いることが望ましい。さらに、ガス中のパ
ーティクルや酸素、水分などの不純物をフィルタや純化
装置を用いて除去することが望ましい。
Although energetic research has been continued, there are still many unclear points about the detailed mechanism of hydrogen treatment, and its effect varies depending on process conditions. There are many known examples of improving It is desirable to use high-purity gas for the semiconductor industry. Furthermore, it is desirable to remove particles and impurities such as oxygen and water in the gas by using a filter or a purifying device.

【0035】基板保持具31の移動部品34は、たとえ
ば、アーム、支柱、モータなどで構成される。この場
合、支柱を中心としたアームの回転によって基板保持具
31の水平移動を、支柱そのものの上下移動によって基
板保持具31の垂直移動を行なう。回転冷却体22の回
転と、基板保持具31へのガス供給と、移動部品34の
水平垂直移動とを互いに連動させて、半導体基板4を成
長基板21から基板搬出室6に運ぶことができる。
The moving part 34 of the substrate holder 31 is composed of, for example, an arm, a column, a motor and the like. In this case, the substrate holder 31 is horizontally moved by the rotation of the arm around the column, and the substrate holder 31 is vertically moved by vertically moving the column itself. The semiconductor substrate 4 can be carried from the growth substrate 21 to the substrate unloading chamber 6 by interlocking the rotation of the rotary cooling body 22, the gas supply to the substrate holder 31, and the horizontal and vertical movement of the moving component 34 with each other.

【0036】上記の各部品は密閉可能な基板作製室5内
に配置されている。図示しないガス供給手段と排気ポン
プとを用いて、基板作製室5内部を真空にしたり、たと
えばヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを基板作製室
5内に常時流すことができる。基板作製室5はゲートバ
ルブ7を介して基板搬出室6と隣接している。
The above-mentioned components are arranged in a substrate manufacturing chamber 5 which can be hermetically sealed. By using a gas supply means (not shown) and an exhaust pump, the inside of the substrate forming chamber 5 can be evacuated, or an inert gas such as helium or argon can be constantly flown into the substrate forming chamber 5. The substrate manufacturing chamber 5 is adjacent to the substrate unloading chamber 6 via the gate valve 7.

【0037】半導体基板の搬送部品3は基板作製室5と
基板搬出室6との間を水平移動できる。基板搬出室6の
中には図示しない基板搬出部品があり、半導体基板4は
搬送部品3から基板搬出部品へ受け渡される。半導体基
板4を基板作製室5から基板搬出室6に移動させるとき
はゲートバルブ7を開け、基板搬出室6から装置外部に
半導体基板4を取出すときにはゲートバルブ7を閉め
る。また、基板作製室5は図示しない半導体材料供給部
品を有しており、基板作製室5内に外気を持ち込むこと
なく半導体材料をルツボ12に供給できる。
The semiconductor substrate transfer component 3 can move horizontally between the substrate manufacturing chamber 5 and the substrate unloading chamber 6. There is a substrate unloading component (not shown) in the substrate unloading chamber 6, and the semiconductor substrate 4 is transferred from the carrying component 3 to the substrate unloading component. The gate valve 7 is opened when the semiconductor substrate 4 is moved from the substrate preparation chamber 5 to the substrate unloading chamber 6, and the gate valve 7 is closed when the semiconductor substrate 4 is taken out of the device from the substrate unloading chamber 6. Moreover, the substrate manufacturing chamber 5 has a semiconductor material supply component (not shown), and the semiconductor material can be supplied to the crucible 12 without bringing outside air into the substrate manufacturing chamber 5.

【0038】また、別の実施の形態としては、基板作製
室5の内圧を大気圧よりわずかに高く保ち、外部の空気
が基板作製室5内に入らないようにもできる。この場
合、ゲートバルブ7を開いたままの状態で連続して半導
体基板を搬送できる。
As another embodiment, the internal pressure of the substrate manufacturing chamber 5 may be kept slightly higher than the atmospheric pressure so that external air does not enter the substrate manufacturing chamber 5. In this case, the semiconductor substrate can be continuously transported with the gate valve 7 kept open.

【0039】次に、本発明の製造装置を用いた半導体基
板の作製方法について説明する。まず、回転冷却体22
に成長基板21を取付ける。次に、ルツボ12に半導体
材料を所定量だけ入れる。目的に応じて半導体材料とと
もにドーピング材料を混入してもよい。
Next, a method of manufacturing a semiconductor substrate using the manufacturing apparatus of the present invention will be described. First, the rotary cooling body 22
The growth substrate 21 is attached to. Next, a predetermined amount of semiconductor material is put into the crucible 12. Depending on the purpose, a doping material may be mixed with the semiconductor material.

【0040】次に、たとえばヘリウム、アルゴンなどの
不活性ガスを導入して基板作製室5内の空気を置換す
る。基板作製室5内に不活性ガスを流しながら、加熱手
段13を用いてルツボ12内の半導体材料を溶融する。
安全性の観点から、基板作製室5内に導入する不活性ガ
スの流量は、後述するベルヌーイチャックに用いる気体
中の水素ガス流量の30倍以上にし、基板作製室5内の
雰囲気を爆発下限界未満にすることが望ましい。同時に
回転冷却体22内部に冷媒を流す。ルツボ12内の半導
体材料が溶融したら、昇降台14を用いて半導体融液1
1の液面の高さを微調整する。
Next, an inert gas such as helium or argon is introduced to replace the air in the substrate manufacturing chamber 5. The semiconductor material in the crucible 12 is melted using the heating means 13 while flowing an inert gas into the substrate manufacturing chamber 5.
From the viewpoint of safety, the flow rate of the inert gas introduced into the substrate preparation chamber 5 is 30 times or more the flow rate of hydrogen gas in the gas used for the Bernoulli chuck described later, and the atmosphere in the substrate preparation chamber 5 is set to the lower explosion limit. It is desirable to be less than. At the same time, the refrigerant is made to flow inside the rotary cooling body 22. When the semiconductor material in the crucible 12 is melted, the semiconductor melt 1
Finely adjust the height of the liquid surface of 1.

【0041】次に、回転冷却体22を所定角度だけ回転
させることによって成長基板21をルツボ内の半導体融
液11に浸漬し、成長基板21の主面上に半導体基板4
を凝固成長させる。半導体融液11の温度、回転冷却体
22内の冷媒の流量、半導体融液11の液面の高さ、浸
漬時間などによって半導体基板4の板厚を制御可能であ
る。さらなる回転冷却体22の回転によって成長基板2
1およびその主面上に成長した半導体基板4を半導体融
液11から引上げる。
Next, the growth substrate 21 is immersed in the semiconductor melt 11 in the crucible by rotating the rotary cooling body 22 by a predetermined angle, and the semiconductor substrate 4 is placed on the main surface of the growth substrate 21.
To solidify and grow. The plate thickness of the semiconductor substrate 4 can be controlled by the temperature of the semiconductor melt 11, the flow rate of the coolant in the rotary cooling body 22, the height of the liquid surface of the semiconductor melt 11, the immersion time, and the like. By further rotation of the rotary cooling body 22, the growth substrate 2
1 and the semiconductor substrate 4 grown on the main surface thereof are pulled up from the semiconductor melt 11.

【0042】次に、回転冷却体22のさらなる回転によ
って成長基板21およびその主面上に付着した半導体基
板4が略水平になる位置まで移動させ、回転冷却体22
の回転を停止する。次に、基板保持具31を移動させ、
半導体基板4の真上に搬送部品3の基板保持面311を
近づける。この時点では半導体基板4およびこれに接触
する成長基板21はともに高温である。
Next, by further rotating the rotary cooling body 22, the growth substrate 21 and the semiconductor substrate 4 attached to the main surface thereof are moved to a position where they are substantially horizontal, and the rotary cooling body 22 is moved.
Stop rotating. Next, the substrate holder 31 is moved,
The substrate holding surface 311 of the transport component 3 is brought close to directly above the semiconductor substrate 4. At this point, both the semiconductor substrate 4 and the growth substrate 21 in contact with the semiconductor substrate 4 are at a high temperature.

【0043】次に、半導体基板4表面に基板保持具31
のガス供給口312からガスを吹き付けて半導体基板4
を冷却する。半導体基板4と成長基板21との熱膨張率
には差があり、たとえば400℃において、半導体基板
がシリコンである場合の熱膨張率は、4.0×10-6
K、成長基板が高密度グラファイト(東洋炭素製IG−
430)である場合の熱膨張率は4.8×10-6/Kで
ある。
Next, the substrate holder 31 is attached to the surface of the semiconductor substrate 4.
Gas is sprayed from the gas supply port 312 of the semiconductor substrate 4
To cool. There is a difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor substrate 4 and the growth substrate 21. For example, at 400 ° C., the coefficient of thermal expansion when the semiconductor substrate is silicon is 4.0 × 10 −6 /
K, the growth substrate is high-density graphite (Toyo Tanso IG-
430), the coefficient of thermal expansion is 4.8 × 10 −6 / K.

【0044】半導体基板4は冷却されるに伴い熱収縮に
よる応力がかかる。同時に、上記のベルヌーイ効果によ
って半導体基板4には基板保持面311方向への引力が
かかる。この結果、半導体基板4は成長基板21から剥
離して基板保持具31に非接触保持される。
As the semiconductor substrate 4 is cooled, stress due to thermal contraction is applied. At the same time, the Bernoulli effect exerts an attractive force on the semiconductor substrate 4 toward the substrate holding surface 311. As a result, the semiconductor substrate 4 is separated from the growth substrate 21 and held by the substrate holder 31 in a non-contact manner.

【0045】次に、ガスを噴出し続けることで半導体基
板4を保持したまま、基板保持具31を水平垂直方向に
移動させる部品34を用いて、基板保持具31を基板搬
出室6まで移動させる。搬送中、半導体基板4はその端
部がストッパ32に接触するだけで、半導体基板4の主
面が基板保持面311と接触することがない。ガスの供
給を停止すれば上記ベルヌーイ効果による引力は消失
し、半導体基板4は基板搬出室6内に静置される。
Next, the substrate holder 31 is moved to the substrate unloading chamber 6 by using the component 34 for moving the substrate holder 31 in the horizontal and vertical directions while keeping the semiconductor substrate 4 held by continuously ejecting the gas. . During transportation, the semiconductor substrate 4 only contacts the end portion of the semiconductor substrate 4, and the main surface of the semiconductor substrate 4 does not contact the substrate holding surface 311. If the supply of gas is stopped, the attractive force due to the Bernoulli effect disappears, and the semiconductor substrate 4 is left standing in the substrate unloading chamber 6.

【0046】一方、半導体基板4を剥離して回転冷却体
22上に残された成長基板21は、外気に晒されること
なく再び半導体基板4の作製に用いられる。半導体基板
4の連続作製とともにルツボ12内の半導体融液11の
量が減少していくので、半導体融液11の液面の高さを
昇降台14を用いて微調整したり、半導体材料をルツボ
12に追加したりする。以上のプロセスを繰返すことに
より、複数枚の半導体基板を連続して作製することが可
能となる。
On the other hand, the growth substrate 21 which has been peeled off the semiconductor substrate 4 and left on the rotary cooling body 22 is used again for manufacturing the semiconductor substrate 4 without being exposed to the outside air. Since the amount of the semiconductor melt 11 in the crucible 12 decreases as the semiconductor substrate 4 is continuously manufactured, the height of the liquid surface of the semiconductor melt 11 is finely adjusted using the elevating table 14 or the semiconductor material is crucible. Add to 12. By repeating the above process, a plurality of semiconductor substrates can be continuously manufactured.

【0047】次に、本発明の半導体基板の製造装置を用
いて作製した半導体基板を用いた太陽電池の作製方法に
ついて説明する。
Next, a method of manufacturing a solar cell using a semiconductor substrate manufactured by using the semiconductor substrate manufacturing apparatus of the present invention will be described.

【0048】(1) テクスチャ加工:太陽電池の受光
面となる半導体基板の片面が凹凸形状を持つように加工
する。具体的には、たとえばリアクティブイオンエッチ
ング処理、酸エッチング処理、ダイシングブレードによ
るグルーブ加工、サンドブラスト加工などを施す。
(1) Texture processing: Processing is performed so that one surface of the semiconductor substrate, which is the light receiving surface of the solar cell, has an uneven shape. Specifically, for example, a reactive ion etching process, an acid etching process, a groove process with a dicing blade, a sandblast process, or the like is performed.

【0049】(2) RCA洗浄:過酸化水素とアンモ
ニアの混合水溶液を用いて、半導体基板表面の有機物を
除去する。次に、表面の酸化膜をフッ酸水溶液でエッチ
ング除去する。続いて、過酸化水素と塩酸の混合水溶液
を用いて、下面の金属不純物を除去する。次に、表面の
酸化膜をフッ酸水溶液でエッチング除去する。
(2) RCA cleaning: Organic substances on the surface of the semiconductor substrate are removed by using a mixed aqueous solution of hydrogen peroxide and ammonia. Next, the oxide film on the surface is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution. Then, the metal impurities on the lower surface are removed using a mixed aqueous solution of hydrogen peroxide and hydrochloric acid. Next, the oxide film on the surface is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution.

【0050】(3) N+拡散:拡散炉の石英チューブ
に半導体基板を入れ、チューブ周囲のヒータを用いて加
熱しながら、所定の温度だけPOCl3混合ガスを流
し、半導体基板の表面にリンを拡散する。次に、表面の
リンシリコンガラス膜をフッ酸水溶液でエッチング除去
する。
(3) N + Diffusion: A semiconductor substrate is put in a quartz tube of a diffusion furnace, and a POCl 3 mixed gas is caused to flow at a predetermined temperature while heating with a heater around the tube so that phosphorus is deposited on the surface of the semiconductor substrate. Spread. Next, the phosphorus silicon glass film on the surface is removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution.

【0051】(4) 酸化パッシベーション:酸化炉の
石英チューブに半導体基板を入れ、チューブ周囲のヒー
タを用いて加熱しながら、所定の時間だけ酸素を含むガ
スを流し、半導体基板表面に酸化膜を形成する。
(4) Oxidation passivation: A semiconductor substrate is placed in a quartz tube of an oxidation furnace, and a gas containing oxygen is flowed for a predetermined time while heating with a heater around the tube to form an oxide film on the surface of the semiconductor substrate. To do.

【0052】(5) 反射防止膜形成:上記テクスチャ
加工によって凹凸をつけた半導体基板の受光面にCVD
(Chemical Vapor Deposition)法を用いて酸化チタ
ン、窒化珪素などの反射防止膜を形成する。
(5) Antireflection film formation: CVD is performed on the light-receiving surface of the semiconductor substrate having the unevenness formed by the above texture processing.
An antireflection film of titanium oxide, silicon nitride or the like is formed by using the (Chemical Vapor Deposition) method.

【0053】(6) 裏面エッチング:反射防止膜の表
面にレジストを塗布する。次に、フッ硝酸を用いて半導
体基板の裏面と周辺部の酸化膜およびリン拡散層をエッ
チングする。次に、レジストを剥離する。
(6) Backside etching: A resist is applied to the surface of the antireflection film. Next, the oxide film and the phosphorus diffusion layer on the back surface and the peripheral portion of the semiconductor substrate are etched using hydrofluoric nitric acid. Next, the resist is peeled off.

【0054】(7) 裏面電解層形成:半導体基板の裏
面にアルミぺーストを塗布する。次に、焼成炉を用いて
裏面電界層を形成する。
(7) Back surface electrolytic layer formation: Aluminum paste is applied to the back surface of the semiconductor substrate. Next, a back surface electric field layer is formed using a firing furnace.

【0055】(8) 受光面電極形成:スクリーン印刷
法などを用いて、半導体基板の受光面に銀ぺーストを魚
骨型などのパターンに塗布する。次に、焼成炉を用い
て、反射防止膜を貫通させて銀電極を半導体基板のリン
拡散層に接触させ、受光面電極を形成する。
(8) Formation of light-receiving surface electrode: A silver paste is applied to the light-receiving surface of the semiconductor substrate in a fishbone pattern or the like by using a screen printing method or the like. Next, using a firing furnace, the antireflection film is penetrated to bring the silver electrode into contact with the phosphorus diffusion layer of the semiconductor substrate to form a light-receiving surface electrode.

【0056】(9) リードフレーム接着:半導体基板
の受光電極のメイングリッド表面にリードフレームをは
んだ付けする。
(9) Lead frame bonding: The lead frame is soldered to the surface of the main grid of the light receiving electrode of the semiconductor substrate.

【0057】[0057]

【実施例】次に、本発明による半導体基板の製造装置お
よび半導体基板の作製方法および太陽電池を従来技術と
比較するべく、さまざまな作製条件を用いて半導体基板
を作製した。以下に具体的な検討内容について説明す
る。
EXAMPLES Next, in order to compare the semiconductor substrate manufacturing apparatus, the semiconductor substrate manufacturing method, and the solar cell according to the present invention with the prior art, semiconductor substrates were manufactured under various manufacturing conditions. The details of the study will be described below.

【0058】(実施例1)回転冷却体22に高密度グラ
ファイト(灰分:10ppm以下)でできた成長基板2
1を取付けた。成長基板21の主面は150mm□で、
♯1000のシリコンカーバイド砥粒を用いて研磨した
ものを用いた。図1に示すように、成長基板21の設置
数は3つで、回転冷却体22の側面外周上に互いに12
0°の角度をなすように等間隔に取付けた。回転冷却体
22は円筒型でその直径は550mm、幅200mmで
ある。回転冷却体22に取付けた成長基板21の主面中
心を通る法線は回転冷却体22の回転軸と直交するよう
な位置関係にある。
(Example 1) The growth substrate 2 made of high-density graphite (ash content: 10 ppm or less) on the rotary cooling body 22.
I installed 1. The main surface of the growth substrate 21 is 150 mm □,
What was polished by using # 1000 silicon carbide abrasive grains was used. As shown in FIG. 1, the number of growth substrates 21 installed is three, and the number of growth substrates 21 is 12 on the outer circumference of the side surface of the rotary cooling body 22.
It was attached at equal intervals to form an angle of 0 °. The rotary cooling body 22 is cylindrical and has a diameter of 550 mm and a width of 200 mm. The normal line passing through the center of the main surface of the growth substrate 21 attached to the rotary cooling body 22 is in a positional relationship such that it is orthogonal to the rotation axis of the rotary cooling body 22.

【0059】次に、高密度グラファイト(灰分:10p
pm以下)でできたルツボ12に、塊状の高純度多結晶
シリコン原料(純度=99.999999999%)1
00kgと、ボロンを含むシリコンペレット(濃度0.
02原子%)200gとを入れた。
Next, high-density graphite (ash content: 10 p
crucible 12 made of pm or less), and a high-purity polycrystalline silicon raw material (purity = 99.9999999999%) 1
00 kg and silicon pellets containing boron (concentration: 0.
02 atom%) and 200 g.

【0060】次に、ゲートバルブ7を開けた状態で基板
作製室5および基板搬出室6を密閉し、真空ポンプを用
いて内部を1Torr(133Pa)まで真空引きし
た。次に、ゲッタ方式の純化装置を通して水分や酸素を
1ppb以下に除去したアルゴンガスを基板作製室5に
供給し、室内が大気圧になるまでアルゴンガスを充填し
た。以下、同様にして真空引きとアルゴンガスの充填を
3回繰返して室内の空気をパージした。
Next, the substrate preparation chamber 5 and the substrate unloading chamber 6 were sealed with the gate valve 7 opened, and the inside was evacuated to 1 Torr (133 Pa) using a vacuum pump. Next, an argon gas from which water and oxygen were removed to 1 ppb or less was supplied to the substrate manufacturing chamber 5 through a getter-type purifying device, and the argon gas was filled until the inside of the chamber became atmospheric pressure. Thereafter, in the same manner, evacuation and filling with argon gas were repeated three times to purge the air in the room.

【0061】次に、アルゴンガスを600SLMの流量
で流しながら、真空ポンプと調圧バルブを併用して基板
作製室5内を大気圧に保ち、加熱手段13であるヒータ
を用いて、ルツボ12に入れたシリコン原料を加熱昇温
した。ルツボ12に接触させた熱電対を用いて温度をモ
ニタし、昇温速度が毎分10℃になるようにヒータ電力
を制御した。同時に、回転冷却体22の内部に冷媒とし
て窒素ガスを1000SLMの流量で流した。こうして
シリコン原料を溶融し、シリコン融液11の温度が14
50℃になるように保った。
Next, while flowing argon gas at a flow rate of 600 SLM, a vacuum pump and a pressure regulating valve are used together to keep the inside of the substrate manufacturing chamber 5 at atmospheric pressure, and a heater as a heating means 13 is used to form a crucible 12 in the crucible 12. The silicon raw material put in was heated and heated. The temperature was monitored using a thermocouple in contact with the crucible 12, and the heater power was controlled so that the temperature rising rate was 10 ° C./min. At the same time, nitrogen gas was made to flow inside the rotary cooling body 22 as a refrigerant at a flow rate of 1000 SLM. In this way, the silicon raw material is melted and the temperature of the silicon melt 11 becomes 14
It was kept at 50 ° C.

【0062】次に、回転冷却体22に取付けられた成長
基板21が最も深くシリコン融液11に浸漬するとき、
成長基板21の主面が液面より3mm下に位置するよう
に、基板作製室5の覗き窓を通してシリコン溶液11の
液面を監視しているカメラと、昇降台14とを用いて、
ルツボ12を昇降することによってシリコン融液11の
液面の高さを調節した。
Next, when the growth substrate 21 attached to the rotary cooling body 22 is immersed deepest in the silicon melt 11,
Using a camera that monitors the liquid surface of the silicon solution 11 through the viewing window of the substrate preparation chamber 5 and the lift table 14 so that the main surface of the growth substrate 21 is located 3 mm below the liquid surface,
The height of the liquid surface of the silicon melt 11 was adjusted by moving the crucible 12 up and down.

【0063】次に、回転冷却体22を60°だけ回転さ
せて成長基板21の主面をシリコン融液11に浸漬し
た。2秒間の浸漬によるシリコン基板4の成長の後、回
転冷却体22を同じ方向にさらに60°だけ回転させて
成長基板21をシリコン融液11から引上げた。
Next, the rotary cooling body 22 was rotated by 60 ° and the main surface of the growth substrate 21 was immersed in the silicon melt 11. After the growth of the silicon substrate 4 by immersion for 2 seconds, the rotary cooling body 22 was further rotated by 60 ° in the same direction to pull up the growth substrate 21 from the silicon melt 11.

【0064】このようにして回転冷却体22の60°回
転を繰返し、最初に成長したシリコン基板4を基板作製
室5の天井面に相対する位置まで移動させた。次に、基
板保持具31の移動部品34を用いて、基板保持具31
をシリコン基板4の主面と1mm離れた位置まで近づけ
た。基板保持具31は合成石英でできている。図2に示
したように、基板保持面311は成長基板21と同じ1
50mm□で、その中央には直径1mmのガス供給口3
12がある。また、基板保持具312は合成石英ででき
た4つのストッパ32が備えられている。ストッパ32
は基板保持面311の端面から1mm離れた位置にあ
り、基板保持面311より2mm下の位置にまで延びて
いる。
In this way, the rotary cooling body 22 was repeatedly rotated by 60 °, and the initially grown silicon substrate 4 was moved to a position facing the ceiling surface of the substrate manufacturing chamber 5. Next, using the moving part 34 of the substrate holder 31, the substrate holder 31
Was brought close to a position 1 mm away from the main surface of the silicon substrate 4. The substrate holder 31 is made of synthetic quartz. As shown in FIG. 2, the substrate holding surface 311 is the same as the growth substrate 21.
Gas supply port 3 with a diameter of 50 mm and a diameter of 1 mm in the center
There are twelve. Further, the substrate holder 312 is provided with four stoppers 32 made of synthetic quartz. Stopper 32
Is at a position 1 mm away from the end surface of the substrate holding surface 311 and extends to a position 2 mm below the substrate holding surface 311.

【0065】続いて、ガス供給管33を通してガス供給
口312から水素ガス(純度=99.99999%以
上)を20SLMの流量で流した。水素ガスは基板保持
面311とシリコン基板4の主面との間を高速で流れ、
シリコン基板4は成長基板21の主面から剥離し、基板
保持具31に非接触保持された。シリコン基板4の大き
さは150mm□である。
Subsequently, hydrogen gas (purity = 99.99999% or more) was caused to flow from the gas supply port 312 through the gas supply pipe 33 at a flow rate of 20 SLM. Hydrogen gas flows at a high speed between the substrate holding surface 311 and the main surface of the silicon substrate 4,
The silicon substrate 4 was peeled off from the main surface of the growth substrate 21 and held by the substrate holder 31 in a non-contact manner. The size of the silicon substrate 4 is 150 mm □.

【0066】次に、水素ガスを流したまま基板保持具3
1の移動部品34を働かせてシリコン基板4を垂直上向
きに移動させた。続いて、同じようにしてシリコン基板
4を基板搬出室6まで移動させた。続いて、水素ガスの
供給を停止し、シリコン基板4を基板搬出室6に静置し
た。
Next, the substrate holder 3 with hydrogen gas kept flowing.
The moving part 34 of No. 1 was operated to move the silicon substrate 4 vertically upward. Subsequently, the silicon substrate 4 was moved to the substrate unloading chamber 6 in the same manner. Then, the supply of hydrogen gas was stopped, and the silicon substrate 4 was allowed to stand in the substrate unloading chamber 6.

【0067】上記の工程と平行して、成長基板21のシ
リコン融液11からの引上げから、次の成長基板21の
シリコン融液11への浸漬までの間に、図示しない半導
体材料供給部品を用いてシリコン融液11と同じボロン
濃度のシリコン原料13.1gを溶融してルツボ12に
追加供給した。
In parallel with the above steps, a semiconductor material supply component (not shown) is used between the pulling of the growth substrate 21 from the silicon melt 11 and the immersion of the next growth substrate 21 in the silicon melt 11. Then, 13.1 g of silicon raw material having the same boron concentration as that of the silicon melt 11 was melted and additionally supplied to the crucible 12.

【0068】このようにしてシリコン基板を連続して1
000枚製造した結果、シリコン基板の傷や欠けなどに
関する歩留まりは98%であった。良品の平均板厚は2
50μmであった。また、製造したすべてのシリコン基
板は反っていなかった。
In this way, the silicon substrate is continuously
As a result of producing 000 sheets, the yield related to scratches and chips of the silicon substrate was 98%. The average thickness of good products is 2
It was 50 μm. Also, all manufactured silicon substrates were not warped.

【0069】接触式表面粗さ計を用いて、100枚のシ
リコン基板の表面粗さを計測した。計測は基板の対角線
に沿って中心から±100mmの長さの範囲で行なっ
た。カーボン基板と接触していた面を剥離面、その反対
側の面を融液面とすると、最大高さRmaxの平均値
は、融液面が32μm、剥離面が21μmであった。
The surface roughness of 100 silicon substrates was measured using a contact type surface roughness meter. The measurement was performed along the diagonal line of the substrate within a range of ± 100 mm from the center. When the surface that was in contact with the carbon substrate was the release surface and the surface on the opposite side was the melt surface, the average value of the maximum height Rmax was 32 μm for the melt surface and 21 μm for the release surface.

【0070】このようにして製造したシリコン基板を用
いて太陽電池を作製した。工程手順は上述のとおりであ
る。シリコン基板の傷や欠けのない良品から100枚を
選び、太陽電池を作製したところ、変換効率の平均値は
15.0%であった。
A solar cell was manufactured using the silicon substrate manufactured as described above. The process procedure is as described above. A solar cell was manufactured by selecting 100 pieces from non-defective products having no scratches or chips on the silicon substrate, and the average conversion efficiency was 15.0%.

【0071】(比較例1)従来の技術との比較のため、
図4に示したシリコンリボンの製造装置を用いてシリコ
ン基板を作製した。なお、実施例1と同様、図4の製造
装置は基板作製室内にある。
Comparative Example 1 For comparison with the prior art,
A silicon substrate was manufactured using the silicon ribbon manufacturing apparatus shown in FIG. Note that, as in Example 1, the manufacturing apparatus in FIG. 4 is in the substrate manufacturing chamber.

【0072】回転冷却体22の材料は高密度グラファイ
ト(灰分:10ppm以下)を用いた。直径500m
m、幅150mmの円筒形状で、外周面を♯1000の
シリコンカーバイド砥粒を用いて研磨したものを用い
た。回転冷却体22の外周には幅150mmカーボンネ
ットを巻き付け、カーボンネットをガイドローラ9に通
した。ガイドローラ9の材料にも高密度グラファイト
(灰分:10ppm以下)を用いた。
As the material of the rotary cooling body 22, high density graphite (ash content: 10 ppm or less) was used. Diameter 500m
A cylindrical shape having a width of m and a width of 150 mm and having an outer peripheral surface polished with # 1000 silicon carbide abrasive grains was used. A carbon net having a width of 150 mm was wound around the outer periphery of the rotary cooling body 22, and the carbon net was passed through the guide roller 9. High-density graphite (ash content: 10 ppm or less) was also used as the material of the guide roller 9.

【0073】次に、図4に示すように、先端を炭化珪素
で被覆した高密度グラファイト(灰分:10ppm以
下)でできた楔35を回転冷却体22とカーボンネット
とに接触するように設置した。回転冷却体22とシリコ
ンリボン40との剥離は主にガイドローラ9がシリコン
リボン40を引上げる力によって行なわれ、楔35は剥
離を補助するために添えられているにすぎない。
Next, as shown in FIG. 4, a wedge 35 made of high-density graphite (ash content: 10 ppm or less) whose tip was coated with silicon carbide was installed so as to contact the rotary cooling body 22 and the carbon net. . The peeling between the rotary cooling body 22 and the silicon ribbon 40 is mainly performed by the force of the guide roller 9 pulling up the silicon ribbon 40, and the wedge 35 is merely provided to assist the peeling.

【0074】次に、高密度グラファイト(灰分:10p
pm以下)でできたルツボ12と、同じ材料でできた囲
い壁121との中に、塊状の高純度多結晶シリコン原料
(純度:99.999999999%以上)100kg
と、ボロンを含むシリコンペレット(濃度0.02原子
%)200gとを入れた。
Next, high-density graphite (ash content: 10 p
100 kg of high-purity polycrystalline silicon raw material (purity: 99.99999999999% or more) in a crucible 12 made of pm or less) and an enclosure wall 121 made of the same material.
And 200 g of silicon pellets containing boron (concentration 0.02 atomic%).

【0075】次に、基板作製室内にアルゴンガスを20
0SLMの流量で流した。基板作製室の側壁に開けられ
たシリコンリボンの取出し口からアルゴンガスを空気と
ともに装置外部に押出すことで基板作製室内のパージを
行なった。次に、図示しないヒータを用いてルツボ12
と囲い壁121の中に入れたシリコン原料を加熱昇温し
た。ルツボ12に接触させた熱電対を用いて温度をモニ
タし、昇温速度が毎分10℃になるようにヒータ電力を
制御した。同時に回転冷却体22の内部に冷媒として窒
素ガスを1000SLMの流量で流した。こうしてシリ
コン原料を溶融し、シリコン融液11の温度が1450
℃になるように保った。
Next, argon gas was introduced into the substrate manufacturing chamber to 20 times.
Flowed at a flow rate of 0 SLM. The inside of the substrate preparation chamber was purged by extruding argon gas together with air from the outlet of the silicon ribbon opened on the side wall of the substrate preparation chamber. Next, using a heater (not shown), the crucible 12
The silicon raw material placed in the enclosure wall 121 was heated and heated. The temperature was monitored using a thermocouple in contact with the crucible 12, and the heater power was controlled so that the temperature rising rate was 10 ° C./min. At the same time, nitrogen gas as a refrigerant was caused to flow inside the rotary cooling body 22 at a flow rate of 1000 SLM. In this way, the silicon raw material is melted and the temperature of the silicon melt 11 becomes 1450.
It was kept at ℃.

【0076】次に、表面を炭化珪素で被覆した高密度グ
ラファイト(灰分:10ppm以下)でできた攪拌プロ
ペラ部品8のプロペラ81を回転数100rpmで回転
させ、シリコン融液11を囲い壁121の上部の開口か
ら常時溢れさせ、ルツボ12と囲い壁121の中で循環
させた。
Next, the propeller 81 of the stirring propeller part 8 made of high-density graphite (ash content: 10 ppm or less) whose surface is coated with silicon carbide is rotated at a rotation speed of 100 rpm, and the upper portion of the wall 121 surrounding the silicon melt 11 is rotated. Of the crucible 12 and the surrounding wall 121 were circulated in the crucible 12 at all times.

【0077】次に、回転冷却体22の最下部がシリコン
融液11の液面より3mm下に位置するように、基板作
製室の覗き窓を通してシリコン融液11の液面を監視し
ているカメラと、図示しない昇降台とを用いて、ルツボ
12と囲い壁121を昇降することによって、シリコン
融液11の液面の高さを調節した。回転冷却体22がシ
リコン融液11に浸漬すると、回転冷却体22の外周に
巻き付けたカーボンネットにシリコンが結晶成長し始め
た。
Next, a camera that monitors the liquid surface of the silicon melt 11 through the viewing window of the substrate manufacturing chamber so that the lowermost part of the rotary cooling body 22 is located 3 mm below the liquid surface of the silicon melt 11. The height of the liquid surface of the silicon melt 11 was adjusted by raising and lowering the crucible 12 and the surrounding wall 121 by using an elevator (not shown). When the rotary cooling body 22 was immersed in the silicon melt 11, silicon began to grow on the carbon net wound around the rotary cooling body 22.

【0078】続いて、回転冷却体22を6rpmの角速
度で回転させ、これにガイドローラ9の回転を同期させ
てカーボンネットを引出した。回転冷却体22外周のシ
リコン融液11に浸漬した部分でシリコンリボンを結晶
成長させ、楔35によって回転冷却体22の表面から剥
離し、幅150mmの板状のシリコンリボンをカーボン
ネットに続いて装置の外に引出した。同時に、シリコン
融液11と同じボロン濃度のシリコン原料を溶融してル
ツボ12に毎秒16.5gの速度で連続供給した。
Subsequently, the rotary cooling body 22 was rotated at an angular velocity of 6 rpm, and the rotation of the guide roller 9 was synchronized with this, and the carbon net was pulled out. The silicon ribbon is crystal-grown at the portion of the outer periphery of the rotary cooling body 22 which is immersed in the silicon melt 11, and is peeled from the surface of the rotary cooling body 22 by the wedge 35. I pulled it out. At the same time, a silicon raw material having the same boron concentration as the silicon melt 11 was melted and continuously supplied to the crucible 12 at a rate of 16.5 g / sec.

【0079】次に、製造装置の外に引出したシリコンリ
ボンをバンドソーを用いて切断し、150mm□の基板
を作製した。
Next, the silicon ribbon pulled out of the manufacturing apparatus was cut with a band saw to produce a substrate of 150 mm □.

【0080】このようにして、シリコン基板を連続して
1000枚製造した結果、シリコン基板の傷や欠けなど
に関する歩留まりは76%であった。良品の平均板厚は
300μmであった。また、製造したシリコン基板は引
出し方向に沿って剥離面が凹になるように反っており、
良品100枚で平均して0.8mmの反りがあった。
As a result of continuously producing 1000 silicon substrates in this way, the yield related to scratches and chips of the silicon substrate was 76%. The average plate thickness of the non-defective product was 300 μm. In addition, the manufactured silicon substrate is warped so that the peeling surface becomes concave along the drawing direction,
There was a warp of 0.8 mm on average for 100 good products.

【0081】接触式表面粗さ計を用いて、100枚のシ
リコン基板の表面粗さを計測した。反った基板を吸着し
て平坦にできる試料台を併用した。計測は基板の対角線
に沿って中心から±100mmの長さの範囲で行なっ
た。カーボン基板と接触していた面を剥離面、その反対
側の面を融液面とすると、最大高さRmaxの平均値
は、融液面が72μm、剥離面が81μmであった。
The surface roughness of 100 silicon substrates was measured using a contact type surface roughness meter. We also used a sample stand that was able to attract and flatten the warped substrate. The measurement was performed along the diagonal line of the substrate within a range of ± 100 mm from the center. Assuming that the surface in contact with the carbon substrate was the release surface and the surface on the opposite side was the melt surface, the average value of the maximum height Rmax was 72 μm for the melt surface and 81 μm for the release surface.

【0082】このようにして製造したシリコン基板を用
いて太陽電池を作製した。工程手順は上述のとおりであ
る。シリコン基板の傷や欠けのない良品から100枚を
選び、太陽電池を作製したところ、変換効率の平均値は
13.2%であった。
A solar cell was manufactured using the silicon substrate manufactured as described above. The process procedure is as described above. When 100 solar cells were prepared from non-defective silicon substrates having no scratches or chips, the average conversion efficiency was 13.2%.

【0083】(比較例2)基板保持具としてベルヌーイ
チャックの代わりに真空チャックを用いた搬送部品を用
いて、実施例1と同様の方法でシリコン基板を作製し
た。真空チャックの基板保持面は実施例1と同じく15
0mm□だが、基板保持具の周囲にはストッパはなく、
基板保持面には均一に等間隔で真空吸着口が開けてある
ものを用いた。また基板保持面は合成石英製のものを用
いた。
(Comparative Example 2) A silicon substrate was manufactured in the same manner as in Example 1 by using a carrying component using a vacuum chuck instead of a Bernoulli chuck as a substrate holder. The substrate holding surface of the vacuum chuck is the same as that of the first embodiment.
Although it is 0 mm □, there is no stopper around the substrate holder,
The substrate holding surface used was one in which vacuum suction holes were evenly opened at equal intervals. The substrate holding surface was made of synthetic quartz.

【0084】シリコン基板を成長基板から剥離する手順
は以下のとおりである。まず、基板保持具の移動部品を
用いて基板保持面をシリコン基板の主面に近づけ、密着
させた。次に、基板保持面にシリコン基板を真空吸着さ
せた。続いて、基板保持具を垂直移動させて、シリコン
基板を成長基板から剥離した。
The procedure for peeling the silicon substrate from the growth substrate is as follows. First, the moving part of the substrate holder was used to bring the substrate holding surface close to the main surface of the silicon substrate and bring them into close contact. Next, the silicon substrate was vacuum-adsorbed on the substrate holding surface. Subsequently, the substrate holder was vertically moved to separate the silicon substrate from the growth substrate.

【0085】このようにしてシリコン基板を連続して1
000枚製造した結果、シリコン基板の傷や欠けなどに
関する歩留まりは84%であった。また、製造したすべ
てのシリコン基板は反っていなかった。
In this way, the silicon substrate is continuously
As a result of producing 000 sheets, the yield related to scratches and chips of the silicon substrate was 84%. Also, all manufactured silicon substrates were not warped.

【0086】実施例1と同様にして100枚の傷や欠け
のない良品のシリコン基板の表面粗さを計測した。最大
高さRmaxの平均値は、融液面が51μm、剥離面が
24μmであった。
In the same manner as in Example 1, the surface roughness of 100 non-defective silicon substrates without scratches or chips was measured. The average value of the maximum height Rmax was 51 μm on the melt surface and 24 μm on the peeling surface.

【0087】このようにして製造したシリコン基板を用
いて太陽電池を作製した。工程手順は上述のとおりであ
る。シリコン基板の傷や欠けのない良品から100枚を
選び、太陽電池を作製したところ、変換効率の平均値は
13.6%であった。
A solar cell was manufactured using the silicon substrate manufactured as described above. The process procedure is as described above. When 100 solar cells were produced from good products having no scratches or chips on the silicon substrate, the average conversion efficiency was 13.6%.

【0088】(比較例3)基板保持に用いるガスとして
水素ガスの代わりにアルゴンガス(純度:99.999
9%以上)を用いて、実施例1と同様の方法でシリコン
基板を作製した。
(Comparative Example 3) Argon gas (purity: 99.999) was used instead of hydrogen gas as a gas for holding the substrate.
9% or more) was used to manufacture a silicon substrate in the same manner as in Example 1.

【0089】シリコン基板を連続して1000枚製造し
た結果、シリコン基板の傷や欠けなどに関する歩留まり
は98%であった。また、製造したすべてのシリコン基
板は反っていなかった。
As a result of continuously producing 1000 silicon substrates, the yield related to scratches and chips of the silicon substrates was 98%. Also, all manufactured silicon substrates were not warped.

【0090】実施例1と同様にして100枚の傷や欠け
のない良品のシリコン基板の表面粗さを計測した。最大
高さRmaxの平均値は、融液面が31μm、剥離面が
22μmであった。
In the same manner as in Example 1, the surface roughness of 100 non-defective silicon substrates without scratches or chips was measured. The average value of the maximum height Rmax was 31 μm on the melt surface and 22 μm on the peeled surface.

【0091】このようにして製造したシリコン基板を用
いて太陽電池を作製した。工程手順は上述のとおりであ
る。シリコン基板の傷や欠けのない良品から100枚を
選び、太陽電池を作製したところ、変換効率の平均値は
13.9%であった。(比較例4)従来の技術との比較
のため、キャスト法を用いて作製した多結晶シリコン基
板を用いて、実施例1と同じ方法で太陽電池を作製し
た。シリコン基板の大きさは150mm□、厚さは25
0μmになるようにスライスした。100枚の太陽電池
を作製したところ、変換効率の平均値は15.2%であ
った。
A solar cell was manufactured using the silicon substrate manufactured as described above. The process procedure is as described above. A solar cell was manufactured by selecting 100 non-defective silicon substrates without scratches or chips, and the average conversion efficiency was 13.9%. (Comparative Example 4) For comparison with the conventional technique, a solar cell was produced in the same manner as in Example 1 using a polycrystalline silicon substrate produced by a casting method. The size of the silicon substrate is 150 mm □ and the thickness is 25.
It sliced so that it might become 0 micrometer. When 100 solar cells were produced, the average conversion efficiency was 15.2%.

【0092】以上のように本発明の実施の形態について
説明を行なったが、今回開示した実施の形態はすべての
点で例示であって制限的なものではないと考えられるべ
きである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示さ
れ、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべ
ての変更が含まれる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplifications in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the claims, and includes meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明に係る半導体基板の製造装置およ
び製造方法によれば、反りが少なく平坦な形状で、かつ
表面に傷や汚れがつかないように半導体基板を製造する
ことができる。それにより、優れた特性の半導体基板を
高歩留まりかつ低コストで製造することができる。
According to the semiconductor substrate manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a semiconductor substrate having a flat shape with little warpage and without scratches or dirt on the surface. As a result, a semiconductor substrate having excellent characteristics can be manufactured with high yield and low cost.

【0094】本発明の半導体基板は、上記の半導体基板
の製造装置および製造方法により製造されるので、反り
が少なく平坦な形状で、表面に傷や汚れがほとんどない
ものとなる。また、本発明に係る太陽電池は、上記のよ
うに優れた特性の半導体基板を用いて製造されるので、
低コストで優れた特性を有するものとなる。
Since the semiconductor substrate of the present invention is manufactured by the above-described semiconductor substrate manufacturing apparatus and manufacturing method, the semiconductor substrate has a flat shape with little warpage and almost no scratches or stains on the surface. Further, since the solar cell according to the present invention is manufactured using the semiconductor substrate having excellent characteristics as described above,
It has excellent characteristics at low cost.

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

【図1】 本発明の1つの実施の形態における半導体基
板の製造装置の略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor substrate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】(A)は、本発明による基板保持具とストッパ
の一例および基板保持具と半導体基板との位置関係を示
す略断面図である。(B)は、図2(A)の基板保持具
とストッパを示す平面図である。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate holder and a stopper according to the present invention and a positional relationship between the substrate holder and a semiconductor substrate. FIG. 2B is a plan view showing the substrate holder and the stopper shown in FIG.

【図3】(A)は、本発明による基板保持具の他の例お
よび基板保持具と半導体基板との位置関係を示す略断面
図である。(B)は、図3(A)の基板保持具とストッ
パを示す平面図である。
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing another example of the substrate holder according to the present invention and the positional relationship between the substrate holder and the semiconductor substrate. FIG. 3B is a plan view showing the substrate holder and the stopper shown in FIG.

【図4】 従来の半導体基板の製造装置の略断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional semiconductor substrate manufacturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体材料を融液状態で収容する部品、11 半導
体融液、12 ルツボ、121 囲い壁、13 加熱手
段、14 昇降台、2 半導体基板を成長させる部品、
21 成長基板、22 回転冷却体、3 半導体基板の
搬送部品、31基板保持具、311 基板保持面、31
2 ガス供給孔、32 ストッパ、33 ガス供給管、
34 基板保持具の移動部品、35 楔、4 半導体基
板、5基板作製室、6 基板搬出室、7 ゲートバル
ブ、8 攪拌プロペラ部品、81 プロペラ、40 シ
リコンリボン、9 ガイドローラ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Components for containing a semiconductor material in a molten state, 11 Semiconductor melts, 12 crucibles, 121 Enclosing walls, 13 Heating means, 14 Elevating tables, 2 Components for growing semiconductor substrates,
21 growth substrate, 22 rotary cooling body, 3 semiconductor substrate carrying parts, 31 substrate holder, 311 substrate holding surface, 31
2 gas supply holes, 32 stoppers, 33 gas supply pipes,
34 substrate holder moving parts, 35 wedges, 4 semiconductor substrates, 5 substrate preparation chambers, 6 substrate unloading chambers, 7 gate valves, 8 stirring propeller parts, 81 propellers, 40 silicon ribbons, 9 guide rollers.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体材料を融液状態とした半導体融液
を収容する半導体融液収容部品と、 半導体基板を成長させるための成長基板を有し、該成長
基板の平面部を前記半導体融液に浸漬して前記平面部に
前記半導体基板を成長させた後に前記成長基板を引き上
げる半導体基板成長部品と、 前記半導体基板を保持するための基板保持面を有する基
板保持具を含み、前記基板保持面と前記半導体基板との
間に気体を供給することにより前記成長基板から前記半
導体基板を剥離するとともに前記半導体基板を保持し、
この状態で前記半導体基板を搬送するための搬送手段
と、を備えた、半導体基板の製造装置。
1. A semiconductor melt containing component for containing a semiconductor melt in which a semiconductor material is in a melted state, and a growth substrate for growing a semiconductor substrate, wherein the plane portion of the growth substrate is the semiconductor melt. A substrate holding surface having a substrate holding surface for holding the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate growing component for pulling up the growth substrate after the semiconductor substrate is grown on the flat surface by immersing the substrate in the flat surface portion; And holding the semiconductor substrate while peeling the semiconductor substrate from the growth substrate by supplying a gas between the semiconductor substrate,
An apparatus for manufacturing a semiconductor substrate, comprising: a transfer unit that transfers the semiconductor substrate in this state.
【請求項2】 前記半導体基板成長部品は、複数の前記
成長基板を有し、回転することにより前記成長基板の平
面部を前記半導体融液に順次浸漬して前記半導体基板を
成長させる回転体を含み、 前記搬送手段は、前記成長基板上に成長した前記半導体
基板と前記基板保持面とが対向するように前記基板保持
具を移動させる移動手段を含む、請求項1に記載の半導
体基板の製造装置。
2. The semiconductor substrate growth component comprises a plurality of the growth substrates, and a rotating body for growing the semiconductor substrates by rotating so that the flat surface portion of the growth substrate is sequentially immersed in the semiconductor melt. The manufacturing of a semiconductor substrate according to claim 1, further comprising: a moving unit that moves the substrate holder so that the semiconductor substrate grown on the growth substrate faces the substrate holding surface. apparatus.
【請求項3】 前記半導体基板は多結晶シリコン基板で
ある、請求項1または2に記載の半導体基板の製造装
置。
3. The semiconductor substrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a polycrystalline silicon substrate.
【請求項4】 前記半導体基板の表面に吹きつける前記
気体が水素ガスまたは水素ガスと不活性ガスとの混合ガ
スである、請求項1から3のいずれかに記載の半導体基
板の製造装置。
4. The semiconductor substrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the gas blown onto the surface of the semiconductor substrate is hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and an inert gas.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の半導
体基板の製造装置を用いて製造した半導体基板。
5. A semiconductor substrate manufactured by using the semiconductor substrate manufacturing apparatus according to claim 1.
【請求項6】 請求項5に記載の半導体基板を用いて製
造された太陽電池。
6. A solar cell manufactured using the semiconductor substrate according to claim 5.
【請求項7】 半導体基板を成長させるための成長基板
の平面部を半導体融液に浸漬し、前記平面部に前記半導
体基板を成長させる工程と、 前記成長基板とともに前記半導体基板を前記半導体融液
から引き上げ、所定位置に移動させる工程と、 基板保持面を有する基板保持具を、前記基板保持面が前
記半導体基板上に位置するように移動させた後に、前記
半導体基板の表面に気体を吹きつけて前記成長基板から
前記半導体基板を隔離するとともに前記基板保持具によ
り前記半導体基板を保持し、この状態で前記半導体基板
を搬送する工程と、を備えた、半導体基板の製造方法。
7. A step of immersing a flat surface portion of a growth substrate for growing a semiconductor substrate in a semiconductor melt to grow the semiconductor substrate on the flat surface portion, and the growth substrate and the semiconductor substrate together with the semiconductor melt. And moving the substrate holder having the substrate holding surface so that the substrate holding surface is located on the semiconductor substrate, and then blowing gas onto the surface of the semiconductor substrate. Separating the semiconductor substrate from the growth substrate, holding the semiconductor substrate by the substrate holder, and transporting the semiconductor substrate in this state.
【請求項8】 前記半導体基板の表面に吹きつける前記
気体が水素ガスまたは水素ガスと不活性ガスとの混合ガ
スである、請求項7に記載の半導体基板の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 7, wherein the gas blown onto the surface of the semiconductor substrate is hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and an inert gas.
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