JP2003313023A - シリコン鋳造用鋳型 - Google Patents
シリコン鋳造用鋳型Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 離型材の構成によって太陽電池の変換効率を
低下したり、離型材とシリコン融液を接触させたときに
離型材が剥離してシリコン融液中に入って異物としてイ
ンゴット内部に残って異物不良となる。 【解決手段】 黒鉛製鋳型内表面に窒化シリコンと二酸
化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７
２〜６９：３１の重量比率で混合した離型材と、窒化シ
リコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコ
ン＝７０：３０〜９４：６の重量比率で混合した離型材
とを重ねて２層に塗布する。あるいは、黒鉛製鋳型内表
面に窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二
酸化シリコン＝２８：７２〜６９：３１の重量比率で混
合した離型材を塗布した上に、窒化シリコンと二酸化シ
リコンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝９４：６より
も重量比率で窒化シリコンを多く混合した（窒化シリコ
ン：二酸化シリコン＝１００：０も含む）離型材を０．
０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃｍ2塗布する。
低下したり、離型材とシリコン融液を接触させたときに
離型材が剥離してシリコン融液中に入って異物としてイ
ンゴット内部に残って異物不良となる。 【解決手段】 黒鉛製鋳型内表面に窒化シリコンと二酸
化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７
２〜６９：３１の重量比率で混合した離型材と、窒化シ
リコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコ
ン＝７０：３０〜９４：６の重量比率で混合した離型材
とを重ねて２層に塗布する。あるいは、黒鉛製鋳型内表
面に窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二
酸化シリコン＝２８：７２〜６９：３１の重量比率で混
合した離型材を塗布した上に、窒化シリコンと二酸化シ
リコンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝９４：６より
も重量比率で窒化シリコンを多く混合した（窒化シリコ
ン：二酸化シリコン＝１００：０も含む）離型材を０．
０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃｍ2塗布する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコン鋳造用鋳型
に関し、特に太陽電池等を形成するための多結晶シリコ
ンの鋳造用鋳型に関する。
に関し、特に太陽電池等を形成するための多結晶シリコ
ンの鋳造用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
から太陽電池を形成するための半導体基板の一種として
多結晶シリコンが用いられている。このような多結晶シ
リコンは、通常分割可能な黒鉛製鋳型の内表面に離型材
を塗布して、この鋳型内に高温度で加熱溶融させたシリ
コン融液を注湯して凝固させることによって形成した
り、鋳型内に入れたシリコン原料を一旦溶解した後、再
び凝固させることによって形成していた。
から太陽電池を形成するための半導体基板の一種として
多結晶シリコンが用いられている。このような多結晶シ
リコンは、通常分割可能な黒鉛製鋳型の内表面に離型材
を塗布して、この鋳型内に高温度で加熱溶融させたシリ
コン融液を注湯して凝固させることによって形成した
り、鋳型内に入れたシリコン原料を一旦溶解した後、再
び凝固させることによって形成していた。
【０００３】このような鋳型としては、通常、分割可能
な黒鉛製鋳型の内表面に離型材を塗布したものが用いら
れ、離型材としてはシリコンの窒化物である窒化シリコ
ンが用いられる。一般に、窒化シリコン、炭化珪素、酸
化珪素等の粉末を適当なバインダーと溶剤とから構成さ
れる溶液中に混合して攪拌してスラリーとし、これを鋳
型内面に塗布もしくはスプレー等の手段でコーテイング
することが公知の技術として知られている（例えば非特
許文献１参照）。
な黒鉛製鋳型の内表面に離型材を塗布したものが用いら
れ、離型材としてはシリコンの窒化物である窒化シリコ
ンが用いられる。一般に、窒化シリコン、炭化珪素、酸
化珪素等の粉末を適当なバインダーと溶剤とから構成さ
れる溶液中に混合して攪拌してスラリーとし、これを鋳
型内面に塗布もしくはスプレー等の手段でコーテイング
することが公知の技術として知られている（例えば非特
許文献１参照）。
【０００４】ところが、窒化シリコンを黒鉛製鋳型の内
表面に塗布してシリコンを鋳造する場合、窒化シリコン
膜は脆弱であることから、シリコン融液を注湯する際、
またその後の凝固の際に窒化シリコン膜が破損して鋳型
に窒化シリコン融液が接触し、鋳型がシリコンの鋳塊に
付着して脱型する際にシリコンの鋳塊に欠けが発生する
という問題があった。また、鋳型内に入れたシリコン原
料を溶解する際に、窒化シリコン膜が破損してシリコン
融液中に落下して異物不良になるという問題があった。
表面に塗布してシリコンを鋳造する場合、窒化シリコン
膜は脆弱であることから、シリコン融液を注湯する際、
またその後の凝固の際に窒化シリコン膜が破損して鋳型
に窒化シリコン融液が接触し、鋳型がシリコンの鋳塊に
付着して脱型する際にシリコンの鋳塊に欠けが発生する
という問題があった。また、鋳型内に入れたシリコン原
料を溶解する際に、窒化シリコン膜が破損してシリコン
融液中に落下して異物不良になるという問題があった。
【０００５】また、二酸化シリコンを黒鉛製鋳型の内表
面に塗布してシリコンを鋳造することも提案されている
が、二酸化シリコンを離型材として用いる場合、二酸化
シリコンは黒鉛と付着性がよく、また二酸化シリコンと
シリコン鋳塊とも付着性がよいために、二酸化シリコン
が鋳型に付着して鋳型の再使用ができなくなったり、鋳
型が離型材を介してシリコンの鋳塊に付着し、脱型する
ときにシリコン鋳塊の一部に欠けが発生するという問題
があった。
面に塗布してシリコンを鋳造することも提案されている
が、二酸化シリコンを離型材として用いる場合、二酸化
シリコンは黒鉛と付着性がよく、また二酸化シリコンと
シリコン鋳塊とも付着性がよいために、二酸化シリコン
が鋳型に付着して鋳型の再使用ができなくなったり、鋳
型が離型材を介してシリコンの鋳塊に付着し、脱型する
ときにシリコン鋳塊の一部に欠けが発生するという問題
があった。
【０００６】このような問題を解決するために、一層目
に二酸化シリコンを塗布し、二層目に二酸化シリコンと
窒化シリコンとの混合物を塗布し、さらに三層目に窒化
シリコンを塗布することが提案されている（特許文献１
参照）。
に二酸化シリコンを塗布し、二層目に二酸化シリコンと
窒化シリコンとの混合物を塗布し、さらに三層目に窒化
シリコンを塗布することが提案されている（特許文献１
参照）。
【０００７】ところが、このように離型材を三層構造に
塗布すると、それぞれの層に対応する離型材を調合して
塗布しなければならず、離型材の塗布と調合に手間がか
かるという問題がある。さらに多層に塗布する場合、各
層の乾燥が不十分であると上層を塗布した際に塗布層が
下地の層から剥がれてしまうという問題が発生する。
塗布すると、それぞれの層に対応する離型材を調合して
塗布しなければならず、離型材の塗布と調合に手間がか
かるという問題がある。さらに多層に塗布する場合、各
層の乾燥が不十分であると上層を塗布した際に塗布層が
下地の層から剥がれてしまうという問題が発生する。
【０００８】溶融シリコンと離型材を接触させる面に窒
化シリコンのみを使用した場合、窒化シリコン層は脆弱
であるため、大量に塗布すると層が剥離してシリコン融
液中に落下するという問題がある。
化シリコンのみを使用した場合、窒化シリコン層は脆弱
であるため、大量に塗布すると層が剥離してシリコン融
液中に落下するという問題がある。
【０００９】そこで、本発明者らは窒化シリコンと二酸
化シリコンとの混合比を最適化した離型材を提案した
（特許文献２参照）。
化シリコンとの混合比を最適化した離型材を提案した
（特許文献２参照）。
【００１０】しかしこの離型材では、三層目に塗布した
窒化シリコン膜の脆弱性を回避することが可能である
が、その際、二酸化シリコンと接触させるとシリコン内
部の酸素濃度が増加して太陽電池の変換効率が低くなる
という問題があった。
窒化シリコン膜の脆弱性を回避することが可能である
が、その際、二酸化シリコンと接触させるとシリコン内
部の酸素濃度が増加して太陽電池の変換効率が低くなる
という問題があった。
【００１１】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、鋳型内にシリコン融液を注
湯する際、またその後の凝固の際、あるいは鋳型に入れ
たシリコン原料を溶解する際に、離型材が剥離したり、
太陽電池にした際の変換効率が低下することを解消した
シリコン鋳造用鋳型を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、鋳型内にシリコン融液を注
湯する際、またその後の凝固の際、あるいは鋳型に入れ
たシリコン原料を溶解する際に、離型材が剥離したり、
太陽電池にした際の変換効率が低下することを解消した
シリコン鋳造用鋳型を提供することを目的とする。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−２０６４１９号公報
【特許文献２】特開平９−１７５８０９号公報
【非特許文献１】15th Photovoltaic Specialists Con
f.(1981),P576〜P580,"A NEW DIRECTINALSOLIDIFICATIO
N TECHIQUE FOR POLYCRYSTALLINE SOLAR GRADE SILOCO
N"
f.(1981),P576〜P580,"A NEW DIRECTINALSOLIDIFICATIO
N TECHIQUE FOR POLYCRYSTALLINE SOLAR GRADE SILOCO
N"
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るシリコン鋳造用鋳型では、黒鉛製鋳型
内表面に窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコ
ン：二酸化シリコン＝２８：７２〜６９：３１の重量比
率で混合した離型材と、窒化シリコンと二酸化シリコン
を窒化シリコン：二酸化シリコン＝７０：３０〜９４：
６の重量比率で混合した離型材とを重ねて２層に塗布し
たことを特徴とする。
に、本発明に係るシリコン鋳造用鋳型では、黒鉛製鋳型
内表面に窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコ
ン：二酸化シリコン＝２８：７２〜６９：３１の重量比
率で混合した離型材と、窒化シリコンと二酸化シリコン
を窒化シリコン：二酸化シリコン＝７０：３０〜９４：
６の重量比率で混合した離型材とを重ねて２層に塗布し
たことを特徴とする。
【００１４】また、請求項２に係わるシリコン鋳造用鋳
型では、黒鉛製鋳型内表面に窒化シリコンと二酸化シリ
コンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７２〜６
９：３１の重量比率で混合した離型材を塗布した上に、
窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二酸化
シリコン＝９４：６よりも重量比率で窒化シリコンを多
く混合した（窒化シリコン：二酸化シリコン＝１００：
０も含む）離型材を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／
ｃｍ2塗布したことを特徴とする。
型では、黒鉛製鋳型内表面に窒化シリコンと二酸化シリ
コンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７２〜６
９：３１の重量比率で混合した離型材を塗布した上に、
窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二酸化
シリコン＝９４：６よりも重量比率で窒化シリコンを多
く混合した（窒化シリコン：二酸化シリコン＝１００：
０も含む）離型材を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／
ｃｍ2塗布したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明に係るシリコン鋳造用
鋳型の一例を示す図である。
詳細に説明する。図１は、本発明に係るシリコン鋳造用
鋳型の一例を示す図である。
【００１６】鋳型１は黒鉛から成り、１つの底部材１ａ
と４つの側部材１ｂとを組み合わせた分割、組立て可能
な分割鋳型等で構成される。なお、底部材１ａと側部材
１ｂはボルト（不図示）等で固定することによって分割
可能に組み立てられたり、底部材１ａと側部材１ｂがち
ょうどはまる枠部材（不図示）で固定することによって
分割可能に組み立てられる。
と４つの側部材１ｂとを組み合わせた分割、組立て可能
な分割鋳型等で構成される。なお、底部材１ａと側部材
１ｂはボルト（不図示）等で固定することによって分割
可能に組み立てられたり、底部材１ａと側部材１ｂがち
ょうどはまる枠部材（不図示）で固定することによって
分割可能に組み立てられる。
【００１７】鋳型１の内表面には、図２に示すように、
底部材１ａや側部材１ｂを何回も繰り返して使用するこ
とができるように内面側離型材２ａ及び表面側離型材２
ｂが塗布される。このような内面側離型材２ａとして
は、鋳造用鋳型１と離型材２の融着を防ぐ目的で窒化シ
リコンと二酸化シリコンを２８：７２〜６９：３１の重
量比率で混合したものを用いる。この比率が鋳造用鋳型
１と内面側離型材２ａの融着を防ぐためによいことは特
開平９−１７５８０９号公報（特許文献２）に示すよう
にかねてから確認している。
底部材１ａや側部材１ｂを何回も繰り返して使用するこ
とができるように内面側離型材２ａ及び表面側離型材２
ｂが塗布される。このような内面側離型材２ａとして
は、鋳造用鋳型１と離型材２の融着を防ぐ目的で窒化シ
リコンと二酸化シリコンを２８：７２〜６９：３１の重
量比率で混合したものを用いる。この比率が鋳造用鋳型
１と内面側離型材２ａの融着を防ぐためによいことは特
開平９−１７５８０９号公報（特許文献２）に示すよう
にかねてから確認している。
【００１８】また、表面側離型材２ｂとしては、窒化シ
リコンと二酸化シリコンを９４：６〜７０：３０の重量
比率で混合したものを用いる。また、９４：６よりも重
量比率で窒化シリコンを多く混合したものを用いる場合
には、塗布重量を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃ
ｍ2とする。内面側離型材２ａ、表面側離型材２ｂはい
ずれも窒化シリコン粉末と二酸化シリコン粉末をポリビ
ニルアルコール水溶液で混ぜ合わせて鋳型１の内面に塗
布する。窒化シリコンと二酸化シリコンをポリビニルア
ルコール水溶液などで混合することによって、粉末であ
る窒化シリコンと二酸化シリコンがスラリー状となり、
黒鉛性鋳型に塗布しやすくなる。
リコンと二酸化シリコンを９４：６〜７０：３０の重量
比率で混合したものを用いる。また、９４：６よりも重
量比率で窒化シリコンを多く混合したものを用いる場合
には、塗布重量を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃ
ｍ2とする。内面側離型材２ａ、表面側離型材２ｂはい
ずれも窒化シリコン粉末と二酸化シリコン粉末をポリビ
ニルアルコール水溶液で混ぜ合わせて鋳型１の内面に塗
布する。窒化シリコンと二酸化シリコンをポリビニルア
ルコール水溶液などで混合することによって、粉末であ
る窒化シリコンと二酸化シリコンがスラリー状となり、
黒鉛性鋳型に塗布しやすくなる。
【００１９】窒化シリコンの粉末としては、０．４〜
０．６μｍ程度の平均粒径を有するものが用いられる。
また、二酸化シリコンの粉末としては、１５〜２３μｍ
程度の平均粒径を有するものが用いられる。このような
窒化シリコンと二酸化シリコンを濃度が５〜１５重量％
程度のポリビニルアルコール水溶液と混合してスラリー
状とし、へらや刷毛等で鋳型１の内表面に塗布する。そ
の状態で自然乾燥、またはホットプレ−トに載せてドラ
イヤー等を使って乾燥させて鋳型１内にシリコン融液を
注湯する。
０．６μｍ程度の平均粒径を有するものが用いられる。
また、二酸化シリコンの粉末としては、１５〜２３μｍ
程度の平均粒径を有するものが用いられる。このような
窒化シリコンと二酸化シリコンを濃度が５〜１５重量％
程度のポリビニルアルコール水溶液と混合してスラリー
状とし、へらや刷毛等で鋳型１の内表面に塗布する。そ
の状態で自然乾燥、またはホットプレ−トに載せてドラ
イヤー等を使って乾燥させて鋳型１内にシリコン融液を
注湯する。
【００２０】表面側離型材２ｂ中の窒化シリコンと二酸
化シリコンの比率は重量比率で７０：３０〜９４：６と
する。窒化シリコンの重量比率が７０％より小さくなる
と、二酸化シリコンから融液シリコン内部へ混入する酸
素濃度が増加することによって太陽電池の変換効率が下
がる。また窒化シリコンの重量比率が９４％より大きく
なると、塗布量が多い場合は、離型材２ｂを塗布して形
成した皮膜が破損してシリコン融液中に落下して異物不
良として残ってしまう。
化シリコンの比率は重量比率で７０：３０〜９４：６と
する。窒化シリコンの重量比率が７０％より小さくなる
と、二酸化シリコンから融液シリコン内部へ混入する酸
素濃度が増加することによって太陽電池の変換効率が下
がる。また窒化シリコンの重量比率が９４％より大きく
なると、塗布量が多い場合は、離型材２ｂを塗布して形
成した皮膜が破損してシリコン融液中に落下して異物不
良として残ってしまう。
【００２１】しかし、内面側離型材２ａ中の二酸化シリ
コンが表面側離型材２ｂ中に拡散して表面側離型材２ｂ
中の紛体を固着する効果があるため、表面側離型材２ｂ
の塗布量が０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃｍ2の場
合は、窒化シリコンと二酸化シリコンの比率を重量比率
で９４：６よりも窒化シリコンが多くなるようにして
も、異物不良の原因となる皮膜が破損してシリコン融液
中に落下することを防止できる。表面側離型材２ｂの塗
布量が０．６０ｇ／ｃｍ2より多くなると表面側離型材
２ｂ中への二酸化シリコンの拡散効果が表面側離型材２
ｂの層全体に及ばなくなるため、表面側離型材２ｂを塗
布して形成した皮膜が破損してシリコン融液中に落下し
て異物不良として残ってしまう。また、表面側離型材２
ｂの塗布量が０．０４ｇ／ｃｍ2より少ない場合、太陽
電池を作成した場合、変換効率が低下する。
コンが表面側離型材２ｂ中に拡散して表面側離型材２ｂ
中の紛体を固着する効果があるため、表面側離型材２ｂ
の塗布量が０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃｍ2の場
合は、窒化シリコンと二酸化シリコンの比率を重量比率
で９４：６よりも窒化シリコンが多くなるようにして
も、異物不良の原因となる皮膜が破損してシリコン融液
中に落下することを防止できる。表面側離型材２ｂの塗
布量が０．６０ｇ／ｃｍ2より多くなると表面側離型材
２ｂ中への二酸化シリコンの拡散効果が表面側離型材２
ｂの層全体に及ばなくなるため、表面側離型材２ｂを塗
布して形成した皮膜が破損してシリコン融液中に落下し
て異物不良として残ってしまう。また、表面側離型材２
ｂの塗布量が０．０４ｇ／ｃｍ2より少ない場合、太陽
電池を作成した場合、変換効率が低下する。
【００２２】シリコン融液の注湯と凝固は、例えば鋳型
１の内面に内面側離型材２ａと表面側離型材２ｂを塗布
して乾燥させた後に、鋳型１を７．０〜９０Ｔｏｒｒに
減圧した不活性ガス（例えばアルゴンガス等）雰囲気中
に置き、鋳型１をシリコン融液と同程度か若干低い温度
で加熱してシリコン融液を注湯する。また鋳型１内にシ
リコンを入れ、直接溶解してもよい。しかる後、鋳型１
の底部から徐々に降温させてシリコン融液を鋳型１の底
部１ａ側から徐々に凝固させる。最後に鋳型１を分割し
てシリコンのインゴットを取り出すことにより完成す
る。
１の内面に内面側離型材２ａと表面側離型材２ｂを塗布
して乾燥させた後に、鋳型１を７．０〜９０Ｔｏｒｒに
減圧した不活性ガス（例えばアルゴンガス等）雰囲気中
に置き、鋳型１をシリコン融液と同程度か若干低い温度
で加熱してシリコン融液を注湯する。また鋳型１内にシ
リコンを入れ、直接溶解してもよい。しかる後、鋳型１
の底部から徐々に降温させてシリコン融液を鋳型１の底
部１ａ側から徐々に凝固させる。最後に鋳型１を分割し
てシリコンのインゴットを取り出すことにより完成す
る。
【００２３】
【実施例１】平均粒径０．５μｍの窒化シリコン粉末と
平均粒径２０μｍの二酸化シリコン粉末を秤量し、８．
２５重量パーセントのポリビニルアルコール水溶液で攪
拌混合してスラリー状にした内面側離型材及び表面側離
型材を作製する。内面側離型材としては、表１に示すよ
うに、窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７２〜７
５：２５のものがよい。
平均粒径２０μｍの二酸化シリコン粉末を秤量し、８．
２５重量パーセントのポリビニルアルコール水溶液で攪
拌混合してスラリー状にした内面側離型材及び表面側離
型材を作製する。内面側離型材としては、表１に示すよ
うに、窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７２〜７
５：２５のものがよい。
【００２４】
【表１】
【００２５】次に、内面側離型材としては、表１に示す
ように、その離型材と鋳型の付着状況から窒化シリコ
ン：二酸化シリコン４３：５７を使用した。内面側離型
材を分割した黒鉛製鋳型の表面にへらで塗布してホット
プレートに載せて十分乾燥した後、内面側離型材の上に
重ねて表２に示す比率の表面側離型材をへらで０．８０
ｇ／ｃｍ2塗布してホットプレートに載せて十分乾燥し
た。乾燥終了後、鋳型を組み立て組み合わせ部分にふで
を用いて内面側離型材及び表面側離型材を充填し、ホッ
トプレート及びドライヤーで乾燥する。乾燥終了後、鋳
型を８０Ｔｏｒｒに減圧したアルゴンガス雰囲気中に置
き、黒鉛ヒーターを使用して１０００℃に加熱した状態
で鋳型内にシリコン融液７０ｋｇを注湯し、８時間かけ
て徐々に凝固させた。冷却後固化したシリコン鋳塊を鋳
型から取り出したものを切断してスライスし、でき上が
ったウエハーの目視検査を行って異物の有無を確認し
た。さらにウエハーを太陽電池にして変換効率を確認し
た。その結果を表２及び表３に示す。
ように、その離型材と鋳型の付着状況から窒化シリコ
ン：二酸化シリコン４３：５７を使用した。内面側離型
材を分割した黒鉛製鋳型の表面にへらで塗布してホット
プレートに載せて十分乾燥した後、内面側離型材の上に
重ねて表２に示す比率の表面側離型材をへらで０．８０
ｇ／ｃｍ2塗布してホットプレートに載せて十分乾燥し
た。乾燥終了後、鋳型を組み立て組み合わせ部分にふで
を用いて内面側離型材及び表面側離型材を充填し、ホッ
トプレート及びドライヤーで乾燥する。乾燥終了後、鋳
型を８０Ｔｏｒｒに減圧したアルゴンガス雰囲気中に置
き、黒鉛ヒーターを使用して１０００℃に加熱した状態
で鋳型内にシリコン融液７０ｋｇを注湯し、８時間かけ
て徐々に凝固させた。冷却後固化したシリコン鋳塊を鋳
型から取り出したものを切断してスライスし、でき上が
ったウエハーの目視検査を行って異物の有無を確認し
た。さらにウエハーを太陽電池にして変換効率を確認し
た。その結果を表２及び表３に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】表２から明らかなように、表面側離型材の
窒化シリコンの重量比率が９４％以下の場合、異物不良
が減少する。また、表３から明らかなように、窒化シリ
コンの重量比率が７０％以上の場合、太陽電池変換効率
の低下は見られない。従って、表面側離型材の窒化シリ
コンと二酸化シリコンの重量比率は９４：６〜７０：３
０に設定しなければならない。
窒化シリコンの重量比率が９４％以下の場合、異物不良
が減少する。また、表３から明らかなように、窒化シリ
コンの重量比率が７０％以上の場合、太陽電池変換効率
の低下は見られない。従って、表面側離型材の窒化シリ
コンと二酸化シリコンの重量比率は９４：６〜７０：３
０に設定しなければならない。
【００２９】
【実施例２】内面側離型材としては、表１に示すよう
に、その離型材と鋳型の付着状況から窒化シリコン：二
酸化シリコン＝４３：５７の重量比率で混合したものを
使用した。内面側離型材を分割した黒鉛製鋳型の表面に
へらで０．１３ｇ／ｃｍ2塗布してホットプレートに載
せて十分乾燥した後、内面側離型材の上に重ねて表４に
示す比率と塗布重量の表面側離型材をへらで塗布してホ
ットプレートに載せて十分乾燥した。乾燥終了後、鋳型
を組み立て組み合わせ部分にふでを用いて内面側離型材
及び表面側離型材を充填し、ホットプレート及びドライ
ヤーで乾燥する。乾燥終了後、鋳型を８０Ｔｏｒｒに減
圧したアルゴンガス雰囲気中に置き、黒鉛ヒーターを使
用して１０００℃に加熱した状態で鋳型内にシリコン融
液７０ｋｇを注湯し、８時間かけて徐々に凝固させた。
冷却後固化したシリコン鋳塊を鋳型から取り出したもの
を切断してスライスし、でき上がったウエハーの目視検
査を行って異物の有無を確認した。さらにウエハーを太
陽電池にして変換効率を確認した。その結果を表４に示
す。
に、その離型材と鋳型の付着状況から窒化シリコン：二
酸化シリコン＝４３：５７の重量比率で混合したものを
使用した。内面側離型材を分割した黒鉛製鋳型の表面に
へらで０．１３ｇ／ｃｍ2塗布してホットプレートに載
せて十分乾燥した後、内面側離型材の上に重ねて表４に
示す比率と塗布重量の表面側離型材をへらで塗布してホ
ットプレートに載せて十分乾燥した。乾燥終了後、鋳型
を組み立て組み合わせ部分にふでを用いて内面側離型材
及び表面側離型材を充填し、ホットプレート及びドライ
ヤーで乾燥する。乾燥終了後、鋳型を８０Ｔｏｒｒに減
圧したアルゴンガス雰囲気中に置き、黒鉛ヒーターを使
用して１０００℃に加熱した状態で鋳型内にシリコン融
液７０ｋｇを注湯し、８時間かけて徐々に凝固させた。
冷却後固化したシリコン鋳塊を鋳型から取り出したもの
を切断してスライスし、でき上がったウエハーの目視検
査を行って異物の有無を確認した。さらにウエハーを太
陽電池にして変換効率を確認した。その結果を表４に示
す。
【００３０】
【表４】
【００３１】表４から明らかなように、表面側離型材の
塗布重量が０．６０ｇ／ｃｍ2以下の場合、異物不良が
減少する。また、窒化シリコンの塗布重量が０．０４ｇ
／ｃｍ2以上の場合、太陽電池変換効率の低下は見られ
ない。従って、表面側離型材の窒化シリコンと二酸化シ
リコンの重量比率で９４：６よりも窒化シリコンが多い
場合、その塗布重量は０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ
／ｃｍ2に設定しなければならない。
塗布重量が０．６０ｇ／ｃｍ2以下の場合、異物不良が
減少する。また、窒化シリコンの塗布重量が０．０４ｇ
／ｃｍ2以上の場合、太陽電池変換効率の低下は見られ
ない。従って、表面側離型材の窒化シリコンと二酸化シ
リコンの重量比率で９４：６よりも窒化シリコンが多い
場合、その塗布重量は０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ
／ｃｍ2に設定しなければならない。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係るシリコン
鋳造用鋳型によれば、表面側離型材として窒化シリコン
と二酸化シリコンを９４：６〜７０：３０の重量比率で
混合したものを用いることで、内面側離型材との剥離は
なく、表面側離型材がシリコン融液中に落下することを
抑制することができる。さらに、二酸化シリコンと接触
させるが、シリコン内部の酸素濃度は増加しないため太
陽電池基板の変換効率の低下をもたらすこともない。
鋳造用鋳型によれば、表面側離型材として窒化シリコン
と二酸化シリコンを９４：６〜７０：３０の重量比率で
混合したものを用いることで、内面側離型材との剥離は
なく、表面側離型材がシリコン融液中に落下することを
抑制することができる。さらに、二酸化シリコンと接触
させるが、シリコン内部の酸素濃度は増加しないため太
陽電池基板の変換効率の低下をもたらすこともない。
【００３３】また、請求項２に係るシリコン鋳造用鋳型
によれば、表面側離型材として窒化シリコンと二酸化シ
リコンを９４：６よりも重量比率で窒化シリコンを多く
混合したもの（窒化シリコン：二酸化シリコン＝１０
０：０も含む）を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃ
ｍ2塗布することで、内面側離型材との剥離はなく、表
面側離型材がシリコン融液中に落下することを抑制する
ことができる。
によれば、表面側離型材として窒化シリコンと二酸化シ
リコンを９４：６よりも重量比率で窒化シリコンを多く
混合したもの（窒化シリコン：二酸化シリコン＝１０
０：０も含む）を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６０ｇ／ｃ
ｍ2塗布することで、内面側離型材との剥離はなく、表
面側離型材がシリコン融液中に落下することを抑制する
ことができる。
【図１】本発明に係るシリコンの鋳造法に用いられる鋳
型の一例を示す図である。
型の一例を示す図である。
【図２】図１に示す鋳型の断面を示す図である
１：鋳型、２：離型材
Claims (2)
- 【請求項１】 黒鉛製鋳型内表面に窒化シリコンと二酸
化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７
２〜６９：３１の重量比率で混合した離型材と、窒化シ
リコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコ
ン＝７０：３０〜９４：６の重量比率で混合した離型材
とを重ねて２層に塗布したことを特徴とするシリコン鋳
造用鋳型。 - 【請求項２】 黒鉛製鋳型内表面に窒化シリコンと二酸
化シリコンを窒化シリコン：二酸化シリコン＝２８：７
２〜６９：３１の重量比率で混合した離型材を塗布した
上に、窒化シリコンと二酸化シリコンを窒化シリコン：
二酸化シリコン＝９４：６よりも重量比率で窒化シリコ
ンを多く混合した（窒化シリコン：二酸化シリコン＝１
００：０も含む）離型材を０．０４ｇ／ｃｍ2〜０．６
０ｇ／ｃｍ2塗布したことを特徴とするシリコン鋳造用
鋳型。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002271767A JP4025611B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-09-18 | シリコン鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002043751 | 2002-02-20 | ||
| JP2002-43751 | 2002-02-20 | ||
| JP2002271767A JP4025611B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-09-18 | シリコン鋳造用鋳型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003313023A true JP2003313023A (ja) | 2003-11-06 |
| JP4025611B2 JP4025611B2 (ja) | 2007-12-26 |
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ID=29551762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002271767A Expired - Fee Related JP4025611B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-09-18 | シリコン鋳造用鋳型 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4025611B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005177851A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Kyocera Corp | 鋳造装置 |
| EP2116637A2 (en) | 2008-05-07 | 2009-11-11 | Covalent Materials Corporation | Crucible for melting silicon and release agent used to the same |
| WO2012046674A1 (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | シリコンインゴット製造用容器 |
| JP2012176871A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-09-13 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 多結晶シリコンインゴット製造用角形シリカ容器並びに多孔質シリカ板体及びその製造方法 |
| JP2012201547A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | 多結晶シリコンインゴット製造用角形シリカ容器並びに多孔質シリカ板体及びその製造方法 |
| JP2015214473A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-12-03 | 京セラ株式会社 | 多結晶シリコンのインゴットの製造方法 |
-
2002
- 2002-09-18 JP JP2002271767A patent/JP4025611B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4025611B2 (ja) | 2007-12-26 |
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