JP2012001429A - 結晶シリコンインゴットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態に係る製造方法は、方向性凝固法を用いてシリコン原料を溶融及び冷却するために形成された鋳型を供給し、鋳型内部にバリア層を配置し、バリア層の上に1つ以上のシリコン種結晶を配置し、シリコン種結晶の上にシリコン原料を入れ、鋳型を加熱してシリコン融液を得て、鋳型を方向性凝固法で冷却することでシリコン融液を凝固させてシリコンインゴットを得ることを含む。鋳型は、シリコン原料が完全に溶融し且つシリコン種結晶が少なくとも部分的に溶融するまで加熱される。
【選択図】図1D
Description
11 ヒータ
12 バリア層
14a、14b シリコン種結晶
14’ 固液境界
16 シリコン原料
17 シリコン融液
18 シリコンインゴット
20 鋳型
22 多層構造体
222 バリア層
224 シリコン種結晶層
26 シリコン原料
30 鋳型
34a、34b シリコン種結晶
36 シリコン原料
Claims (19)
- 結晶シリコンインゴットの製造方法であって、
方向性凝固法を用いてシリコン原料を溶融及び冷却するために形成された鋳型を供給し、
前記鋳型内部にバリア層を配置し、
前記鋳型内部の前記バリア層の上に1つ以上のシリコン種結晶を配置し、
前記シリコン種結晶の上に前記シリコン原料を入れ、
前記シリコン原料が完全に溶融し且つ前記シリコン種結晶が少なくとも部分的に溶融するまで前記鋳型を加熱することによってシリコン融液を得て、
前記鋳型を方向性凝固法で冷却することで前記シリコン融液を凝固させてシリコンインゴットを得ることを含むことを特徴とする結晶シリコンインゴットの製造方法。 - 前記バリア層が、1400℃より高い融点を有する材料から製造されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記シリコン種結晶が、1つ以上の多結晶シリコン種結晶及び1つ以上の単結晶シリコン種結晶からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記シリコン種結晶が、1×105個/cm2未満のエッチピット密度、2cmより大きな平均粒径、10ppma未満の不純物濃度、又はこれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記バリア層での不純物の拡散性が、前記鋳型での不純物の拡散性よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記バリア層が、シリコン、高純度グラファイト、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化物、窒化物、酸化物、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 結晶シリコンインゴットの製造方法であって、
方向性凝固法を用いてシリコン原料を溶融及び冷却するために形成された鋳型を供給し、
前記鋳型内部に多層構造体を配置し、前記多層構造体が、少なくとも1層のシリコン種結晶層と前記鋳型底部に配置されたバリア層とを含み、前記シリコン種結晶層が前記バリア層と接し、
前記鋳型内部の前記シリコン種結晶層の上に前記シリコン原料を入れ、
前記シリコン原料が完全に溶融し且つ前記シリコン種結晶層が少なくとも部分的に溶融するまで前記鋳型を加熱することによってシリコン融液を得て、
前記鋳型を方向性凝固法で冷却することで前記シリコン融液を凝固させてシリコンインゴットを得ること
を含むことを特徴とする結晶シリコンインゴットの製造方法。 - 前記バリア層が、1400℃より高い融点を有する材料から製造されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記シリコン種結晶層が、少なくとも1つのシリコン結晶粒を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記シリコン種結晶層が、1×105個/cm2未満のエッチピット密度、2cmより大きな平均粒径、10ppma未満の不純物濃度、又はこれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記バリア層での不純物の拡散性が、前記鋳型での不純物の拡散性よりも低いことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記バリア層が、シリコン、高純度グラファイト、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化物、窒化物、酸化物、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で形成されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 結晶シリコンインゴットの製造方法であって、
方向性凝固法を用いてシリコン原料を溶融及び冷却するために形成された鋳型を供給し、
前記鋳型の内部に1つ以上のシリコン種結晶を配置し、前記シリコン種結晶は、それぞれが少なくとも1つのシリコン結晶粒を含むとともに、1×105個/cm2未満のエッチピット密度、2cmより大きな平均粒径、10ppma未満の不純物濃度、又はこれらの組み合わせを有し、
前記シリコン種結晶の上に前記シリコン原料を入れ、
前記シリコン原料が完全に溶融し且つ前記シリコン種結晶が少なくとも部分的に溶融するまで前記鋳型を加熱することによってシリコン融液を得て、
前記鋳型を方向性凝固法で冷却することで前記シリコン融液を凝固させてシリコンインゴットを得ることを含むことを特徴とする結晶シリコンインゴットの製造方法。 - 前記鋳型の底部と前記シリコン種結晶との間にバリア層を配置することを更に含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記バリア層が、1400℃より高い融点を有する材料から製造されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記バリア層での不純物の拡散性が、前記鋳型での不純物の拡散性よりも低いことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記バリア層が、シリコン、高純度グラファイト、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化物、窒化物、酸化物、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で形成されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記バリア層が小片状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記バリア層の前記小片が、前記シリコン種結晶の接合部に対応して置かれることを特徴とする請求項18に記載の方法。
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