JP2015189588A - インゴット製造装置および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】 本発明のインゴット製造装置1は、鋳型9と冷却棒19とを備え、鋳型9は、上側に開口した第1凹部14および第1凹部14の底面中央部に開口した貫通孔15を有した容器12と、容器12の第1凹部14の底面中央部に固定された、下側に開口して貫通孔15と重なっている第2凹部16を有した中空棒状部材13とを備えており、第2凹部16は、冷却棒19の先端部の太さに対応する大きさであるとともに中空棒状部材13の上端近傍まで至っており、冷却棒19の先端部は、貫通孔15を経由して第2凹部16に挿入されて、外周面が全周で第2凹部16の内周面に接触している。これにより、製造する多結晶のシリコンインゴットの品質を向上させることができる。
【選択図】 図1
Description
る。その結果、鋳型の内部に保持されたシリコン融液を、冷却される中空棒状部材から鋳型の内周面に向かって多結晶シリコンとして固化させ(第1固化工程)、次いでこの多結晶シリコンを土台として、シリコン融液を上方向へ固化させることができる(第2固化工程)。したがって、シリコン融液を上方向へ固化してなる多結晶のシリコンインゴットにおける転位等の発生を、鋳型底面から上方に向けて一方向凝固させることによって固化してなる多結晶のシリコンインゴットに比べて低減することができ、多結晶のシリコンインゴット全体の品質を向上させることができる。
している。シリコン固化装置4は、シリコン溶融装置3の坩堝5から供給されるシリコン融液2を鋳型9で受け止めて保持し、冷却機構10によって鋳型9を冷却することで、鋳型9内のシリコン融液2を冷却して固化させる。その結果、シリコン固化装置4は、多結晶のシリコンインゴットを製造することができる。
。
ンを土台として、上方向に向かって固化される(第2固化工程)が、上述の構成によれば、これらの固化工程を明確に分けて行なうことができる。
以下、本発明の一実施形態に係るシリコンインゴットの製造方法について説明する。本発明の一実施形態に係るシリコンインゴットの製造方法は、主に、準備工程、供給工程、第1固化工程および第2固化工程を有する。なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
上記したインゴット製造装置1を準備する。インゴット製造装置1は、例えばキャスト法によって多結晶のシリコンインゴットを製造するものである。すなわち、シリコン融液2を固化して多結晶のシリコンインゴットを製造するものである。
この供給工程では、坩堝5内に準備したシリコン融液2を、インゴット製造装置1のシリコン固化装置4の鋳型9内に供給する。本実施形態では、シリコン融液2の供給は、坩
堝5の底部に設けられた第1貫通孔7を介して行なわれる。なお、シリコン融液2の供給は、例えば、坩堝5を傾けて、坩堝5の開口の縁から供給してもよい。
鋳型9の中空棒状部材13から容器12の第1凹部14の内周面に向かって、鋳型9内に保持されたシリコン融液2を固化させる。シリコン融液2は、鋳型9のシリコンの融点よりも温度が低い箇所で固化する。したがって、鋳型9の中空棒状部材13を冷却棒19で冷却することによって中空棒状部材13の温度を容器12の温度よりも低くすることで、中空棒状部材13から第1凹部14の内周面に向かって固化させることができる。なお、第1固化工程では、多結晶のシリコンインゴットの下側の表層部を形成することになる。
第1固化工程においてシリコン融液2を固化して形成したシリコンの多結晶を土台にして、上方向に向かってシリコン融液2を固化させる。第2固化工程におけるシリコン融液2の固化は、シリコン固化装置4の第2加熱装置23および第3加熱装置24による加熱を弱めることによって、次第に上方向に固化させることができる。なお、第2固化工程では、多結晶のシリコンインゴットの主要部を形成することになる。
2 シリコン融液
3 シリコン溶融装置
4 シリコン固化装置
5 坩堝
6 第1加熱装置
7 第1貫通孔
8 支持板
9 鋳型
10 冷却機構
11 貫通部
12 容器
13 中空棒状部材
14 第1凹部
15 第2貫通孔
16 第2凹部
17 冷却板
18 第3貫通孔
19 冷却棒
20 本体部
21 蓋部
22 接着剤
23 第2加熱装置
24 第3加熱装置
Claims (9)
- シリコン融液を固化してシリコンインゴットを製造するインゴット製造装置であって、前記シリコン融液を保持して固化させる鋳型と、該鋳型の底部に先端部が挿入されて前記鋳型の底部近傍の前記シリコン融液を熱伝導によって冷却する冷却棒とを備え、
前記鋳型は、上側に開口した第1凹部および該第1凹部の底面中央部に開口した貫通孔を有した容器と、該容器の前記第1凹部の底面中央部に固定された、下側に開口して前記貫通孔と重なっている第2凹部を有した中空棒状部材とを備えており、
前記第2凹部は、前記冷却棒の先端部の太さに対応する大きさであるとともに前記中空棒状部材の上端近傍まで至っており、
前記冷却棒の先端部は、前記貫通孔を経由して前記第2凹部に挿入されて、外周面が全周で前記第2凹部の内周面に接触しているインゴット製造装置。 - 前記中空棒状部材は、側面と前記第2凹部の内周面との間の厚みが上面と前記第2凹部の天井面との間の厚みよりも小さい請求項1に記載のインゴット製造装置。
- 前記中空棒状部材は、側面と前記第2凹部の内周面との間の厚みが前記容器の下面と前記第1凹部の底面との間の厚みよりも小さい請求項1または2に記載のインゴット製造装置。
- 前記中空棒状部材は、形状が円柱状である請求項1〜3のいずれかに記載のインゴット製造装置。
- 前記中空棒状部材は、筒状の本体部と、該本体部に上側の開口を塞ぐように取り付けられた蓋部とを備えている請求項1〜4のいずれかに記載のインゴット製造装置。
- 前記鋳型の前記容器を下側から支持する、該容器の貫通孔に重なって前記冷却棒が通る貫通部を有する支持板をさらに備えた請求項1〜5のいずれかに記載のインゴット製造装置。
- 前記冷却棒の外周面と前記第2凹部の内側面とが重なる面積が、前記冷却棒の上面と前記第2凹部の天井面とが重なる面積よりも大きい請求項1〜6のいずれかに記載のインゴット製造装置。
- 前記冷却棒が、前記第2凹部の天井面に接触していない前記請求項1〜7のいずれかに記載のインゴット製造装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のインゴット製造装置およびシリコン融液を準備する工程と、
前記鋳型内に前記シリコン融液を供給する工程と、
前記鋳型内の前記中空棒状部材の温度を前記冷却棒で冷却することによって前記容器の温度よりも低くして、前記中空棒状部材から前記容器の前記第1凹部の内周面に向かって前記シリコン融液を固化させる第1固化工程と、
該第1固化工程の後、固化した部分から上方向に向かって前記シリコン融液を固化させてシリコンインゴットを得る第2固化工程とを備えるシリコンインゴットの製造方法。
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