JP4868757B2 - Manufacturing method of semiconductor ingot - Google Patents

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Description

本発明は半導体インゴットの製造方法に関し、特に鋳型内に半導体原料を供給して加熱溶融させた後に、凝固させて太陽電池用インゴットを製造するための半導体インゴットの製造方法に関する。 The present invention relates to the production how the semiconductor ingot, especially after heated and melted by supplying semiconductor material into the mold, about the production how the semiconductor ingot for producing an ingot for a solar cell solidifying.

太陽電池はクリーンな石油代替エネルギー源として小規模な家庭用から大規模な発電システムまでの広い分野でその実用化が期待されている。これらは使用原料の種類によって結晶系、アモルファス系、化合物系などに分類され、なかでも現在市場に流通しているものの多くは結晶系シリコン太陽電池である。この結晶系シリコン太陽電池はさらに単結晶型と多結晶型に分類されている。単結晶シリコン太陽電池は基板の品質が良いために変換効率の高効率化が容易であるという長所を有する反面、基板の製造コストが高いという短所を有する。   Solar cells are expected to be put to practical use in a wide range of fields, from small households to large-scale power generation systems, as a clean petroleum alternative energy source. These are classified into crystalline, amorphous, and compound types depending on the type of raw materials used, and most of them currently on the market are crystalline silicon solar cells. This crystalline silicon solar cell is further classified into a single crystal type and a polycrystalline type. Single crystal silicon solar cells have the advantage that the conversion efficiency is easy to increase because the quality of the substrate is good, but the disadvantage is that the manufacturing cost of the substrate is high.

これに対して多結晶シリコン太陽電池は従来から市場に流通してきたが、近年、環境問題への関心が高まる中でその需要は増加しており、より低コストで高い変換効率が求められている。こうした要求に対処するためには多結晶シリコン基板の低コスト化、高品質化が必要であり、高純度のシリコンインゴットを歩留り良く製造することが求められている。   On the other hand, polycrystalline silicon solar cells have been distributed in the market for a long time, but in recent years, the demand is increasing as interest in environmental issues is increasing, and higher conversion efficiency is required at lower cost. . In order to cope with such a demand, it is necessary to reduce the cost and quality of the polycrystalline silicon substrate, and it is required to manufacture a high-purity silicon ingot with a high yield.

多結晶シリコン太陽電池に用いる多結晶シリコン基板は一般にキャスティング法と呼ばれる方法で製造される。このキャスティング法は、離型材を塗布した鋳型内に高温で加熱溶融させたシリコン融液を鋳型内に注いで、鋳型底部より凝固させたり、シリコン原料を鋳型内に入れて一旦溶融した後、再び底部より凝固させたりして、シリコンインゴットを形成する方法である。このシリコンインゴットの端部を除去し、所望の大きさに切断してブロック状に切り出し、切り出したシリコンブロックを所望の厚みにスライスして太陽電池を形成するための多結晶シリコン基板を得る。   A polycrystalline silicon substrate used for a polycrystalline silicon solar cell is generally manufactured by a method called a casting method. In this casting method, a silicon melt heated and melted at a high temperature in a mold coated with a release material is poured into the mold and solidified from the bottom of the mold, or after silicon material is placed in the mold and once melted, it is again This is a method of forming a silicon ingot by solidifying from the bottom. The ends of the silicon ingot are removed, cut into a desired size and cut into a block shape, and the cut silicon block is sliced to a desired thickness to obtain a polycrystalline silicon substrate for forming a solar cell.

このような多結晶シリコンインゴットを作製するために、溶融炉を設けてシリコン原料を溶融し、溶融させたシリコン融液を鋳型内に注いで凝固する方法では、半導体インゴットの製造装置において溶融部と凝固部を別々に用意する必要があり、装置が大型化することとなる。しかしながら、鋳型内でシリコン原料を溶融して、そのまま鋳型内で凝固する鋳型内溶融による方法では、溶融炉を設ける必要がないため装置が大型化することなく、高純度石英坩堝などの高価な部材が必要なくなり、多結晶シリコンインゴットのコストを抑えることができるため、後述の方法を用いて多結晶シリコンインゴットを作製したほうが優位である。   In order to manufacture such a polycrystalline silicon ingot, a melting furnace is provided to melt a silicon raw material, and the molten silicon melt is poured into a mold and solidified. In the semiconductor ingot manufacturing apparatus, It is necessary to prepare the coagulation part separately, which increases the size of the apparatus. However, in the method using in-mold melting, in which the silicon raw material is melted in the mold and solidified in the mold as it is, there is no need to provide a melting furnace, so the apparatus does not become large, and an expensive member such as a high-purity quartz crucible Therefore, it is more advantageous to produce a polycrystalline silicon ingot using a method described later.

ここで、従来の鋳型内溶融における半導体インゴットの製造装置を図3に示す。図3において21はグラファイトやシリカなどから成る鋳型、22は冷却手段、23はグラファイトなどから成る断熱壁、24は鋳型加熱手段、25はシリコン原料(シリコン融液)、28は離型材である。この半導体インゴットの製造装置では、鋳型21の内壁面に窒化珪素や炭化珪素や二酸化珪素などを主成分とする離型材28を形成させて、この鋳型21内にシリコン原料25を供給し、このシリコン原料25を鋳型加熱手段24で1500℃程度に加熱して溶融し、鋳型を徐々に下降させてシリコン融液を鋳型加熱手段24から徐々に離して冷却したり、或いは鋳型の位置はそのままで冷却手段22により温度を下げて冷却し、この鋳型21内でシリコン融液を凝固させてシリコンインゴットを形成するものである(例えば特許文献1、非特許文献1参照)。このシリコンインゴットは鋳型21を破壊することにより、鋳型21から取り出したり、もしくは鋳型21を分解して取り出す。なお、これらはすべて真空容器(不図示)内に配置される。   Here, a conventional apparatus for manufacturing a semiconductor ingot in melting in a mold is shown in FIG. In FIG. 3, 21 is a mold made of graphite or silica, 22 is a cooling means, 23 is a heat insulating wall made of graphite, 24 is a mold heating means, 25 is a silicon raw material (silicon melt), and 28 is a mold release material. In this semiconductor ingot manufacturing apparatus, a mold release material 28 mainly composed of silicon nitride, silicon carbide, silicon dioxide or the like is formed on the inner wall surface of a mold 21, and a silicon raw material 25 is supplied into the mold 21. The raw material 25 is melted by heating it to about 1500 ° C. with the mold heating means 24, and the mold is gradually lowered to cool the silicon melt away from the mold heating means 24, or the mold position is kept as it is. The temperature is lowered by means 22 for cooling, and the silicon melt is solidified in the mold 21 to form a silicon ingot (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). The silicon ingot is taken out from the mold 21 by breaking the mold 21 or taken out by disassembling the mold 21. These are all arranged in a vacuum vessel (not shown).

このようなシリコンインゴットの製造方法に用いられるシリコン原料25の嵩比重は通常1.0〜1.5でシリコンの比重2.33に比べて半分程度である。そのため、図3に示すような従来の半導体インゴットの製造装置では、シリコン融液が凝固して形成されたシリコンインゴットの高さは鋳型の半分程度しかない。鋳型21およびこの鋳型の内壁面に塗布される離型材28は高価な消耗品であり、ランニングコストに占める割合が大きい。したがって従来技術では、シリコンインゴットの大きさに対して必要な鋳型21が大きく、シリコンインゴットの重量辺りの鋳型21および離型材28が高価になるという問題があった。図4は従来の半導体原料供給型の製造装置を示す。この問題に対して図4に示されるように鋳型31上の断熱壁33aの上部に可動式扉33bを設け、この可動式扉33b上に原料供給手段36を設け、この原料供給手段36から鋳型31内にシリコン原料35を供給できるようにしている(例えば、特許文献2参照)。このように鋳型31内に充填したシリコン原料35が溶融することで、シリコン原料35の嵩が減少した後に鋳型31内に新たなシリコン原料を追加供給することでシリコンインゴットの重量辺りの鋳型31および離型材38のコストを減少させることができる。
米国特許第3898051号公報 特開平10−139586号公報 5th International PVSEC p303〜305
The bulk density of the silicon raw material 25 used in such a method for producing a silicon ingot is usually 1.0 to 1.5, which is about half of the specific gravity of silicon 2.33. Therefore, in the conventional semiconductor ingot manufacturing apparatus as shown in FIG. 3, the height of the silicon ingot formed by solidifying the silicon melt is only about half of the mold. The mold 21 and the release material 28 applied to the inner wall surface of the mold are expensive consumables and have a large proportion of the running cost. Therefore, the conventional technique has a problem that the required mold 21 is large with respect to the size of the silicon ingot, and the mold 21 and the release material 28 around the weight of the silicon ingot are expensive. FIG. 4 shows a conventional semiconductor material supply type manufacturing apparatus. To solve this problem, as shown in FIG. 4, a movable door 33b is provided above the heat insulating wall 33a on the mold 31, and a raw material supply means 36 is provided on the movable door 33b. The silicon raw material 35 can be supplied into 31 (for example, refer to Patent Document 2). As the silicon raw material 35 filled in the mold 31 is melted in this way, a new silicon raw material is additionally supplied into the mold 31 after the bulk of the silicon raw material 35 is reduced, so that the mold 31 around the weight of the silicon ingot and The cost of the release material 38 can be reduced.
U.S. Pat. No. 3,898,051 Japanese Patent Laid-Open No. 10-139586 5th International PVSEC p303-305

ところが、従来の新たなシリコン原料供給方法では、あらかじめ鋳型内に装入したシリコン原料は1500℃程度に加熱され溶融される。この状態で溶融した鋳型内のシリコン融液に原料供給手段36から新たなシリコン原料を追加供給すると、急激にシリコン融液が冷却されるため、離型材が鋳型内面側から剥離し、シリコン融液に混入する現象がおこったり、離型材が剥離することで鋳型材とシリコン融液が接触し、シリコンインゴットにひび割れが生じ製品歩留を減少させると言う問題があった。また、新たなシリコン原料を投入した場合にシリコン融液の温度が急激に低下することによって、結晶品質を低下させると言う問題もあった。   However, in the conventional new silicon raw material supply method, the silicon raw material previously charged in the mold is heated to about 1500 ° C. and melted. When a new silicon raw material is additionally supplied from the raw material supply means 36 to the silicon melt in the mold that has been melted in this state, the silicon melt is rapidly cooled. There is a problem that the phenomenon of being mixed in occurs or the mold release material is peeled off so that the mold material comes into contact with the silicon melt, and the silicon ingot is cracked to reduce the product yield. In addition, when a new silicon raw material is introduced, there is a problem that the crystal quality is deteriorated by drastically lowering the temperature of the silicon melt.

発明者は、新たなシリコン原料を投入した場合に炉内の温度が急激に低下することや、投入した際のシリコン融液の飛散により鋳型内面にシリコン融液が付着し冷えて凝固することなどにより、鋳型材と鋳型材に被覆した離型材は急激な熱履歴によって、この鋳型材と離型材の熱膨張係数の違いから離型材が剥離損傷し、鋳型内のシリコン融液中に入り込むことで製品歩留りを大きく低下させている要因であることがわかった。   The inventor, when a new silicon raw material is charged, the temperature in the furnace is drastically decreased, or the silicon melt adheres to the inner surface of the mold due to the scattering of the silicon melt at the time of charging, and solidifies by cooling. As a result, the mold material and the release material coated on the mold material are peeled and damaged due to the difference in thermal expansion coefficient between the mold material and the mold release material due to a rapid thermal history, and enter the silicon melt in the mold. It was found that this was a factor that greatly reduced the product yield.

本発明は、このような従来装置の問題点に鑑みて発明されたものであり、鋳型の高さを有効に利用してシリコンインゴットの製造が可能であり、鋳型内で溶融した半導体融液に新たな半導体原料を追加供給する際、鋳型の離型材が剥離損傷し、インゴットのクラック
および離型材の混入により歩留りを低下させるという問題点を解消した半導体インゴットの製造方法を提供することを目的とする。
The present invention was invented in view of such problems of the conventional apparatus, and it is possible to manufacture a silicon ingot by effectively using the height of the mold, and to the semiconductor melt melted in the mold. when adding provide a new semiconductor material, intended to release material of the mold is peeled off or damaged, provides manufacturing how the semiconductor ingot to solve the problems of reducing the yield by the incorporation of cracks and release material ingot And

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る半導体インゴットの製造方法では、鋳型内で、半導体原料を鋳型加熱手段により加熱溶融した上で、新たな半導体原料を供給し、溶融して得られた半導体融液を凝固させてなる半導体インゴットの製造方法において、新たな半導体原料は、予熱された状態で前記鋳型内に供給されて、前記新たな半導体原料は、半導体融液の温度低下が70℃以下の規定値に達した時点で供給が停止されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in a method for manufacturing a semiconductor ingot according to an embodiment of the present invention, a semiconductor raw material is heated and melted by a mold heating means in a mold, and then a new semiconductor raw material is supplied and melted. In the method of manufacturing a semiconductor ingot obtained by solidifying the obtained semiconductor melt, a new semiconductor raw material is supplied into the mold in a preheated state, and the new semiconductor raw material is reduced in temperature of the semiconductor melt. There is provided upon reaching below the specified value 70 ° C. and said Rukoto stopped.

また、前記新たな半導体原料は、前記鋳型加熱手段によって予熱されることを特徴としている。   Further, the new semiconductor material is preheated by the mold heating means.

さらに、別途、新たな半導体原料を加熱する原料加熱手段により、新たな半導体原料は予熱されることを特徴としている。   Furthermore, a new semiconductor material is preheated separately by a material heating means for heating a new semiconductor material.

以上のように、本発明に係る半導体インゴットの製造方法によれば、鋳型内で、半導体原料を鋳型加熱手段により加熱溶融した上で、新たな半導体原料を供給し、溶融して得られた半導体融液を凝固させてなる半導体インゴットの製造方法において、新たな半導体原料は予熱された状態で、鋳型内に供給される。このように鋳型内に装入した半導体原料を溶融した後、新たな半導体原料を供給することにより、鋳型の高さを有効に利用した半導体インゴットの製造が可能になる。また、半導体原料を供給する際に、急激に温度低下することが無いために、半導体原料供給時の離型材の剥離損傷を防止でき、剥離損傷した離型材がシリコン融液内に取り込まれたり、半導体インゴットにひび割れが生じたりする、また、新たなシリコン原料を投入した場合に半導体融液の温度が急激に低下することによって、結晶品質が低下するという問題を無くすことが可能であり、さらに、半導体原料の供給量を多くすることができるため、半導体インゴットの製造時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。 As described above, according to the manufacturing how a semiconductor ingot according to the present invention, in a mold, the semiconductor material on the heated melted by the mold heating means, and supplies a new semiconductor material, obtained by melting In a method for manufacturing a semiconductor ingot obtained by solidifying a semiconductor melt, a new semiconductor material is supplied into a mold in a preheated state. Thus, by melting the semiconductor raw material charged in the mold and then supplying a new semiconductor raw material, it is possible to manufacture a semiconductor ingot that effectively uses the height of the mold. In addition, when supplying the semiconductor raw material, since there is no sudden temperature drop, it can prevent the release material peeling damage at the time of the semiconductor raw material supply, the release damaged release material is taken into the silicon melt, It is possible to eliminate the problem that the crystal quality is lowered by cracking the semiconductor ingot, or when the temperature of the semiconductor melt is drastically lowered when a new silicon raw material is added, Since the supply amount of the semiconductor raw material can be increased, the manufacturing time of the semiconductor ingot can be shortened and the productivity can be improved.

また、新たな半導体原料をシリコン融液内に供給し、そのときのシリコン融液の温度低下が規定値になった時点で半導体原料の供給を停止することによって、離型材の剥離損傷を防止しつつ、より効率よく半導体原料をシリコン融液内に供給することができる。   In addition, a new semiconductor material is supplied into the silicon melt, and when the temperature drop of the silicon melt at that time reaches a specified value, the supply of the semiconductor material is stopped to prevent peeling damage to the release material. However, the semiconductor raw material can be supplied into the silicon melt more efficiently.

以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明に係る半導体インゴットの製造装置の一実施形態を示す断面図であり、1は鋳型、2は冷却手段、3aは断熱壁、3bは可動式扉、4aは鋳型上部加熱手段、4bは鋳型側部加熱手段、5は半導体原料または半導体原料が融解して形成された半導体融液、6は原料供給手段、6aは導入部材、6bは開閉口、6cは原料供給タンク、7は新たな半導体原料、8は離型材、9は温度測定手段、10は表示器、11は演算器、12は原料供給制御手段である。また、半導体原料としては太陽電池基板に多く用いられるシリコンが一般的に用いられる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor ingot manufacturing apparatus according to the present invention, wherein 1 is a mold, 2 is a cooling means, 3a is a heat insulating wall, 3b is a movable door, and 4a is a mold upper heating means. 4b is a mold side heating means, 5 is a semiconductor raw material or a semiconductor melt formed by melting a semiconductor raw material, 6 is a raw material supply means, 6a is an introduction member, 6b is an opening and closing port, 6c is a raw material supply tank, 7 Is a new semiconductor material, 8 is a mold release material, 9 is a temperature measuring means, 10 is a display, 11 is a calculator, and 12 is a material supply control means. As a semiconductor raw material, silicon that is frequently used for solar cell substrates is generally used.

鋳型1は、黒鉛、二酸化珪素などからなり、一体構造の鋳型で構成される。このような、一体構造の鋳型は半導体インゴットを取り出す際、鋳型1を破壊して取り出すため使い捨てであり、そして鋳型の高さを有効に利用するため鋳型内の半導体原料を溶融した後、新たな半導体原料を供給するほうが望ましい。   The mold 1 is made of graphite, silicon dioxide, or the like, and is configured as an integral structure mold. Such a monolithic mold is disposable to destroy and remove the mold 1 when the semiconductor ingot is taken out, and after the semiconductor raw material in the mold is melted to effectively use the height of the mold, a new one is formed. It is desirable to supply semiconductor raw materials.

図1に示す鋳型1の内面側には離型材8が塗布されており、このような離型材8によって、鋳型1の内部の半導体融液5を凝固した後、半導体インゴットを取り出すことができる。この際、離型材8がなければ半導体インゴットと鋳型1とが融着し、取り出すときにひび割れや、クラックを生ずるため重要な位置を占めている。   A mold release material 8 is applied to the inner surface side of the mold 1 shown in FIG. 1. After the semiconductor melt 5 inside the mold 1 is solidified by the mold release material 8, the semiconductor ingot can be taken out. At this time, if the release material 8 is not present, the semiconductor ingot and the mold 1 are fused and occupy an important position because cracks and cracks occur when taken out.

このような離型材8としては、窒化珪素、炭化珪素、酸化珪素などの各粉体、または混合粉を適当な有機バインダーと溶剤とから構成される溶液中に混合・攪拌してスラリーとし、へらや刷毛、スプレーなどを用いて鋳型1の内面に塗布・乾燥して被覆する。バインダーには、PVA(ポリビニルアルコール)、PVB(ポリビニルブチラール)、PEG(ポリエチレングリコール)、MC(メチルセルロース)、CMC(カルボキシメチルセルロース)、EC(エチルセルロース)、HPC(ヒドロキシフ゜ロピルセルロース)、ワックスなどが一般的に使用される。また、有機バインダー溶液を混合してスラリー状にした離型材8を被覆するような場合、その後の加熱で有機バインダー溶液の熱分解性生成物がシリコン融液5中に混入することを防止するため、脱脂処理が行われる。また、乾燥方法としては、自然乾燥または、ホットプレート、オーブンなどの従来周知の方法を用いて乾燥させて脱脂処理を行なうことで、鋳型1に離型材の接着が可能となっている。また、鋳型1の内表面への離型材の塗布は、スラリーを塗布するだけではなく、プラズマ溶射機等を用いて直接、離型材を設けても良い。   As such a release material 8, each powder of silicon nitride, silicon carbide, silicon oxide or the like or mixed powder is mixed and stirred in a solution composed of an appropriate organic binder and solvent to form a slurry, and a spatula. The inner surface of the mold 1 is coated and dried by using a brush, a brush or a spray. Common binders include PVA (polyvinyl alcohol), PVB (polyvinyl butyral), PEG (polyethylene glycol), MC (methyl cellulose), CMC (carboxymethyl cellulose), EC (ethyl cellulose), HPC (hydroxypropyl cellulose), wax and the like. Used for. Further, when the release material 8 mixed with the organic binder solution to form a slurry is coated, the heat decomposable product of the organic binder solution is prevented from being mixed into the silicon melt 5 by the subsequent heating. A degreasing process is performed. Further, as a drying method, the mold release material can be bonded to the mold 1 by performing a degreasing treatment by natural drying or drying using a conventionally known method such as a hot plate or an oven. In addition, the mold release material may be applied to the inner surface of the mold 1 not only by applying a slurry, but also by directly using a plasma spraying machine or the like.

そして鋳型1は、グラファイトなどからなる断熱壁3aの内部に配置される。また、この鋳型内にシリコン原料5を装入し、加熱手段4によって加熱されてシリコン融液5とする。次に、鋳型1の上部に設けられた原料供給手段6により、鋳型1内に追加のシリコン原料7が供給される。なお、この鋳型1、断熱壁3a、鋳型加熱手段4、原料供給手段6は真空容器内(不図示)に設置される。   And the casting_mold | template 1 is arrange | positioned inside the heat insulation wall 3a which consists of graphite. In addition, the silicon raw material 5 is charged into the mold and heated by the heating means 4 to obtain a silicon melt 5. Next, an additional silicon raw material 7 is supplied into the mold 1 by the raw material supply means 6 provided on the upper part of the mold 1. The mold 1, the heat insulating wall 3a, the mold heating means 4, and the raw material supply means 6 are installed in a vacuum container (not shown).

原料供給手段6の構成は、例えばステンレス鋼やグラファイトなどからなる新たな半導体原料7を保持するための原料供給タンク6cを設け、その下には、新たな半導体原料7を鋳型1に導くための導入部材6aを設ける。また、導入部材6aには貫通孔を有しており、貫通孔と原料供給タンク6cとの間には開閉口6bが設けられている。   The raw material supply means 6 is provided with a raw material supply tank 6c for holding a new semiconductor raw material 7 made of, for example, stainless steel or graphite, and underneath it is for introducing the new semiconductor raw material 7 to the mold 1. An introduction member 6a is provided. The introduction member 6a has a through hole, and an opening / closing port 6b is provided between the through hole and the raw material supply tank 6c.

新たな半導体原料7を鋳型1内に供給する場合には、原料供給タンク6cから開閉口6bを開くことで、導入部材6aを通して新たな半導体原料原料7を供給することができる。   When a new semiconductor raw material 7 is supplied into the mold 1, the new semiconductor raw material 7 can be supplied through the introduction member 6 a by opening the opening / closing port 6 b from the raw material supply tank 6 c.

そして、鋳型加熱手段4には抵抗加熱式のヒータや誘導加熱式のコイルなどが用いられる。   The mold heating means 4 is a resistance heating type heater or induction heating type coil.

このように、鋳型1内の半導体原料を鋳型加熱手段4によって加熱し、融液の状態にしてから新たな半導体原料7を供給するため、ランニングコストの費用が高い離型材8が塗布された鋳型1の高さを有効に利用した鋳型内溶融を可能にしている。   In this way, the semiconductor raw material in the mold 1 is heated by the mold heating means 4 to be in a melt state, and then a new semiconductor raw material 7 is supplied. Therefore, the mold coated with the release material 8 having a high running cost is applied. In-mold melting using the height of 1 effectively is made possible.

このとき、シリコン融液(液体)の密度が2.55g/cmであるのに対してシリコン鋳塊(固体)の密度は2.33g/cmであるため、液体から固体に移行するときに生じる約9%の体積膨張を考慮して、シリコン融液が鋳型1の高さの約9割となるように新たな半導体原料7を投入することが望ましい。 In this case, the density of the silicon ingot (solid) is 2.33 g / cm 3 whereas the density of the silicon melt (liquid) is 2.55 g / cm 3, when moving from a liquid to a solid In consideration of the volume expansion of about 9% occurring in the above, it is desirable to introduce a new semiconductor material 7 so that the silicon melt is about 90% of the height of the mold 1.

こうしてできた半導体融液5を半導体インゴットとするため、鋳型1を下部から抜熱する。鋳型1の下部から抜熱することで、半導体インゴットの一方向凝固を実現している。しかしながら、半導体融液5がシリコン融液の場合には、鋳型加熱手段4bにより加熱を停止すると、鋳型内のシリコン融液は液面からの抜熱が大きいため、シリコン融液の液面が先に凝固してしまい、シリコン融液が内部に取り残されると、後で取り残されたシリコン融液が凝固して膨張し、シリコンインゴットの表面があたかも噴火したような状態となりシリコンインゴットに割れが生じる。この問題を防ぐため、シリコン融液の上部に位置する鋳型上部加熱部4aによって、シリコン融液の液面を加熱し鋳型内シリコン融液の液面を凝固させないようにすることが望ましい。   In order to use the semiconductor melt 5 thus formed as a semiconductor ingot, the mold 1 is removed from the bottom. By removing heat from the lower part of the mold 1, unidirectional solidification of the semiconductor ingot is realized. However, when the semiconductor melt 5 is a silicon melt, when the heating is stopped by the mold heating means 4b, the silicon melt in the mold has a large heat removal from the liquid surface. If the silicon melt is solidified and the silicon melt is left in the interior, the silicon melt left behind is solidified and expands, and the surface of the silicon ingot is erupted and the silicon ingot is cracked. In order to prevent this problem, it is desirable to heat the liquid surface of the silicon melt by the mold upper heating unit 4a located above the silicon melt so as not to solidify the liquid surface of the silicon melt in the mold.

このようにして、鋳型1の下部に備えられた冷却手段2に接触もしくは近づけることによって、鋳型1の下部から抜熱を行なえば、半導体融液5を一方向凝固させることができる。このとき、冷却手段2としては、例えばステンレス(SUS)などの金属板を用いることができ、内部に水などの冷媒を循環させるなどして、鋳型1の内部の半導体融液5から効果的に抜熱できるように構成することが望ましい。なお、冷却・凝固して得られた半導体インゴットは、所望の大きさに切断・洗浄して、太陽電池用多結晶シリコン基板材料などに用いられる。   In this way, the semiconductor melt 5 can be unidirectionally solidified by removing heat from the lower part of the mold 1 by contacting or approaching the cooling means 2 provided at the lower part of the mold 1. At this time, as the cooling means 2, for example, a metal plate such as stainless steel (SUS) can be used, and a coolant such as water is circulated inside the mold 1, so that it is effectively removed from the semiconductor melt 5 inside the mold 1. It is desirable to configure so that heat can be removed. A semiconductor ingot obtained by cooling and solidification is cut and washed to a desired size and used as a polycrystalline silicon substrate material for solar cells.

本発明に係る半導体インゴットの製造方法は、新たな半導体原料は予熱された状態で、鋳型内に供給されることを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor ingot according to the present invention is characterized in that a new semiconductor raw material is supplied into a mold in a preheated state.

従来においては、鋳型内に供給される新たな半導体原料7の温度が低いために、鋳型内に供給されると鋳型1内は急激に温度低下を起こし、鋳型1の内面に被覆した離型材には非常に大きな負荷がかかる。例えば、半導体原料5を溶融するために、鋳型上部加熱手段4aの出力を必要以上に上げているような場合には、鋳型1の内面は鋳型上部加熱手段4aの輻射により必要以上に加熱された状態になっている。その状態で新たな半導体原料7を供給すると、鋳型加熱手段4により加熱されることで熱膨張していた鋳型材と離型材は新たない半導体原料7を供給することで起きた温度低下により、急激に収縮を起こし離型材が剥離損傷する結果となる。   Conventionally, since the temperature of the new semiconductor raw material 7 supplied into the mold is low, when it is supplied into the mold, the temperature in the mold 1 rapidly decreases, and the mold release material coated on the inner surface of the mold 1 is used. Takes a very heavy load. For example, when the output of the mold upper heating means 4a is increased more than necessary to melt the semiconductor raw material 5, the inner surface of the mold 1 is heated more than necessary by the radiation of the mold upper heating means 4a. It is in a state. When a new semiconductor raw material 7 is supplied in this state, the mold material and the mold release material, which have been thermally expanded by being heated by the mold heating means 4, suddenly fall due to a temperature drop caused by supplying the new semiconductor raw material 7. As a result, shrinkage occurs and the release material is peeled off.

しかしながら、新たな半導体原料が予熱された状態で半導体融液5内に供給することにより、新たな半導体原料を供給した際における半導体融液の温度低下を抑えることによって、熱膨張していた鋳型材と離型材が急激に収縮を起こすことがないため、離型材の剥離損傷を防ぎ、剥離損傷した離型材がシリコン融液内に取り込まれたり、シリコンインゴットにひび割れが生じたりする、また、新たなシリコン原料を投入した場合にシリコン融液の温度が急激に低下することによって、結晶品質が低下するという問題を抑制することができる。さらに、新たな半導体原料7を多く供給すると半導体融液5の急激な温度低下が起こるが、予熱することによって一回の半導体原料の供給量を多くしても急激な温度低下が起こらないため、シリコンインゴットの製造時間を短縮することができる。また、再度、新たな半導体原料7を供給した場合も同様である。   However, the mold material which has been thermally expanded by suppressing the temperature drop of the semiconductor melt when the new semiconductor raw material is supplied by supplying the new semiconductor raw material into the semiconductor melt 5 in a preheated state. Since the mold release material does not shrink rapidly, the mold release material can be prevented from being damaged by peeling, and the mold release material damaged by peeling can be taken into the silicon melt or the silicon ingot can be cracked. When the silicon raw material is charged, the problem that the crystal quality is deteriorated due to a rapid decrease in the temperature of the silicon melt can be suppressed. Furthermore, when a large amount of new semiconductor raw material 7 is supplied, the temperature of the semiconductor melt 5 is drastically decreased. However, even if the supply amount of the semiconductor raw material is increased once by preheating, the drastic temperature decrease does not occur. The manufacturing time of the silicon ingot can be shortened. The same applies when a new semiconductor material 7 is supplied again.

予熱方法としては、鋳型内の半導体原料を加熱する鋳型加熱手段4によって加熱されるのが好ましい。図1に示すように鋳型加熱手段4と原料供給手段6との間には断熱壁を設けていないため、鋳型内の半導体原料を加熱する鋳型加熱手段4の熱量が新たな半導体原料7にも与えられるため、新たな半導体原料が予熱されることとなる。よって、半導体原料5を溶融するために、鋳型上部加熱手段4aの出力を必要以上に上げているような場合においても、新たな半導体原料も同時に加熱されることとなり、半導体融液5の急激な温度低下が抑制され、離型材の剥離損傷を防ぎ、また半導体原料の溶融時間の短縮を行なうことが可能となる。また、鋳型加熱手段4からの熱が必要以上大きいと原料供給手段6の寿命が短くなり好ましくないため、鋳型加熱手段4と原料供給手段6との間に薄い断熱壁を部分的に設けたりすることにより、原料供給手段6への熱を軽減しても構わない。   As a preheating method, it is preferable to heat by the mold heating means 4 which heats the semiconductor raw material in the mold. As shown in FIG. 1, since the heat insulating wall is not provided between the mold heating means 4 and the raw material supply means 6, the amount of heat of the mold heating means 4 for heating the semiconductor raw material in the mold is increased in the new semiconductor raw material 7. As a result, new semiconductor materials are preheated. Therefore, even when the output of the mold upper heating means 4a is increased more than necessary in order to melt the semiconductor raw material 5, the new semiconductor raw material is also heated at the same time, and the semiconductor melt 5 is rapidly heated. The temperature drop is suppressed, peeling damage of the release material can be prevented, and the melting time of the semiconductor raw material can be shortened. Further, if the heat from the mold heating unit 4 is larger than necessary, the life of the raw material supply unit 6 is shortened, which is not preferable. Therefore, a thin heat insulating wall is partially provided between the mold heating unit 4 and the raw material supply unit 6. Thus, the heat to the raw material supply means 6 may be reduced.

また、図2に示すように、新たな半導体原料7を加熱するための原料加熱手段13を設けても構わない。このように、直接新たな半導体原料7を加熱することにより、より高温に半導体原料を予熱することが可能となり、一回の半導体原料の供給量を多くすることができる。   Further, as shown in FIG. 2, a raw material heating means 13 for heating a new semiconductor raw material 7 may be provided. Thus, by directly heating the new semiconductor raw material 7, the semiconductor raw material can be preheated to a higher temperature, and the supply amount of the semiconductor raw material can be increased once.

また、新たな半導体原料7の予熱温度を原料温度測定手段14により測定し、ある一定の温度まで例えば、500℃以上に加熱した後、シリコン融液内に供給したほうが望ましい。新たな半導体原料を加熱する原料加熱手段13をつけることに対する費用対効果を考慮すると、1回における半導体原料の供給量は原料加熱手段13をつけない場合に比べて、2倍以上の半導体原料を供給することが望ましいと考えられるため500℃以上に加熱することが望ましい。また、半導体原料供給時の温度低下を抑えるためには、半導体原料の温度が半導体原料の融点近くまで加熱した方が良いが、あまり高温にすると安全面、原料供給タンクの耐熱性などを考慮する必要が生じてくる。シリコンの融点は1412℃と非常に高く、融点近くまで加熱できる構造にするためには、大掛かりなタンクの冷却が必要になったり、大容量のヒータ電源が必要になるなど装置が大掛かりにならざるを得ないためである。そのため、予熱温度は800℃以下にすることが望ましい。   Further, it is desirable that the preheating temperature of the new semiconductor raw material 7 is measured by the raw material temperature measuring means 14, heated to a certain temperature, for example, 500 ° C. or higher, and then supplied into the silicon melt. Considering the cost-effectiveness of attaching the raw material heating means 13 for heating a new semiconductor raw material, the supply amount of the semiconductor raw material at one time is more than twice that of the case where the raw material heating means 13 is not attached. Since it is considered desirable to supply, heating to 500 ° C. or higher is desirable. In addition, in order to suppress the temperature drop during semiconductor raw material supply, it is better to heat the semiconductor raw material close to the melting point of the semiconductor raw material. However, if the temperature is too high, safety and heat resistance of the raw material supply tank are taken into consideration. The need arises. Silicon has a very high melting point of 1412 ° C., and in order to achieve a structure that can be heated to close to the melting point, it is necessary to cool a large tank or require a large-capacity heater power supply. It is for not getting. Therefore, the preheating temperature is desirably 800 ° C. or lower.

また、通常、鋳造装置内は真空もしくは不活性雰囲気で保たれており、原料供給タンク6cの中も真空もしくは不活性雰囲気中に保たれる構造となっており、このような雰囲気で使用することができるヒータは限られるため、タンクの外側から加熱できることが好ましい。原料加熱手段13を設ける場合、タンク形状にあわせたヒータ形状が望まれるが、カーボンなどのヒータには形状の自由度に乏しい。そのため、比較的自由度があり最高温度が1200℃であるカンタル線などを使用することが好ましい。また、温度によってはニクロム線などを使用することも可能である。   Further, the casting apparatus is normally maintained in a vacuum or an inert atmosphere, and the raw material supply tank 6c is also maintained in a vacuum or an inert atmosphere, and used in such an atmosphere. Since the heater which can do is limited, it is preferable that it can heat from the outside of a tank. When the raw material heating means 13 is provided, a heater shape that matches the tank shape is desired, but a heater such as carbon has a low degree of freedom in shape. Therefore, it is preferable to use a Kanthal line or the like having a relatively high degree of freedom and a maximum temperature of 1200 ° C. Depending on the temperature, nichrome wire or the like can be used.

さらに、
新たな半導体原料は供給した際の半導体融液の温度低下が規定値に達した時点で供給を停止することを特徴とする。図1に示されるように温度測定手段9を設け、新たな半導体原料7を供給する前の半導体融液5の測定温度T1を表示器10を通して演算器11に取り込んだ後、原料供給制御手段12により原料供給手段6の開閉口6bを開け、新たな半導体原料7を供給する。この半導体原料7を供給しているときの半導体融液5の測定温度T2を演算器11に取り込み、演算器11で温度差T1−T2を計算する。そして、温度差T1−T2がある規定の値に達した場合、原料供給制御手段12は原料供給手段6に開閉信号を送り、開閉口6bが閉じるようにする。このように、放射率を1.0とした放射温度計等の温度測定手段9で半導体融液5の表面温度を測定し、新たな半導体原料を供給した際における半導体融液の温度低下が規定値に達した時点で供給を停止することによって、熱膨張していた鋳型材と離型材が急激に収縮を起こすことがないため、離型材の剥離損傷を防ぎ、剥離損傷した離型材が半導体融液内に取り込まれたり、半導体インゴットにひび割れが生じたりするという問題を抑制することができる。例えば、スラリーを塗布・乾燥させて被覆した離型材の場合には、新たな半導体原料7を供給した際における半導体融液の温度低下を70℃以下、好ましくは50℃以下の時点で供給を停止したほうが好ましい。温度低下が70℃より大きくなると、熱膨張していた鋳型材と離型材が急激に収縮を起こすため、離型材が剥離損傷し、剥離損傷した離型材が半導体融液内に取り込まれたり、半導体インゴットにひび割れが生じたりする可能性がある。例えば、新たな半導体原料の予熱を行なっていない場合、一回の供給量が供給前のシリコン融液の重量に対して8.3%以下とすれば、半導体融液の温度低下を70℃以下とすることができる。また、温度測定手段9としては温度をモニタするために、鋳型に熱電対などを接触させ、鋳型の温度を測定することで、間接的にシリコン融液の温度低下を推測することも可能であるが、鋳型の断熱性の違いにより温度の絶対値に違いが生じるため非常に困難であるため、放射温度計を用いてシリコン融液の温度低下を直接的に測定したほうが望ましい。
further,
The supply of new semiconductor raw material is stopped when the temperature drop of the semiconductor melt at the time of supply reaches a specified value. As shown in FIG. 1, the temperature measuring means 9 is provided, and the measured temperature T1 of the semiconductor melt 5 before supplying the new semiconductor raw material 7 is taken into the computing unit 11 through the display 10, and then the raw material supply control means 12 is provided. Thus, the opening / closing port 6b of the raw material supply means 6 is opened to supply a new semiconductor raw material 7. The measured temperature T2 of the semiconductor melt 5 when the semiconductor raw material 7 is being supplied is taken into the computing unit 11, and the computing unit 11 calculates the temperature difference T1-T2. When the temperature difference T1-T2 reaches a predetermined value, the raw material supply control means 12 sends an open / close signal to the raw material supply means 6 so that the open / close port 6b is closed. Thus, the surface temperature of the semiconductor melt 5 is measured by the temperature measuring means 9 such as a radiation thermometer with an emissivity of 1.0, and the temperature drop of the semiconductor melt when a new semiconductor material is supplied is specified. By stopping the supply when the value reaches the value, the mold material and the mold release material that were thermally expanded do not contract rapidly. Problems such as being taken into the liquid or cracking in the semiconductor ingot can be suppressed. For example, in the case of a release material coated and dried by applying slurry, supply is stopped when the temperature drop of the semiconductor melt when supplying a new semiconductor raw material 7 is 70 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower. Is preferable. When the temperature drop is larger than 70 ° C., the mold material and the mold release material which have been thermally expanded rapidly contract. Therefore, the mold release material is peeled and damaged, and the mold release material damaged by the peel is taken into the semiconductor melt. Ingots may be cracked. For example, when preheating of a new semiconductor raw material is not performed, if the amount of one supply is 8.3% or less with respect to the weight of the silicon melt before supply, the temperature drop of the semiconductor melt is 70 ° C. or less. It can be. Further, as temperature measuring means 9, in order to monitor the temperature, it is possible to indirectly estimate the temperature drop of the silicon melt by contacting the mold with a thermocouple and measuring the temperature of the mold. However, since it is very difficult because the absolute value of the temperature varies depending on the heat insulating property of the mold, it is desirable to directly measure the temperature drop of the silicon melt using a radiation thermometer.

シリコン融液の温度の低下は新たな半導体原料7の熱容量により決まるため、シリコン原料の大きさについては特に規定されないが、新たな半導体原料7の大きさが必要以上に小さいときは半導体原料7が舞ってしまうために、鋳型1の中に入らなかったり、離型材に付着するなどの問題が生じる。また必要以上に大きいときは、半導体原料7が離型材に衝突したときの衝撃で離型材が損傷したり、半導体原料7を供給する際に半導体融液5が飛散し離型材に付着して製品歩留りを低下させたり、鋳型加熱手段4や断熱壁3に付着することで損傷を早めるなどの問題が生じるために好ましくない。   Since the decrease in the temperature of the silicon melt is determined by the heat capacity of the new semiconductor raw material 7, the size of the silicon raw material is not particularly defined. However, when the size of the new semiconductor raw material 7 is smaller than necessary, the semiconductor raw material 7 Therefore, problems such as being unable to enter the mold 1 or adhering to the release material occur. If it is larger than necessary, the release material may be damaged by the impact when the semiconductor raw material 7 collides with the release material, or when the semiconductor raw material 7 is supplied, the semiconductor melt 5 scatters and adheres to the release material. It is not preferable because a problem such as a reduction in yield or an accelerated damage due to adhesion to the mold heating means 4 or the heat insulating wall 3 occurs.

本発明における半導体インゴットの製造方法により、全ての半導体原料が溶融したら、鋳型加熱手段の出力を下げて冷却手段により冷却することで半導体インゴットを得る。例えば、シリコンインゴットの場合、追加供給を繰り返し、全てのシリコン原料が溶融したときの融液の量が鋳型の有効深さの9割になるようにすれば、シリコンインゴットはシリコン融液に比べ約1割嵩が大きいので出来上がったシリコンインゴットの高さが鋳型1の有効深さと同じになり理想的である。   When all the semiconductor raw materials are melted by the method for producing a semiconductor ingot according to the present invention, the output of the mold heating means is lowered and the semiconductor ingot is cooled by the cooling means. For example, in the case of a silicon ingot, if the additional supply is repeated so that the amount of the melt when all the silicon raw materials are melted is 90% of the effective depth of the mold, the silicon ingot is about Since the 10% bulk is large, the height of the completed silicon ingot is ideally the same as the effective depth of the mold 1.

なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ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内において種々変更を加え得ることはもちろんである。   It should be noted that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described example, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、新たな半導体原料7が供給される位置は鋳型1の中央に位置する必要はなく、鋳型1と半導体原料7が衝突しない、また鋳型から半導体原料がこぼれない範囲であればどこでもよい。   For example, the position where the new semiconductor material 7 is supplied need not be located in the center of the mold 1, and may be anywhere as long as the mold 1 and the semiconductor material 7 do not collide and the semiconductor material does not spill from the mold.

また、製造装置に用いられる鋳型は分割構造の鋳型を用いてもよく、このような分割構造の鋳型を用いた場合においても、鋳型上部の内壁面に塗布された離型材を有効に利用するために鋳型内のシリコン原料を溶解した後、半導体原料を供給するほうが望ましく、本発明のシリコン鋳造方法を用いることで本発明の効果を得ることができる。   In addition, the mold used in the manufacturing apparatus may be a divided mold, and even when such a divided mold is used, in order to effectively use the release material applied to the inner wall surface of the upper part of the mold. It is desirable to supply the semiconductor raw material after dissolving the silicon raw material in the mold, and the effects of the present invention can be obtained by using the silicon casting method of the present invention.

図5のように、内寸が、350mm四方、深さ250mmの鋳型を用意し、その内面に、窒化珪素からなる離型材層を形成し、シリコン鋳造用鋳型を作製した。得られた鋳型にシリコン原料を36kg装入した後、原料供給手段を備えた鋳造炉内に鋳型を供給し加熱溶融を行った。鋳型に装入したシリコン原料が完全に溶解した後、原料供給手段から新た案シリコン原料を供給した。このとき、表1のようにシリコン原料の供給量と供給前のシリコン原料の温度を変化させ、シリコン原料の供給によるシリコン融液の温度低下と鋳型内面の離型材層の損傷を観察した。

Figure 0004868757
As shown in FIG. 5, a mold having an inner dimension of 350 mm square and a depth of 250 mm was prepared, and a release material layer made of silicon nitride was formed on the inner surface thereof to produce a silicon casting mold. After 36 kg of silicon raw material was charged into the obtained mold, the mold was supplied into a casting furnace equipped with a raw material supply means and heated and melted. After the silicon raw material charged in the mold was completely dissolved, a new silicon raw material was supplied from the raw material supply means. At this time, as shown in Table 1, the supply amount of the silicon raw material and the temperature of the silicon raw material before the supply were changed, and the temperature drop of the silicon melt due to the supply of the silicon raw material and the release material layer damage on the inner surface of the mold were observed.
Figure 0004868757

半導体原料を加熱せずに供給した場合、表1のNo.1〜4より半導体原料の供給量が増加するほどシリコン融液の温度低下が大きくなっており、供給量が3kg以下のときは離型材の損傷が見られないが、4kg以上のときには離型材の損傷がみられることが分かる。また、半導体原料の供給量が3kgのときは供給前のシリコン融液の重量36kgに対して8.3%となる。   When the semiconductor raw material was supplied without heating, the No. in Table 1 was obtained. As the supply amount of the semiconductor material increases from 1 to 4, the temperature drop of the silicon melt increases, and when the supply amount is 3 kg or less, the release material is not damaged, but when the supply amount is 4 kg or more, the release material It can be seen that there is damage. Further, when the supply amount of the semiconductor raw material is 3 kg, it becomes 8.3% with respect to the weight of the silicon melt 36 kg before supply.

また、表1のNo.5〜8、No.9〜12、No.13〜16およびNo.17〜21の比較から、同じシリコン原料の供給量のときに供給前のシリコン原料の温度を上げた方がシリコン融液の温度低下が小さくなっており、離型材の剥離損傷が無いため、供給できる半導体原料を多くすることができる。   In Table 1, No. 5-8, no. 9-12, no. 13-16 and no. From comparison of 17 to 21, since the temperature drop of the silicon melt is smaller when the temperature of the silicon raw material before supply is increased when the same silicon raw material is supplied, there is no peeling damage of the release material. The semiconductor raw material which can be increased can be increased.

さらに、離型材の損傷時の温度低下を見ると、No.3では89℃、No.4では115℃、No.8では87℃、No.12では77℃、No.16では84℃、No.21では90℃であり、離型材の損傷が無く一番温度低下が大きかったNo.20の68℃と比較すると、離型材の損傷が70℃を境に起きていることが分かる。   Furthermore, when the temperature drop at the time of damage of a mold release material is seen, it is No .. 3 was 89 ° C. 4 was 115 ° C., No. 4 8 was 87 ° C., no. No. 12, 77 ° C., No. 12 16 is 84 ° C., no. No. 21 was 90 ° C., and there was no damage to the release material, and the temperature drop was the largest. Compared with 20 of 68 ° C, it can be seen that the release material is damaged at 70 ° C.

供給前の半導体原料の温度が400℃のとき(No.9〜12)と500℃のとき(No.13〜16)を比較すると、加熱温度が400℃のときの供給限界量は5kg、500℃のときの供給限界量は6kgとなっている。追加供給量が多いほど追加供給の回数を少なくできることから、生産性などを考慮に入れると、供給限界量が半導体原料の加熱を行なわないときの供給限界量3kgの2倍となる500℃以上が好ましいといえる。   When the temperature of the semiconductor raw material before supply is 400 ° C. (No. 9-12) and 500 ° C. (No. 13-16), the supply limit amount when the heating temperature is 400 ° C. is 5 kg, 500 The supply limit amount at 6 ° C. is 6 kg. As the additional supply amount increases, the number of additional supplies can be reduced. Therefore, when considering productivity, the supply limit amount is 500 ° C. or more, which is twice the supply limit amount 3 kg when the semiconductor raw material is not heated. It can be said that it is preferable.

本発明に係る鋳造装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the casting apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る鋳造装置の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the casting apparatus which concerns on this invention. 従来の鋳造装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional casting apparatus. 従来の鋳造装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional casting apparatus. 本発明に係る実施例で用いた鋳造装置を示す図である。It is a figure which shows the casting apparatus used in the Example which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:鋳型
2:冷却手段
3、3a:断熱壁
3b:可動式扉
4:鋳型加熱手段
4a:鋳型上部加熱手段
4b:鋳型側部加熱手段
5:シリコン原料(シリコン融液)
6:原料供給手段
6a:漏斗
6b:開閉口
6c:原料供給タンク
7:新たな半導体原料
8:離型材
9:温度測定手段
10:表示器
11:演算器
12:原料供給制御手段
13:原料加熱手段
14:原料温度測定手段
1: Mold 2: Cooling means 3, 3a: Thermal insulation wall 3b: Movable door 4: Mold heating means 4a: Mold upper heating means 4b: Mold side heating means 5: Silicon raw material (silicon melt)
6: Raw material supply means 6a: Funnel 6b: Opening / closing port 6c: Raw material supply tank 7: New semiconductor raw material 8: Release material 9: Temperature measuring means 10: Display 11: Calculator 12: Raw material supply control means 13: Raw material heating Means 14: Raw material temperature measuring means

Claims (2)

鋳型内で、半導体原料を鋳型加熱手段により加熱溶融した上で、新たな半導体原料を供給し、溶融して得られた半導体融液を凝固させてなる半導体インゴットの製造方法において、
新たな半導体原料は、予熱された状態で前記鋳型内に供給されて、前記新たな半導体原料は、半導体融液の温度低下が70℃以下の規定値に達した時点で供給が停止されることを特徴とする半導体インゴットの製造方法。
In a method for producing a semiconductor ingot, in which a semiconductor raw material is heated and melted by a mold heating means in a mold, a new semiconductor raw material is supplied, and a semiconductor melt obtained by melting is solidified.
New semiconductor material is supplied in said mold in the preheating state, the new semiconductor material is supplied is stopped when the temperature drop of the semiconductor melt reaches below specified value 70 ° C. Rukoto A method for producing a semiconductor ingot characterized by the above.
前記新たな半導体原料は、前記鋳型加熱手段によって予熱されることを特徴とする請求項1に記載の半導体インゴットの製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor ingot according to claim 1, wherein the new semiconductor raw material is preheated by the mold heating unit.
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