JP5518584B2 - Silicon nitride powder for release agent. - Google Patents
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Description
本発明は窒化珪素粉末及びその用途に関する。 The present invention relates to silicon nitride powder and uses thereof.
太陽電池については各種の材料により構成されているタイプがあるが、発電総量の観点で現在の主力となっているのは多結晶シリコンを基板として使用するタイプである。この多結晶シリコン基板は原料シリコンを石英や黒鉛ルツボ中に投入し、不活性雰囲気中において１５００℃付近で過熱溶解し、インゴット化された多結晶シリコンをスライスすることにより作成されている。
この多結晶シリコンを使用した太陽電池の発電効率は、多結晶シリコン内部に存在する不純物に依存している。鉄とアルミニウムなどの金属不純物、特に鉄はライフタイムキラーとして発電効率を低下させる元素であることが知られている。太陽電池用に使用されているシリコンの純度はＬＳＩなどに使用されているシリコンよりも低純度でも使用可能と言われているが、それでも７Ｎ程度の高純度シリコンが必要とされている。高温下で加熱して原料シリコンを溶解して多結晶のシリコンインゴット化するプロセスは溶融シリコンの高い活性により周辺部材からの不純物を特に取り込みやすい。このため、シリコンインゴットを作成するプロセスには不純物混入防止対策が行われている。
There are types of solar cells that are made of various materials, but the current mainstay in terms of the total amount of power generation is a type that uses polycrystalline silicon as a substrate. This polycrystalline silicon substrate is prepared by putting raw material silicon into quartz or graphite crucible, and overheating and melting in the vicinity of 1500 ° C. in an inert atmosphere, and slicing ingot-formed polycrystalline silicon.
The power generation efficiency of a solar cell using polycrystalline silicon depends on impurities present inside the polycrystalline silicon. It is known that metal impurities such as iron and aluminum, especially iron, is an element that reduces power generation efficiency as a lifetime killer. Although it is said that the silicon used for solar cells can be used at a lower purity than silicon used for LSI or the like, high purity silicon of about 7N is still required. The process of heating at a high temperature to melt the raw material silicon to form a polycrystalline silicon ingot is particularly easy to take in impurities from peripheral members due to the high activity of the molten silicon. For this reason, measures for preventing contamination of impurities are taken in the process of producing a silicon ingot.
具体的に述べると、シリコンを溶解し多結晶シリコンインゴットを作成する場合、石英ルツボや黒鉛ルツボが溶解用ルツボとして使用されているが、ルツボ自身に含まれる不純物が溶融シリコンに拡散することを防止することや、シリコンインゴットとルツボが張り付いてしまいインゴットにダメージを与えることを防止する目的として、ルツボ内壁にあらかじめ塗布する離型剤として窒化珪素粉末が一般的に使用されている（例えば特許文献１）。 溶融シリコン離型用に用いられる離型剤は不純物混入防止の理由からシリコンを主成分とし、かつ高温で化学的に安定な成分を含む粉末が望ましい。この条件を満たすものの代表が窒化珪素である。また離型層の強度を高めることを目的として酸化珪素も一部添加されることもある。また、離型性の向上を目的として非晶質の酸窒化珪素を使用することもある。（特許文献２）
ルツボ内では溶融シリコンが窒化珪素粉末に接することになるため、不純物拡散防止を目的として不純物含有量の少ない高純度窒化珪素粉末が使用されている。例えば、特許文献３では鉄不純物が２０ｐｐｍ程度の窒化珪素粉末を用いることで太陽電池の特性向上を図っている。
Specifically, when melting polycrystalline silicon ingots by melting silicon, quartz crucibles and graphite crucibles are used as melting crucibles, but impurities contained in the crucible itself are prevented from diffusing into the molten silicon. For the purpose of preventing the silicon ingot and the crucible from sticking to each other and damaging the ingot, silicon nitride powder is generally used as a release agent that is applied in advance to the inner wall of the crucible (for example, Patent Documents). 1). The mold release agent used for molten silicon mold release is preferably a powder containing silicon as a main component and a chemically stable component at a high temperature for the purpose of preventing impurity contamination. A representative material that satisfies this condition is silicon nitride. In addition, silicon oxide may be partially added for the purpose of increasing the strength of the release layer. In addition, amorphous silicon oxynitride may be used for the purpose of improving releasability. (Patent Document 2)
Since molten silicon comes into contact with the silicon nitride powder in the crucible, a high-purity silicon nitride powder with a low impurity content is used for the purpose of preventing impurity diffusion. For example, Patent Document 3 attempts to improve the characteristics of a solar cell by using silicon nitride powder having an iron impurity of about 20 ppm.
現在市販されている窒化珪素粉末の合成法はガスを原料とした気相法によるイミド分解法と金属シリコンを窒化して粉砕する直接窒化法に大別できる。特にイミド熱分解法により合成された窒化珪素粉末はビルドアップ法により粉体が合成される粉末であることから、インゴット粉砕工程が必須となる直接窒化法よりも粉体中の不純物（特に鉄などの金属）が少なく高純度粉末であるため多結晶シリコンインゴット用離型剤として使用されている。
しかし、高純度が特徴であるイミド熱分解法による窒化珪素粉末でも化学分析を行うと約１０ｐｐｍ程度の鉄やアルミニウム不純物が検出されており、このような低不純物量であってさえも離型剤からシリコンインゴットへの不純物混入は避けられず太陽電池特性に影響を及ぼしている。このため更なる高純度窒化珪素粉末が望まれている。しかし工業的に大量に製造される窒化珪素粉末は粉砕工程や篩工程などによるプロセスからの金属混入は避けられず現状コストを保ったままで高純度化することには自ずと限界がある。このため離型剤粉末の高純度化以外の不純物混入防止対策が必要である。
The methods for synthesizing silicon nitride powders currently available on the market can be broadly divided into a imide decomposition method using a gas phase method using gas as a raw material and a direct nitriding method in which metal silicon is nitrided and pulverized. In particular, silicon nitride powder synthesized by the imide pyrolysis method is a powder that is synthesized by the build-up method, so that impurities in the powder (especially iron, etc.) are more than the direct nitriding method, which requires an ingot grinding process. Is a high-purity powder and is used as a release agent for polycrystalline silicon ingots.
However, when chemical analysis is performed on silicon nitride powder by imide pyrolysis, which is characterized by high purity, about 10 ppm of iron and aluminum impurities are detected. Even at such low impurity levels, the release agent Impurities from silicon into the silicon ingot are unavoidably affecting the solar cell characteristics. For this reason, further high purity silicon nitride powder is desired. However, silicon nitride powder produced in large quantities on an industrial scale is inevitably mixed with metal from the pulverization process, sieving process, etc., and there is a limit to purifying it while maintaining the current cost. For this reason, it is necessary to take measures to prevent contamination by impurities other than high purity of the release agent powder.
本発明はかかる課題に対処すべく発明されたものであり、多結晶シリコンインゴットへの不純物混入量を低減させる窒化珪素粉末の離型剤を提供するものである。またその離型剤が内表面に塗布されたルツボを提供するものである。 The present invention has been invented to cope with such a problem, and provides a mold release agent for silicon nitride powder that reduces the amount of impurities mixed into a polycrystalline silicon ingot. The present invention also provides a crucible in which the release agent is applied to the inner surface.
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）結晶化度が８０質量％以上、当該結晶相のうち酸窒化珪素結晶相の比率が２４〜８９質量％、窒化珪素結晶相の比率が７６〜１１質量％、であり、かつ、鉄の含有量が１００ｐｐｍ以下であることを特徴とする離型剤用窒化珪素粉末。
（２）請求項１に記載の離型剤用窒化珪素粉末を離型剤として用いた溶融ルツボ。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
(1) The degree of crystallinity is 80% by mass or more, the ratio of the silicon oxynitride crystal phase in the crystal phase is 24 to 89% by mass, the ratio of the silicon nitride crystal phase is 76 to 11% by mass , and iron A silicon nitride powder for a release agent, wherein the content of is 100 ppm or less.
(2) A melting crucible using the silicon nitride powder for a release agent according to claim 1 as a release agent.
本発明の窒化珪素粉末を離型剤として用いて作製されたシリコン溶融用ルツボは、離型剤からの不純物拡散を抑制することができるので、不純物量の少ない多結晶シリコンインゴットを得ることができる。 Since the silicon melting crucible produced using the silicon nitride powder of the present invention as a mold release agent can suppress the diffusion of impurities from the mold release agent, a polycrystalline silicon ingot with a small amount of impurities can be obtained. .
本発明の実施形態について以下に具体的に説明する。
窒化珪素原料となる金属シリコンは高純度であることが望ましい。
後工程での汚染を考慮に入れて金属シリコンの鉄不純物は１０ｐｐｍ以下であることが望ましい。特に半導体用途のシリコン端材から得られるシリコン屑などは特に高純度であることから原料として特に好ましい。
Embodiments of the present invention will be specifically described below.
It is desirable that the metal silicon used as the silicon nitride raw material has high purity.
Taking into consideration contamination in the subsequent process, the iron impurity of the metal silicon is desirably 10 ppm or less. In particular, silicon scrap obtained from silicon mill ends for semiconductor use is particularly preferable as a raw material because of its particularly high purity.
使用する窒化珪素粉末の製法はイミド熱法、直接窒化法によるものどちらであっても構わないが不純物拡散防止の観点から高純度であることが当然好ましい。
一般的にイミド熱分解法による窒化珪素粉末の鉄不純物は１０ｐｐｍ前後含まれている。一方、直接窒化法による窒化珪素粉末は原料シリコン由来の鉄とアルミニウム不純物に加え、粉砕工程時鉄メディアやラインのＳＵＳ部材、さらにはＳＵＳ網を使用した篩からのコンタミによって鉄やアルミニウム不純物が１００ｐｐｍ以上含まれているものが市販されている。しかしこれらの不純物は高純度シリコン粉の使用やセラミックスメディアの使用やＳＵＳ材のライニング、樹脂篩を使用することで鉄不純物を２０ｐｐｍ程度に低減することができる。このため、粉砕工程が加わる直接窒化法は必ずしも純度の点で不利なプロセスではない。
また、直接窒化法は本発明の特徴である酸窒化珪素結晶相含有量の制御性の点で有利である。その理由は原料シリコンに含まれる酸素を制御することが比較的容易であることや、金属シリコンに対する微粉酸化珪素粉末の添加、窒化時に窒素に対する酸素分圧を制御することでも達成することが可能であるからである。
The silicon nitride powder to be used may be produced by either an imide heat method or a direct nitridation method, but it is naturally preferable to have high purity from the viewpoint of preventing impurity diffusion.
Generally, about 10 ppm of iron impurities of silicon nitride powder by imide pyrolysis is contained. On the other hand, silicon nitride powder by direct nitridation contains 100 ppm of iron and aluminum impurities due to contamination from the SUS member of the iron media and line, and also the SUS net in the pulverization process, in addition to iron and aluminum impurities derived from raw silicon. What is contained above is commercially available. However, these impurities can be reduced to about 20 ppm by using high-purity silicon powder, ceramic media, SUS material lining, and resin sieve. For this reason, the direct nitriding method in which a pulverization step is added is not necessarily a disadvantageous process in terms of purity.
The direct nitriding method is advantageous in terms of controllability of the silicon oxynitride crystal phase content, which is a feature of the present invention. The reason is that it is relatively easy to control the oxygen contained in the raw material silicon, and it can be achieved by adding fine silicon oxide powder to the metal silicon and controlling the oxygen partial pressure with respect to nitrogen during nitriding. Because there is.
離型剤に含まれている成分の結晶化度については結晶化度が高いほど離型性の観点から望ましい。特に珪素を含む粉体成分においては、結晶化度が低いと非晶質成分の酸化珪素が含まれることが多く、それは石英ルツボと同様の形態であることから、溶融シリコンに対して濡れてしまうので離型剤として不適である。すなわち、結晶化度は８０質量％以上である。
次に結晶主成分についても石英ルツボと同一成分である酸化珪素結晶相よりも窒化珪素結晶相が離型性の点で望ましい。このことが、結晶化度がほぼ１００質量％である高結晶窒化珪素粉末が離型剤として主に利用されている理由である。
一方、窒化珪素結晶単体ではそれ自身に含まれる不純物の混入が発生してしまう。その対策として実施例に示すように、離型剤の結晶相に含まれる酸窒化珪素結晶相が多いほど濡れ性が悪く粉体に含まれる不純物金属、特に鉄の拡散が防止される。この場合、全結晶相にうち、酸窒化珪素相の含有比率が１質量％以上で残成分が窒化珪素結晶相であることが好ましい。酸窒化珪素結晶相については多いほど好ましいが、金属シリコンを窒化する直接窒化法では窒化珪素相が不可避的に含まれることから、窒化珪素結晶相は９９質量％以下の範囲となる。
Regarding the crystallinity of the component contained in the release agent, the higher the crystallinity, the more desirable from the viewpoint of releasability. In particular, powder components containing silicon often contain amorphous silicon oxide when the degree of crystallinity is low, and it is in the same form as a quartz crucible, so it gets wet with molten silicon. Therefore, it is unsuitable as a mold release agent. That is, the crystallinity is 80% by mass or more.
Next, with respect to the main component of the crystal, the silicon nitride crystal phase is more desirable than the silicon oxide crystal phase, which is the same component as the quartz crucible, in terms of releasability. This is the reason why high crystal silicon nitride powder having a crystallinity of about 100% by mass is mainly used as a release agent.
On the other hand, impurities contained in the silicon nitride crystal itself are mixed. As a countermeasure, as shown in the Examples, the more the silicon oxynitride crystal phase contained in the release agent crystal phase, the worse the wettability and the more the diffusion of impurity metals, especially iron, contained in the powder is prevented. In this case, it is preferable that the content ratio of the silicon oxynitride phase is 1% by mass or more and the remaining component is the silicon nitride crystal phase among all the crystal phases. The greater the number of silicon oxynitride crystal phases, the better. However, since the silicon nitride phase is inevitably included in the direct nitriding method for nitriding metal silicon, the silicon nitride crystal phase is in the range of 99% by mass or less.
ここで、離型剤に存在する酸窒化珪素結晶相と溶融シリコンへの不純物拡散量関係について発明者らが見出したメカニズムについて以下に述べる。
酸窒化珪素結晶相は溶融シリコンに対する濡れ性に乏しい。このことは溶融シリコンとルツボとが直接的に接することがなく冷却後のルツボとの離型性は良好になることを示している。
ルツボ内の溶融シリコンと離型剤が接触している部分では、溶融シリコン自体の自重圧力により離型剤の隙間に溶融シリコンが浸透している。このとき、離型剤に含まれる金属異物などの不純物は溶融シリコンに接触して拡散してしまう。溶融シリコンに取り込まれる不純物量は浸透深さが深いほど多くなる。もし濡れが悪い場合、溶融シリコンは窒化珪素粉末に弾かれてしまい、深くは浸透せず不純物の拡散量も少ない。逆に濡れが良い場合には深く浸透してしまい、不純物拡散量も多くなる。すなわち、濡れ性が悪い酸窒化珪素結晶相が多いほど溶融シリコンに取り込まれる不純物が少ないことになる。
このようにして本発明者らは上記の不純物拡散のメカニズム解明することで一見関係がないような拡散不純物と酸窒化珪素結晶相との間の関係を見出し、本発明を発明するに至った。
Here, the mechanism found by the inventors about the relationship between the silicon oxynitride crystal phase present in the release agent and the amount of impurity diffusion into the molten silicon will be described below.
The silicon oxynitride crystal phase has poor wettability to molten silicon. This indicates that the molten silicon and the crucible are not in direct contact with each other and the releasability with the crucible after cooling is improved.
In the portion where the molten silicon in the crucible is in contact with the release agent, the molten silicon penetrates into the gap of the release agent due to its own weight pressure. At this time, impurities such as metal foreign matters contained in the release agent will come into contact with the molten silicon and diffuse. The amount of impurities taken into the molten silicon increases as the penetration depth increases. If the wetting is poor, the molten silicon is repelled by the silicon nitride powder and does not penetrate deeply and the amount of diffusion of impurities is small. On the other hand, when the wetness is good, it penetrates deeply and the amount of impurity diffusion increases. That is, the more silicon oxynitride crystal phases having poor wettability, the fewer impurities are taken into molten silicon.
In this way, the present inventors have found the relationship between the diffusion impurity and the silicon oxynitride crystal phase, which have no apparent relationship, by elucidating the above-described impurity diffusion mechanism, and have invented the present invention.
以下、本発明について、実施例及び比較例により、更に、詳細に説明する。
使用する窒化珪素粉末は直接窒化法による製法で結晶化度、窒化珪素結晶相、酸窒化物結晶相、鉄不純物の異なるものを用意した。
酸窒化珪素結晶相に関しては、使用する金属シリコン粉末を大気中８００℃で１〜６時間加熱酸化処理を行い、その酸素量が異なるシリコン粉末を原料にすることによって酸窒化珪素相の比率が異なる窒化珪素を作製した。
窒化珪素は窒化後、ジョークラッシャーとアルミナロールダブルロールクラッシャーにて粗粉砕し、内壁に窒化珪素ライニングされ、かつ窒化珪素ボールを充填した振動ミルにより、平均粒径1．５μｍの窒化珪素粉末を作製した。
鉄不純物に関しては、粉砕工程にてＳＵＳ篩を通す回数を調節することで鉄含有量の異なる窒化珪素粉末を作製した。
（実施例３〜５、参考例１、２）
酸化処理時間の異なる金属シリコンを原料として直接窒化法により窒化珪素粉末を合成した。原料の金属シリコン粉末は酸素量が酸化時間と共に増えるため、窒化後の酸窒化物結晶相の比率も増える傾向にある。
（実施例６）
実施例３の窒化珪素粉末５０ｇを１０回０．５ｍｍＳＵＳ篩に通し、鉄不純物を増加させたものを用意した。
（比較例1）
製法の異なるイミド熱分解法による窒化珪素粉末として市販の宇部興産社製高純度窒化珪素粉末（グレード名 Ｅ１０）を用意した。
（比較例２）
結晶化度の低い（８０質量％未満）窒化珪素粉は原料金属シリコン粉に非晶質酸化珪素粉末（電気化学工業 ＳＦＰ−２０Ｍ）を内割で２０質量％添加して窒化珪素粉末を合成することにより作製した。
（比較例３）
鉄不純物量の多い窒化珪素粉末として実施例３の窒化珪素粉末５０ｇを２０回０．５ｍｍＳＵＳ篩に通し、鉄不純物を増加させたものを用意した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.
The silicon nitride powder to be used was prepared by a direct nitriding method with different crystallinity, silicon nitride crystal phase, oxynitride crystal phase, and iron impurities.
Regarding the silicon oxynitride crystal phase, the metal silicon powder to be used is heated and oxidized in the atmosphere at 800 ° C. for 1 to 6 hours, and the silicon oxynitride phase ratio varies depending on the silicon powder having a different oxygen content. Silicon nitride was produced.
After silicon nitride is nitrided, it is coarsely pulverized with a jaw crusher and alumina roll double roll crusher, and silicon nitride powder with an average particle size of 1.5 μm is produced by a vibration mill in which the inner wall is lined with silicon nitride and filled with silicon nitride balls did.
Regarding the iron impurities, silicon nitride powders having different iron contents were prepared by adjusting the number of passes through the SUS sieve in the pulverization step.
( Examples 3 to 5, Reference Examples 1 and 2 )
Silicon nitride powder was synthesized by direct nitriding using metal silicon with different oxidation treatment time as a raw material. Since the amount of oxygen in the raw material silicon metal powder increases with the oxidation time, the ratio of the oxynitride crystal phase after nitriding tends to increase.
(Example 6)
50 g of silicon nitride powder of Example 3 was passed 10 times through a 0.5 mm SUS sieve to prepare an iron impurity increased.
(Comparative Example 1)
A commercially available high-purity silicon nitride powder (grade name E10) manufactured by Ube Industries, Ltd. was prepared as a silicon nitride powder by an imide pyrolysis method with a different production method.
(Comparative Example 2)
Silicon nitride powder with low crystallinity (less than 80% by mass) is synthesized by adding 20% by mass of amorphous silicon oxide powder (Electrochemical Industry SFP-20M) to the raw metal silicon powder. This was produced.
(Comparative Example 3)
As a silicon nitride powder having a large amount of iron impurities, 50 g of the silicon nitride powder of Example 3 was passed 20 times through a 0.5 mm SUS sieve to prepare an iron impurity increased.
窒化珪素粉末中の不純物分析は、ＪＩＳ Ｒ １６０３に従い、加圧酸分解による前処理とＩＣＰ発光分析法により定量した。
結晶化度の測定と結晶相の定量は粉末Ｘ線回折装置とリートベルト法により行った。使用装置はブルカー社製 Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥ、Ｘ線源はＣｕＫα、管電圧 ４０ｋＶ、管電流 ４０ｍＡ、スキャン速度 １．０°／ｍｉｎ、２θスキャン範囲１０°〜７０°、スリット幅 ＤＳ＝０．５°の条件で測定した。結晶化度と定量分析は独立行政法人物質・材料研究機構（ＮＩＭＳ）より配布されているリートベルト法ソフトウェア（ＲＩＥＴＡＮ−２０００）を使用した。リートベルト解析に使用した結晶パラメータは定性分析結果から同定された結晶相 α−Ｓｉ３Ｎ４（ＰＤＦ ７１−６４７９）、β−Ｓｉ３Ｎ４（ＰＤＦ ３３−１１６０）、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ（ＰＤＦ ４７−１６２７）を使用した。結晶化度の測定には内標準物質としてＵＣ社製α−アルミナ（ＴＹＰＥ Ｃ）４０質量％を各試料に添加して測定した。
Impurity analysis in the silicon nitride powder was quantified by pretreatment by pressure acid decomposition and ICP emission analysis in accordance with JIS R 1603.
The crystallinity was measured and the crystal phase was quantified by a powder X-ray diffractometer and Rietveld method. Equipment used is Bruker D8 ADVANCE, X-ray source is CuKα, tube voltage 40 kV, tube current 40 mA, scan speed 1.0 ° / min, 2θ scan range 10 ° to 70 °, slit width DS = 0.5 ° Measured under conditions. For the crystallinity and quantitative analysis, Rietveld method software (RIETAN-2000) distributed by National Institute for Materials Science (NIMS) was used. The crystal parameters used for Rietveld analysis are the crystal phases identified from the qualitative analysis results α-Si 3 N 4 (PDF 71-6479), β-Si 3 N 4 (PDF 33-1160), Si 2 N 2 O ( PDF 47-1627) was used. The crystallinity was measured by adding 40% by mass of α-alumina (TYPE C) manufactured by UC as an internal standard substance to each sample.
シリコンインゴット中への鉄不純物拡散量評価方法について述べる。
５質量％のポリビニールアルコール水溶液に窒化珪素粉末を加え、５０００ｃＰの粘度になるように調整したスラリーを作製した。底面が２２０ｍｍ角で高さが３００ｍｍの内部形状の石英ルツボの内壁に乾燥後の厚みが０．３ｍｍになるように均一にスラリーを塗布し、１２０℃×１時間の条件で加熱乾燥した。その後、大気中６００℃で２時間脱バインダー処理を行った。
そして内部に純度が７Ｎである高純度シリコン粉末を１０ｋｇ投入し、アルゴン雰囲気中で１５７０℃まで加熱し、１４８０℃で１０時間維持した後冷却した。
多結晶シリコンインゴットをルツボから取り出し、ワイヤーソーでウエハー状にスライス切断し、その一部（１ｇ）を試験片とし、フッ酸で表面を洗浄後、フッ酸＋硝酸にて完全溶解させ、ＩＣＰ-ＭＳ分析装置により鉄濃度を測定した。この数値を離型剤から多結晶シリコンインゴットへ拡散した鉄の不純物拡散量とした。
評価結果を表１に示す
A method for evaluating the amount of iron impurities diffused into a silicon ingot is described.
Silicon nitride powder was added to a 5% by mass polyvinyl alcohol aqueous solution to prepare a slurry adjusted to a viscosity of 5000 cP. The slurry was uniformly applied to the inner wall of a quartz crucible having an inner shape with a bottom face of 220 mm square and a height of 300 mm so as to have a thickness of 0.3 mm after drying, followed by heating and drying under conditions of 120 ° C. × 1 hour. Then, the binder removal process was performed at 600 degreeC in air | atmosphere for 2 hours.
Then, 10 kg of high-purity silicon powder having a purity of 7N was charged therein, heated to 1570 ° C. in an argon atmosphere, maintained at 1480 ° C. for 10 hours, and then cooled.
The polycrystalline silicon ingot is taken out from the crucible, sliced into wafers with a wire saw, a part (1 g) is used as a test piece, the surface is washed with hydrofluoric acid, completely dissolved with hydrofluoric acid + nitric acid, and ICP- The iron concentration was measured with an MS analyzer. This value was defined as the amount of impurity diffusion of iron diffused from the release agent into the polycrystalline silicon ingot.
The evaluation results are shown in Table 1.
実施例と比較例を比較することにより、結晶化度が高く（８０質重％以上）且つ全結晶相の内、酸窒化珪素結晶相の含有比率が１質量％以上の窒化珪素粉末の場合、シリコンインゴットへの鉄不純物拡散量が少ないことがわかる。
また、比較例３より結晶度と酸窒化珪素結晶相の比率が高くても、離型剤中の鉄不純物含有量が少なくなければならないことがわかる。
By comparing the examples and comparative examples, in the case of silicon nitride powder having a high degree of crystallinity (80% by weight or more) and a content ratio of silicon oxynitride crystal phase of 1% by mass or more among all crystal phases, It can be seen that the amount of iron impurities diffused into the silicon ingot is small.
Further, it can be seen from Comparative Example 3 that the iron impurity content in the release agent must be small even if the ratio of crystallinity and silicon oxynitride crystal phase is high.
本発明によるシリコン溶解用坩堝に使用される離型剤はシリコンインゴットへの不純物拡散量が少ないことから高性能太陽電池用として特に好適である。
The mold release agent used in the silicon melting crucible according to the present invention is particularly suitable for high performance solar cells because it has a small amount of impurity diffusion into the silicon ingot.
Claims (2)
A melting crucible using the silicon nitride powder for a release agent according to claim 1 as a release agent.
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