JP5675814B2 - 誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法 - Google Patents
誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5675814B2 JP5675814B2 JP2012526694A JP2012526694A JP5675814B2 JP 5675814 B2 JP5675814 B2 JP 5675814B2 JP 2012526694 A JP2012526694 A JP 2012526694A JP 2012526694 A JP2012526694 A JP 2012526694A JP 5675814 B2 JP5675814 B2 JP 5675814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inductor
- ingot
- melt
- raw material
- melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 43
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 35
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 35
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/001—Continuous growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/003—Heating or cooling of the melt or the crystallised material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/006—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、ポリ結晶シリコンの製造、とりわけ誘導法によるマルチ結晶（以下、多結晶という）シリコンの製造に関し、多結晶シリコン製の太陽電池の製造に使用することができる。
結晶シリコンは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池を製造するのに使用される。近年、単結晶シリコンの効率に近い、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を提供する、一般には多結晶シリコンと称される、大型結晶からなるポリ結晶シリコンの製造に多大な関心が寄せられている。
ポリ結晶シリコンインゴットを製造する方法は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に開示されており、インダクタに囲まれる冷却るつぼの溶融チャンバ内にシリコン原料を装入すること、融液表面を形成すること、溶融すること、及び、多結晶シリコンインゴットを引き抜くことにある。しかしながら、いずれの方法も、融液の結晶化条件維持をもたらす溶融条件及びインゴット引抜条件を記載していない。
本発明と密接に関係する、誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法は、インダクタで囲まれる冷却るつぼの溶融チャンバ内にシリコン原料を装入すること、融液表面を形成すること、インダクタの供給出力パラメータをモニタリングしながら溶融すること、及び、制御冷却条件下で多結晶シリコンインゴットを引き抜くことを含む（特許文献４）。従来技術の方法では、インバータの測定周波数をそのプリセット周波数と比較して、インダクタの供給出力をモニタリングし、また、インゴット表面上の測定温度をインゴット表面のプリセット温度と比較して、加熱手段の供給出力を同時にモニタリングすることによって、溶融を制御している。
しかしながら、このような条件下では、従来技術の方法におけるインダクタの供給出力の絶え間ない変動によって、インゴット結晶化速度の絶え間ない変化がもたらされるために、インゴットにおけるシリコンの結晶化が不安定になり、その品質に好ましくない影響が及ぼされる。
また、従来技術の方法によれば、融液の深さを大きくするのに、インダクタの供給出力を下げることが必要となる。融液表面を上昇させることによって融液の深さを大きくする場合には、動作周波数を大きくして、インダクタの供給出力を下げる。これらの依存性は融液の結晶化速度の増大をもたらす一方、他方では、装入原料の溶融速度を遅くし、結果として、原料による融液表面の完全な充満、及び冷却るつぼの壁に対する原料の固着をもたらすおそれがある。その結果、インゴットの引抜きを止めざるを得ず、るつぼの空間を埋める原料が溶落ちし、規則的な溶融プロセスが乱れ、溶融速度が遅くなって、生産効率が下がる。
本発明は、提案されたプロセス工程に起因して、シリコンの結晶化が安定となり、インゴットの品質がより高くなり、かつ生産効率が高まる、誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法の改善を目的とする。
上述の目的の達成のためインダクタで囲まれる冷却るつぼの溶融チャンバ内にシリコン原料を装入すること、融液表面を形成すること、前記インダクタの供給出力パラメータをモニタリングしながら溶融すること、及び、制御冷却条件下で前記多結晶シリコンインゴットを引き抜くことを含む、誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法であって、溶融の間、前記インダクタの上面よりも下であるが、その高さの１／３よりも下ではない融液表面位置をもたらすように、前記シリコン原料の質量装入量及び前記インゴットを引き抜く速度を設定し前記融液表面を同じ高さに保持することを特徴とする、誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法が提供される。これを行う中でインダクタの供給出力パラメータの１つ、特に、動作周波数、電圧、電流を所定範囲内に維持することによって、前記融液表面位置を同じ高さに保持する。
誘導法により多結晶シリコンインゴットを鋳造する際、インダクタの上面よりも下であるが、その高さの１／３よりも下ではない融液表面位置で、最大溶融速度が達成されること、並びに、シリコン原料の質量装入量、インゴットを引き抜く速度、及びインダクタの供給出力パラメータ、例えば、インダクタの動作周波数、電圧又は電流を設定することによってこの高さに維持される融液表面位置で、シリコンが安定に結晶化することが、実験により立証された。
原料を溶融するためには、原料のエンタルピー及び固相−液相界面で吸収される融解熱のエンタルピーに応じて熱が消費される。加熱は主に、液相、すなわちシリコン融液を伴うため、電磁エネルギーの放出が制限され、インダクタの融液表面位置で熱が吸収される。結果として、融液が混合されることに起因し、かつ誘導電流帯域からシリコン原料を溶融する帯域へと達する過熱された融液流に起因して、溶融速度が増大し、溶融が安定かつ迅速となり、シリコンの結晶化にさらなる安定性がもたらされる。このように製造されたインゴットの粒子の断面サイズは、ウエハ粒径にかかる太陽電池製造業者の規格を満たし、このように製造されたインゴットは、太陽電池の製造に好適である。また、インゴットの生産効率を高め、エネルギー原単位を低減させる。
本発明は以下のように作用する。
チャンバ内で、制御アルゴン雰囲気下、可動式の底部を溶融チャンバの範囲を定めるように移動させ、シリコン原料を溶融チャンバ内に装入する。高周波電磁場を、冷却るつぼを囲むインダクタによって作り出す。始動用加熱装置を、インダクタにより作り出される高周波電磁場の内部にある溶融チャンバに挿入する。始動用加熱装置が加熱し、始動用加熱装置からの放射熱及びインダクタにより作り出される電磁場の作用を受けて、シリコン原料が温まって、溶融する。始動用加熱装置を電磁場から取り出す一方で、溶融チャンバ内に、融液プールが溶融チャンバの断面形態で作られる。融液プールの周囲に沿った熱の伝達の結果として、融液が結晶化して、溶融チャンバからのプールの流出を防ぐようにスカルが形成される。融液プールが形成された後、シリコン原料を融液の表面上に連続的に供給する。溶融の間、シリコン原料の質量装入量及びインゴットを引き抜く速度は、インダクタの上面よりも下であるが、その高さの１／３よりも下ではない融液表面位置をもたらすように設定され、例えば、インダクタの動作周波数、電圧又は電流を所定範囲内に維持することによって、又は他の方法で、融液表面を同じ高さに保持する。
実施例によって本発明をさらに説明する。
実施例１
正方形断面及び３５０ｍｍの辺長の溶融チャンバを有する装置を用いて誘導溶融法により、多結晶シリコンインゴットを得た。チャンバ内で、アルゴン雰囲気下、可動式の底部を、インダクタに囲まれる冷却るつぼの溶融チャンバの範囲（１２０ｍｍ高さ）を定めるように移動させる。塊シリコン原料を溶融チャンバ内に装入する。高周波電磁場を作り出す。始動用加熱装置を溶融チャンバに挿入し、塊シリコン原料を温めて、溶融させ、始動用加熱装置を電磁場から取り出すと、融液プールが溶融チャンバの断面形態で作られる。融液プールの周囲に沿って融液が結晶化して、スカルが形成される。１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の粒径のシリコン原料を融液の表面上に連続的に供給する。インダクタの供給出力は３００ｋＷに設定し、シリコン原料の質量装入量は毎分約０．４ｋｇに設定し、インゴットを引き抜く速度は毎分１．５ｍｍに設定し、融液表面位置はインダクタの上面より２５ｍｍ下に設定した。インダクタの供給動作周波数は１６．７ｋＨｚとした。溶融の間は、１６．７±０．０５ｋＨｚの範囲に維持されるインダクタの供給動作周波数によって、融液表面を同じ高さに保持した。シリコン原料の質量装入量を調節することによって、周波数を範囲内に維持し、インゴットを引き抜く速度は一定とした。なお、溶融の間、シリコン原料の質量装入量は、原料の変数、とりわけ粒径の偶発的変動及びフィーダーの精度に応じて毎分０．４０ｋｇ〜０．４５ｋｇの範囲内で調節した。インゴットが成長する際に熱応力を軽減するために、インゴットをアニールチャンバ内でアニールし、制御条件下で冷却する。インダクタの一定の供給出力及びインゴットを引き抜く一定の速度に起因して、結晶化の最前部が或る単一の高さで安定となる。結果として、多結晶シリコンインゴットにおける結晶成長の最適条件が作り出される。また、インダクタの上面より２５ｍｍ下の融液表面位置で、所与の粒径を有する原料から製造されるインゴットを引き抜く速度が最大となる。これは、インダクタと融液表面帯域との電磁結合によって実現される。アニール及び制御冷却後に、多結晶シリコンインゴットをアニールチャンバから取り出し、ブロックに切断し、その後これから、太陽電池の製造に使用するためのウエハを切り取る。
正方形断面及び３５０ｍｍの辺長の溶融チャンバを有する装置を用いて誘導溶融法により、多結晶シリコンインゴットを得た。チャンバ内で、アルゴン雰囲気下、可動式の底部を、インダクタに囲まれる冷却るつぼの溶融チャンバの範囲（１２０ｍｍ高さ）を定めるように移動させる。塊シリコン原料を溶融チャンバ内に装入する。高周波電磁場を作り出す。始動用加熱装置を溶融チャンバに挿入し、塊シリコン原料を温めて、溶融させ、始動用加熱装置を電磁場から取り出すと、融液プールが溶融チャンバの断面形態で作られる。融液プールの周囲に沿って融液が結晶化して、スカルが形成される。１５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の粒径のシリコン原料を融液の表面上に連続的に供給する。インダクタの供給出力は３００ｋＷに設定し、シリコン原料の質量装入量は毎分約０．４ｋｇに設定し、インゴットを引き抜く速度は毎分１．５ｍｍに設定し、融液表面位置はインダクタの上面より２５ｍｍ下に設定した。インダクタの供給動作周波数は１６．７ｋＨｚとした。溶融の間は、１６．７±０．０５ｋＨｚの範囲に維持されるインダクタの供給動作周波数によって、融液表面を同じ高さに保持した。シリコン原料の質量装入量を調節することによって、周波数を範囲内に維持し、インゴットを引き抜く速度は一定とした。なお、溶融の間、シリコン原料の質量装入量は、原料の変数、とりわけ粒径の偶発的変動及びフィーダーの精度に応じて毎分０．４０ｋｇ〜０．４５ｋｇの範囲内で調節した。インゴットが成長する際に熱応力を軽減するために、インゴットをアニールチャンバ内でアニールし、制御条件下で冷却する。インダクタの一定の供給出力及びインゴットを引き抜く一定の速度に起因して、結晶化の最前部が或る単一の高さで安定となる。結果として、多結晶シリコンインゴットにおける結晶成長の最適条件が作り出される。また、インダクタの上面より２５ｍｍ下の融液表面位置で、所与の粒径を有する原料から製造されるインゴットを引き抜く速度が最大となる。これは、インダクタと融液表面帯域との電磁結合によって実現される。アニール及び制御冷却後に、多結晶シリコンインゴットをアニールチャンバから取り出し、ブロックに切断し、その後これから、太陽電池の製造に使用するためのウエハを切り取る。
多結晶シリコンインゴットを製造する方法の効率は毎時２５．７ｋｇである。このように製造されたインゴットの粒子の断面サイズは、ウエハ粒径にかかる太陽電池製造業者の規格を満たすものである。
実施例２
実施例１に記載の方法と同様の方法で、誘導溶融法により多結晶シリコンインゴットを得た。インダクタの供給出力及びシリコン原料の粒径は、実施例１のものと同様にした。シリコン原料の質量装入量は毎分０．３ｋｇに設定し、インゴットを引き抜く速度は毎分１．２ｍｍに設定し、融液表面位置はインダクタの上面より５ｍｍ下に設定した。インダクタの供給動作周波数は１６．９ｋＨｚとした。溶融の間は、１６．９±０．０５ｋＨｚの範囲に維持されるインダクタの供給動作周波数によって、融液表面を同じ高さに保持した。シリコン原料の質量装入量を調節することによって、周波数を範囲内に維持し、インゴットを引き抜く速度は一定とした。なお、溶融の間、シリコン原料の質量装入量は、原料の変数、とりわけ粒径の偶発的変動及びフィーダーの精度に応じて毎分０．３２ｋｇ〜０．３７ｋｇの範囲内で調節した。
実施例１に記載の方法と同様の方法で、誘導溶融法により多結晶シリコンインゴットを得た。インダクタの供給出力及びシリコン原料の粒径は、実施例１のものと同様にした。シリコン原料の質量装入量は毎分０．３ｋｇに設定し、インゴットを引き抜く速度は毎分１．２ｍｍに設定し、融液表面位置はインダクタの上面より５ｍｍ下に設定した。インダクタの供給動作周波数は１６．９ｋＨｚとした。溶融の間は、１６．９±０．０５ｋＨｚの範囲に維持されるインダクタの供給動作周波数によって、融液表面を同じ高さに保持した。シリコン原料の質量装入量を調節することによって、周波数を範囲内に維持し、インゴットを引き抜く速度は一定とした。なお、溶融の間、シリコン原料の質量装入量は、原料の変数、とりわけ粒径の偶発的変動及びフィーダーの精度に応じて毎分０．３２ｋｇ〜０．３７ｋｇの範囲内で調節した。
多結晶シリコンインゴットを製造する方法の効率は毎時２０．６ｋｇである。このように製造されたインゴットの粒子の断面サイズは、ウエハ粒径にかかる太陽電池製造業者の規格を満たすものである。
実施例３
実施例１に記載の方法と同様の方法で、誘導溶融法により多結晶シリコンインゴットを得た。インダクタの供給出力及びシリコン原料の粒径は、実施例１のものと同様にした。シリコン原料の質量装入量は毎分０．４ｋｇに設定し、インゴットを引き抜く速度は毎分１．３ｍｍに設定し、融液表面位置はインダクタの上面より１０ｍｍ下に設定した。インダクタの供給電流は４６５０Ａとした。溶融の間は、４６５０±５Ａの範囲に維持されるインダクタの供給電流によって、融液表面を同じ高さに保持した。シリコン原料の質量装入量を調節することによって、電流を範囲内に維持し、インゴットを引き抜く速度は一定とした。なお、溶融の間、シリコン原料の質量装入量は、原料の変数、とりわけ粒径の偶発的変動及びフィーダーの精度に応じて毎分０．３５ｋｇ〜０．４０ｋｇの範囲内で調節した。
実施例１に記載の方法と同様の方法で、誘導溶融法により多結晶シリコンインゴットを得た。インダクタの供給出力及びシリコン原料の粒径は、実施例１のものと同様にした。シリコン原料の質量装入量は毎分０．４ｋｇに設定し、インゴットを引き抜く速度は毎分１．３ｍｍに設定し、融液表面位置はインダクタの上面より１０ｍｍ下に設定した。インダクタの供給電流は４６５０Ａとした。溶融の間は、４６５０±５Ａの範囲に維持されるインダクタの供給電流によって、融液表面を同じ高さに保持した。シリコン原料の質量装入量を調節することによって、電流を範囲内に維持し、インゴットを引き抜く速度は一定とした。なお、溶融の間、シリコン原料の質量装入量は、原料の変数、とりわけ粒径の偶発的変動及びフィーダーの精度に応じて毎分０．３５ｋｇ〜０．４０ｋｇの範囲内で調節した。
多結晶シリコンインゴットを製造する方法の効率は毎時２２．３ｋｇである。このように製造されたインゴットの粒子の断面サイズは、ウエハ粒径にかかる太陽電池製造業者の規格を満たすものである。
本発明は、多結晶シリコンの生産高の増大、及びより品質の高い、太陽電池の製造に好適な多結晶シリコンインゴットの鋳造を確実なものとする。
Claims (3)
- インダクタで囲まれる冷却るつぼの溶融チャンバ内にシリコン原料を装入すること、融液表面を形成すること、前記インダクタの供給出力パラメータをモニタリングしながら溶融すること、及び、制御冷却条件下で多結晶シリコンインゴットを引き抜くことを含む、誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法であって、溶融の間、前記インダクタの上面よりも下であるが、その高さの上から１／３よりも下ではない融液表面位置をもたらすように、前記シリコン原料の質量装入量及び前記インゴットを引き抜く速度を設定し、前記融液表面を同じ高さに保持することを特徴とする、誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法。
- 前記インダクタの供給出力パラメータの１つを所定範囲内に維持することによって、前記融液表面位置を同じ高さに保持することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記所定範囲内に維持する前記インダクタの供給出力パラメータの１つが、動作周波数、電圧又は電流であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200908864 | 2009-08-25 | ||
| UAA200908864A UA95131C2 (uk) | 2009-08-25 | 2009-08-25 | Спосіб одержання зливків мультикристалічного кремнію індукційним методом |
| PCT/UA2010/000053 WO2011025468A1 (en) | 2009-08-25 | 2010-08-20 | Process for production of multicrystalline silicon ingots by induction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013503100A JP2013503100A (ja) | 2013-01-31 |
| JP5675814B2 true JP5675814B2 (ja) | 2015-02-25 |
Family
ID=42938501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012526694A Expired - Fee Related JP5675814B2 (ja) | 2009-08-25 | 2010-08-20 | 誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9284661B2 (ja) |
| EP (1) | EP2470693B8 (ja) |
| JP (1) | JP5675814B2 (ja) |
| KR (1) | KR101511826B1 (ja) |
| CN (1) | CN102549200B (ja) |
| ES (1) | ES2442625T3 (ja) |
| UA (1) | UA95131C2 (ja) |
| WO (1) | WO2011025468A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103194803B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-11-04 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 适用于高温氧化物晶体生长的辅助监测系统 |
| NO336720B1 (no) * | 2013-09-09 | 2015-10-26 | Elkem Solar As | Fremgangsmåte for forbedring av effektiviteten av solceller. |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572812A (en) * | 1984-08-13 | 1986-02-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Energy | Method and apparatus for casting conductive and semiconductive materials |
| JP2630417B2 (ja) * | 1988-04-15 | 1997-07-16 | 住友シチックス株式会社 | シリコン鋳造装置 |
| JP3000109B2 (ja) | 1990-09-20 | 2000-01-17 | 株式会社住友シチックス尼崎 | 高純度シリコン鋳塊の製造方法 |
| JPH04338195A (ja) * | 1991-05-13 | 1992-11-25 | Osaka Titanium Co Ltd | シリコン鋳造方法 |
| DE4318184A1 (de) | 1993-06-01 | 1994-12-08 | Wacker Chemitronic | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Einkristallen |
| DE19607098C2 (de) * | 1996-02-24 | 1999-06-17 | Ald Vacuum Techn Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum gerichteten Erstarren einer Schmelze aus Silizium zu einem Block in einem bodenlosen metallischen Kaltwandtiegel |
| EP1254861B1 (en) | 2000-12-28 | 2008-01-30 | Sumco Corporation | Silicon continuous casting method |
| JP4664967B2 (ja) * | 2005-02-17 | 2011-04-06 | Ｓｕｍｃｏソーラー株式会社 | シリコン鋳造装置およびシリコン基板の製造方法 |
| JP2007019209A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Sumco Solar Corp | 太陽電池用多結晶シリコンおよびその製造方法 |
| JP2007051026A (ja) | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Sumco Solar Corp | シリコン多結晶の鋳造方法 |
| WO2007020706A1 (ja) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Sumco Solar Corporation | シリコン電磁鋳造装置およびその操作方法 |
-
2009
- 2009-08-25 UA UAA200908864A patent/UA95131C2/uk unknown
-
2010
- 2010-08-20 WO PCT/UA2010/000053 patent/WO2011025468A1/en active Application Filing
- 2010-08-20 JP JP2012526694A patent/JP5675814B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-20 KR KR20127005894A patent/KR101511826B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2010-08-20 CN CN201080037571.2A patent/CN102549200B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-20 ES ES10760133.8T patent/ES2442625T3/es active Active
- 2010-08-20 US US13/390,279 patent/US9284661B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-20 EP EP10760133.8A patent/EP2470693B8/en not_active Not-in-force
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120059529A (ko) | 2012-06-08 |
| EP2470693B8 (en) | 2014-02-26 |
| KR101511826B1 (ko) | 2015-04-13 |
| UA95131C2 (uk) | 2011-07-11 |
| ES2442625T3 (es) | 2014-02-12 |
| EP2470693B1 (en) | 2013-10-16 |
| JP2013503100A (ja) | 2013-01-31 |
| EP2470693A1 (en) | 2012-07-04 |
| CN102549200A (zh) | 2012-07-04 |
| US20120137473A1 (en) | 2012-06-07 |
| CN102549200B (zh) | 2014-05-14 |
| WO2011025468A1 (en) | 2011-03-03 |
| US9284661B2 (en) | 2016-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101974779B (zh) | 一种制备<110>区熔硅单晶的方法 | |
| JP5831436B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
| CN103343387B (zh) | 一种多晶硅铸锭炉及其铸锭方法 | |
| CN103849928A (zh) | 一种多片式导模法蓝宝石晶片生长工艺 | |
| CN107460539A (zh) | 一种加热器及应用该加热器的单晶硅生产方法 | |
| CN103572363A (zh) | 用于生产锭料的设备和方法 | |
| JP5163386B2 (ja) | シリコン融液形成装置 | |
| CN103726105A (zh) | 钛宝石晶体生长装置及其生长方法 | |
| CN103422165A (zh) | 一种多晶硅及其制备方法 | |
| JP5675814B2 (ja) | 誘導法により多結晶シリコンインゴットを製造する方法 | |
| US20140190398A1 (en) | System for manufacturing a crystalline material by directional crystallization provided with an additional lateral heat source | |
| JP5861770B2 (ja) | 多結晶シリコンおよびその鋳造方法 | |
| CN104480527A (zh) | 一种多晶硅铸锭炉全功率控制铸锭工艺 | |
| CN103397378A (zh) | 多晶硅锭的制备方法 | |
| CN102817071A (zh) | 防热辐射直拉多或单晶硅制备工艺 | |
| CN108823638A (zh) | 太阳能电池用大尺寸硅锭的制备方法 | |
| EP2376244A1 (en) | Process for producing multicrystalline silicon ingots by the induction method and apparatus for carrying out the same | |
| CN106012007B (zh) | 一种强制对流生长晶体硅的方法及其装置 | |
| CN103966660A (zh) | 一种准单晶硅锭生长方法 | |
| CN103352248B (zh) | 多晶硅的结晶工艺和多晶硅的铸锭工艺 | |
| JP7106978B2 (ja) | 結晶育成装置及び単結晶の製造方法 | |
| JP2013511468A (ja) | 半導体材料から単結晶を製造する方法および装置 | |
| CN108291328B (zh) | 单晶硅的制造方法 | |
| WO2011104796A1 (ja) | 太陽電池用多結晶シリコン | |
| KR101339151B1 (ko) | 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130716 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131120 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140630 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140718 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20140723 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140723 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141209 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5675814 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |