JP7329051B2 - シリコンのインゴット、シリコンのブロック、シリコンの基板および太陽電池 - Google Patents

シリコンのインゴット、シリコンのブロック、シリコンの基板および太陽電池 Download PDF

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Description

本開示は、シリコンのインゴット、シリコンのブロック、シリコンの基板および太陽電池に関する。
多結晶のシリコン基板を用いた太陽電池（多結晶シリコン型太陽電池ともいう）は、比較的高い変換効率を有し、大量生産が容易である。
この多結晶シリコン型太陽電池に用いられる多結晶のシリコン基板は、一般的にキャスト成長法を用いてシリコンのインゴットを製造し、このインゴットからシリコンのブロックを切り出し、さらにこのブロックを薄切りにすることで得られる。キャスト成長法は、シリコン融液を用いて、鋳型内において鋳型の底部から上方に向かって多結晶シリコンのバルクを成長させる方法である。
ところで、近年、キャスト成長法の一種としてモノライクキャスト法が開発されている（例えば、特許第５４８６１９０号明細書およびDongli Hu, Shuai Yuan, Liang He, Hongrong Chen, Yuepeng Wan, Xuegong Yu, Deren Yang著、「Higher quality mono-like cast silicon with induced grain boundaries」、Solar Energy Materials & Solar Cells 140 (2015) 121-125の記載を参照）。このモノライクキャスト法によれば、シリコン融液を用いて、鋳型の底部上に配置した種結晶を起点として上方に向けて結晶粒を成長させることで、種結晶の結晶方位を引き継いだ擬似的な単結晶（擬似単結晶ともいう）のシリコンを形成することができる。そして、例えば、この擬似単結晶のシリコンの基板を太陽電池に適用すれば、多結晶シリコン型太陽電池よりも変換効率が向上することが期待される。
シリコンのインゴット、シリコンのブロック、シリコンの基板および太陽電池が開示される。
本開示のシリコンのインゴットの一態様は、第１面と、該第１面とは逆側に位置している第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続している状態で前記第２面から前記第１面に向かう第１方向に沿って位置している第３面と、を有するシリコンのインゴットである。該シリコンのインゴットは、前記第１方向に垂直である第２方向において順に隣接している、第１擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１中間領域と、第２擬似単結晶領域と、を備えている。前記第２方向において、前記第１擬似単結晶領域の第１の幅および前記第２擬似単結晶領域の第２の幅のそれぞれは、前記第１中間領域の第３の幅よりも大きい。前記第１擬似単結晶領域と前記第１中間領域との第１境界および前記第２擬似単結晶領域と前記第１中間領域との第２境界のそれぞれが対応粒界を有する。前記第１擬似単結晶領域、前記第２擬似単結晶領域および前記１つ以上の擬似単結晶領域のそれぞれにおける前記第１方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位である。前記第１境界および前記第２境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている。
本開示のシリコンのブロックの一態様は、第４面と、該第４面とは逆側に位置している第５面と、前記第４面と前記第５面とを接続している状態で前記第５面から前記第４面に向かう第１方向に沿って位置している第６面と、を有するシリコンのブロックである。該シリコンのブロックは、前記第１方向に垂直な第２方向において順に隣接している、第１Ａ擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１Ａ中間領域と、第２Ａ擬似単結晶領域と、を備えている。前記第２方向において、前記第１Ａ擬似単結晶領域の第１Ａの幅および前記第２Ａ擬似単結晶領域の第２Ａの幅のそれぞれは、前記第１Ａ中間領域の第３Ａの幅よりも大きい。前記第１Ａ擬似単結晶領域と前記第１Ａ中間領域との第１Ａ境界および前記第２Ａ擬似単結晶領域と前記第１Ａ中間領域との第２Ａ境界のそれぞれが対応粒界を有する。前記第１Ａ擬似単結晶領域、前記第２Ａ擬似単結晶領域および前記１つ以上の擬似単結晶領域のそれぞれにおける前記第１方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位である。前記第１Ａ境界および前記第２Ａ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている。
本開示のシリコンの基板の一態様は、第７面と、該第７面とは逆側に位置している第８面と、前記第７面と前記第８面とを接続している状態で前記第８面から前記第７面に向かう第１方向に沿って位置している第９面と、を有するシリコンの基板である。該シリコンの基板は、前記第１方向に垂直である第２方向において順に隣接している、第１Ｂ擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１Ｂ中間領域と、第２Ｂ擬似単結晶領域と、を備えている。前記第２方向において、前記第１Ｂ擬似単結晶領域の第１Ｂの幅および前記第２Ｂ擬似単結晶領域の第２Ｂの幅のそれぞれは、前記第１Ｂ中間領域の第３Ｂの幅よりも大きい。前記第１Ｂ擬似単結晶領域と前記第１Ｂ中間領域との第１Ｂ境界および前記第２Ｂ擬似単結晶領域と前記第１Ｂ中間領域との第２Ｂ境界のそれぞれが対応粒界を有する。前記第１Ｂ擬似単結晶領域、前記第２Ｂ擬似単結晶領域および前記１つ以上の擬似単結晶領域のそれぞれにおける前記第１方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位である。前記第１Ｂ境界および前記第２Ｂ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている。
本開示の太陽電池の一態様は、上記シリコンの基板と、該シリコンの基板の上に位置している複数の電極と、を備えている。
図１は、第１製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図２は、第２製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図３は、第１製造装置を用いたシリコンインゴットの製造工程の一例を示す流れ図である。 図４は、第１製造装置の鋳型の内壁に離型材が塗布された状態における鋳型およびその周辺部分の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図５（ａ）は、第１製造装置の鋳型の底部に種結晶が配された状態における鋳型およびその周辺部分の仮想的な切断面部の一例を示す図である。図５（ｂ）は、第１製造装置の鋳型の底部に種結晶が配された状態における鋳型の一例を示す平面図である。 図６は、Σ値を説明するための図である。 図７（ａ）は、種結晶の準備方法の一例を示す図である。図７（ｂ）は、種結晶の一例の外観を示す斜視図である。 図８（ａ）は、図５（ａ）のVIII部における鋳型の底部に種結晶が配された状態の鋳型およびその周辺部分の仮想的な切断面部の一例を示す図である。図８（ｂ）は、図５（ａ）のVIII部における鋳型の底部に種結晶が配された状態の鋳型およびその周辺部分の仮想的な切断面部の他の一例を示す図である。 図９は、坩堝内にシリコン塊が充填された状態における第１製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１０は、坩堝から鋳型内にシリコン融液が注がれている状態における第１製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１１は、鋳型内でシリコン融液が一方向に凝固している状態における第１製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１２は、第２製造装置を用いたシリコンインゴットの製造工程の一例を示す流れ図である。 図１３は、鋳型の内壁に離型材が塗布された状態における第２製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１４（ａ）は、鋳型の底部に種結晶が配された状態における第２製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。図１４（ｂ）は、第２製造装置の鋳型の底部に種結晶が配された状態における鋳型の一例を示す平面図である。 図１５は、鋳型内にシリコン塊が充填された状態における第２製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１６は、鋳型内でシリコン塊が溶融された状態における第２製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１７は、鋳型内でシリコン融液が一方向に凝固している状態における第２製造装置の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図１８（ａ）は、第１変形例に係るシリコンインゴットの製造工程の第２工程において鋳型の底部に種結晶が配された状態における鋳型の一例を示す平面図である。図１８（ｂ）は、第２変形例に係るシリコンインゴットの製造工程の第２工程において鋳型の底部に種結晶が配された状態における鋳型の一例を示す平面図である。 図１９（ａ）は、図１９（ｂ）のXIXａ－XIXａ線に沿った第１実施形態に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のXIXｂ－XIXｂ線に沿った第１実施形態に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。 図２０（ａ）は、図２０（ｂ）のXXａ－XXａ線に沿った第１変形例に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のXXｂ－XXｂ線に沿った第１変形例に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。 図２１（ａ）は、図２１（ｂ）のXXIａ－XXIａ線に沿った第２変形例に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のXXIｂ－XXIｂ線に沿った第２変形例に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。 図２２（ａ）は、図２２（ｂ）のXXIIａ－XXIIａ線に沿った第１実施形態に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のXXIIb－XXIIb線に沿った第１実施形態に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。 図２３（ａ）は、図２３（ｂ）のXXIIIａ－XXIIIａ線に沿った第１変形例に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。図２３（ｂ）は、図２３（ａ）のXXIIIb－XXIIIb線に沿った第１変形例に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。 図２４（ａ）は、図２４（ｂ）のXXIVａ－XXIVａ線に沿った第２変形例に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。図２４（ｂ）は、図２４（ａ）のXXIVb－XXIVb線に沿った第２変形例に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。 図２５（ａ）は、シリコンブロックが切断される位置の一例を示す正面図である。図２５（ｂ）は、シリコンブロックが切断される位置の一例を示す平面図である。 図２６（ａ）は、第４小シリコンブロックの一例を示す正面図である。図２６（ｂ）は、第４小シリコンブロックの一例を示す平面図である。 図２７（ａ）は、第１実施形態に係るシリコン基板の一例を示す正面図である。図２７（ｂ）は、第１実施形態に係るシリコン基板の一例を示す平面図である。 図２８（ａ）は、第１変形例に係るシリコン基板の一例を示す正面図である。図２８（ｂ）は、第１変形例に係るシリコン基板の一例を示す平面図である。 図２９（ａ）は、第２変形例に係るシリコン基板の一例を示す正面図である。図２９（ｂ）は、第２変形例に係るシリコン基板の一例を示す平面図である。 図３０は、第１実施形態に係る太陽電池素子の受光面側の外観の一例を示す平面図である。 図３１は、第１実施形態に係る太陽電池素子の非受光面側の外観の一例を示す平面図である。 図３２は、図３０および図３１のXXXII－XXXII線に沿った第１実施形態に係る太陽電池素子の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図３３（ａ）は、図３０のXXXIIIa部における第１実施形態に係る太陽電池素子の受光面側の外観の一例を示す平面図である。図３３（ｂ）は、図３３（ａ）のXXXIIIb－XXXIIIb線に沿った太陽電池素子の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図３４（ａ）は、図３０のXXXIIIa部に対応する一参考例に係る太陽電池素子の受光面側の外観の一例を示す平面図である。図３４（ｂ）は、図３４（ａ）のXXXIVb－XXXIVb線に沿った太陽電池素子の仮想的な切断面部の一例を示す図である。 図３５（ａ）は、図１９（ｂ）のXIXa－XIXa線に沿った第３変形例に係るシリコンインゴットの断面の一例を示す断面図である。図３５（ｂ）は、図２２（ｂ）のXXIIa－XXIIa線に沿った第３変形例に係るシリコンブロックの断面の一例を示す断面図である。
多結晶のシリコン基板を用いた太陽電池（多結晶シリコン型太陽電池）は、例えば、比較的高い変換効率を有し、大量生産にも適している。また、シリコンは、例えば、地球上に大量に存在している酸化シリコンから得られる。さらに、多結晶のシリコン基板は、例えば、キャスト法で得られたシリコンのインゴットから切り出されたシリコンのブロックの薄切りによって比較的容易に得られる。このため、多結晶シリコン型太陽電池は、長年にわたって太陽電池の全生産量において高いシェアを占め続けている。
ところで、太陽電池の変換効率を向上させるためには、例えば、多結晶のシリコン基板よりも単結晶のシリコン基板を用いる方が有利であると考えられる。
そこで、例えば、シリコン融液を用いて、鋳型の底部上に配置した種結晶を起点として上方に向けて結晶粒を成長させるモノライクキャスト法によって、擬似的な単結晶（擬似単結晶）の領域を有するシリコンのインゴットを製造することが考えられる。擬似単結晶は、種結晶の結晶方位を受け継いで一方向に成長することで形成されたものである。この擬似単結晶には、例えば、ある程度の数の転位が存在していてもよいし、粒界が存在していてもよい。
このモノライクキャスト法では、例えば、一般的なキャスト法と同様に、シリコンのインゴットを製造する際に、鋳型内の側壁を起点とした歪みおよび欠陥が生じやすく、シリコンのインゴットの外周部分は、欠陥が多く存在している状態になりやすい。このため、例えば、シリコンのインゴットのうちの外周部分を切り落としてシリコンのブロックを形成した上で、このシリコンのブロックを薄切りにすることで、欠陥の少ない高品質のシリコン基板を得ることが考えられる。ここでは、例えば、底面および上面の面積が大きくなるようにシリコンのインゴットの大型化を図ることで、シリコンのインゴットにおいて切り落とされる外周部が占める割合を減じることができる。その結果、例えば、シリコンのインゴットの生産性を向上させることができる。
ところが、例えば、鋳型内の底部上に配置するための種結晶の大型化を図ることは容易でない。このため、シリコンのインゴットの大型化を図るために、例えば、鋳型内の底部上に、複数の種結晶を並べた上で、シリコン融液を用いて、鋳型内において鋳型の底部側から上方に向かってシリコンの擬似単結晶を成長させることが考えられる。
しかしながら、例えば、複数の種結晶が相互に隣接している箇所およびその箇所の近傍の部分を起点として上方に向かって成長させたシリコンの擬似単結晶の部分には、多くの欠陥が生じ得る。これにより、シリコンのインゴット、シリコンのブロックおよびシリコンの基板において、欠陥の増大による品質の低下が生じ得る。
そこで、本開示の発明者らは、シリコンのインゴット、シリコンのブロック、シリコンの基板および太陽電池について、品質を向上させることができる技術を創出した。
これについて、以下、第１実施形態およびその変形例について図面を参照しつつ説明する。図面においては同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。図面は模式的に示されたものである。図１、図２、図４から図５（ｂ）、図８（ａ）から図１１および図１３から図３５（ｂ）には、それぞれ右手系のＸＹＺ座標系が付されている。このＸＹＺ座標系では、鋳型１２１、シリコンインゴットＩｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂおよびシリコンブロックＢｋ１，Ｂｋ１ａ，Ｂｋ１ｂの高さ方向ならびにシリコン基板１，１ａ，１ｂの厚さ方向が＋Ｚ方向とされている。また、このＸＹＺ座標系では、鋳型１２１、シリコンインゴットＩｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂ、シリコンブロックＢｋ１，Ｂｋ１ａ，Ｂｋ１ｂおよびシリコン基板１，１ａ，１ｂのそれぞれの１つの幅方向が＋Ｘ方向とされ、＋Ｘ方向と＋Ｚ方向との両方に直交する方向が＋Ｙ方向とされている。
＜１．第１実施形態＞
＜１－１．シリコンインゴットの製造装置＞
第１実施形態に係るシリコンのインゴット（シリコンインゴットともいう）Ｉｎ１（図１９（ａ）および図１９（ｂ）を参照）の製造装置は、例えば、第１方式の製造装置（第１製造装置ともいう）１００１および第２方式の製造装置（第２製造装置ともいう）１００２などを含む。第１製造装置１００１および第２製造装置１００２は、何れも、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に配置した種結晶部を起点として結晶粒を成長させるモノライクキャスト法によって、擬似単結晶の領域（擬似単結晶領域ともいう）を有するシリコンインゴットＩｎ１を製造するための装置である。
＜１－１－１．第１製造装置＞
第１製造装置１００１について、図１を参照しつつ説明する。第１製造装置１００１は、坩堝１１１から鋳型１２１内に注いだ溶融状態のシリコンの液（シリコン融液ともいう）を鋳型１２１内で凝固させる方式（注湯方式ともいう）で、シリコンインゴットを製造する製造装置である。
図１で示されるように、第１製造装置１００１は、例えば、上部ユニット１１０１と、下部ユニット１２０１と、制御部１３０１と、を備えている。
上部ユニット１１０１は、例えば、坩堝１１１と、第１上部ヒータＨ１ｕと、側部ヒータＨ１ｓと、を有する。下部ユニット１２０１は、例えば、鋳型１２１と、鋳型保持部１２２と、冷却板１２３と、回転軸１２４と、第２上部ヒータＨ２ｕと、下部ヒータＨ２ｌと、第１測温部ＣＨＡと、第２測温部ＣＨＢと、を有する。坩堝１１１および鋳型１２１の素材には、例えば、シリコンの融点以上の温度において、溶融、変形、分解およびシリコンとの反応が生じにくく、不純物の含有量が低減された素材が適用される。
坩堝１１１は、例えば、本体部１１１ｂを有する。本体部１１１ｂは、全体が有底の略円筒形状の構成を有する。ここで、坩堝１１１は、例えば、第１内部空間１１１ｉと、上部開口部（第１上部開口部ともいう）１１１ｕｏと、を有する。第１内部空間１１１ｉは、本体部１１１ｂによって囲まれた状態にある空間である。例えば、第１上部開口部１１１ｕｏは、第１内部空間１１１ｉが坩堝１１１外の上方の空間に接続するように開口している状態にある部分である。また、例えば、本体部１１１ｂは、この本体部１１１ｂの底部を貫通している下部開口部１１１ｂｏ、を有する。本体部１１１ｂの素材には、例えば、石英ガラスなどが適用される。第１上部ヒータＨ１ｕは、例えば、第１上部開口部１１１ｕｏの真上において平面視で円環状に位置している。側部ヒータＨ１ｓは、例えば、本体部１１１ｂを側方から囲むように平面視で円環状に位置している。
例えば、第１製造装置１００１を用いてシリコンインゴットＩｎ１を製造する際には、上部ユニット１１０１において、坩堝１１１の第１内部空間１１１ｉに、第１上部開口部１１１ｕｏからシリコンインゴットＩｎ１の原料である固体状態の複数のシリコンの塊（シリコン塊ともいう）が充填される。このシリコン塊は、例えば、粉末状態のシリコン（シリコン粉末ともいう）を含んでいてもよい。この第１内部空間１１１ｉに充填されたシリコン塊は、例えば、第１上部ヒータＨ１ｕおよび側部ヒータＨ１ｓによる加熱によって溶融される。そして、例えば、下部開口部１１１ｂｏ上に設けられたシリコン塊が加熱によって溶融されることで、第１内部空間１１１ｉ内の溶融したシリコン融液ＭＳ１（図１０を参照）が下部開口部１１１ｂｏを介して下部ユニット１２０１の鋳型１２１に向けて注がれる。ここで、上部ユニット１１０１では、例えば、坩堝１１１に下部開口部１１１ｂｏが設けられず、坩堝１１１が傾斜されることで、坩堝１１１内から鋳型１２１内に向けてシリコン融液ＭＳ１が注がれてもよい。
鋳型１２１は、全体が有底の筒状の構成を有する。鋳型１２１は、例えば、底部１２１ｂと、側壁部１２１ｓと、を有する。ここで、鋳型１２１は、例えば、第２内部空間１２１ｉと、上部開口部（第２上部開口部ともいう）１２１ｏと、を有する。例えば、第２内部空間１２１ｉは、底部１２１ｂおよび側壁部１２１ｓによって囲まれた状態にある空間である。例えば、第２上部開口部１２１ｏは、第２内部空間１２１ｉが鋳型１２１外の上方の空間に接続するように開口している状態にある部分である。換言すれば、例えば、第２上部開口部１２１ｏは、第１方向としての＋Ｚ方向に開口している状態にある。第２上部開口部１２１ｏは、例えば、鋳型１２１の＋Ｚ方向の端部に位置している。底部１２１ｂおよび第２上部開口部１２１ｏの形状には、例えば、正方形状の形状が適用される。そして、底部１２１ｂおよび第２上部開口部１２１ｏの一辺は、例えば、３００ミリメートル（ｍｍ）から８００ｍｍ程度とされる。第２上部開口部１２１ｏは、例えば、坩堝１１１から第２内部空間１２１ｉ内へのシリコン融液ＭＳ１の注入を受け付けることができる。ここで、側壁部１２１ｓおよび底部１２１ｂの素材には、例えば、シリカなどが適用される。さらに、側壁部１２１ｓは、例えば、炭素繊維強化炭素複合材料と、断熱材としてのフェルトと、が組み合わされることで構成されてもよい。
また、図１で示されるように、第２上部ヒータＨ２ｕは、例えば、鋳型１２１の第２上部開口部１２１ｏの真上において環状に位置している。環状には、例えば、円環状、三角環状、四角環状または多角環状などが適用される。下部ヒータＨ２ｌは、例えば、鋳型１２１の側壁部１２１ｓの＋Ｚ方向における下部から上部にかけた部分を側方から囲むように環状に位置している。下部ヒータＨ２ｌは、例えば、複数の領域に分割されて、各領域の温度が独立して制御されてもよい。
鋳型保持部１２２は、例えば、鋳型１２１を下方から保持している状態で鋳型１２１の底部１２１ｂの下面と密着するように位置している。鋳型保持部１２２の素材には、例えば、グラファイトなどの伝熱性の高い素材が適用される。ここで、例えば、鋳型保持部１２２と、鋳型１２１のうちの側壁部１２１ｓと、の間に断熱部が位置していてもよい。この場合には、例えば、側壁部１２１ｓよりも底部１２１ｂから、鋳型保持部１２２を介して冷却板１２３に優先的に熱が伝えられ得る。断熱部の素材には、例えば、フェルトなどの断熱材が適用される。
冷却板１２３は、例えば、回転軸１２４の回転によって上昇または下降を行うことができる。例えば、冷却板１２３は、回転軸１２４の回転によって上昇することで、鋳型保持部１２２の下面に接触することができる。また、例えば、冷却板１２３は、回転軸１２４の回転によって下降することで、鋳型保持部１２２の下面から離れることができる。換言すれば、冷却板１２３は、例えば、鋳型保持部１２２の下面に対して離接可能に位置している。ここで、冷却板１２３が鋳型保持部１２２の下面に接触することを「接地」ともいう。冷却板１２３には、例えば、中空の金属板などの内部に水またはガスが循環する構造を有するものが適用される。第１製造装置１００１を用いてシリコンインゴットＩｎ１を製造する際には、例えば、鋳型１２１の第２内部空間１２１ｉ内にシリコン融液ＭＳ１を充填させた状態で、冷却板１２３を鋳型保持部１２２の下面に接触させることで、シリコン融液ＭＳ１の抜熱を行うことができる。このとき、シリコン融液ＭＳ１の熱は、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂと、鋳型保持部１２２と、を介して冷却板１２３に伝わる。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１は、冷却板１２３によって底部１２１ｂ側から冷却される。
第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢは、例えば、温度を計測することができる。ただし、例えば、第２測温部ＣＨＢは無くてもよい。第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢは、例えば、アルミナ製または炭素製の細い管で被覆された熱電対などによって温度に係る測定が可能である。そして、例えば、制御部１３０１などが有する温度検知部において、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢのそれぞれで生じる電圧に応じた温度が検出される。ここで、第１測温部ＣＨＡは、例えば、下部ヒータＨ２ｌの近傍に位置している。第２測温部ＣＨＢは、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂの中央部の下面付近に位置している。
制御部１３０１は、例えば、第１製造装置１００１における全体の動作を制御することができる。制御部１３０１は、例えば、プロセッサ、メモリおよび記憶部などを有する。この制御部１３０１は、例えば、記憶部内に格納されているプログラムを、プロセッサによって実行することで、各種制御を行うことができる。例えば、制御部１３０１によって、第１上部ヒータＨ１ｕ、第２上部ヒータＨ２ｕ、側部ヒータＨ１ｓおよび下部ヒータＨ２ｌの出力が制御される。制御部１３０１は、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢを用いて得られる温度および時間の経過の少なくとも一方に応じて、第１上部ヒータＨ１ｕ、第２上部ヒータＨ２ｕ、側部ヒータＨ１ｓおよび下部ヒータＨ２ｌの出力を制御することができる。また、制御部１３０１は、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢを用いて得られる温度および時間の経過の少なくとも一方に応じて、回転軸１２４による冷却板１２３の昇降を制御することができる。これにより、例えば、制御部１３０１は、鋳型保持部１２２の下面に対する冷却板１２３の離接を制御することができる。
＜１－１－２．第２製造装置＞
第２製造装置１００２について、図２を参照しつつ説明する。第２製造装置１００２は、鋳型１２１内において、シリコンインゴットＩｎ１の原料である固体状態の複数のシリコン塊を溶融させることで生成したシリコン融液ＭＳ１を凝固させる方式（鋳型内溶解方式ともいう）で、シリコンインゴットＩｎ１を製造する製造装置である。
図２で示されるように、第２製造装置１００２は、例えば、本体ユニット１２０２と、制御部１３０２と、を備えている。
本体ユニット１２０２は、例えば、鋳型１２１と、鋳型保持部１２２と、冷却板１２３と、回転軸１２４と、伝熱部１２５と、鋳型支持機構１２６と、側部ヒータＨ２２と、第１測温部ＣＨＡと、第２測温部ＣＨＢと、を有する。ここでは、上述した第１製造装置１００１と同様な構成および機能を有する部分には、同一の名称および同一の符号が付されている。以下では、第２製造装置１００２のうちの第１製造装置１００１とは構成および機能が異なる部分について説明する。
伝熱部１２５は、例えば、鋳型保持部１２２の下部に対して連結された状態にある。伝熱部１２５は、例えば、鋳型保持部１２２の下部に対して連結された状態にある複数本の部材（伝熱部材ともいう）を有する。複数本の伝熱部材には、例えば、４本の伝熱部材が適用される。伝熱部材の素材には、例えば、グラファイトなどの伝熱性の高い素材が適用される。ここでは、例えば、冷却板１２３は、回転軸１２４の回転によって上昇することで、伝熱部１２５の下部に接触することができる。また、例えば、冷却板１２３は、回転軸１２４の回転によって下降することで、伝熱部１２５の下部から離れることができる。換言すれば、冷却板１２３は、例えば、伝熱部１２５の下部に対して離接可能に位置している。より具体的には、冷却板１２３は、例えば、各伝熱部材の下部に対して離接可能に位置している。ここでは、冷却板１２３が伝熱部１２５の下部に接触することを「接地」ともいう。第２製造装置１００２を用いてシリコンインゴットＩｎ１を製造する際には、例えば、鋳型１２１の第２内部空間１２１ｉ内にシリコン融液ＭＳ１を充填させた状態で、冷却板１２３を伝熱部１２５の下部に接触させることで、シリコン融液ＭＳ１の抜熱を行うことができる。このとき、シリコン融液ＭＳ１の熱は、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂと、鋳型保持部１２２と、伝熱部１２５と、を介して冷却板１２３に伝わる。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１は、冷却板１２３によって底部１２１ｂ側から冷却される。
側部ヒータＨ２２は、例えば、鋳型１２１の側壁部１２１ｓの＋Ｚ方向における下部から上部にかけた部分を側方から囲むように平面視で環状に位置している。側部ヒータＨ２２の近傍には、例えば、第１測温部ＣＨＡが位置している。側部ヒータＨ２２は、例えば、複数の領域に分割されて、各領域の温度が独立して制御されてもよい。
鋳型支持機構１２６は、例えば、鋳型保持部１２２を下方から支持している状態にある。鋳型支持機構１２６は、例えば、鋳型保持部１２２を下方から支持するようにこの鋳型保持部１２２に対してそれぞれ連結された状態にある複数本のロッドを有する。複数本のロッドは、例えば、ボールねじ機構またはエアシリンダーなどの昇降機構によって上下方向に移動可能である。このため、鋳型支持機構１２６は、鋳型保持部１２２を介して鋳型１２１を昇降させることができる。
制御部１３０２は、例えば、第２製造装置１００２における全体の動作を制御することができる。制御部１３０２は、例えば、プロセッサ、メモリおよび記憶部などを有する。この制御部１３０２は、例えば、記憶部内に格納されているプログラムを、プロセッサによって実行することで、各種制御を行うことができる。例えば、制御部１３０２によって、側部ヒータＨ２２の出力、回転軸１２４による冷却板１２３の昇降および鋳型支持機構１２６による鋳型１２１の昇降が制御される。制御部１３０２は、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢを用いて得られる温度および時間の経過の少なくとも一方に応じて、側部ヒータＨ２２の出力および伝熱部１２５の下部に対する冷却板１２３の離接を制御することができる。ここで、制御部１３０２は、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢのそれぞれで生じる電圧に応じた温度を検出することが可能な温度検知部を有する。
＜１－２．シリコンインゴットの製造方法＞
＜１－２－１．第１製造装置を用いたシリコンインゴットの製造方法＞
第１製造装置１００１を用いたシリコンインゴットＩｎ１の製造方法について、図３から図１１を参照しつつ説明する。この第１製造装置１００１を用いたシリコンインゴットＩｎ１の製造方法では、例えば、図３で示されるように、ステップＳｐ１の第１工程と、ステップＳｐ２の第２工程と、ステップＳｐ３の第３工程と、ステップＳｐ４の第４工程と、がこの記載の順に行われる。これにより、例えば、結晶方位が揃った高品質のシリコンインゴットＩｎ１が簡便に製造される。図４、図５および図８（ａ）から図１１には、各工程における坩堝１１１および鋳型１２１の双方の状態あるいは鋳型１２１の状態が示されている。
＜＜第１工程（ステップＳｐ１）＞＞
ステップＳｐ１の第１工程では、上述した第１製造装置１００１を準備する。この第１製造装置１００１は、例えば、第１方向としての＋Ｚ方向に開口している第２上部開口部１２１ｏを有する鋳型１２１を含む。
＜＜第２工程（ステップＳｐ２）＞＞
ステップＳｐ２の第２工程では、例えば、上記第１工程で準備した鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓを配置する。ここでは、第２工程において、ステップＳｐ２１、ステップＳｐ２２およびステップＳｐ２３の３工程がこの記載の順に行われる。
ステップＳｐ２１では、例えば、図４で示されるように、鋳型１２１の内壁面上に、離型材の塗布によって離型材の層（離型材層ともいう）Ｍｒ１を形成する。この離型材層Ｍｒ１の存在によって、例えば、鋳型１２１内でシリコン融液ＭＳ１が凝固する際に鋳型１２１の内壁面にシリコンインゴットＩｎ１が融着しにくくなる。離型材層Ｍｒ１の材料には、例えば、窒化珪素、炭化珪素および酸化珪素などのうちの１種以上の材料が適用される。離型材層Ｍｒ１は、例えば、窒化珪素、炭化珪素および酸化珪素の１種以上の材料を含むスラリーが、鋳型１２１の内壁面に塗布またはスプレーなどによってコーティングされることで、形成され得る。スラリーは、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの有機バインダと溶剤とを主に含む溶液中に、窒化珪素、炭化珪素および酸化珪素のうちの１種の材料または２種以上の材料の混合物の粉末を添加することで生成された溶液を攪拌することで生成される。
ステップＳｐ２２では、図５（ａ）および図５（ｂ）で示されるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、種結晶部群２００ｓを配置する。このとき、例えば、ステップＳｐ２１で鋳型１２１の内壁面上に形成した離型材層Ｍｒ１を乾燥させる際に、種結晶部群２００ｓを離型材層Ｍｒ１に貼り付けてもよい。
ここで、例えば、種結晶部群２００ｓの第１方向としての＋Ｚ方向に向いている各上面の面方位が、ミラー指数における（１００）であれば、種結晶部群２００ｓが容易に製造され得る。また、例えば、後述するシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際における結晶成長の速度が向上し得る。また、種結晶部群２００ｓの上面の形状は、例えば、図５（ｂ）で示されるように、平面視した場合に、矩形状または正方形状とされる。また、種結晶部群２００ｓの厚さは、例えば、坩堝１１１から鋳型１２１内にシリコン融液ＭＳ１が注入される際に、種結晶部群２００ｓが、底部１２１ｂまで溶けない程度の厚さとされる。具体的には、種結晶部群２００ｓの厚さは、例えば、５ｍｍから７０ｍｍ程度とされる。また、種結晶部群２００ｓの厚さは、例えば、１０ｍｍから３０ｍｍ程度であってもよい。
ここでは、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の底面積の大型化による鋳造効率の向上および種結晶の大型化の難しさなどが考慮されて、底部１２１ｂ上に複数の種結晶を含む種結晶部群２００ｓを配置する。種結晶部群２００ｓは、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と、第２種結晶部Ｓｄ２と、第１中間種結晶部Ｃｓ１と、を含む。具体的には、例えば、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、第１種結晶部Ｓｄ１と、第１中間種結晶部Ｃｓ１と、第２種結晶部Ｓｄ２と、を第１方向としての＋Ｚ方向に垂直である第２方向としての＋Ｘ方向においてこの記載の順に隣接するように配置する。換言すれば、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間に、第１中間種結晶部Ｃｓ１を配置する。第１種結晶部Ｓｄ１および第２種結晶部Ｓｄ２のそれぞれは、単結晶シリコンで構成されている部分（単に種結晶部ともいう）である。第１中間種結晶部Ｃｓ１は、１つ以上の単結晶シリコンを含む部分（単に中間種結晶部ともいう）である。また、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれは、例えば、－Ｚ方向に向いて平面視した場合に矩形状の外形を有する。ただし、この外形は矩形状に限定されない。
そして、ここでは、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１種結晶部Ｓｄ１の幅（第１種幅ともいう）Ｗｓ１および第２種結晶部Ｓｄ２の幅（第２種幅ともいう）Ｗｓ２よりも、第１中間種結晶部Ｃｓ１の幅（第３種幅ともいう）Ｗｓ３の方が小さい。換言すれば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１種幅Ｗｓ１および第２種幅Ｗｓ２のそれぞれは、第３種幅Ｗｓ３よりも大きい。ここで、例えば、底部１２１ｂの内壁面が、一辺の長さが３５０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、第１種幅Ｗｓ１および第２種幅Ｗｓ２のそれぞれは、例えば、５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされる。第３種幅Ｗｓ３は、例えば、５ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
第１種結晶部Ｓｄ１および第２種結晶部Ｓｄ２のそれぞれには、例えば、板状またはブロック状の単結晶シリコンが適用される。第１中間種結晶部Ｃｓ１には、例えば、１つ以上の棒状の単結晶シリコンが適用される。換言すれば、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれに、同じ材料の単結晶シリコンが適用される。ここで、第１中間種結晶部Ｃｓ１は、例えば、第１方向としての＋Ｚ方向および第２方向としての＋Ｘ方向の双方に直交する第３方向としての＋Ｙ方向に沿った長手方向を有する。この第１中間種結晶部Ｃｓ１は、例えば、１つの単結晶シリコンであってもよいし、第３方向としての＋Ｙ方向に並ぶように位置している２つ以上の単結晶シリコンを有していてもよいし、第２方向としての＋Ｘ方向に並ぶように位置している２つ以上の単結晶シリコンを有していてもよい。
ここで、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を第１回転角度関係とする。また、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転角度関係を第２回転角度関係とする。この場合には、ステップＳｐ２２において、例えば、第１回転角度関係および第２回転角度関係のそれぞれが、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係となるように、種結晶部群２００ｓを配置する。「対応粒界」とは、粒界を挟んで隣接する、同一の結晶格子を有する２つの結晶粒が、共通する結晶方位を回転軸として相対的に回転した関係を有する場合に、この２つの結晶粒に共通した結晶格子の位置が規則的に並んだ格子点を形成している粒界のことをいう。この対応粒界を挟んで隣接する２つの結晶粒を第１結晶粒と第２結晶粒とした場合に、対応粒界において第１結晶粒の結晶格子がＮ個の格子点ごとに第２結晶粒の結晶格子の格子点と共通していれば、この格子点の出現周期を示すＮを、対応粒界の「Σ値」という。
この「Σ値」について単純立方格子を例に挙げて説明する。図６では、単純立方格子のミラー指数の（１００）面における格子点Ｌｐ１の位置が、実線Ｌａ１で描かれた互いに直交する複数の縦線と複数の横線との交点で示されている。図６の例では、単純立方格子の単位格子（第１単位格子ともいう）Ｕｃ１は、太い実線で囲まれた正方形の部分である。図６には、単純立方格子をミラー指数における［１００］方位に沿った結晶軸を回転軸として時計回りに３６．５２度（３６．５２°）回転させた後の単純立方格子のミラー指数の（１００）面における格子点Ｌｐ２の位置が、破線Ｌａ２で描かれた互いに直交する複数の直線の交点で示されている。ここでは、回転前の格子点Ｌｐ１と回転後の格子点Ｌｐ２とが重なり合う点（対応格子点ともいう）Ｌｐ１２が周期的に生じる。図６では、周期的な複数の対応格子点Ｌｐ１２の位置に黒丸が付されている。図６の例では、複数の対応格子点Ｌｐ１２で構成される格子（対応格子ともいう）における単位格子（対応単位格子ともいう）Ｕｃ１２は、太い破線で囲まれた正方形の部分である。ここで、実線Ｌａ１の交点で格子点Ｌｐ１の位置が示された回転前の単純立方格子（第１格子ともいう）と、破線Ｌａ２の交点で格子点Ｌｐ２の位置が示された回転後の単純立方格子（第２格子ともいう）と、の間における対応度（対応格子点の密度）を示す指標として、Σ値が用いられる。ここでは、Σ値は、例えば、図６で示される対応単位格子Ｕｃ１２の面積Ｓ１２を第１単位格子Ｕｃ１の面積Ｓ１で除することで算出され得る。具体的には、Σ値＝（対応単位格子の面積）／（第１単位格子の面積）＝（Ｓ１２）／（Ｓ１）の計算式によってΣ値が算出され得る。図６の例では、算出されるΣ値は５となる。このようにして算出されるΣ値は、粒界を挟んで隣接する、所定の回転角度関係を有している第１格子と第２格子との間における対応度を示す指標として使用され得る。すなわち、Σ値は、粒界を挟んで隣接する所定の回転角度関係を有しており且つ同一の結晶格子を有する２つの結晶粒の間における対応度を示す指標として使用され得る。
ここでは、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係には、例えば、１度から３度程度の誤差が許容され得る。この誤差は、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１を準備する際に切断で生じる誤差、ならびに第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１を配置する際に生じる誤差などを含む。これらの誤差は、例えば、後述するシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際に緩和され得る。
ここで、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１の第１方向としての＋Ｚ方向に向いている各上面の面方位が、ミラー指数における（１００）である場合を想定する。別の観点から言えば、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞である場合を想定する。
この場合には、対応粒界には、例えば、Σ値が５の対応粒界、Σ値が１３の対応粒界、Σ値が１７の対応粒界、Σ値が２５の対応粒界およびΣ値が２９の対応粒界のうちの何れか１つの対応粒界が適用される。Σ値が５の対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係は、例えば、３６度から３７度程度であり、３５度から３８度程度であってもよい。Σ値が１３の対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係は、例えば、２２度から２３度程度であり、２１度から２４度程度であってもよい。Σ値が１７の対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係は、例えば、２６度から２７度程度であり、２５度から２８度程度であってもよい。Σ値が２５の対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係は、例えば、１６度から１７度程度であり、１５度から１８度程度であってもよい。Σ値が２９の対応粒界（ランダム粒界ともいう）に対応する単結晶シリコンの回転角度関係は、例えば、４３度から４４度程度であり、４２度から４５度程度であってもよい。第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１の各結晶方位は、Ｘ線回折法または電子後方散乱回折（Electron Back Scatter Diffraction Patterns：ＥＢＳＤ）法などを用いた測定で確認され得る。
ここでは、例えば、シリコンの結晶のミラー指数における面方位が（１００）である上面が第１方向としての＋Ｚ方向に向くように、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１を配置することが考えられる。これにより、例えば、後述するシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際における結晶成長の速度が向上し得る。その結果、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれを起点として上方に向けて結晶粒を成長させることで形成される、擬似単結晶が容易に得られる。したがって、シリコンインゴットＩｎ１の品質を容易に向上させることができる。
第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれは、例えば、次のようにして準備され得る。まず、例えば、図７（ａ）で示されるように、チョクラルスキー（ＣＺ）法において単結晶シリコンを成長させる方向に沿ったミラー指数の結晶方位を＜１００＞とすることで、円柱状の単結晶シリコンの塊（単結晶シリコン塊ともいう）Ｍｃ０を得る。ここで、単結晶シリコン塊Ｍｃ０が、ミラー指数における面方位が（１００）である上面Ｐｕ０と、ミラー指数における面方位が（１１０）である特定の線状領域Ｌｎ０が存在している外周面Ｐｐ０と、を有する場合を想定する。この場合には、次に、図７（ａ）で示されるように、単結晶シリコン塊Ｍｃ０の外周面Ｐｐ０に存在している線状領域Ｌｎ０を基準として、単結晶シリコン塊Ｍｃ０を切断する。図７（ａ）には、単結晶シリコン塊Ｍｃ０が切断される位置（被切断位置ともいう）が細い二点鎖線Ｌｎ１で仮想的に描かれている。ここでは、単結晶シリコン塊Ｍｃ０から、例えば、図７（ｂ）で示されるように、ミラー指数における面方位が（１００）である矩形状の板面Ｐｂ０をそれぞれ有する複数の単結晶シリコンの板（単結晶シリコン板ともいう）Ｂｄ０を切り出すことができる。この複数の単結晶シリコン板Ｂｄ０は、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１および第２種結晶部Ｓｄ２として使用され得る。また、図７（ｂ）で示されるように、例えば、二点鎖線Ｌｎ２で仮想的に描かれた被切断位置に沿って単結晶シリコン板Ｂｄ０を切断することで、単結晶シリコン板Ｂｄ０から棒状の単結晶シリコン（単結晶シリコン棒ともいう）Ｓｔ０を切り出すことができる。このとき、単結晶シリコン板Ｂｄ０の板面Ｐｂ０の４辺と、被切断位置を示す二点鎖線Ｌｎ２と、が成す角度が、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度とされる。ここで得られる単結晶シリコン棒Ｓｔ０は、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１を構成する１つの単結晶シリコンとして使用され得る。
また、ここでは、図８（ａ）で示されるように、例えば、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、第２方向としての＋Ｘ方向において微小な幅（第１微小幅ともいう）Ｄｔ１の空間（第１微小空間ともいう）Ｓｅ１を空けて第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１とを配置する。また、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において微小な幅（第２微小幅ともいう）Ｄｔ２の空間（第２微小空間ともいう）Ｓｅ２を空けて第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２とを配置する。ここで、第１微小幅Ｄｔ１および第２微小幅Ｄｔ２としては、例えば、１００マイクロメートル（μｍ）から５００μｍ程度に設定される。
また、ここでは、図８（ｂ）で示されるように、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との間の第１微小空間Ｓｅ１の第２方向としての＋Ｘ方向における幅が、第１方向としての＋Ｚ方向に行くほど若干拡がるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１とが配置されてもよい。また、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間の第２微小空間Ｓｅ２の第２方向としての＋Ｘ方向における幅が、第１方向としての＋Ｚ方向に行くほど若干拡がるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２とが配置されてもよい。ここで、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１の上面を第１上面Ｕｓ１とし、第２種結晶部Ｓｄ２の上面を第２上面Ｕｓ２とし、第１中間種結晶部Ｃｓ１の上面を第３上面Ｕｓ３とする。この場合には、例えば、第１上面Ｕｓ１と第３上面Ｕｓ３とが小さな角度（第１小角度ともいう）θ１を成すように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１とを配置する。また、例えば、第２上面Ｕｓ２と第３上面Ｕｓ３とが小さな角度（第２小角度ともいう）θ２を成すように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２とを配置する。ここで、第１小角度θ１および第２小角度θ２は、それぞれ１度から３度程度に設定される。このような配置は、例えば、鋳型１２１内の底部１２１ｂおよびこの底部１２１ｂ上に塗布される離型材層Ｍｒ１のうちの少なくとも一方が第１方向としての＋Ｚ方向に向けて僅かに突出するような凸形状とされることで、実現され得る。
ところで、例えば、鋳型１２１内の下部の領域において、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置された単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓの上に、固体状態のシリコン塊が配されてもよい。このシリコン塊には、例えば、比較的細かいブロック状のシリコンの塊が適用される。
ステップＳｐ２３では、図９で示されるように、坩堝１１１の第１内部空間１１１ｉにシリコン塊ＰＳ０が導入される。ここでは、例えば、坩堝１１１内の下部の領域から上部の領域に向けてシリコン塊ＰＳ０が充填される。このとき、例えば、シリコンインゴットＩｎ１においてドーパントとなる元素がシリコン塊ＰＳ０と混合される。シリコン塊ＰＳ０には、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の原料としてのポリシリコンの塊が適用される。ポリシリコンの塊には、例えば、比較的細かいブロック状のシリコンの塊が適用される。ここで、ｐ型のシリコンインゴットＩｎ１を製造する場合には、ドーパントとなる元素には、例えば、ホウ素またはガリウムなどが適用される。ｎ型のシリコンインゴットＩｎ１を製造する場合には、ドーパントとなる元素には、例えば、リンなどが適用される。また、ここでは、例えば、坩堝１１１の下部開口部１１１ｂｏの上を塞ぐように閉塞用のシリコン塊（閉塞用シリコン塊ともいう）ＰＳ１が充填される。これにより、例えば、第１内部空間１１１ｉから下部開口部１１１ｂｏに至る経路が塞がれる。
ここで、例えば、次の第３工程が開始される前には、鋳型保持部１２２の下面に冷却板１２３が接地されていない状態に設定されてもよい。
＜＜第３工程（ステップＳｐ３）＞＞
ステップＳｐ３の第３工程では、例えば、上記第２工程において鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置した単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓをシリコンの融点付近まで昇温した状態で、鋳型１２１内へシリコン融液ＭＳ１を注入する。具体的には、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１をシリコンの融点付近まで昇温した状態で、鋳型１２１内へシリコン融液ＭＳ１を注入する。
第３工程では、例えば、図１０で示されるように、鋳型１２１の上方および側方に配置された第２上部ヒータＨ２ｕおよび下部ヒータＨ２ｌによって、シリコンの種結晶部群２００ｓを、シリコンの融点である１４１４℃付近まで昇温する。ここで、例えば、上記第２工程において、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置された単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓの上に、固体状態のシリコン塊が配されていれば、このシリコン塊が溶融されてもよい。ここでは、種結晶部群２００ｓが鋳型１２１の底部１２１ｂに密着しているため、種結晶部群２００ｓから底部１２１ｂへの熱伝達によって種結晶部群２００ｓは溶解せずに残存する。
また、第３工程では、例えば、図１０で示されるように、坩堝１１１内に配されたシリコン塊ＰＳ０が加熱によって溶融され、坩堝１１１内にシリコン融液ＭＳ１が貯留された状態となる。ここでは、例えば、坩堝１１１の上方および側方に配置された第１上部ヒータＨ１ｕおよび側部ヒータＨ１ｓによって、シリコン塊ＰＳ０をシリコンの融点を超える１４１４℃から１５００℃程度の温度域まで加熱して、シリコン融液ＭＳ１とする。図１０では、ヒータによる加熱が斜線のハッチングを付した矢印で描かれている。このとき、坩堝１１１の下部開口部１１１ｂｏの上を塞いでいる閉塞用シリコン塊ＰＳ１が加熱されることで、閉塞用シリコン塊ＰＳ１が溶融する。この閉塞用シリコン塊ＰＳ１を溶融させるためのヒータが存在していてもよい。閉塞用シリコン塊ＰＳ１の溶融により、坩堝１１１の第１内部空間１１１ｉから下部開口部１１１ｂｏに至る経路が開通した状態となる。その結果、例えば、坩堝１１１内のシリコン融液ＭＳ１が、下部開口部１１１ｂｏを介して鋳型１２１内に注がれる。これにより、例えば、図１０で示されるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置された単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓの上面がシリコン融液ＭＳ１で覆われている状態となる。
また、第３工程では、例えば、図１０で示されるように、鋳型保持部１２２の下面に冷却板１２３を接地させる。これにより、例えば、鋳型１２１内のシリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２を介した冷却板１２３への抜熱が開始される。図１０には、冷却板１２３の上昇を示す実線の矢印と、シリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２を介した冷却板１２３への熱の移動を示す白抜きの矢印と、が付されている。ここで、鋳型保持部１２２の下面に冷却板１２３が接地されるタイミング（接地タイミングとも言う）には、例えば、坩堝１１１内から鋳型１２１内にシリコン融液ＭＳ１を注ぎ始めた時点から予め設定された所定時間が経過したタイミングが適用され得る。また、接地タイミングには、例えば、坩堝１１１内から鋳型１２１内にシリコン融液ＭＳ１が注がれ始める直前のタイミングが適用されてもよい。接地タイミングは、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢなどの第１製造装置１００１の測温部を用いて検出される温度に応じて制御されてもよい。
＜＜第４工程（ステップＳｐ４）＞＞
ステップＳｐ４の第４工程では、例えば、上記第３工程において鋳型１２１内へ注入されたシリコン融液ＭＳ１に対して、鋳型１２１の底部１２１ｂ側から上方に向かう一方向の凝固（一方向凝固ともいう）を行わせる。
第４工程では、例えば、図１１で示されるように、鋳型１２１内のシリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２を介した冷却板１２３への抜熱によって、鋳型１２１内のシリコン融液ＭＳ１が底部１２１ｂ側から冷却される。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１の底部１２１ｂ側から上方に向かう一方向凝固が行われる。図１１には、シリコン融液ＭＳ１内における熱の移動を示す太い破線の矢印と、シリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２を介した冷却板１２３への熱の移動を示す白抜きの矢印と、が付されている。ここでは、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢなどを用いて検出される温度に応じて、鋳型１２１の上方および側方に配置された第２上部ヒータＨ２ｕおよび下部ヒータＨ２ｌの出力が制御される。図１１では、ヒータによる加熱が斜線のハッチングを付した矢印で描かれている。ここでは、例えば、第２上部ヒータＨ２ｕおよび下部ヒータＨ２ｌの付近の温度を、シリコンの融点の近傍程度の温度に保持する。これにより、例えば、鋳型１２１の側方からのシリコンの結晶成長が生じにくく、上方としての＋Ｚ方向への単結晶シリコンの結晶成長が生じやすい。ここで、例えば、下部ヒータＨ２ｌが複数の部分に分割されていれば、第２上部ヒータＨ２ｕと分割された下部ヒータＨ２ｌの一部とでシリコン融液ＭＳ１を加熱し、分割された下部ヒータＨ２ｌの他の一部ではシリコン融液ＭＳ１を加熱しないようにしてもよい。
この第４工程では、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固をゆっくりと進行させることで、鋳型１２１内においてシリコンインゴットＩｎ１が製造される。このとき、例えば、単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓに含まれる、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれを起点として、擬似単結晶が成長する。
ここでは、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との間の第１回転角度関係を引き継いで、第１種結晶部Ｓｄ１を起点として成長した擬似単結晶と、第１中間種結晶部Ｃｓ１を起点として成長した擬似単結晶と、の境界に対応粒界を含む粒界（第１の機能性粒界ともいう）が生成し得る。換言すれば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界の上方に対応粒界が生成し得る。また、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間の第２回転角度関係を引き継いで、第１中間種結晶部Ｃｓ１を起点として成長した擬似単結晶と、第２種結晶部Ｓｄ２を起点として成長した擬似単結晶と、の境界に対応粒界を含む粒界（第２の機能性粒界ともいう）が生成し得る。換言すれば、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との境界の上方に対応粒界が生成し得る。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、対応粒界が随時形成されるときに歪みが緩和され、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。また、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、第１種結晶部Ｓｄ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間では相対的に転位が生じやすいものの、２つの機能性粒界で転位が消滅しやすく、２つの機能性粒界に挟まれた擬似単結晶領域に転位が閉じ込められやすい。ここで、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１の第１種幅Ｗｓ１および第２種結晶部Ｓｄ２の第２種幅Ｗｓ２のそれぞれよりも、第１中間種結晶部Ｃｓ１の第３種幅Ｗｓ３の方が小さければ、製造されるシリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。
さらに、ここでは、例えば、図８（ａ）または図８（ｂ）で示された、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との間における第１微小空間Ｓｅ１の存在によって、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、第１の機能性粒界が、ＸＹ平面に沿った仮想的な平面上において曲がっているような態様で生成し得る。また、例えば、図８（ａ）または図８（ｂ）で示された、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間における第２微小空間Ｓｅ２の存在によって、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、第２の機能性粒界が、ＸＹ平面に沿った仮想的な平面上において曲がっているような態様で生成し得る。このとき、随時生成される第１の機能性粒界および第２の機能性粒界に曲がりが存在することで、例えば、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなり、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。
このようにして、例えば、製造されるシリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減されれば、シリコンインゴットＩｎ１の品質が向上し得る。
ここで、例えば、上記第２工程において、第１回転角度関係および第２回転角度関係のそれぞれが、ミラー指数における＜１００＞方位に沿った仮想軸を回転軸とした、Σ値が２９の対応粒界に対応する回転角度関係となるように、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１を配置してもよい。この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との境界のそれぞれの上方にΣ値が２９の対応粒界（ランダム粒界）が形成され得る。このとき、例えば、ランダム粒界における歪みの緩和によって欠陥が生じにくい。これにより、例えば、製造されるシリコンインゴットＩｎ１における欠陥がさらに低減され得る。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の品質がさらに向上し得る。
また、ここで、例えば、シリコンインゴットＩｎ１が、第１方向（＋Ｚ方向）とは逆の方向（－Ｚ方向）における一方の端部（第１端部ともいう）を含む第１部分と、第１端部とは反対側の他方の端部（第２端部ともいう）を有する第２部分と、を有していてもよい。シリコンインゴットＩｎ１の第１端部から第２端部までの全長を１００としたときに、第１部分は、例えば、第１端部を基準として０から３０程度の部分であってもよいし、第２部分は、例えば、第１端部を基準として５０程度から１００の部分であってもよい。ここで、例えば、第１部分における対応粒界では、第２部分における対応粒界よりもΣ値が２９の対応粒界（ランダム粒界）の割合が大きくてもよい。これにより、例えば、第１部分において、ランダム粒界における歪みの緩和によって欠陥が生じにくくなっている。このため、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって製造されるシリコンインゴットＩｎ１では、高さ方向において低い第１部分における欠陥が低減され得る。したがって、シリコンインゴットＩｎ１の品質が向上し得る。また、ここでは、第２部分における対応粒界では、第１部分における対応粒界よりもΣ値が５の対応粒界の割合が大きくてもよい。これにより、例えば、第２部分において結晶品質を向上させることができる。また、シリコンインゴットＩｎ１における対応粒界の存在および種類については、電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）法などを用いた測定で確認され得る。ここでは、例えば、Σ値が５である対応粒界とΣ値が２９である対応粒界とが重複して検出される部分については、Σ値が５である対応粒界が存在している部分として扱う。
また、ここで、例えば、上記第２工程において、第２方向としての＋Ｘ方向における第１種結晶部Ｓｄ１の第１種幅Ｗｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２の第２種幅Ｗｓ２とは、同一であっても異なっていてもよい。ここでは、例えば、第１種幅Ｗｓ１と第２種幅Ｗｓ２との組において幅を異ならせた状態とすれば、ＣＺ法などで得た円柱状の単結晶シリコン塊Ｍｃ０から切り出される相互に幅が異なる短冊状の種結晶部を、第１種結晶部Ｓｄ１および第２種結晶部Ｓｄ２として利用することができる。これにより、例えば、高品質のシリコンインゴットＩｎ１を容易に製造することができる。
また、ここで、例えば、図５（ａ）および図５（ｂ）で示されるように、種結晶部群２００ｓの外周部と鋳型１２１の内壁の側面部（内周側面部ともいう）との間に間隙ＧＡ１が存在してもよい。さらに、例えば、間隙ＧＡ１に、種結晶部群２００ｓに隣接するように単結晶シリコンの１つ以上の種結晶（外周部種結晶ともいう）が配置されてもよい。この場合には、例えば、種結晶部群２００ｓの外周部と鋳型１２１の内周側面部との間における環状の間隙ＧＡ１を埋めるように、鋳型１２１の底部１２１ｂの外周部に沿って１つ以上の単結晶が配置され得る。図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、１つ以上の外周部種結晶は、例えば、第１外周部種結晶領域および第２外周部種結晶領域を含み得る。第１外周部種結晶領域は、第１種結晶部Ｓｄ１に隣接している種結晶の領域である。第２外周部種結晶領域は、第２種結晶部Ｓｄ２に隣接している種結晶の領域である。そして、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１外周部種結晶領域との間で、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした回転方向における角度関係が、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係となるように設定される。また、例えば、第２種結晶部Ｓｄ２と第２外周部種結晶領域との間で、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした回転方向における角度関係が、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係となるように設定される。
このような構成が採用されれば、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１外周部種結晶領域との間の回転角度関係を引き継いで、第１種結晶部Ｓｄ１を起点として成長した擬似単結晶と、第１外周部種結晶領域を起点として成長した擬似単結晶と、の境界に対応粒界を含む粒界（機能性粒界）が形成されやすい。換言すれば、第１種結晶部Ｓｄ１と第１外周部種結晶領域との境界の上方に対応粒界が形成され得る。また、例えば、第２種結晶部Ｓｄ２と第２外周部種結晶領域との間の回転角度関係を引き継いで、第２種結晶部Ｓｄ２を起点として成長した擬似単結晶と、第２外周部種結晶領域を起点として成長した擬似単結晶と、の境界に対応粒界を含む粒界（機能性粒界）が形成されやすい。換言すれば、第２種結晶部Ｓｄ２と第２外周部種結晶領域との境界の上方に対応粒界が形成され得る。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、対応粒界が随時形成されるときに歪みが緩和され、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。また、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、鋳型１２１の内周側面部を起点として転位が生じても、鋳型１２１の内周側面部に沿って環状に位置している機能性粒界において転位の進展（転位の伝播ともいう）がブロックされ得る。その結果、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１を起点として成長した擬似単結晶および第２種結晶部Ｓｄ２を起点として成長した擬似単結晶における欠陥が低減され得る。換言すれば、製造されるシリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。
ところで、種結晶部群２００ｓは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の種結晶部と、これらの３つ以上の種結晶部のうちの隣り合う２つの種結晶部の間のそれぞれに位置している中間種結晶部と、を含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１の大型化が可能となる。
＜１－２－２．第２製造装置を用いたシリコンインゴットの製造方法＞
第２製造装置１００２を用いたシリコンインゴットＩｎ１の製造方法について、図１２から図１７を参照しつつ説明する。この第２製造装置１００２を用いたシリコンインゴットＩｎ１の製造方法では、例えば、図１２で示されるように、ステップＳｔ１の第１工程と、ステップＳｔ２の第２工程と、ステップＳｔ３の第３工程と、ステップＳｔ４の第４工程と、がこの記載の順に行われる。これにより、例えば、結晶方位が揃った高品質のシリコンインゴットＩｎ１が簡便に製造される。図１３から図１７には、各工程における鋳型１２１の状態が示されている。
＜＜第１工程（ステップＳｔ１）＞＞
ステップＳｔ１の第１工程では、上述した第２製造装置１００２を準備する。この第２製造装置１００２は、例えば、第１方向としての＋Ｚ方向に開口している上部開口部１２１ｏを有する鋳型１２１を含む。
＜＜第２工程（ステップＳｔ２）＞＞
ステップＳｔ２の第２工程では、例えば、上記第１工程で準備した鋳型１２１内の底部上に単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓを配置する。ここでは、第２工程において、ステップＳｔ２１、ステップＳｔ２２およびステップＳｔ２３の３工程がこの記載の順に行われる。
ステップＳｔ２１では、例えば、図１３で示されるように、鋳型１２１の内壁面上に、離型材の塗布によって離型材層Ｍｒ１を形成する。この離型材層Ｍｒ１は、上述した図３のステップＳｐ２１と同様にして形成され得る。
ステップＳｔ２２では、図１４（ａ）および図１４（ｂ）で示されるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に、種結晶部群２００ｓを配置する。ここでは、上述した図３のステップＳｐ２２と同様にして種結晶部群２００ｓが配置され得る。
ステップＳｔ２３では、図１５で示されるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置された単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓの上にシリコン塊ＰＳ０が導入される。ここでは、例えば、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置された単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓの上面から鋳型１２１の上部の領域に向けてシリコン塊ＰＳ０が充填される。このとき、例えば、シリコンインゴットＩｎ１においてドーパントとなる元素がシリコン塊ＰＳ０と混合される。シリコン塊ＰＳ０には、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の原料としてのポリシリコンの塊が適用される。ポリシリコンの塊には、例えば、比較的細かいブロック状のシリコンの塊が適用される。ここで、ｐ型のシリコンインゴットＩｎ１を製造する場合には、ドーパントとなる元素には、例えば、ホウ素またはガリウムなどが適用される。ｎ型のシリコンインゴットＩｎ１を製造する場合には、ドーパントとなる元素には、例えば、リンなどが適用される。ここで、例えば、次の第３工程が開始される前には、鋳型保持部１２２に連結された伝熱部１２５の下部に冷却板１２３が接地されていない状態に設定される。
＜＜第３工程（ステップＳｔ３）＞＞
ステップＳｔ３の第３工程では、例えば、図１６で示されるように、鋳型１２１内において、側部ヒータＨ２２による加熱によって、上記第２工程において配置した種結晶部群２００ｓの上で、シリコン塊ＰＳ０を溶融させてシリコン融液ＭＳ１を生成する。これにより、例えば、鋳型１２１内において、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１の上で、シリコン塊ＰＳ０が溶融されて、シリコン融液ＭＳ１が生成される。ここでは、例えば、側部ヒータＨ２２の出力および鋳型支持機構１２６による鋳型１２１の昇降が適宜制御される。図１６では、ヒータによる加熱が斜線のハッチングを付した矢印で描かれており、冷却板１２３および鋳型１２１の昇降のそれぞれを示す実線の矢印が付されている。また、ここでは、種結晶部群２００ｓは、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂに密着しているため、種結晶部群２００ｓから底部１２１ｂへの熱伝達によって種結晶部群２００ｓは溶解せずに残存し得る。これにより、例えば、図１６で示されるように、鋳型１２１内の底部１２１ｂ上に配置された単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓの上面がシリコン融液ＭＳ１で覆われている状態となる。
また、第３工程では、例えば、図１６で示されるように、伝熱部１２５の下部に冷却板１２３を接地させる。これにより、例えば、鋳型１２１内のシリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２および伝熱部１２５を介した冷却板１２３への抜熱が開始される。ここで、伝熱部１２５の下部に冷却板１２３が接地されるタイミング（接地タイミング）には、例えば、鋳型１２１内でシリコン塊ＰＳ０を溶融させ始めた時点から予め設定された所定時間が経過したタイミングが適用され得る。また、接地タイミングには、例えば、鋳型１２１内でシリコン塊ＰＳ０を溶融させ始める直前のタイミングが適用されてもよい。接地タイミングは、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢなどの第２製造装置１００２の測温部を用いて検出される温度に応じて制御されてもよい。
＜＜第４工程（ステップＳｔ４）＞＞
ステップＳｔ４の第４工程では、例えば、上記第３工程において鋳型１２１内で生成されたシリコン融液ＭＳ１に対して、鋳型１２１の底部１２１ｂ側から上方に向かう一方向の凝固（一方向凝固）を行わせる。
第４工程では、例えば、図１７で示されるように、鋳型１２１内のシリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２および伝熱部１２５を介した冷却板１２３への抜熱によって、鋳型１２１内のシリコン融液ＭＳ１が底部１２１ｂ側から冷却される。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１の底部１２１ｂ側から上方に向かう一方向凝固が行われる。図１７には、シリコン融液ＭＳ１内における熱の移動を示す太い破線の矢印と、シリコン融液ＭＳ１から鋳型保持部１２２および伝熱部１２５を介した冷却板１２３への熱の移動を示す白抜きの矢印と、が付されている。ここでは、例えば、第１測温部ＣＨＡおよび第２測温部ＣＨＢなどを用いて検出される温度に応じて、側部ヒータＨ２２の出力および鋳型支持機構１２６による鋳型１２１の昇降が制御される。図１７では、ヒータによる加熱が斜線のハッチングを付した矢印で描かれており、鋳型１２１の昇降を示す実線の矢印が付されている。ここでは、例えば、側部ヒータＨ２２の付近の温度を、シリコンの融点の近傍程度の温度に保持する。これにより、例えば、鋳型１２１の側方からのシリコンの結晶成長が生じにくく、上方としての＋Ｚ方向への単結晶シリコンの結晶成長が生じやすい。ここで、例えば、側部ヒータＨ２２が複数の部分に分割されていれば、分割された側部ヒータＨ２２の一部でシリコン融液ＭＳ１を加熱し、分割された側部ヒータＨ２２の他の一部ではシリコン融液ＭＳ１を加熱しないようにしてもよい。
この第４工程では、例えば、上述した図３のステップＳｐ４の第４工程と同様に、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固をゆっくりと進行させることで、鋳型１２１内においてシリコンインゴットＩｎ１が製造される。このとき、例えば、単結晶シリコンの種結晶部群２００ｓに含まれる、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれを起点として擬似単結晶が成長する。
ところで、第２製造装置１００２を用いたシリコンインゴットＩｎ１の製造方法の一例においても、例えば、上述した第１製造装置１００１を用いたシリコンインゴットＩｎ１の製造方法の一例と同様に、種結晶部群２００ｓの外周部と鋳型１２１の内周側面部との間に間隙ＧＡ１が存在してもよい。そして、例えば、間隙ＧＡ１に、種結晶部群２００ｓに隣接するように単結晶シリコンの１つ以上の種結晶（外周部種結晶）が配置されてもよい。これにより、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、鋳型１２１の内周側面部を起点として転位が生じても、鋳型１２１の内周側面部に沿って環状に位置するように生成される機能性粒界において転位の進展（転位の伝播ともいう）がブロックされ得る。その結果、例えば、製造されるシリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。また、種結晶部群２００ｓは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の種結晶部と、これらの３つ以上の種結晶部のうちの隣り合う２つの種結晶部の間のそれぞれに位置している中間種結晶部と、を含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１の大型化が可能となる。
＜１－２－３．シリコンインゴットの製造方法の第１変形例＞
第１実施形態に係るシリコンインゴットＩｎ１の製造方法の第２工程において、上記種結晶部群２００ｓが、例えば、図１８（ａ）で示されるように、種結晶部群２００ｓａに変更された、第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａ（図２０（ａ）および図２０（ｂ）参照）の製造方法が採用されてもよい。種結晶部群２００ｓａは、上記種結晶部群２００ｓをベースとして、上述した第１種結晶部Ｓｄ１（図５（ｂ）および図１４（ｂ）参照）が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直であり且つ第２方向としての＋Ｘ方向に交差している第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２中間種結晶部Ｃｓ２および第３種結晶部Ｓｄ３に変更された構成を有する。換言すれば、種結晶部群２００ｓａは、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２種結晶部Ｓｄ２、第３種結晶部Ｓｄ３、第１中間種結晶部Ｃｓ１および第２中間種結晶部Ｃｓ２を含む。
この場合には、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に、図１８（ａ）で示されるように、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２種結晶部Ｓｄ２、第３種結晶部Ｓｄ３、第１中間種結晶部Ｃｓ１および第２中間種結晶部Ｃｓ２を配置する。より具体的には、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上において、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２とを配置し、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接するように、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２と第３種結晶部Ｓｄ３とを配置する。そして、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１のうちの第３方向としての＋Ｙ方向に沿った長手方向の途中の部分に、第２中間種結晶部Ｃｓ２のうちの第２方向としての＋Ｘ方向に沿った長手方向の端部が当接するように、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２中間種結晶部Ｃｓ２とを配置する。換言すれば、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２中間種結晶部Ｃｓ２とを、Ｔ字状に交差するように配置する。また、ここでは、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上において、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第３種結晶部Ｓｄ３と第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２とが配置され得る。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１種結晶部Ｓｄ１ａの幅（第１種幅）Ｗｓ１および第２種結晶部Ｓｄ２の幅（第２種幅）Ｗｓ２よりも、第１中間種結晶部Ｃｓ１の幅（第３種幅）Ｗｓ３の方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１種幅Ｗｓ１および第２種幅Ｗｓ２のそれぞれは、第３種幅Ｗｓ３よりも大きい。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１種結晶部Ｓｄ１ａの幅（第４種幅ともいう）Ｗｓ４および第３種結晶部Ｓｄ３の幅（第５種幅ともいう）Ｗｓ５よりも、第２中間種結晶部Ｃｓ２の幅（第６種幅ともいう）Ｗｓ６の方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４種幅Ｗｓ４および第５種幅Ｗｓ５のそれぞれは、第６種幅Ｗｓ６よりも大きい。
ここで、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第１回転角度関係とする。また、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第２回転角度関係とする。第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第３回転角度関係とする。また、例えば、第２中間種結晶部Ｃｓ２と第３種結晶部Ｓｄ３との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第４回転角度関係とする。この場合には、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１との間における第１回転角度関係、第１中間種結晶部Ｃｓ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間における第２回転角度関係、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との間における第３回転角度関係および第２中間種結晶部Ｃｓ２と第３種結晶部Ｓｄ３との間における第４回転角度関係のそれぞれが、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係となるように、種結晶部群２００ｓａを配置する。ここでは、例えば、第３種結晶部Ｓｄ３と第１中間種結晶部Ｃｓ１との間における回転角度関係が、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係となり得る。
このような第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造方法によれば、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２種結晶部Ｓｄ２、第３種結晶部Ｓｄ３、第１中間種結晶部Ｃｓ１および第２中間種結晶部Ｃｓ２をそれぞれ起点としたシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって擬似単結晶を成長させる際に、対応粒界をそれぞれ含む第１の機能性粒界、第２の機能性粒界、第３の機能性粒界および第４の機能性粒界を形成することができる。ここで、例えば、第１の機能性粒界は、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界の上方に形成され得る。例えば、第２の機能性粒界は、第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界の上方に形成され得る。例えば、第３の機能性粒界は、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との境界の上方に形成され得る。例えば、第４の機能性粒界は、第３種結晶部Ｓｄ３と第２中間種結晶部Ｃｓ２との境界の上方に形成され得る。その結果、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、対応粒界が随時形成されつつ、歪みが緩和され得る。また、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２種結晶部Ｓｄ２との間および第１種結晶部Ｓｄ１ａと第３種結晶部Ｓｄ３との間の各領域の上方では、相対的に転位が生じやすいものの、２つの機能性粒界が形成される際に転位が消滅しやすく、２つの機能性粒界に挟まれた擬似単結晶領域に転位が閉じ込められやすい。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの品質が向上し得る。
さらに、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１との間および第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との間のそれぞれに、図８（ａ）または図８（ｂ）で示した第１微小空間Ｓｅ１と同様な微小空間を存在させてもよい。この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、第１の機能性粒界および第３の機能性粒界が、それぞれＸＹ平面に沿った仮想的な平面上において曲がっているような態様で生成し得る。また、例えば、第２種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との間および第３種結晶部Ｓｄ３と第２中間種結晶部Ｃｓ２との間のそれぞれに、図８（ａ）または図８（ｂ）で示した第２微小空間Ｓｅ２と同様な微小空間を存在させてもよい。この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、第２の機能性粒界および第４の機能性粒界が、それぞれＸＹ平面に沿った仮想的な平面上において曲がっているような態様で生成し得る。ここで、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、随時生成される第１の機能性粒界、第２の機能性粒界、第３の機能性粒界および第４の機能性粒界のそれぞれに曲がりが存在することで、色々な方向の歪みが各機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積のさらなる増加によって歪みが吸収され易くなる。これにより、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａにおける欠陥が低減され得る。
ところで、種結晶部群２００ｓａは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の種結晶部と、これらの３つ以上の種結晶部のうちの隣り合う２つの種結晶部の間のそれぞれに位置している中間種結晶部と、を含んでいてもよい。さらに、種結晶部群２００ｓａは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の種結晶部と、これらの３つ以上の種結晶部のうちの隣り合う２つの種結晶部の間のそれぞれに位置している中間種結晶部と、を含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１ａの大型化が可能となる。
＜１－２－４．シリコンインゴットの製造方法の第２変形例＞
第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造方法の第２工程において、上記種結晶部群２００ｓａが、例えば、図１８（ｂ）で示されるように、種結晶部群２００ｓｂに変更された、第２変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ｂ（図２１（ａ）および図２１（ｂ）参照）の製造方法が採用されてもよい。種結晶部群２００ｓｂは、上記種結晶部群２００ｓａをベースとして、上述した第２種結晶部Ｓｄ２（図１８（ａ）参照）が、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第２種結晶部Ｓｄ２ｂ、第３中間種結晶部Ｃｓ３および第４種結晶部Ｓｄ４に変更され、第１中間種結晶部Ｃｓ１が、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２種結晶部Ｓｄ２ｂとの間に位置している第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂと、第３種結晶部Ｓｄ３と第４種結晶部Ｓｄ４との間に位置している第４中間種結晶部Ｃｓ４と、に変更された構成を有する。換言すれば、種結晶部群２００ｓｂは、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２種結晶部Ｓｄ２ｂ、第３種結晶部Ｓｄ３、第４種結晶部Ｓｄ４、第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂ、第２中間種結晶部Ｃｓ２、第３中間種結晶部Ｃｓ３および第４中間種結晶部Ｃｓ４を含む。
この場合には、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に、図１８（ｂ）で示されるように、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２種結晶部Ｓｄ２ｂ、第３種結晶部Ｓｄ３、第４種結晶部Ｓｄ４、第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂ、第２中間種結晶部Ｃｓ２、第３中間種結晶部Ｃｓ３および第４中間種結晶部Ｃｓ４を配置する。より具体的には、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上において、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂと第２種結晶部Ｓｄ２ｂとを配置する。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接するように、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２と第３種結晶部Ｓｄ３とを配置する。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接するように、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第３中間種結晶部Ｃｓ３と第４種結晶部Ｓｄ４とを配置する。また、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第３種結晶部Ｓｄ３と第４中間種結晶部Ｃｓ４と第４種結晶部Ｓｄ４とを配置する。そして、図１８（ｂ）の例では、第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂおよび第４中間種結晶部Ｃｓ４で構成される部分と、第２中間種結晶部Ｃｓ２および第３中間種結晶部Ｃｓ３で構成される部分と、が十字状に交差するように位置している。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１種結晶部Ｓｄ１ａの幅（第１種幅）Ｗｓ１および第２種結晶部Ｓｄ２ｂの幅（第２種幅）Ｗｓ２よりも、第１中間種結晶部Ｃｓ１の幅（第３種幅）Ｗｓ３の方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１種幅Ｗｓ１および第２種幅Ｗｓ２のそれぞれは、第３種幅Ｗｓ３よりも大きい。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１種結晶部Ｓｄ１ａの幅（第４種幅）Ｗｓ４および第３種結晶部Ｓｄ３の幅（第５種幅）Ｗｓ５よりも、第２中間種結晶部Ｃｓ２の幅（第６種幅）Ｗｓ６の方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４種幅Ｗｓ４および第５種幅Ｗｓ５のそれぞれは、第６種幅Ｗｓ６よりも大きい。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第２種結晶部Ｓｄ２ｂの幅（第７種幅ともいう）Ｗｓ７および第４種結晶部Ｓｄ４の幅（第８種幅ともいう）Ｗｓ８よりも、第３中間種結晶部Ｃｓ３の幅（第９種幅ともいう）Ｗｓ９の方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第７種幅Ｗｓ７および第８種幅Ｗｓ８のそれぞれは、第９種幅Ｗｓ９よりも大きい。また、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第３種結晶部Ｓｄ３の幅（第１０種幅ともいう）Ｗｓ１０および第４種結晶部Ｓｄ４の幅（第１１種幅ともいう）Ｗｓ１１よりも、第４中間種結晶部Ｃｓ４の幅（第１２種幅ともいう）Ｗｓ１２の方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１０種幅Ｗｓ１０および第１１種幅Ｗｓ１１のそれぞれは、第１２種幅Ｗｓ１２よりも大きい。
ここで、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂとの間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第１回転角度関係とする。また、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂと第２種結晶部Ｓｄ２ｂとの間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第２回転角度関係とする。また、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第３回転角度関係とする。また、例えば、第２中間種結晶部Ｃｓ２と第３種結晶部Ｓｄ３との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第４回転角度関係とする。また、例えば、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第３中間種結晶部Ｃｓ３との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第５回転角度関係とする。また、例えば、第３中間種結晶部Ｃｓ３と第４種結晶部Ｓｄ４との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第６回転角度関係とする。また、例えば、第３種結晶部Ｓｄ３と第４中間種結晶部Ｃｓ４との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第７回転角度関係とする。また、例えば、第４中間種結晶部Ｃｓ４と第４種結晶部Ｓｄ４との間における、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った仮想軸を中心とした単結晶シリコンの回転方向の角度関係を、第８回転角度関係とする。この場合には、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂとの間における第１回転角度関係、第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂと第２種結晶部Ｓｄ２ｂとの間における第２回転角度関係、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との間における第３回転角度関係、第２中間種結晶部Ｃｓ２と第３種結晶部Ｓｄ３との間における第４回転角度関係、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第３中間種結晶部Ｃｓ３との間における第５回転角度関係、第３中間種結晶部Ｃｓ３と第４種結晶部Ｓｄ４との間における第６回転角度関係、第３種結晶部Ｓｄ３と第４中間種結晶部Ｃｓ４との間における第７回転角度関係および第４中間種結晶部Ｃｓ４と第４種結晶部Ｓｄ４との間における第８回転角度関係のそれぞれが、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係となるように、種結晶部群２００ｓｂを配置する。
このような第２変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造方法によれば、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａ、第２種結晶部Ｓｄ２ｂ、第３種結晶部Ｓｄ３、第４種結晶部Ｓｄ４、第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂ、第２中間種結晶部Ｃｓ２、第３中間種結晶部Ｃｓ３および第４中間種結晶部Ｃｓ４をそれぞれ起点としたシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって擬似単結晶を成長させる際に、対応粒界をそれぞれ含む、第１の機能性粒界、第２の機能性粒界、第３の機能性粒界、第４の機能性粒界、第５の機能性粒界、第６の機能性粒界、第７の機能性粒界および第８の機能性粒界を形成することができる。ここで、例えば、第１の機能性粒界は、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂとの境界の上方に形成され得る。例えば、第２の機能性粒界は、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂとの境界の上方に形成され得る。例えば、第３の機能性粒界は、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との境界の上方に形成され得る。例えば、第４の機能性粒界は、第３種結晶部Ｓｄ３と第２中間種結晶部Ｃｓ２との境界の上方に形成され得る。例えば、第５の機能性粒界は、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第３中間種結晶部Ｃｓ３との境界の上方に形成され得る。例えば、第６の機能性粒界は、第４種結晶部Ｓｄ４と第３中間種結晶部Ｃｓ３との境界の上方に形成され得る。例えば、第７の機能性粒界は、第３種結晶部Ｓｄ３と第４中間種結晶部Ｃｓ４との境界の上方に形成され得る。例えば、第８の機能性粒界は、第４種結晶部Ｓｄ４と第４中間種結晶部Ｃｓ４との境界の上方に形成され得る。その結果、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、対応粒界が随時形成されつつ、歪みが緩和され得る。また、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２種結晶部Ｓｄ２ｂとの間の領域、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第３種結晶部Ｓｄ３との間の領域、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第４種結晶部Ｓｄ４との間の領域、および第３種結晶部Ｓｄ３と第４種結晶部Ｓｄ４との間の領域のそれぞれの上方では、相対的に転位が生じやすいものの、２つの機能性粒界が形成される際に転位が消滅しやすく、２つの機能性粒界に挟まれた擬似単結晶領域に転位が閉じ込められやすい。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂの品質が向上し得る。
さらに、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂとの間、第１種結晶部Ｓｄ１ａと第２中間種結晶部Ｃｓ２との間、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第３中間種結晶部Ｃｓ３との間および第３種結晶部Ｓｄ３と第４中間種結晶部Ｃｓ４との間のそれぞれに、図８（ａ）または図８（ｂ）で示した第１微小空間Ｓｅ１と同様な微小空間を存在させてもよい。この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、第１の機能性粒界、第３の機能性粒界、第５の機能性粒界および第７の機能性粒界が、それぞれＸＹ平面に沿った仮想的な平面上において曲がっているような態様で生成し得る。また、例えば、第２種結晶部Ｓｄ２ｂと第１中間種結晶部Ｃｓ１ｂとの間、第３種結晶部Ｓｄ３と第２中間種結晶部Ｃｓ２との間、第４種結晶部Ｓｄ４と第３中間種結晶部Ｃｓ３との間および第４種結晶部Ｓｄ４と第４中間種結晶部Ｃｓ４との間のそれぞれに、図８（ａ）または図８（ｂ）で示した第２微小空間Ｓｅ２と同様な微小空間を存在させてもよい。この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、第２の機能性粒界、第４の機能性粒界、第６の機能性粒界および第８の機能性粒界が、それぞれＸＹ平面に沿った仮想的な平面上において曲がっているような態様で生成し得る。ここで、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固がゆっくりと進行する際に、随時生成される第１の機能性粒界、第２の機能性粒界、第３の機能性粒界、第４の機能性粒界、第５の機能性粒界、第６の機能性粒界、第７の機能性粒界および第８の機能性粒界のそれぞれに曲がりが存在していれば、色々な方向の歪みが各機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積のさらなる増加によって歪みが吸収され易くなる。これにより、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂにおける欠陥が低減され得る。
ところで、種結晶部群２００ｓｂは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の種結晶部と、これらの３つ以上の種結晶部のうちの隣り合う２つの種結晶部の間のそれぞれに位置している中間種結晶部と、を含んでいてもよい。さらに、種結晶部群２００ｓｂは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の種結晶部と、これらの３つ以上の種結晶部のうちの隣り合う２つの種結晶部の間のそれぞれに位置している中間種結晶部と、を含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの大型化が可能となる。
＜１－３．シリコンインゴット＞
＜１－３－１．シリコンインゴットの構成＞
第１実施形態に係るシリコンインゴットＩｎ１の構成について、図１９（ａ）および図１９（ｂ）を参照しつつ説明する。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、シリコンインゴットＩｎ１の形状は、直方体状である。このシリコンインゴットＩｎ１は、例えば、上述した第１製造装置１００１または第２製造装置１００２を用いた、上述した第１実施形態に係るシリコンインゴットＩｎ１の製造方法によって製造され得る。
図１９（ａ）および図１９（ｂ）で示されるように、シリコンインゴットＩｎ１は、例えば、第１面Ｆ１と、第２面Ｆ２と、第３面Ｆ３と、を有する。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、第１面Ｆ１は、第１方向としての＋Ｚ方向を向いた矩形状または正方形状の面（上面ともいう）である。第２面Ｆ２は、第１面Ｆ１とは逆側に位置している。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、第２面Ｆ２は、第１方向とは逆の第４方向としての－Ｚ方向を向いた矩形状または正方形状の面（下面ともいう）である。第３面Ｆ３は、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２とを接続している状態で第２面Ｆ２から第１面Ｆ１に向かう第１方向としての＋Ｚ方向に沿って位置している。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、第３面Ｆ３は、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った４つの面（側面ともいう）を含む。
このシリコンインゴットＩｎ１は、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１、第２擬似単結晶領域Ａｍ２および第１中間領域Ａｃ１を備えている。ここでは、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１と、第１中間領域Ａｃ１と、第２擬似単結晶領域Ａｍ２とは、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直である第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。第１擬似単結晶領域Ａｍ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２、は、それぞれ擬似単結晶で構成されている領域である。
第１擬似単結晶領域Ａｍ１は、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１を起点としたシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって、第１種結晶部Ｓｄ１の結晶構造および結晶方位を引き継ぐように形成された擬似単結晶の領域（単に擬似単結晶とも称する）である。このため、第１擬似単結晶領域Ａｍ１は、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１に対応する領域と、この第１種結晶部Ｓｄ１に対応する領域の上方に位置している領域と、を含む。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、第１種結晶部Ｓｄ１に対応する領域は、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた矩形状の上面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた矩形状の下面と、を有する直方体状の領域である。そして、第１擬似単結晶領域Ａｍ１は、直方体状の第１種結晶部Ｓｄ１に対応する領域を最下部として含む、直方体状の領域である。
第２擬似単結晶領域Ａｍ２は、例えば、第２種結晶部Ｓｄ２を起点としたシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって、第２種結晶部Ｓｄ２の結晶構造および結晶方位を引き継ぐように形成された擬似単結晶領域である。このため、第２擬似単結晶領域Ａｍ２は、例えば、第２種結晶部Ｓｄ２に対応する領域と、この第２種結晶部Ｓｄ２に対応する領域の上方に位置している領域と、を含む。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、第２種結晶部Ｓｄ２に対応する領域は、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた矩形状の上面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた矩形状の下面と、を有する直方体状の領域である。そして、第２擬似単結晶領域Ａｍ２は、直方体状の第２種結晶部Ｓｄ２に対応する領域を最下部として含む、直方体状の領域である。
第１中間領域Ａｃ１は、１つ以上の擬似単結晶領域を含む領域（単に中間領域ともいう）である。第１中間領域Ａｃ１は、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１を起点としたシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって、第１中間種結晶部Ｃｓ１の結晶構造および結晶方位を引き継ぐように形成された領域である。このため、第１中間領域Ａｃ１は、例えば、第１中間種結晶部Ｃｓ１に対応する領域と、この第１中間種結晶部Ｃｓ１に対応する領域の上方に位置している領域と、を含む。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の例では、第１中間種結晶部Ｃｓ１に対応する領域は、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた細長い矩形状の上面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた細長い矩形状の下面と、を有する棒状の領域である。そして、第１中間領域Ａｃ１は、棒状の第１中間種結晶部Ｃｓ１に対応する領域を最下部として含む、板状の領域である。このため、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１と第１中間領域Ａｃ１との境界（第１境界ともいう）Ｂ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２と第１中間領域Ａｃ１との境界（第２境界ともいう）Ｂ２のそれぞれの形状が、矩形状となっている。
ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１の幅（第１の幅ともいう）Ｗ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２の幅（第２の幅ともいう）Ｗ２のそれぞれは、第１中間領域Ａｃ１の幅（第３の幅ともいう）Ｗ３よりも大きい。ここで、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の第１面Ｆ１および第２面Ｆ２のそれぞれが、一辺の長さが３５０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１の幅Ｗ１および第２の幅Ｗ２は、それぞれ５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされる。また、例えば、第３の幅Ｗ３は、２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
また、ここでは、例えば、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれが、対応粒界を有する。ここで、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２のそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な面の面方位、ならびに第１中間領域Ａｃ１に含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な面の面方位が、ミラー指数における（１００）である場合を想定する。別の観点から言えば、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２のそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位、ならびに第１中間領域Ａｃ１に含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞である場合を想定する。この場合には、対応粒界は、例えば、Σ値が５の対応粒界、Σ値が１３の対応粒界、Σ値が１７の対応粒界、Σ値が２５の対応粒界およびΣ値が２９の対応粒界のうちの少なくとも１つを含む。このような構成を有するシリコンインゴットＩｎ１は、例えば、種結晶部群２００ｓを起点として擬似単結晶を成長させて、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界のそれぞれの上方に対応粒界を形成することで実現され得る。そして、この対応粒界が形成される際に、例えば、歪みの緩和によってシリコンインゴットＩｎ１に欠陥が生じにくくなる。
さらに、ここでは、例えば、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれが、第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコンインゴットＩｎ１が採用されれば、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時生成される対応粒界を有する機能性粒界に曲がりが存在することになる。このとき、例えば、機能性粒界における接線方向が場所によって種々変化している状態となり、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。
ここで、例えば、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の品質が向上し得る。ここでは、波状の第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコンインゴットＩｎ１の上記構成を採用することで、欠陥の低減によってシリコンインゴットＩｎ１の品質が向上し得る。ここで、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いた測定で確認され得る。また、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれがＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、シリコンインゴットＩｎ１をＸＹ平面に沿ってワイヤーソーなどで切断し、その切断面をフッ酸などでエッチングした後に、光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
また、ここでは、例えば、図１９（ａ）および図１９（ｂ）で示されるように、シリコンインゴットＩｎ１は、４つの側面を含む第３面Ｆ３に沿って位置している領域（外周部領域ともいう）Ａ０を有していてもよい。外周部領域Ａ０は、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に鋳型１２１の内周側面部を起点として生じた転位による欠陥を含み得る。この外周部領域Ａ０は、例えば、後述するシリコンブロックＢｋ１（図２２（ａ）および図２２（ｂ）などを参照）およびシリコン基板１（図２７（ａ）および図２７（ｂ）などを参照）を製造する際に、シリコンインゴットＩｎ１から切除される。
また、ここでは、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２のそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位、ならびに第１中間領域Ａｃ１に含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞とされてもよい。このような構成は、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に、上面の面方位がミラー指数における（１００）となるように種結晶部群２００ｓを配置し、種結晶部群２００ｓの結晶方位を受け継いでシリコン融液ＭＳ１を一方向に成長させることで実現され得る。また、この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際における結晶成長の速度が向上し得る。これにより、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれを起点として上方に向けて結晶粒を成長させることで形成される、第１擬似単結晶領域Ａｍ１、第２擬似単結晶領域Ａｍ２および第１中間領域Ａｃ１が容易に得られる。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の品質を容易に向上させることができる。さらに、ここで、例えば、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２のそれぞれに位置している対応粒界が、Σ値が２９の対応粒界を含んでいてもよい。この場合には、例えば、種結晶部群２００ｓを起点として擬似単結晶を成長させてシリコンインゴットＩｎ１を製造する際に、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界のそれぞれの上方にΣ値が２９のランダム粒界が随時形成される。このとき、例えば、このランダム粒界において歪みがさらに緩和されて欠陥が生じにくくなる。
また、ここで、例えば、第１の幅Ｗ１と第２の幅Ｗ２とは、同一であっても異なっていてもよい。例えば、第１の幅Ｗ１と第２の幅Ｗ２とが異なる値を有していれば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に配置する第１種結晶部Ｓｄ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間で幅が異なっていてもよい。これにより、例えば、ＣＺ法などで得た円柱状の単結晶シリコン塊Ｍｃ０から切り出される相互に幅が異なる短冊状の種結晶部を、第１種結晶部Ｓｄ１および第２種結晶部Ｓｄ２として利用することができる。その結果、例えば、高品質のシリコンインゴットＩｎ１を容易に製造することができる。換言すれば、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の品質を容易に向上させることができる。
ところで、シリコンインゴットＩｎ１は、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域と、を含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１の大型化が可能となる。
＜１－３－２．第１変形例に係るシリコンインゴットの構成＞
上記シリコンインゴットＩｎ１は、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１の代わりに、図２０（ａ）および図２０（ｂ）で示されるように、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直であり且つ第２方向としての＋Ｘ方向に交差している第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと、第２中間領域Ａｃ２と、第３擬似単結晶領域Ａｍ３と、を有する、第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａとされてもよい。このようなシリコンインゴットＩｎ１ａは、例えば、上述した第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造方法によって製造され得る。
図２０（ａ）および図２０（ｂ）で示されるように、シリコンインゴットＩｎ１ａは、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａ、第２擬似単結晶領域Ａｍ２、第３擬似単結晶領域Ａｍ３、第１中間領域Ａｃ１および第２中間領域Ａｃ２を備えている。より具体的には、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第１中間領域Ａｃ１と第２擬似単結晶領域Ａｍ２とが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第２中間領域Ａｃ２と第３擬似単結晶領域Ａｍ３とが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。そして、例えば、第１中間領域Ａｃ１のうちの第３方向としての＋Ｙ方向に沿った方向の途中の部分に、第２中間領域Ａｃ２のうちの第２方向としての＋Ｘ方向に沿った方向の端部が当接するように、第１中間領域Ａｃ１と第２中間領域Ａｃ２とが位置している。換言すれば、例えば、第１中間領域Ａｃ１と第２中間領域Ａｃ２とは、Ｔ字状に交差するように位置している。ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第３擬似単結晶領域Ａｍ３と第１中間領域Ａｃ１と第２擬似単結晶領域Ａｍ２とが位置し得る。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａの幅（第１の幅）Ｗ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２の幅（第２の幅）Ｗ２よりも、第１中間領域Ａｃ１の幅（第３の幅）Ｗ３の方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１の幅Ｗ１および第２の幅Ｗ２のそれぞれは、第３の幅Ｗ３よりも大きい。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａの幅（第４の幅ともいう）Ｗ４および第３擬似単結晶領域Ａｍ３の幅（第５の幅ともいう）Ｗ５よりも、第２中間領域Ａｃ２の幅（第６の幅ともいう）Ｗ６の方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４の幅Ｗ４および第５の幅Ｗ５のそれぞれは、第６の幅Ｗ６よりも大きい。ここで、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの第１面Ｆ１および第２面Ｆ２のそれぞれが、一辺の長さが３５０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１の幅Ｗ１、第２の幅Ｗ２、第４の幅Ｗ４および第５の幅Ｗ５は、それぞれ５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされ、第３の幅Ｗ３および第６の幅Ｗ６は、それぞれ２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
そして、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第１中間領域Ａｃ１との境界（第１境界）Ｂ１ａが対応粒界を有する。例えば、第１中間領域Ａｃ１と第２擬似単結晶領域Ａｍ２との第２境界Ｂ２が対応粒界を有する。例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第２中間領域Ａｃ２との境界（第３境界ともいう）Ｂ３が対応粒界を有する。例えば、第２中間領域Ａｃ２と第３擬似単結晶領域Ａｍ３との境界（第４境界ともいう）Ｂ４が対応粒界を有する。ここでは、例えば、第３擬似単結晶領域Ａｍ３と第１中間領域Ａｃ１との境界が、対応粒界を有し得る。
また、ここでは、例えば、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２、第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１境界Ｂ１ａおよび第２境界Ｂ２のそれぞれが第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のそれぞれが第３方向としての＋Ｙ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコンインゴットＩｎ１ａが採用されれば、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、種々の方向を向いている曲がりを有する機能性粒界が随時形成され、その機能性粒界が存在する領域が増加し得る。これにより、例えば、さらに色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みがさらに吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａにおける欠陥が低減され得る。
ここで、例えば、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２、第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの品質が向上し得る。ここでは、波状の第１境界Ｂ１ａおよび第２境界Ｂ２のそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。波状の第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のそれぞれの第３方向としての＋Ｙ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１ａの製造に適したシリコンインゴットＩｎ１ａの上記構成を採用することで、欠陥の低減によってシリコンインゴットＩｎ１ａの品質が向上し得る。ここで、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２、第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いた測定で確認され得る。また、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２、第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のそれぞれがＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａをＸＹ平面に沿ってワイヤーソーなどで切断し、その切断面をフッ酸などでエッチングした後に、光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
ところで、シリコンインゴットＩｎ１ａは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。また、シリコンインゴットＩｎ１ａは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１ａの大型化が可能となる。
＜１－３－３．第２変形例に係るシリコンインゴットの構成＞
上記シリコンインゴットＩｎ１ａは、例えば、図２１（ａ）および図２１（ｂ）で示されるように、第２擬似単結晶領域Ａｍ２の代わりに、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂと、第３中間領域Ａｃ３と、第４擬似単結晶領域Ａｍ４と、を有する、第２変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ｂとされてもよい。このようなシリコンインゴットＩｎ１ｂは、例えば、上述した第２変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造方法によって製造され得る。
図２１（ａ）および図２１（ｂ）で示されるように、シリコンインゴットＩｎ１ｂは、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａ、第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂ、第３擬似単結晶領域Ａｍ３、第４擬似単結晶領域Ａｍ４、第１中間領域Ａｃ１ｂ、第２中間領域Ａｃ２、第３中間領域Ａｃ３および第４中間領域Ａｃ４を備えている。より具体的には、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第１中間領域Ａｃ１ｂと第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第２中間領域Ａｃ２と第３擬似単結晶領域Ａｍ３とが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂと第３中間領域Ａｃ３と第４擬似単結晶領域Ａｍ４とが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第３擬似単結晶領域Ａｍ３と第４中間領域Ａｃ４と第４擬似単結晶領域Ａｍ４とが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。
ここで、第１中間領域Ａｃ１ｂと第４中間領域Ａｃ４とは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った１つの板状の領域を構成していてもよいし、相互に第２方向としての＋Ｘ方向にずれていてもよい。また、第２中間領域Ａｃ２と第３中間領域Ａｃ３とは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に沿った１つの板状の領域を構成していてもよいし、相互に第３方向としての＋Ｙ方向にずれていてもよい。図２１（ｂ）の例では、第１中間領域Ａｃ１ｂおよび第４中間領域Ａｃ４で構成される部分と、第２中間領域Ａｃ２および第３中間領域Ａｃ３で構成される部分と、が十字状に交差するように位置している。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａの幅（第１の幅）Ｗ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂの幅（第２の幅）Ｗ２よりも、第１中間領域Ａｃ１ｂの幅（第３の幅）Ｗ３の方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１の幅Ｗ１および第２の幅Ｗ２のそれぞれは、第３の幅Ｗ３よりも大きい。例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａの幅（第４の幅）Ｗ４および第３擬似単結晶領域Ａｍ３の幅（第５の幅）Ｗ５よりも、第２中間領域Ａｃ２の幅（第６の幅）Ｗ６の方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４の幅Ｗ４および第５の幅Ｗ５のそれぞれは、第６の幅Ｗ６よりも大きい。例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂの幅（第７の幅ともいう）Ｗ７および第４擬似単結晶領域Ａｍ４の幅（第８の幅ともいう）Ｗ８よりも、第３中間領域Ａｃ３の幅（第９の幅ともいう）Ｗ９の方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第７の幅Ｗ７および第８の幅Ｗ８のそれぞれは、第９の幅Ｗ９よりも大きい。例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第３擬似単結晶領域Ａｍ３の幅（第１０の幅ともいう）Ｗ１０および第４擬似単結晶領域Ａｍ４の幅（第１１の幅ともいう）Ｗ１１よりも、第４中間領域Ａｃ４の幅（第１２の幅ともいう）Ｗ１２の方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１０の幅Ｗ１０および第１１の幅Ｗ１１のそれぞれは、第１２の幅Ｗ１２よりも大きい。ここで、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの第１面Ｆ１および第２面Ｆ２のそれぞれが、一辺の長さが３５０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１の幅Ｗ１、第２の幅Ｗ２、第４の幅Ｗ４、第５の幅Ｗ５、第７の幅Ｗ７、第８の幅Ｗ８、第１０の幅Ｗ１０、第１１の幅Ｗ１１は、それぞれ５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされる。また、第３の幅Ｗ３、第６の幅Ｗ６、第９の幅Ｗ９および第１２の幅Ｗ１２は、それぞれ２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
そして、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第１中間領域Ａｃ１ｂとの境界（第１境界）Ｂ１ａが対応粒界を有する。例えば、第１中間領域Ａｃ１ｂと第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂとの境界（第２境界）Ｂ２ｂが対応粒界を有する。例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１ａと第２中間領域Ａｃ２との境界（第３境界）Ｂ３が対応粒界を有する。例えば、第２中間領域Ａｃ２と第３擬似単結晶領域Ａｍ３との境界（第４境界）Ｂ４が対応粒界を有する。例えば、第２擬似単結晶領域Ａｍ２ｂと第３中間領域Ａｃ３との境界（第５境界ともいう）Ｂ５が対応粒界を有する。例えば、第３中間領域Ａｃ３と第４擬似単結晶領域Ａｍ４との境界（第６境界ともいう）Ｂ６が対応粒界を有する。例えば、第３擬似単結晶領域Ａｍ３と第４中間領域Ａｃ４との境界（第７境界ともいう）Ｂ７が対応粒界を有する。例えば、第４中間領域Ａｃ４と第４擬似単結晶領域Ａｍ４との境界（第８境界ともいう）Ｂ８が対応粒界を有する。
また、例えば、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２ｂ、第３境界Ｂ３、第４境界Ｂ４、第５境界Ｂ５、第６境界Ｂ６、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２ｂ、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のそれぞれが第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。さらに、第３境界Ｂ３、第４境界Ｂ４、第５境界Ｂ５および第６境界Ｂ６のそれぞれが第３方向としての＋Ｙ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコンインゴットＩｎ１ｂが採用されれば、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、種々の方向を向いている曲がりを有する機能性粒界が随時形成され、その機能性粒界が存在する領域がさらに増加し得る。これにより、例えば、さらに色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積のさらなる増加によって歪みがさらに吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂにおける欠陥が低減され得る。
ここで、例えば、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２ｂ、第３境界Ｂ３、第４境界Ｂ４、第５境界Ｂ５、第６境界Ｂ６、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂの品質が向上し得る。ここでは、波状の第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２ｂ、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。また、波状の第３境界Ｂ３、第４境界Ｂ４、第５境界Ｂ５および第６境界Ｂ６のそれぞれの第３方向としての＋Ｙ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造に適したシリコンインゴットＩｎ１ｂの上記構成を採用することで、欠陥の低減によってシリコンインゴットＩｎ１ｂの品質が向上し得る。ここで、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２ｂ、第３境界Ｂ３、第４境界Ｂ４、第５境界Ｂ５、第６境界Ｂ６、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いた測定で確認され得る。また、第１境界Ｂ１ａ、第２境界Ｂ２ｂ、第３境界Ｂ３、第４境界Ｂ４、第５境界Ｂ５、第６境界Ｂ６、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のそれぞれがＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂをＸＹ平面に沿ってワイヤーソーなどで切断し、その切断面をフッ酸などでエッチングした後に、光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
ところで、シリコンインゴットＩｎ１ｂは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。また、シリコンインゴットＩｎ１ｂは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの大型化が可能となる。
＜１－４．シリコンブロック＞
＜１－４－１．シリコンブロックの構成＞
第１実施形態に係るシリコンのブロック（シリコンブロックともいう）Ｂｋ１の構成について、図２２（ａ）および図２２（ｂ）を参照しつつ説明する。図２２（ａ）および図２２（ｂ）の例では、シリコンブロックＢｋ１の形状は、直方体状である。このシリコンブロックＢｋ１は、例えば、上述したシリコンインゴットＩｎ１から、比較的欠陥が存在している状態になりやすいシリコンインゴットＩｎ１の外周部分をワイヤーソー装置などで切除することで製造され得る。ここで、シリコンインゴットＩｎ１の外周部分は、例えば、シリコンインゴットＩｎ１のうち、第１面Ｆ１に沿った第１の厚さを有する部分と、第２面Ｆ２に沿った第２の厚さを有する部分と、第３面Ｆ３に沿った第３の厚さを有する部分と、を含む。第１の厚さは、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。第２厚さは、例えば、種結晶部群２００ｓに対応する領域が切除される程度の厚さとされる。第３厚さは、例えば、外周部領域Ａ０が切除される程度の厚さとされる。
図２２（ａ）および図２２（ｂ）で示されるように、シリコンブロックＢｋ１は、例えば、第４面Ｆ４と、第５面Ｆ５と、第６面Ｆ６と、を有する。図２２（ａ）および図２２（ｂ）の例では、第４面Ｆ４は、第１方向としての＋Ｚ方向を向いた矩形状または正方形状の面（上面ともいう）である。第５面Ｆ５は、第４面Ｆ４とは逆側に位置している。図２２（ａ）および図２２（ｂ）の例では、第５面Ｆ５は、第１方向とは逆の第４方向としての－Ｚ方向を向いた矩形状または正方形状の面（下面ともいう）である。第６面Ｆ６は、第４面Ｆ４と第５面Ｆ５とを接続している状態で第５面Ｆ５から第４面Ｆ４に向かう第１方向としての＋Ｚ方向に沿って位置している。図２２（ａ）および図２２（ｂ）の例では、第６面Ｆ６は、第１方向としての＋Ｚ方向に沿った４つの面（側面ともいう）を含む。
また、シリコンブロックＢｋ１は、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａ、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａおよび第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａを備えている。ここでは、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａと、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａと、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａと、は第１方向としての＋Ｚ方向に垂直である第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。
第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａは、それぞれ擬似単結晶で構成されている領域（擬似単結晶領域）である。第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａは、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の第１擬似単結晶領域Ａｍ１の少なくとも一部によって構成されている領域である。第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａは、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の第２擬似単結晶領域Ａｍ２の少なくとも一部によって構成されている領域である。図２２（ａ）および図２２（ｂ）の例では、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａは、それぞれ、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた矩形状の上面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた矩形状の下面と、を有する、直方体状の領域である。
第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａは、１つ以上の擬似単結晶領域を含む領域（中間領域）である。第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａは、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の第１中間領域Ａｃ１の少なくとも一部によって構成されている領域である。図２２（ａ）および図２２（ｂ）の例では、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａは、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた細長い矩形状の上面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた細長い矩形状の下面と、を有する板状の領域である。このため、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａとの境界（第１Ａ境界ともいう）Ｂ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａとの境界（第２Ａ境界ともいう）Ｂ２Ａのそれぞれの形状が、矩形状となっている。ここで、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った長手方向を有する。
ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの幅（第１Ａの幅ともいう）Ｗ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａの幅（第２Ａの幅ともいう）Ｗ２Ａのそれぞれは、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの幅（第３Ａの幅ともいう）Ｗ３Ａよりも大きい。ここで、例えば、シリコンブロックＢｋ１における第４面Ｆ４および第５面Ｆ５のそれぞれが、一辺の長さが３００ｍｍから３２０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１Ａの幅Ｗ１Ａおよび第２Ａの幅Ｗ２Ａは、それぞれ５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされる。また、例えば、第３Ａの幅Ｗ３Ａは、２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
また、ここでは、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれが、対応粒界を有する。ここで、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａ、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａおよび第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な面の面方位が、ミラー指数における（１００）である場合を想定する。別の観点から言えば、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位、ならびに第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａに含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞である場合を想定する。
この場合には、対応粒界は、例えば、Σ値が５の対応粒界、Σ値が１３の対応粒界、Σ値が１７の対応粒界、Σ値が２５の対応粒界およびΣ値が２９の対応粒界のうちの少なくとも１つを含む。このような構成を有するシリコンブロックＢｋ１は、例えば、シリコンブロックＢｋ１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１を製造する際に、種結晶部群２００ｓを起点として擬似単結晶を成長させて、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界のそれぞれの上方に対応粒界を形成することで実現され得る。そして、この対応粒界が形成される際には、例えば、歪みの緩和によってシリコンインゴットＩｎ１に欠陥が生じにくい。このため、例えば、このシリコンインゴットＩｎ１の外周部分の切除によって得られるシリコンブロックＢｋ１における欠陥も低減され得る。
さらに、ここでは、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれが、第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコンブロックＢｋ１が採用されれば、例えば、シリコンブロックＢｋ１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時生成される対応粒界を有する機能性粒界に曲がりが存在することになる。このとき、例えば、機能性粒界における接線方向が場所によって種々変化している状態となり、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１の外周部分の切除によって得られるシリコンブロックＢｋ１における欠陥も低減され得る。
ここで、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコンブロックＢｋ１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンブロックＢｋ１の品質が向上し得る。ここでは、波状の第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が低減され得るシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコンブロックＢｋ１の上記構成を採用すれば、欠陥の低減によってシリコンブロックＢｋ１の品質が向上し得る。ここで、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いて確認され得る。また、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２ＡのそれぞれがＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、シリコンブロックＢｋ１をＸＹ平面に沿ってワイヤーソーなどで切断し、その切断面をフッ酸などでエッチングした後に、光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
また、ここでは、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位、ならびに第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａに含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位とされてもよい。このような構成は、例えば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に、上面の面方位がミラー指数における（１００）となるように種結晶部群２００ｓを配置し、種結晶部群２００ｓの結晶方位を受け継いでシリコン融液ＭＳ１を一方向に成長させることで実現され得る。また、この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際における結晶成長の速度が向上し得る。これにより、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれを起点として上方に向けて結晶粒を成長させることで形成される、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａ、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａおよび第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａを備えたシリコンインゴットＩｎ１が容易に製造され得る。そして、例えば、シリコンインゴットＩｎ１からシリコンブロックＢｋ１を切り出すことで、シリコンブロックＢｋ１の品質を容易に向上させることができる。
さらに、ここで、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａに位置している対応粒界が、Σ値が２９の対応粒界を含んでいてもよい。この場合には、例えば、種結晶部群２００ｓを起点として擬似単結晶を成長させてシリコンブロックＢｋ１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１を製造する際に、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界のそれぞれの上方にΣ値が２９のランダム粒界が随時形成され、このランダム粒界において歪みがさらに緩和されて欠陥が生じにくくなる。このため、例えば、さらに欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコンブロックＢｋ１の上記構成を採用すれば、さらに欠陥の低減によってシリコンブロックＢｋ１の品質を向上させることができる。
また、ここで、例えば、第１Ａの幅Ｗ１Ａと第２Ａの幅Ｗ２Ａとは、同一であっても異なっていてもよい。ここでは、例えば、第１Ａの幅Ｗ１Ａと第２Ａの幅Ｗ２Ａとが異なる値を有していれば、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に配置する第１種結晶部Ｓｄ１と第２種結晶部Ｓｄ２との間で幅が異なっていてもよい。これにより、例えば、ＣＺ法などで得た円柱状の単結晶シリコン塊Ｍｃ０から切り出される相互に幅が異なる短冊状の種結晶部を、第１種結晶部Ｓｄ１および第２種結晶部Ｓｄ２として利用することができる。その結果、例えば、高品質のシリコンブロックＢｋ１を容易に製造することができる。換言すれば、例えば、シリコンブロックＢｋ１の品質を容易に向上させることができる。
また、ここで、例えば、シリコンブロックＢｋ１が、第１方向（＋Ｚ方向）とは逆の第４方向（－Ｚ方向）における第４面Ｆ４側の端部（第３端部ともいう）を含む第３部分と、第３端部とは反対側（第５面Ｆ５側）の他方の端部（第４端部ともいう）を有する第４部分と、を有していてもよい。シリコンブロックＢｋ１の第３端部から第４端部までの全長を１００としたときに、第３部分は、例えば、第３端部を基準として０から３０程度の部分であってもよいし、第４部分は、例えば、第３端部を基準として５０程度から１００の部分であってもよい。ここで、例えば、第３部分における対応粒界では、第４部分における対応粒界よりもΣ値が２９の対応粒界（ランダム粒界）の割合が大きくてもよい。これにより、例えば、第３部分において、ランダム粒界における歪みの緩和によって欠陥が生じにくくなっている。このため、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固によって製造されるシリコンインゴットＩｎ１から切り出されたシリコンブロックＢｋ１では、高さ方向において低い第３部分における欠陥が低減され得る。したがって、シリコンブロックＢｋ１の品質が向上し得る。また、ここでは、例えば、第４部分における対応粒界では、第３部分における対応粒界よりもΣ値が５の対応粒界の割合が大きくてもよい。これにより、例えば、第４部分において結晶品質を向上させることができる。また、シリコンブロックＢｋ１における対応粒界の存在および種類については、電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）法などを用いた測定で確認され得る。ここでは、例えば、Σ値が５である対応粒界とΣ値が２９である対応粒界とが重複して検出される部分については、Σ値が５である対応粒界が存在している部分として扱う。
ところで、シリコンブロックＢｋ１は、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域と、を含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンブロックＢｋ１の大型化が可能となる。
＜１－４－２．第１変形例に係るシリコンブロックの構成＞
上記シリコンブロックＢｋ１は、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの代わりに、図２３（ａ）および図２３（ｂ）で示されるように、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直であり且つ第２方向としての＋Ｘ方向に交差している第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａと、を有する、第１変形例に係るシリコンブロックＢｋ１ａとされてもよい。シリコンブロックＢｋ１ａは、例えば、上述した第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造方法によって製造され得るシリコンインゴットＩｎ１ａから、比較的欠陥が存在している状態になりやすいシリコンインゴットＩｎ１ａの外周部分をワイヤーソー装置などで切除することで製造され得る。
図２３（ａ）および図２３（ｂ）で示されるように、シリコンブロックＢｋ１ａは、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａ、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａ、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａ、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａおよび第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａを備えている。より具体的には、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａと第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａとが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。そして、例えば、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａのうちの第３方向としての＋Ｙ方向に沿った方向の途中の部分に、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａのうちの第２方向としての＋Ｘ方向に沿った方向の端部が当接するように、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａと第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａとが位置している。換言すれば、例えば、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａと第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａとは、Ｔ字状に交差するように位置している。ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａと第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａとが位置し得る。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａの幅（第１Ａの幅）Ｗ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａの幅（第２Ａの幅）Ｗ２Ａよりも、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの幅（第３Ａの幅）Ｗ３Ａの方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａの幅Ｗ１Ａおよび第２Ａの幅Ｗ２Ａのそれぞれは、第３Ａの幅Ｗ３Ａよりも大きい。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａの幅（第４Ａの幅ともいう）Ｗ４Ａおよび第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａの幅（第５Ａの幅ともいう）Ｗ５Ａよりも、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａの幅（第６Ａの幅ともいう）Ｗ６Ａの方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４Ａの幅Ｗ４Ａおよび第５Ａの幅Ｗ５Ａのそれぞれは、第６Ａの幅Ｗ６Ａよりも大きい。ここで、例えば、シリコンブロックＢｋ１ａの第４面Ｆ４および第５面Ｆ５のそれぞれが、一辺の長さが３００ｍｍから３２０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１Ａの幅Ｗ１Ａ、第２Ａの幅Ｗ２Ａ、第４Ａの幅Ｗ４Ａおよび第５Ａの幅Ｗ５Ａは、それぞれ５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされ、第３Ａの幅Ｗ３Ａおよび第６Ａの幅Ｗ６Ａは、それぞれ２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
そして、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａとの境界（第１Ａ境界）Ｂ１Ａａが対応粒界を有する。例えば、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａと第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａとの第２Ａ境界Ｂ２Ａが対応粒界を有する。例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａとの境界（第３Ａ境界ともいう）Ｂ３Ａが対応粒界を有する。例えば、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａとの境界（第４Ａ境界ともいう）Ｂ４Ａが対応粒界を有する。ここでは、例えば、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａとの境界が、対応粒界を有し得る。
また、ここでは、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａ、第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４Ａのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１Ａ境界Ｂ１Ａａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれが第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４Ａのそれぞれが第３方向としての＋Ｙ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコンブロックＢｋ１ａが採用されれば、例えば、シリコンブロックＢｋ１ａのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ａの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、種々の方向を向いている曲がりを有する機能性粒界が随時形成され、その機能性粒界が存在する領域が増加し得る。これにより、例えば、さらに色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みがさらに吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａにおける欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１ａの外周部分の切除によって得られるシリコンブロックＢｋ１ａにおける欠陥も低減され得る。
ここで、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａ、第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４Ａのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコンブロックＢｋ１ａのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ａの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの品質が向上するため、シリコンインゴットＩｎ１ａの外周部分の切除によって得られるシリコンブロックＢｋ１ａの品質が向上し得る。ここでは、波状の第１Ａ境界Ｂ１Ａａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。波状の第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４Ａのそれぞれの第３方向としての＋Ｙ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が低減され得るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造に適したシリコンブロックＢｋ１ａの上記構成を採用すれば、欠陥の低減によってシリコンブロックＢｋ１ａの品質が向上し得る。ここで、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａ、第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４Ａのそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いて確認され得る。また、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａ、第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４ＡのそれぞれがＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、シリコンブロックＢｋ１ａをＸＹ平面に沿ってワイヤーソーなどで切断し、その切断面をフッ酸などでエッチングした後に、光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
ところで、シリコンブロックＢｋ１ａは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。また、シリコンブロックＢｋ１ａは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンブロックＢｋ１ａの大型化が可能となる。
＜１－４－３．第２変形例に係るシリコンブロックの構成＞
上記シリコンブロックＢｋ１ａは、例えば、図２４（ａ）および図２４（ｂ）で示されるように、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａの代わりに、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂと、第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａと、第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａと、を有する、第２変形例に係るシリコンブロックＢｋ１ｂとされてもよい。シリコンブロックＢｋ１ｂは、例えば、上述した第２変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造方法によって製造され得るシリコンインゴットＩｎ１ｂから、比較的欠陥が存在している状態になりやすいシリコンインゴットＩｎ１ｂの外周部分をワイヤーソー装置などで切除することで製造され得る。
図２４（ａ）および図２４（ｂ）で示されるように、シリコンブロックＢｋ１ｂは、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａ、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂ、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａ、第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａ、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂ、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａ、第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａおよび第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａを備えている。より具体的には、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂと第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａとが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂと第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａと第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａとが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａと第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａと第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。
ここで、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂと第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａとは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った１つの板状の領域を構成していてもよいし、相互に第２方向としての＋Ｘ方向にずれていてもよい。また、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａとは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に沿った１つの板状の領域を構成していてもよいし、相互に第３方向としての＋Ｙ方向にずれていてもよい。図２４（ｂ）の例では、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂおよび第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａで構成される部分と、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａおよび第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａで構成される部分と、が十字状に交差するように位置している。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａの幅（第１Ａの幅）Ｗ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂの幅（第２Ａの幅）Ｗ２Ａよりも、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂの幅（第３Ａの幅）Ｗ３Ａの方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａの幅Ｗ１Ａおよび第２Ａの幅Ｗ２Ａのそれぞれは、第３Ａの幅Ｗ３Ａよりも大きい。例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａの幅（第４Ａの幅）Ｗ４Ａおよび第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａの幅（第５Ａの幅）Ｗ５Ａよりも、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａの幅（第６Ａの幅）Ｗ６Ａの方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４Ａの幅Ｗ４Ａおよび第５Ａの幅Ｗ５Ａのそれぞれは、第６Ａの幅Ｗ６Ａよりも大きい。例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂの幅（第７Ａの幅ともいう）Ｗ７Ａおよび第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａの幅（第８Ａの幅ともいう）Ｗ８Ａよりも、第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａの幅（第９Ａの幅ともいう）Ｗ９Ａの方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第７Ａの幅Ｗ７Ａおよび第８Ａの幅Ｗ８Ａのそれぞれは、第９Ａの幅Ｗ９Ａよりも大きい。例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａの幅（第１０Ａの幅ともいう）Ｗ１０Ａおよび第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａの幅（第１１Ａの幅ともいう）Ｗ１１Ａよりも、第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａの幅（第１２Ａの幅ともいう）Ｗ１２Ａの方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１０Ａの幅Ｗ１０Ａおよび第１１Ａの幅Ｗ１１Ａのそれぞれは、第１２Ａの幅Ｗ１２Ａよりも大きい。
ここで、例えば、シリコンブロックＢｋ１ｂの第４面Ｆ４および第５面Ｆ５のそれぞれが、一辺の長さが３００ｍｍから３２０ｍｍ程度である矩形状または正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１Ａの幅Ｗ１Ａ、第２Ａの幅Ｗ２Ａ、第４Ａの幅Ｗ４Ａ、第５Ａの幅Ｗ５Ａ、第７Ａの幅Ｗ７Ａ、第８Ａの幅Ｗ８Ａ、第１０Ａの幅Ｗ１０Ａ、第１１Ａの幅Ｗ１１Ａは、それぞれ５０ｍｍから２５０ｍｍ程度とされる。また、第３Ａの幅Ｗ３Ａ、第６Ａの幅Ｗ６Ａ、第９Ａの幅Ｗ９Ａおよび第１２Ａの幅Ｗ１２Ａは、それぞれ２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
そして、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂとの境界（第１Ａ境界）Ｂ１Ａａが対応粒界を有する。例えば、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂと第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂとの境界（第２Ａ境界）Ｂ２Ａｂが対応粒界を有する。例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａａと第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａとの境界（第３Ａ境界）Ｂ３Ａが対応粒界を有する。例えば、第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａとの境界（第４Ａ境界）Ｂ４Ａが対応粒界を有する。例えば、第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａｂと第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａとの境界（第５Ａ境界ともいう）Ｂ５Ａが対応粒界を有する。例えば、第３Ａ中間領域Ａｃ３Ａと第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａとの境界（第６Ａ境界ともいう）Ｂ６Ａが対応粒界を有する。例えば、第３Ａ擬似単結晶領域Ａｍ３Ａと第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａとの境界（第７Ａ境界ともいう）Ｂ７Ａが対応粒界を有する。例えば、第４Ａ中間領域Ａｃ４Ａと第４Ａ擬似単結晶領域Ａｍ４Ａとの境界（第８Ａ境界ともいう）Ｂ８Ａが対応粒界を有する。
また、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａｂ、第３Ａ境界Ｂ３Ａ、第４Ａ境界Ｂ４Ａ、第５Ａ境界Ｂ５Ａ、第６Ａ境界Ｂ６Ａ、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８Ａのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａｂ、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８Ａのそれぞれが第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。さらに、第３Ａ境界Ｂ３Ａ、第４Ａ境界Ｂ４Ａ、第５Ａ境界Ｂ５Ａおよび第６Ａ境界Ｂ６Ａのそれぞれが第３方向としての＋Ｙ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコンブロックＢｋ１ｂが採用されれば、例えば、このシリコンブロックＢｋ１ｂのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、種々の方向を向いている曲がりを有する機能性粒界が随時形成され、その機能性粒界が存在する領域がさらに増加し得る。これにより、例えば、さらに色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積のさらなる増加によって歪みがさらに吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂにおける欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１ｂの外周部分の切除によって得られるシリコンブロックＢｋ１ｂにおける欠陥も低減され得る。
ここで、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａｂ、第３Ａ境界Ｂ３Ａ、第４Ａ境界Ｂ４Ａ、第５Ａ境界Ｂ５Ａ、第６Ａ境界Ｂ６Ａ、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８Ａのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコンブロックＢｋ１ｂのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂの品質が向上し、シリコンインゴットＩｎ１ｂの外周部分の切除によって得られるシリコンブロックＢｋ１ｂの品質が向上し得る。ここでは、波状の第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａｂ、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８Ａのそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。また、波状の第３Ａ境界Ｂ３Ａ、第４Ａ境界Ｂ４Ａ、第５Ａ境界Ｂ５Ａおよび第６Ａ境界Ｂ６Ａのそれぞれの第３方向としての＋Ｙ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が低減され得るシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造に適したシリコンブロックＢｋ１ｂの上記構成を採用すれば、欠陥の低減によってシリコンブロックＢｋ１ｂの品質が向上し得る。ここで、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａｂ、第３Ａ境界Ｂ３Ａ、第４Ａ境界Ｂ４Ａ、第５Ａ境界Ｂ５Ａ、第６Ａ境界Ｂ６Ａ、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８Ａのそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いた測定で確認され得る。また、第１Ａ境界Ｂ１Ａａ、第２Ａ境界Ｂ２Ａｂ、第３Ａ境界Ｂ３Ａ、第４Ａ境界Ｂ４Ａ、第５Ａ境界Ｂ５Ａ、第６Ａ境界Ｂ６Ａ、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８ＡのそれぞれがＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、シリコンブロックＢｋ１ｂをＸＹ平面に沿ってワイヤーソーなどで切断し、その切断面をフッ酸などでエッチングした後に、光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
ところで、シリコンブロックＢｋ１ｂは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａｂと同様な中間領域とを含んでいてもよい。また、シリコンブロックＢｋ１ｂは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している第２Ａ中間領域Ａｃ２Ａと同様な中間領域とを含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンブロックＢｋ１ｂの大型化が可能となる。
＜１－５．小シリコンブロック＞
ここで、例えば、図２５（ａ）および図２５（ｂ）で記載されているように、シリコン基板１を製造するために、第２方向としての＋Ｘ方向でシリコンブロックＢｋ１を２等分し、第３方向としての＋Ｙ方向でシリコンブロックＢｋ１を２等分する場合を想定する。例えば、シリコンブロックＢｋ１を、ＹＺ平面に沿った第１切断面Ｃｌ１に沿って切断し、ＸＺ平面に沿った第２切断面Ｃｌ２に沿って切断することで、４つの比較的小さなシリコンのブロック（小シリコンブロックともいう）が得られる。４つの小シリコンブロックは、第１小シリコンブロックＢｋ１１、第２小シリコンブロックＢｋ１２、第３小シリコンブロックＢｋ１３および第４小シリコンブロックＢｋ１４を含む。シリコンブロックＢｋ１は、例えば、ワイヤーソー装置などで切断される。
図２５（ａ）および図２５（ｂ）の例では、第１小シリコンブロックＢｋ１１は、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの一部を含む。第２小シリコンブロックＢｋ１２は、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの一部、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの一部および第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａの一部を含む。第３小シリコンブロックＢｋ１３は、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの一部を含む。第４小シリコンブロックＢｋ１４は、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの一部、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの一部および第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａを含む。ここで、第４小シリコンブロックＢｋ１４では、例えば、図２６（ａ）および図２６（ｂ）で示されるように、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの第１Ａの幅Ｗ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａの第２Ａの幅Ｗ２Ａのそれぞれが、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの第３Ａの幅Ｗ３Ａよりも大きくてもよい。第１Ａの幅Ｗ１Ａと、第２Ａの幅Ｗ２Ａと、は同一であっても異なっていてもよい。
＜１－６．シリコン基板＞
＜１－６－１．シリコン基板の構成＞
第１実施形態に係るシリコンの基板（シリコン基板ともいう）１の構成について、図２７（ａ）および図２７（ｂ）を参照しつつ説明する。図２７（ａ）および図２７（ｂ）の例では、シリコン基板１は、板状であって、矩形状の表裏面を有する。このシリコン基板１は、例えば、上述した第４小シリコンブロックＢｋ１４などの小シリコンブロックを、第１方向としての＋Ｚ方向において所定の間隔で、第４面Ｆ４および第５面Ｆ５に平行なＸＹ平面に沿って薄切りにすることで製造され得る。図２７（ａ）および図２７（ｂ）の例では、第４小シリコンブロックＢｋ１４をそれぞれ薄切りにすることで作製したシリコン基板１が示されている。ここでは、例えば、ワイヤーソー装置などを用いて、第４小シリコンブロックＢｋ１４を薄切りにすることで、厚さが１００マイクロメートル（μｍ）から３００μｍ程度であり且つ一辺が１５０ｍｍ程度の正方形状の板面を有するシリコン基板１が作製され得る。シリコン基板１の表層において小シリコンブロックの切断時に生じたダメージ層は、例えば、水酸化ナトリウム溶液などを用いたエッチングによって除去され得る。
図２７（ａ）および図２７（ｂ）で示されるように、シリコン基板１は、例えば、第７面Ｆ７と、第８面Ｆ８と、第９面Ｆ９と、を有する平板状の基板である。第８面Ｆ８は、第７面Ｆ７の裏側に位置している。第９面Ｆ９は、第７面Ｆ７と第８面Ｆ８とを接続している状態で第８面Ｆ８から第７面Ｆ７に向かう第１方向としての＋Ｚ方向に沿って位置している外周面である。図２７（ａ）および図２７（ｂ）の例では、第７面Ｆ７は、第１方向としての＋Ｚ方向を向いた矩形状または正方形状の面（前面ともいう）である。第８面Ｆ８は、第１方向とは逆の第４方向としての－Ｚ方向を向いた矩形状または正方形状の面（裏面ともいう）である。第９面Ｆ９は、第７面Ｆ７および第８面Ｆ８のそれぞれの４辺に沿った外周面である。
また、シリコン基板１は、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂ、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂおよび第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂを備えている。第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂと、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂと、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂと、は第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂは、それぞれ擬似単結晶で構成されている領域（擬似単結晶領域）である。
第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂは、例えば、シリコンブロックＢｋ１の第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａの少なくとも一部によって構成されている領域である。第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂは、例えば、シリコンブロックＢｋ１の第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａの少なくとも一部によって構成されている領域である。図２７（ａ）および図２７（ｂ）の例では、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂのそれぞれは、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた矩形状の前面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた矩形状の裏面と、を有する、板状の領域である。
第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂは、１つ以上の擬似単結晶領域を含む領域（中間領域）である。第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂは、例えば、シリコンブロックＢｋ１の第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの少なくとも一部によって構成されている領域である。図２７（ａ）および図２７（ｂ）の例では、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂは、第１方向としての＋Ｚ方向に向いた細長い矩形状の上面と、第４方向としての－Ｚ方向に向いた細長い矩形状の下面と、を有する、棒状の領域である。ここでは、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂとの境界（第１Ｂ境界ともいう）Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂとの境界（第２Ｂ境界ともいう）Ｂ２Ｂのそれぞれの形状が、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った細長い形状となっている。そして、例えば、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂは、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った長手方向を有する。
ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂの幅（第１Ｂの幅ともいう）Ｗ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂの幅（第２Ｂの幅ともいう）Ｗ２Ｂのそれぞれは、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂの幅（第３Ｂの幅ともいう）Ｗ３Ｂよりも大きい。ここで、例えば、シリコン基板１における第７面Ｆ７および第８面Ｆ８が、一辺の長さが１５０ｍｍ程度である正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１Ｂの幅Ｗ１Ｂおよび第２Ｂの幅Ｗ２Ｂのそれぞれは、５０ｍｍから１００ｍｍ程度とされる。また、例えば、第３Ｂの幅Ｗ３Ｂは、２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
また、ここでは、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが、対応粒界を有する。ここで、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂ、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂおよび第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な面の面方位が、ミラー指数における（１００）である場合を想定する。別の観点から言えば、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位、ならびに第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂに含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞である場合を想定する。この場合には、対応粒界は、例えば、Σ値が５の対応粒界、Σ値が１３の対応粒界、Σ値が１７の対応粒界、Σ値が２５の対応粒界およびΣ値が２９の対応粒界のうちの少なくとも１つを含む。このような構成を有するシリコン基板１は、例えば、シリコン基板１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１を製造する際に、種結晶部群２００ｓを起点として擬似単結晶を成長させて、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界のそれぞれの上方に対応粒界を形成することで実現され得る。そして、この対応粒界が形成される際に、例えば、歪みの緩和によってシリコンインゴットＩｎ１に欠陥が生じにくい。このため、例えば、このシリコンインゴットＩｎ１の外周部分の切除によって得られたシリコンブロックＢｋ１の薄切りで得たシリコン基板１における欠陥も低減され得る。
さらに、ここでは、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが、第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコン基板１が採用されれば、例えば、シリコン基板１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時生成される対応粒界を有する機能性粒界に曲がりが存在することになる。このとき、例えば、機能性粒界における接線方向が場所によって種々変化している状態となり、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１の外周部分の切除および薄切りによって得られるシリコン基板１における欠陥も低減され得る。
ここで、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコン基板１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界が増加し、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の外周部分の切除によって得られたシリコンブロックＢｋ１の薄切りで得られるシリコン基板１の品質が向上し得る。ここでは、波状の第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が低減され得るシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコン基板１の上記構成を採用すれば、欠陥の低減によってシリコン基板１の品質が向上し得る。ここで、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いて確認され得る。また、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８に適宜エッチングを施した後に、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８を光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
また、ここでは、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位、ならびに第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂに含まれる１つ以上の擬似単結晶における第１方向としての＋Ｚ方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位とされてもよい。このような構成は、例えば、シリコン基板１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１を作製する際に、鋳型１２１の底部１２１ｂ上に、上面の面方位がミラー指数における（１００）となるように種結晶部群２００ｓを配置し、種結晶部群２００ｓの結晶方位を受け継いでシリコン融液ＭＳ１を一方向に成長させることで実現され得る。また、この場合には、例えば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際における結晶成長の速度が向上し得る。これにより、例えば、第１種結晶部Ｓｄ１、第２種結晶部Ｓｄ２および第１中間種結晶部Ｃｓ１のそれぞれを起点として上方に向けて結晶粒を成長させることで形成される、第１擬似単結晶領域Ａｍ１、第２擬似単結晶領域Ａｍ２および第１中間領域Ａｃ１を備えたシリコンインゴットＩｎ１が容易に製造され得る。そして、例えば、シリコンインゴットＩｎ１からシリコンブロックＢｋ１を経てシリコン基板１を切り出すことで、シリコン基板１の品質を容易に向上させることができる。また、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂ、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂのそれぞれにおける第１方向としての＋Ｚ方向を向いた上面の面方位がミラー指数における（１００）であれば、例えば、後述する太陽電池素子１０（図３０から図３２参照）にシリコン基板１を適用する際に、シリコン基板１の上面に、乾式または湿式のエッチングによって微細な凹凸（テクスチャ）が形成されやすくなる。
さらに、ここで、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂに位置している対応粒界が、Σ値が２９の対応粒界を含んでいてもよい。この場合には、例えば、種結晶部群２００ｓを起点として擬似単結晶を成長させてシリコン基板１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１を製造する際に、第１種結晶部Ｓｄ１と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界および第２種結晶部Ｓｄ２と第１中間種結晶部Ｃｓ１との境界のそれぞれの上方にΣ値が２９のランダム粒界が随時形成され、このランダム粒界において歪みがさらに緩和されて欠陥が生じにくくなる。このため、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコン基板１の上記構成を採用すれば、さらに欠陥の低減によってシリコン基板１の品質を向上させることができる。
また、ここで、例えば、第１Ｂの幅Ｗ１Ｂと第２Ｂの幅Ｗ２Ｂとは、同一であっても異なっていてもよい。ところで、シリコン基板１は、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域と、を含んでいてもよい。
＜１－６－２．第１変形例に係るシリコン基板の構成＞
上記シリコン基板１は、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂの代わりに、図２８（ａ）および図２８（ｂ）で示されるように、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直であり且つ第２方向としての＋Ｘ方向に交差している第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂと、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂと、を有する、第１変形例に係るシリコン基板１ａとされてもよい。このようなシリコン基板１ａは、例えば、上述した第１変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造方法によって製造され得るシリコンインゴットＩｎ１ａから、比較的欠陥が存在している状態になりやすいシリコンインゴットＩｎ１ａの外周部分をワイヤーソー装置などで切除した後に、切断および薄切りなどを行うことで製造され得る。
図２８（ａ）および図２８（ｂ）で示されるように、シリコン基板１ａは、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａ、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂ、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂ、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂおよび第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂを備えている。より具体的には、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂと第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂと第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂとが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。そして、例えば、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂのうちの第３方向としての＋Ｙ方向に沿った長手方向の途中の部分に、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂのうちの第２方向としての＋Ｘ方向に沿った長手方向の端部が当接するように、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂと第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂとが位置している。換言すれば、例えば、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂと第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂとは、Ｔ字状に交差するように位置している。ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において順に隣接するように、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂと第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂとが位置し得る。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａの幅（第１Ｂの幅）Ｗ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂの幅（第２Ｂの幅）Ｗ２Ｂよりも、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂの幅（第３Ｂの幅）Ｗ３Ｂの方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂの幅Ｗ１Ｂおよび第２Ｂの幅Ｗ２Ｂのそれぞれは、第３Ｂの幅Ｗ３Ｂよりも大きい。また、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａの幅（第４Ｂの幅ともいう）Ｗ４Ｂおよび第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂの幅（第５Ｂの幅ともいう）Ｗ５Ｂよりも、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂの幅（第６Ｂの幅ともいう）Ｗ６Ｂの方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４Ｂの幅Ｗ４Ｂおよび第５Ｂの幅Ｗ５Ｂのそれぞれは、第６Ｂの幅Ｗ６Ｂよりも大きい。ここで、例えば、シリコン基板１ａにおける第７面Ｆ７および第８面Ｆ８のそれぞれが、一辺の長さが１５０ｍｍ程度である正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１Ｂの幅Ｗ１Ｂ、第２Ｂの幅Ｗ２Ｂ、第４Ｂの幅Ｗ４Ｂおよび第５Ｂの幅Ｗ５Ｂのそれぞれは、５０ｍｍから１００ｍｍ程度とされる。また、例えば、第３Ｂの幅Ｗ３Ｂおよび第６Ｂの幅Ｗ６Ｂのそれぞれは、２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
そして、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂとの境界（第１Ｂ境界）Ｂ１Ｂａが対応粒界を有する。例えば、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂと第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂとの第２Ｂ境界Ｂ２Ｂが対応粒界を有する。例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂとの境界（第３Ｂ境界ともいう）Ｂ３Ｂが対応粒界を有する。例えば、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂと第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂとの境界（第４Ｂ境界ともいう）Ｂ４Ｂが対応粒界を有する。ここでは、例えば、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂとの境界が、対応粒界を有し得る。
また、ここでは、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのそれぞれが第３方向としての＋Ｙ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコン基板１ａが採用されれば、例えば、シリコン基板１ａのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ａの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、種々の方向を向いている曲がりを有する機能性粒界が随時形成され、その機能性粒界が存在する領域が増加し得る。これにより、例えば、さらに色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みがさらに吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａにおける欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１ａに外周部分の切除、切断および薄切りなどが施されることで得られるシリコン基板１ａにおける欠陥も低減され得る。
ここで、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコン基板１ａのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ａの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ａの品質が向上するため、シリコンインゴットＩｎ１ａに外周部分の切除、切断および薄切りなどが施されることで得られるシリコン基板１ａの品質が向上し得る。ここでは、波状の第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。波状の第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのそれぞれの第３方向としての＋Ｙ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が低減され得るシリコンインゴットＩｎ１ａの製造に適したシリコン基板１ａの上記構成を採用すれば、欠陥の低減によってシリコン基板１ａの品質が向上し得る。ここで、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いて確認され得る。また、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのそれぞれが第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８に適宜エッチングなどを施した後に、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８を光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
ところで、シリコン基板１ａは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。また、シリコン基板１ａは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。
＜１－６－３．第２変形例に係るシリコン基板の構成＞
上記シリコン基板１ａは、例えば、図２９（ａ）および図２９（ｂ）で示されるように、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂの代わりに、第３方向としての＋Ｙ方向において順に隣接している、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂと、第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂと、第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂと、を有する、第２変形例に係るシリコン基板１ｂとされてもよい。このようなシリコン基板１ｂは、例えば、上述した第２変形例に係るシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造方法によって製造され得るシリコンインゴットＩｎ１ｂから、比較的欠陥が存在している状態になりやすいシリコンインゴットＩｎ１ｂの外周部分をワイヤーソー装置などで切除した後に、切断および薄切りを行うことで製造され得る。
図２９（ａ）および図２９（ｂ）で示されるように、シリコン基板１ｂは、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａ、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂ、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂ、第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂ、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂ、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂ、第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂおよび第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂを備えている。より具体的には、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂと第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂと第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂとが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂと第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂと第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂとが、第３方向としての＋Ｙ方向において、この記載の順に隣接している。また、例えば、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂと第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂと第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂとが、第２方向としての＋Ｘ方向において、この記載の順に隣接している。
ここで、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂと第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂとは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った１つの棒状の領域を構成していてもよいし、相互に第２方向としての＋Ｘ方向にずれていてもよい。また、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂと第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂとは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に沿った１つの棒状の領域を構成していてもよいし、相互に第３方向としての＋Ｙ方向にずれていてもよい。図２９（ｂ）の例では、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂおよび第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂで構成される部分と、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂおよび第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂで構成される部分と、が十字状に交差するように位置している。
また、ここでは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａの幅（第１Ｂの幅）Ｗ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂの幅（第２Ｂの幅）Ｗ２Ｂよりも、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂの幅（第３Ｂの幅）Ｗ３Ｂの方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂの幅Ｗ１Ｂおよび第２Ｂの幅Ｗ２Ｂのそれぞれは、第３Ｂの幅Ｗ３Ｂよりも大きい。例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａの幅（第４Ｂの幅）Ｗ４Ｂおよび第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂの幅（第５Ｂの幅）Ｗ５Ｂよりも、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂの幅（第６Ｂの幅）Ｗ６Ｂの方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第４Ｂの幅Ｗ４Ｂおよび第５Ｂの幅Ｗ５Ｂのそれぞれは、第６Ｂの幅Ｗ６Ｂよりも大きい。例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂの幅（第７Ｂの幅ともいう）Ｗ７Ｂおよび第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂの幅（第８Ｂの幅ともいう）Ｗ８Ｂよりも、第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂの幅（第９Ｂの幅ともいう）Ｗ９Ｂの方が小さい。換言すれば、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向において、第７Ｂの幅Ｗ７Ｂおよび第８Ｂの幅Ｗ８Ｂのそれぞれは、第９Ｂの幅Ｗ９Ｂよりも大きい。例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂの幅（第１０Ｂの幅ともいう）Ｗ１０Ｂおよび第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂの幅（第１１Ｂの幅ともいう）Ｗ１１Ｂよりも、第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂの幅（第１２Ｂの幅ともいう）Ｗ１２Ｂの方が小さい。換言すれば、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１０Ｂの幅Ｗ１０Ｂおよび第１１Ｂの幅Ｗ１１Ｂのそれぞれは、第１２Ｂの幅Ｗ１２Ｂよりも大きい。
ここで、例えば、シリコン基板１ｂの第７面Ｆ７および第８面Ｆ８のそれぞれが、一辺の長さが１５０ｍｍ程度である正方形状である場合を想定する。この場合には、例えば、第１Ｂの幅Ｗ１Ｂ、第２Ｂの幅Ｗ２Ｂ、第４Ｂの幅Ｗ４Ｂ、第５Ｂの幅Ｗ５Ｂ、第７Ｂの幅Ｗ７Ｂ、第８Ｂの幅Ｗ８Ｂ、第１０Ｂの幅Ｗ１０Ｂおよび第１１Ｂの幅Ｗ１１Ｂのそれぞれは、５０ｍｍから１００ｍｍ程度とされる。また、例えば、第３Ｂの幅Ｗ３Ｂ、第６Ｂの幅Ｗ６Ｂ、第９Ｂの幅Ｗ９Ｂおよび第１２Ｂの幅Ｗ１２Ｂのそれぞれは、２ｍｍから２５ｍｍ程度とされる。
そして、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂとの境界（第１Ｂ境界）Ｂ１Ｂａが対応粒界を有する。例えば、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂｂと第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂとの境界（第２Ｂ境界）Ｂ２Ｂｂが対応粒界を有する。例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂａと第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂとの境界（第３Ｂ境界）Ｂ３Ｂが対応粒界を有する。例えば、第２Ｂ中間領域Ａｃ２Ｂと第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂとの境界（第４Ｂ境界）Ｂ４Ｂが対応粒界を有する。例えば、第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂｂと第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂとの境界（第５Ｂ境界ともいう）Ｂ５Ｂが対応粒界を有する。例えば、第３Ｂ中間領域Ａｃ３Ｂと第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂとの境界（第６Ｂ境界ともいう）Ｂ６Ｂが対応粒界を有する。例えば、第３Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ３Ｂと第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂとの境界（第７Ｂ境界ともいう）Ｂ７Ｂが対応粒界を有する。例えば、第４Ｂ中間領域Ａｃ４Ｂと第４Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ４Ｂとの境界（第８Ｂ境界ともいう）Ｂ８Ｂが対応粒界を有する。
また、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂ、第４Ｂ境界Ｂ４Ｂ、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂ、第６Ｂ境界Ｂ６Ｂ、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態にある。ここで、曲がっている状態は、例えば、弓形に湾曲している状態、Ｓ字状に曲がっている状態、波打つように曲がっている状態およびうねるように曲がっている状態のうちの少なくとも１つの状態を含む。第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂｂ、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのそれぞれが第２方向としての＋Ｘ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。さらに、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂ、第４Ｂ境界Ｂ４Ｂ、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂおよび第６Ｂ境界Ｂ６Ｂのそれぞれが第３方向としての＋Ｙ方向において曲がっていることで存在している範囲の幅は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。このような構成を有するシリコン基板１ｂが採用されれば、例えば、このシリコン基板１ｂのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、種々の方向を向いている曲がりを有する機能性粒界が随時形成され、その機能性粒界が存在する領域がさらに増加し得る。これにより、例えば、さらに色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積のさらなる増加によって歪みがさらに吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂにおける欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１ｂに外周部分の切除、切断および薄切りなどが施されることで得られるシリコン基板１ｂにおける欠陥も低減され得る。
ここで、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂ、第４Ｂ境界Ｂ４Ｂ、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂ、第６Ｂ境界Ｂ６Ｂ、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのそれぞれが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において、波打つように曲がっている状態にある場合を想定する。この場合には、例えば、シリコン基板１ｂのもととなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時形成される曲がりを有する機能性粒界が存在する領域が増加し得る。このとき、例えば、歪みが緩和される対応粒界が存在する機能性粒界がさらに増加するため、欠陥が低減され得る。その結果、例えば、シリコンインゴットＩｎ１ｂの品質が向上し、シリコンインゴットＩｎ１ｂに外周部分の切除、切断および薄切りなどが施されることで得られるシリコン基板１ｂの品質が向上し得る。ここでは、波状の第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂｂ、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのそれぞれの第２方向としての＋Ｘ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。また、波状の第３Ｂ境界Ｂ３Ｂ、第４Ｂ境界Ｂ４Ｂ、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂおよび第６Ｂ境界Ｂ６Ｂのそれぞれの第３方向としての＋Ｙ方向における振幅の最大値は、例えば、数ｍｍから２０ｍｍ程度とされる。
そして、ここでは、例えば、欠陥が低減され得るシリコンインゴットＩｎ１ｂの製造に適したシリコン基板１ｂの上記構成を採用すれば、欠陥の低減によってシリコン基板１ｂの品質が向上し得る。ここで、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂ、第４Ｂ境界Ｂ４Ｂ、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂ、第６Ｂ境界Ｂ６Ｂ、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのそれぞれにおける各種の対応粒界の存在および各種の対応粒界の存在比率は、例えば、ＥＢＳＤ法などを用いた測定で確認され得る。また、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂａ、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂｂ、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂ、第４Ｂ境界Ｂ４Ｂ、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂ、第６Ｂ境界Ｂ６Ｂ、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのそれぞれが第１方向としての＋Ｚ方向に垂直なＸＹ平面に沿った仮想的な断面において曲がっている状態は、例えば、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８に適宜エッチングなどを施した後に、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８を光学顕微鏡で観察することで確認され得る。
ところで、シリコン基板１ｂは、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。また、シリコン基板１ｂは、例えば、第３方向としての＋Ｙ方向に並んでいる、３つ以上の擬似単結晶領域と、これらの３つ以上の擬似単結晶領域のうちの隣り合う２つの擬似単結晶領域の間のそれぞれに位置している中間領域とを含んでいてもよい。これにより、例えば、さらなるシリコンインゴットＩｎ１ｂの大型化が可能となる。
＜１－７．太陽電池素子＞
上述したシリコンインゴットＩｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂからの切り出しによってシリコンブロックＢｋ１，Ｂｋ１ａ，Ｂｋ１ｂを経て作製されるシリコン基板１，１ａ，１ｂのそれぞれは、例えば、太陽電池としての太陽電池素子１０の半導体基板に用いられる。換言すれば、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂの製造に適した構成を有するシリコン基板１，１ａ，１ｂを備えた太陽電池素子１０が採用される。これにより、例えば、太陽電池素子１０の出力特性などの品質が向上し得る。
太陽電池素子１０の構成の一例について、図３０から図３２を参照しつつ説明する。太陽電池素子１０は、光が入射する受光面１０ａと、この受光面１０ａの反対側の面である非受光面１０ｂと、を有する。
図３０から図３２で示されるように、太陽電池素子１０は、例えば、シリコン基板１と、反射防止膜２と、第１電極４と、第２電極５と、を備えている。
シリコン基板１は、例えば、第１導電型の第１半導体層１ｐと、この第１半導体層１ｐの受光面１０ａ側に位置している第２導電型の第２半導体層１ｎと、を有する。例えば、第１導電型がｐ型であれば、第２導電型がｎ型とされる。また、例えば、第１導電型がｎ型であれば、第２導電型がｐ型とされる。ここで、例えば、第１導電型がｐ型であれば、シリコンインゴットＩｎ１の導電型をｐ型とするために、ドーパントとなる元素として、ホウ素などが採用される。ここで、例えば、シリコンインゴットＩｎ１におけるホウ素の濃度（単位体積あたりの原子の個数）が、１×１０１６個／立方センチメートル（ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）から１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度であれば、シリコン基板１における比抵抗は、０．２オームセンチメートル（Ω・ｃｍ）から２Ω・ｃｍ程度となる。シリコン基板１に対するホウ素のドーピング方法としては、例えば、適量のホウ素元素の単体、またはホウ素の含有濃度が既知である適量のシリコン塊が、シリコンインゴットＩｎ１の製造時に混合される方法が考えられる。また、ここで、例えば、第１導電型がｐ型である場合には、シリコン基板１における第７面Ｆ７側の表層部にリンなどの不純物を拡散によって導入することで、第２半導体層１ｎが生成され得る。これにより、例えば、第１半導体層１ｐと第２半導体層１ｎとがｐｎ接合領域１ｐｎを形成している状態となる。
また、シリコン基板１は、例えば、第８面Ｆ８側に位置している、ＢＳＦ（Back-Surface-Field）領域１Ｈｐを有していてもよい。このＢＳＦ領域１Ｈｐは、例えば、シリコン基板１の第８面Ｆ８側の領域に内部電界を形成し、第８面Ｆ８の近傍における少数キャリアの再結合を低減する役割を有する。これにより、例えば、太陽電池素子１０の光電変換効率が低下しにくい。ＢＳＦ領域１Ｈｐは、第１半導体層１ｐと同一の導電型を有する。ＢＳＦ領域１Ｈｐが含有する多数キャリアの濃度は、第１半導体層１ｐが含有する多数キャリアの濃度よりも高い。例えば、シリコン基板１がｐ型を有する場合には、シリコン基板１の第８面Ｆ８側の表層部にホウ素またはアルミニウムなどのドーパントとなる元素を拡散によって導入することで、ＢＳＦ領域１Ｈｐが形成され得る。ここでは、ＢＳＦ領域１Ｈｐにおけるドーパントの濃度は、例えば、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３から５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度とされる。
反射防止膜２は、例えば、シリコン基板１の受光面１０ａ側の第７面Ｆ７上に位置している。反射防止膜２は、受光面１０ａにおける所望の波長域の光に対する反射率を低減させて、シリコン基板１内に所望の波長域の光が吸収されやすくする役割を果たす。これにより、例えば、シリコン基板１における光電変換で生成されるキャリアの量が増大し得る。反射防止膜２の素材には、例えば、窒化珪素、酸化チタンおよび酸化珪素などのうちの１種以上の素材が適用される。ここで、例えば、反射防止膜２の素材に応じて反射防止膜２の厚さが適宜設定されれば、所望の波長域の入射光がほとんど反射しない条件（無反射条件ともいう）が実現され得る。具体的には、例えば、反射防止膜２の屈折率が、１．８から２．３程度とされ、反射防止膜２の厚さが、５０ナノメートル（ｎｍ）から１２０ｎｍ程度とされる。
第１電極４は、例えば、シリコン基板１の受光面１０ａ側の第７面Ｆ７上に位置している。図３０および図３２で示されるように、第１電極４は、例えば、第１出力取出電極４ａと、複数の線状の電極（線状電極ともいう）としての第１集電電極４ｂと、を有する。図３０および図３２の例では、第１電極４は、第２方向としての＋Ｘ方向に沿った長手方向を有する３本の第１出力取出電極４ａと、第３方向としての＋Ｙ方向に沿った長手方向を有する４３本の線状の第１集電電極４ｂと、を有する。各第１出力取出電極４ａの少なくとも一部は、各第１集電電極４ｂと交差している状態にある。第１出力取出電極４ａの線幅は、例えば、０．６ｍｍから１．５ｍｍ程度とされる。第１集電電極４ｂの線幅は、例えば、２５μｍから１００μｍ程度とされる。このため、第１集電電極４ｂの線幅は、第１出力取出電極４ａの線幅よりも小さい。複数の線状の第１集電電極４ｂは、第２方向としての＋Ｘ方向において、所定の間隔（第１間隔ともいう）Ｄｅ１で、相互に略平行な状態で並んでいる。所定の第１間隔Ｄｅ１は、例えば、１．５ｍｍから３ｍｍ程度とされる。第１電極４の厚さは、例えば、１０μｍから４０μｍ程度とされる。第１電極４は、例えば、複数の第１集電電極４ｂにおける＋Ｙ方向の端部同士をつなぐように位置している補助電極４ｃと、複数の第１集電電極４ｂにおける－Ｙ方向の端部同士をつなぐように位置している補助電極４ｃと、を有していてもよい。補助電極４ｃの線幅は、例えば、第１集電電極４ｂの線幅と略同一とされる。第１電極４は、例えば、シリコン基板１の第７面Ｆ７側に、銀ペーストを所望のパターンで塗布した後に、この銀ペーストを焼成することで、形成され得る。銀ペーストは、例えば、銀を主成分とする粉末、ガラスフリットおよび有機ビヒクルなどが混合されることで生成され得る。主成分は、含有している成分のうち最も含有率が高い成分を意味する。銀ペーストの塗布法には、例えば、スクリーン印刷法などが適用される。
第２電極５は、例えば、シリコン基板１の非受光面１０ｂ側の第８面Ｆ８上に位置している。図３１および図３２で示されるように、第２電極５は、例えば、第２出力取出電極５ａと、第２集電電極５ｂと、を有する。図３１および図３２の例では、第２電極５は、＋Ｘ方向に沿った長手方向を有する３本の第２出力取出電極５ａを有する。第２出力取出電極５ａの厚さは、例えば、１０μｍから３０μｍ程度とされる。第２出力取出電極５ａの線幅は、例えば、１ｍｍから４ｍｍ程度とされる。この第２出力取出電極５ａは、例えば、第１電極４と同様な素材および製法で形成され得る。第２出力取出電極５ａは、例えば、シリコン基板１の第８面Ｆ８側に、銀ペーストが所望のパターンで塗布された後に、この銀ペーストが焼成されることで、形成され得る。第２集電電極５ｂは、例えば、シリコン基板１の第８面Ｆ８側において第２出力取出電極５ａが形成される領域の大部分を除く略全面にわたって位置している。第２集電電極５ｂの厚さは、例えば、１５μｍから５０μｍ程度とされる。第２集電電極５ｂは、例えば、シリコン基板１の第８面Ｆ８側に、アルミニウムペーストを所望のパターンで塗布した後に、このアルミニウムペーストを焼成することで形成され得る。アルミニウムペーストは、例えば、アルミニウムを主成分とする粉末、ガラスフリットおよび有機ビヒクルなどが混合されることで生成され得る。アルミニウムペーストの塗布法には、例えば、スクリーン印刷法などが適用される。
このような構成を有する太陽電池素子１０では、例えば、図３３（ａ）で示されるように、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが曲がっていることで第２方向としての＋Ｘ方向において存在している範囲の幅（存在幅）Ｗｗ１は、第１集電電極４ｂの線幅よりも大きくなっている場合が想定される。この場合には、例えば、太陽電池素子１０の受光面１０ａを平面視したときに、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが、１本の第１集電電極４ｂを挟む２つの領域Ａｒ１，Ａｒ２にまたがるように位置している構成が考えられる。このような構成では、例えば、図３３（ｂ）で示されるように、受光面１０ａに対する光の照射に応答してｐｎ接合領域１ｐｎで光電変換によって発生するキャリアは、複数の第１集電電極４ｂのうちのキャリアの発生箇所Ｐ１から最も近い第１集電電極４ｂによって集電される。第１導電型がｐ型である場合には、キャリアとしての電子が第１集電電極４ｂによって集電される。
一方、例えば、図３４（ａ）で示されるように、仮に、１本の第１集電電極４ｂに沿って第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが直線状に位置していれば、複数の第１集電電極４ｂのうちのキャリアの発生箇所Ｐ１から最も近い第１集電電極４ｂとの間に第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが存在している場合が想定される。この場合には、例えば、図３４（ｂ）で示されるように、発生箇所Ｐ１で発生するキャリアは、複数の第１集電電極４ｂのうちのキャリアの発生箇所Ｐ１から２番目に近い第１集電電極４ｂによって集電される。このとき、例えば、シリコン基板１内におけるキャリアの移動距離が長くなることで、キャリアの再結合が生じやすくなり、光電変換効率が低下しやすくなる。
このため、例えば、図３３（ａ）および図３３（ｂ）で示されたように、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが曲がっていることで第２方向としての＋Ｘ方向において存在している範囲の存在幅Ｗｗ１が第１集電電極４ｂの線幅よりも大きくなっていれば、光電変換効率の向上によって、太陽電池素子１０の品質が向上し得る。ここでは、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂを挙げて説明したが、例えば、第２Ｂ境界Ｂ２Ｂが曲がっていることで第２方向としての＋Ｘ方向において存在している範囲の幅が第１集電電極４ｂの線幅よりも大きくなっていれば、光電変換効率の向上によって、太陽電池素子１０の品質が向上し得る。
ここで、例えば、図３３（ａ）で示されるように、第２方向としての＋Ｘ方向において第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが曲がっていることで存在している範囲の存在幅Ｗｗ１が、複数の線状電極としての第１集電電極４ｂの第１間隔Ｄｅ１よりも大きくてもよい。具体的には、例えば、第１間隔Ｄｅ１が１．６ｍｍであり、第１集電電極４ｂの線幅が５０μｍであり、存在幅Ｗｗ１が数ｍｍから数十ｍｍであるような構成が考えられる。このような構成が採用されれば、例えば、太陽電池素子１０の受光面１０ａを平面視したときに、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂが、１本の第１集電電極４ｂを挟む２つの領域Ａｒ１，Ａｒ２にまたがるように位置しやすくなる。この場合には、例えば、太陽電池素子１０において光の照射に応じて光電変換で生じるキャリアが、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂの存在によって第１集電電極４ｂに集電されにくくなる不具合が生じにくい。これにより、例えば、太陽電池素子１０の出力特性などの品質が向上し得る。ここでは、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１間隔Ｄｅ１よりも大きな第２方向としての＋Ｘ方向において存在している範囲の存在幅Ｗｗ１を有していてもよい。
＜１－８．第１実施形態のまとめ＞
第１実施形態に係るシリコンインゴットＩｎ１は、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１と第２擬似単結晶領域Ａｍ２との間に１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１中間領域Ａｃ１を有する。ここで、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１擬似単結晶領域Ａｍ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２のそれぞれの幅を、第１中間領域Ａｃ１の幅よりも大きくする。また、例えば、第１擬似単結晶領域Ａｍ１と第１中間領域Ａｃ１との第１境界Ｂ１および第２擬似単結晶領域Ａｍ２と第１中間領域Ａｃ１との第２境界Ｂ２のそれぞれが対応粒界を有する。そして、例えば、第１境界Ｂ１および第２境界Ｂ２が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態にある。このような構成を有するシリコンインゴットＩｎ１が採用されれば、例えば、シリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時生成される対応粒界を有する機能性粒界に曲がりが存在することになる。このとき、例えば、機能性粒界における接線方向が場所によって種々変化している状態となり、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなる。したがって、例えば、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１の品質が向上し得る。
また、第１実施形態に係るシリコンブロックＢｋ１は、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａと第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａとの間に１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａを有する。ここで、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａのそれぞれの幅を、第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａの幅よりも大きくする。また、例えば、第１Ａ擬似単結晶領域Ａｍ１Ａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａとの第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ擬似単結晶領域Ａｍ２Ａと第１Ａ中間領域Ａｃ１Ａとの第２Ａ境界Ｂ２Ａのそれぞれが対応粒界を有する。そして、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態にある。このような構成を有するシリコンブロックＢｋ１が採用されれば、例えば、シリコンブロックＢｋ１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時生成される対応粒界を有する機能性粒界に曲がりが存在することになる。このとき、例えば、機能性粒界における接線方向が場所によって種々変化している状態となり、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなる。これにより、例えば、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。ここでは、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコンブロックＢｋ１の構成が採用されることで、欠陥の低減によってシリコンブロックＢｋ１の品質が向上し得る。
また、第１実施形態に係るシリコン基板１は、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂと第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂとの間に１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂを有する。ここで、例えば、第２方向としての＋Ｘ方向において、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂのそれぞれの幅を、第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂの幅よりも大きくする。また、例えば、第１Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ１Ｂと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂとの第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ擬似単結晶領域Ａｍ２Ｂと第１Ｂ中間領域Ａｃ１Ｂとの第２Ｂ境界Ｂ２Ｂのそれぞれが対応粒界を有する。そして、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂが、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態にある。このような構成を有するシリコン基板１が採用されれば、例えば、シリコン基板１のもととなるシリコンインゴットＩｎ１の作製時においてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が進行する際に、随時生成される対応粒界を有する機能性粒界に曲がりが存在することになる。このとき、例えば、機能性粒界における接線方向が場所によって種々変化している状態となり、色々な方向の歪みが機能性粒界で吸収され易くなるとともに、機能性粒界の面積の増加によって歪みが吸収され易くなる。これにより、例えば、シリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され得る。ここでは、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１の製造に適したシリコン基板１の構成が採用されることで、欠陥の低減によってシリコン基板１の品質が向上し得る。
また、例えば、欠陥が生じにくいシリコンインゴットＩｎ１の製造に適した構成を有するシリコン基板１を備えた太陽電池素子１０が採用されることで、太陽電池素子１０の出力特性などの品質が向上し得る。
＜２．他の実施形態＞
本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良などが可能である。
上記第１実施形態において、シリコンインゴットＩｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂのそれぞれでは、例えば、第１境界Ｂ１，Ｂ１ａおよび第２境界Ｂ２，Ｂ２ｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。また、シリコンインゴットＩｎ１ａ，Ｉｎ１ｂのそれぞれでは、例えば、第３境界Ｂ３および第４境界Ｂ４のうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。また、シリコンインゴットＩｎ１ｂでは、例えば、第５境界Ｂ５および第６境界Ｂ６のうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。シリコンインゴットＩｎ１ｂでは、例えば、第７境界Ｂ７および第８境界Ｂ８のうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。
上記第１実施形態において、シリコンブロックＢｋ１，Ｂｋ１ａ，Ｂｋ１ｂのそれぞれでは、例えば、第１Ａ境界Ｂ１Ａ，Ｂ１Ａａおよび第２Ａ境界Ｂ２Ａ，Ｂ２Ａｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。また、シリコンブロックＢｋ１ａ，Ｂｋ１ｂのそれぞれでは、例えば、第３Ａ境界Ｂ３Ａおよび第４Ａ境界Ｂ４Ａのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。また、シリコンブロックＢｋ１ｂでは、例えば、第５Ａ境界Ｂ５Ａおよび第６Ａ境界Ｂ６Ａのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。シリコンブロックＢｋ１ｂでは、例えば、第７Ａ境界Ｂ７Ａおよび第８Ａ境界Ｂ８Ａのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。
上記第１実施形態において、シリコン基板１，１ａ，１ｂのそれぞれでは、例えば、第１Ｂ境界Ｂ１Ｂ，Ｂ１Ｂａおよび第２Ｂ境界Ｂ２Ｂ，Ｂ２Ｂｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。また、シリコン基板１ａ，１ｂでは、例えば、第３Ｂ境界Ｂ３Ｂおよび第４Ｂ境界Ｂ４Ｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。また、シリコン基板１ｂでは、例えば、第５Ｂ境界Ｂ５Ｂおよび第６Ｂ境界Ｂ６Ｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。シリコン基板１ｂでは、例えば、第７Ｂ境界Ｂ７Ｂおよび第８Ｂ境界Ｂ８Ｂのうちの少なくとも一方の境界が、第１方向としての＋Ｚ方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている状態または波打つように曲がっている状態にあってもよい。
上記第１実施形態に係る太陽電池素子１０では、例えば、第７面Ｆ７が非受光面１０ｂ側に位置し、第８面Ｆ８が受光面１０ａ側に位置するようにシリコン基板１が配置されてもよい。換言すれば、例えば、複数の線状電極としての第１集電電極４ｂは、第７面Ｆ７または第８面Ｆ８の上に位置していればよい。
上記第１実施形態において、例えば、図３５（ａ）で示されるように、シリコンインゴットＩｎ１における第２境界Ｂ２が第１方向としての＋Ｚ方向に行くにつれて第２方向としての＋Ｘ方向に進むように第１方向としての＋Ｚ方向に対して傾斜している部分（第１傾斜部ともいう）ＴＬ１を含んでいてもよい。具体的には、例えば、第１傾斜部ＴＬ１は、ＹＺ平面に対して傾斜している。図３５（ａ）の例では、第２境界Ｂ２が斜め上方に延びるように位置している。また、例えば、図３５（ｂ）で示されるように、シリコンブロックＢｋ１における第２Ａ境界Ｂ２Ａが第１方向としての＋Ｚ方向に行くにつれて第２方向としての＋Ｘ方向に進むように第１方向としての＋Ｚ方向に対して傾斜している部分（第１Ａ傾斜部ともいう）ＴＬ１Ａを含んでいてもよい。具体的には、例えば、第１Ａ傾斜部ＴＬ１Ａは、ＹＺ平面に対して傾斜している。図３５（ｂ）の例では、第２Ａ境界Ｂ２Ａが斜め上方に延びるように位置している。第１傾斜部ＴＬ１および第１Ａ傾斜部ＴＬ１Ａの第２方向としての＋Ｘ方向において存在している幅は、例えば、数ｍｍから数十ｍｍ程度とされる。
このような構成は、例えば、次のようにして実現され得る。まず、鋳型１２１の底部１２１ｂ上の中央よりも第２方向としての＋Ｘ方向にずれた位置に第１中間種結晶部Ｃｓ１を配置する。次に、鋳型１２１内で底部１２１ｂ側から上方（＋Ｚ方向）に向けてシリコン融液ＭＳ１の一方向凝固を行わせる際に、鋳型１２１の周囲からの加熱状態などを適宜調整することで、シリコン融液ＭＳ１と固体状態のシリコンとの境界が第１方向としての＋Ｚ方向に張り出すような凸形状とされる。このような構成が採用されれば、シリコン融液ＭＳ１の一方向凝固が行われる際に、例えば、底部１２１ｂ側から上方に向けて伝播している転位の上方に第２境界Ｂ２が形成されるようにシリコン融液ＭＳ１が凝固し得る。このとき、例えば、上方に向けた転位の伝播が第２境界Ｂ２によってブロックされ得る。また、例えば、転位が比較的発生しやすい鋳型１２１内の周辺に近づくように第２境界Ｂ２が斜行するようにシリコン融液ＭＳ１が凝固することによって、上方に向けた転位の伝播が第２境界Ｂ２でブロックされやすくなる。これにより、例えば、製造されるシリコンインゴットＩｎ１における欠陥が低減され、シリコンインゴットＩｎ１の品質が向上し得る。また、例えば、シリコンインゴットＩｎ１から切り出されるシリコンブロックＢｋ１の品質も向上し得る。
上記第１実施形態において、例えば、第２方向と第３方向とが、互いに直交することなく、９０度とは異なる角度を成すように交差してもよい。上記第１実施形態の第１変形例および第２変形例では、例えば、第２方向と第３方向とが成す角度を、対応粒界に対応する単結晶シリコンの回転角度関係に含まれるように設定する態様が考えられる。また、上述した第２方向と第３方向とが互いに直交している状態には、例えば、第２方向と第３方向とが９０度を成している状態を基準として、１度から３度程度の誤差が許容され得る。具体的には、第２方向と第３方向とが互いに直交している場合における第２方向と第３方向とが成す角度には、例えば、８７度から９３度の範囲の角度が含まれてもよい。ここで、第２方向と第３方向とが成す角度において９０度を基準として生じる誤差は、例えば、種結晶部および中間種結晶部を準備する際に切断で生じる誤差、ならびに種結晶部および中間種結晶部を配置する際に生じる誤差などを含む。
上記第１実施形態において、例えば、シリコンインゴットＩｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂの第１面Ｆ１および第２面Ｆ２ならびにシリコンブロックＢｋ１，Ｂｋ１ａ，Ｂｋ１ｂの第４面Ｆ４および第５面Ｆ５のそれぞれは、矩形状ではなく、シリコン基板１，１ａ，１ｂの形状などに応じた種々の形状を有していてもよい。
上記第１実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
１，１ａ，１ｂ シリコン基板
４ｂ 第１集電電極
１０ 太陽電池素子
Ａｃ１～Ａｃ４ 第１～４中間領域
Ａｃ１ｂ 第１中間領域
Ａｃ１Ａ～Ａｃ４Ａ 第１Ａ～４Ａ中間領域
Ａｃ１Ａｂ 第１Ａ中間領域
Ａｃ１Ｂ～Ａｃ４Ｂ 第１Ｂ～４Ｂ中間領域
Ａｃ１Ｂｂ 第１Ｂ中間領域
Ａｍ１～Ａｍ４ 第１～４擬似単結晶領域
Ａｍ１ａ 第１擬似単結晶領域
Ａｍ１Ａ～Ａｍ４Ａ 第１Ａ～４Ａ擬似単結晶領域
Ａｍ１Ａａ 第１Ａ擬似単結晶領域
Ａｍ１Ｂ～Ａｍ４Ｂ 第１Ｂ～４Ｂ擬似単結晶領域
Ａｍ１Ｂａ 第１Ｂ擬似単結晶領域
Ａｍ２ｂ 第２擬似単結晶領域
Ａｍ２Ａｂ 第２Ａ擬似単結晶領域
Ａｍ２Ｂｂ 第２Ｂ擬似単結晶領域
Ｂ１～Ｂ８ 第１～８境界
Ｂ１ａ 第１境界
Ｂ１Ａ～Ｂ８Ａ 第１Ａ～８Ａ境界
Ｂ１Ａａ 第１Ａ境界
Ｂ１Ｂ～Ｂ８Ｂ 第１Ｂ～８Ｂ境界
Ｂ１Ｂａ 第１Ｂ境界
Ｂ２ｂ 第２境界
Ｂ２Ａｂ 第２Ａ境界
Ｂ２Ｂｂ 第２Ｂ境界
Ｂｋ１，Ｂｋ１ａ，Ｂｋ１ｂ シリコンブロック
Ｄｅ１ 第１間隔
Ｆ１～Ｆ９ 第１～９面
Ｉｎ１，Ｉｎ１ａ，Ｉｎ１ｂ シリコンインゴット
ＴＬ１ 第１傾斜部
ＴＬ１Ａ 第１Ａ傾斜部
Ｗ１～Ｗ１２ 第１～１２の幅
Ｗ１Ａ～Ｗ１２Ａ 第１Ａ～１２Ａの幅
Ｗ１Ｂ～Ｗ１２Ｂ 第１Ｂ～１２Ｂの幅
Ｗｓ１～Ｗｓ１２ 第１～１２種幅
Ｗｗ１ 存在幅

Claims (19)

  1. 第１面と、該第１面とは逆側に位置している第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続している状態で前記第２面から前記第１面に向かう第１方向に沿って位置している第３面と、を有するシリコンのインゴットであって、
    前記第１方向に垂直である第２方向において順に隣接している、第１擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１中間領域と、第２擬似単結晶領域と、を備え、
    前記第２方向において、前記第１擬似単結晶領域の第１の幅および前記第２擬似単結晶領域の第２の幅のそれぞれは、前記第１中間領域の第３の幅よりも大きく、
    前記第１擬似単結晶領域と前記第１中間領域との第１境界および前記第２擬似単結晶領域と前記第１中間領域との第２境界のそれぞれが対応粒界を有しており、
    前記第１擬似単結晶領域、前記第２擬似単結晶領域および前記１つ以上の擬似単結晶領域のそれぞれにおける前記第１方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位であり、
    前記第１境界および前記第２境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンのインゴット。
  2. 請求項１に記載のシリコンのインゴットであって、
    前記第１境界および前記第２境界のそれぞれが、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンのインゴット。
  3. 請求項１または請求項２に記載のシリコンのインゴットであって、
    前記第１境界および前記第２境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において、波打つように曲がっている、シリコンのインゴット。
  4. 請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載のシリコンのインゴットであって、
    前記第２境界が、前記第１方向に行くにつれて前記第２方向に進むように前記第１方向に対して傾斜している第１傾斜部を含んでいる、シリコンのインゴット。
  5. 請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載のシリコンのインゴットであって、
    前記第１方向に垂直であり且つ前記第２方向に交差している第３方向において順に隣接している、前記第１擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第２中間領域と、第３擬似単結晶領域と、を備え、
    前記第３方向において、前記第１擬似単結晶領域の第４の幅および前記第３擬似単結晶領域の第５の幅のそれぞれは、前記第２中間領域の第６の幅よりも大きく、
    前記第１擬似単結晶領域と前記第２中間領域との第３境界および前記第３擬似単結晶領域と前記第２中間領域との第４境界のそれぞれが対応粒界を有し、
    前記第３境界および前記第４境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンのインゴット。
  6. 請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載のシリコンのインゴットであって、
    前記第１方向とは逆の方向における第１端部を含む第１部分と、前記第１端部とは反対の第２端部を含む第２部分と、を有し、
    前記第１部分における対応粒界では、前記第２部分における対応粒界よりも前記Σ値が２９の対応粒界の割合が大きく、
    前記第２部分における対応粒界では、前記第１部分における対応粒界よりも前記Σ値が５の対応粒界の割合が大きい、シリコンのインゴット。
  7. 第４面と、該第４面とは逆側に位置している第５面と、前記第４面と前記第５面とを接続している状態で前記第５面から前記第４面に向かう第１方向に沿って位置している第６面と、を有するシリコンのブロックであって、
    前記第１方向に垂直な第２方向において順に隣接している、第１Ａ擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１Ａ中間領域と、第２Ａ擬似単結晶領域と、を備え、
    前記第２方向において、前記第１Ａ擬似単結晶領域の第１Ａの幅および前記第２Ａ擬似単結晶領域の第２Ａの幅のそれぞれは、前記第１Ａ中間領域の第３Ａの幅よりも大きく、
    前記第１Ａ擬似単結晶領域と前記第１Ａ中間領域との第１Ａ境界および前記第２Ａ擬似単結晶領域と前記第１Ａ中間領域との第２Ａ境界のそれぞれが対応粒界を有し、
    前記第１Ａ擬似単結晶領域、前記第２Ａ擬似単結晶領域および前記１つ以上の擬似単結晶領域のそれぞれにおける前記第１方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位であり、
    前記第１Ａ境界および前記第２Ａ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンのブロック。
  8. 請求項７に記載のシリコンのブロックであって、
    前記第１Ａ境界および前記第２Ａ境界のそれぞれが、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンのブロック。
  9. 請求項７または請求項８に記載のシリコンのブロックであって、
    前記第１Ａ境界および前記第２Ａ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において、波打つように曲がっている、シリコンのブロック。
  10. 請求項７から請求項９の何れか１つの請求項に記載のシリコンのブロックであって、
    前記第２Ａ境界が、前記第１方向に行くにつれて前記第２方向に進むように前記第１方向に対して傾斜している第１Ａ傾斜部を含んでいる、シリコンのブロック。
  11. 請求項７から請求項１０の何れか１つの請求項に記載のシリコンのブロックであって、
    前記第１方向に垂直であり且つ前記第２方向に交差している第３方向において順に隣接している、前記第１Ａ擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第２Ａ中間領域と、第３Ａ擬似単結晶領域と、を備え、
    前記第３方向において、前記第１Ａ擬似単結晶領域の第４Ａの幅および前記第３Ａ擬似単結晶領域の第５Ａの幅のそれぞれは、前記第２Ａ中間領域の第６Ａの幅よりも大きく、
    前記第１Ａ擬似単結晶領域と前記第２Ａ中間領域との第３Ａ境界および前記第３Ａ擬似単結晶領域と前記第２Ａ中間領域との第４Ａ境界のそれぞれが対応粒界を有し、
    前記第３Ａ境界および前記第４Ａ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンのブロック。
  12. 請求項７から請求項１１の何れか１つの請求項に記載のシリコンのブロックであって、
    前記第１方向とは逆の方向における第３端部を含む第３部分と、前記第３端部とは反対の第４端部を含む第４部分と、を有し、
    前記第３部分における対応粒界では、前記第４部分における対応粒界よりも前記Σ値が２９の対応粒界の割合が大きく、
    前記第４部分における対応粒界では、前記第３部分における対応粒界よりも前記Σ値が５の対応粒界の割合が大きい、シリコンのブロック。
  13. 第７面と、該第７面とは逆側に位置している第８面と、前記第７面と前記第８面とを接続している状態で前記第８面から前記第７面に向かう第１方向に沿って位置している第９面と、を有するシリコンの基板であって、
    前記第１方向に垂直である第２方向において順に隣接している、第１Ｂ擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第１Ｂ中間領域と、第２Ｂ擬似単結晶領域と、を備え、
    前記第２方向において、前記第１Ｂ擬似単結晶領域の第１Ｂの幅および前記第２Ｂ擬似単結晶領域の第２Ｂの幅のそれぞれは、前記第１Ｂ中間領域の第３Ｂの幅よりも大きく、
    前記第１Ｂ擬似単結晶領域と前記第１Ｂ中間領域との第１Ｂ境界および前記第２Ｂ擬似単結晶領域と前記第１Ｂ中間領域との第２Ｂ境界のそれぞれが対応粒界を有しており、
    前記第１Ｂ擬似単結晶領域、前記第２Ｂ擬似単結晶領域および前記１つ以上の擬似単結晶領域のそれぞれにおける前記第１方向に沿った結晶方位が、ミラー指数における＜１００＞方位であり、
    前記第１Ｂ境界および前記第２Ｂ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンの基板。
  14. 請求項１３に記載のシリコンの基板であって、
    前記第１Ｂ境界および前記第２Ｂ境界のそれぞれが、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンの基板。
  15. 請求項１３または請求項１４に記載のシリコンの基板であって、
    前記第１Ｂ境界および前記第２Ｂ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において、波打つように曲がっている、シリコンの基板。
  16. 請求項１３から請求項１５の何れか１つの請求項に記載のシリコンの基板であって、
    前記第１方向に垂直であり且つ前記第２方向に交差している第３方向において順に隣接している、前記第１Ｂ擬似単結晶領域と、１つ以上の擬似単結晶領域を含む第２Ｂ中間領域と、第３Ｂ擬似単結晶領域と、を備え、
    前記第３方向において、前記第１Ｂ擬似単結晶領域の第４Ｂの幅および前記第３Ｂ擬似単結晶領域の第５Ｂの幅のそれぞれは、前記第２Ｂ中間領域の第６Ｂの幅よりも大きく、
    前記第１Ｂ擬似単結晶領域と前記第２Ｂ中間領域との第３Ｂ境界および前記第３Ｂ擬似単結晶領域と前記第２Ｂ中間領域との第４Ｂ境界のそれぞれが対応粒界を有し、
    前記第３Ｂ境界および前記第４Ｂ境界のうちの少なくとも一方の境界が、前記第１方向に垂直な仮想的な断面において曲がっている、シリコンの基板。
  17. 請求項１３から請求項１６の何れか１つの請求項に記載のシリコンの基板と、該シリコンの基板の上に位置している複数の電極と、を備えている、太陽電池。
  18. 請求項１７に記載の太陽電池であって、
    前記複数の電極が、前記第７面または前記第８面の上に位置している、前記第２方向において第１間隔を有するように並んでいる複数の線状電極を含み、
    前記第１Ｂ境界および前記第２Ｂ境界のうちの少なくとも一方の境界が前記第２方向において曲がっていることで存在している範囲の幅が、前記第１間隔よりも大きい、太陽電池。
  19. 請求項１７に記載の太陽電池であって、
    前記複数の電極は、前記第７面または前記第８面の上に位置している第１電極を含み、
    前記第７面および前記第８面のうちの前記第１電極が位置している面と、前記第１電極とを平面視した場合に、前記第１電極は、前記第１Ｂ境界および前記第２Ｂ境界のうちの少なくとも一方の境界と交差している、太陽電池。
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