JPH04131626U - Polycrystalline silicon sheet manufacturing equipment - Google Patents
Polycrystalline silicon sheet manufacturing equipmentInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モールドノズル内へ圧出の溶融シリコンを、
引き出し治具により固化シリコンシートとして連続的に
引出して製品を得るキャストリボン法の実施に供する装
置で、モールドノズルの鋳造路厚さに変化をもたせて、
薄い鋳造路でも溶融シリコンを流入可能とし、特に薄手
製品の生産性を向上させる。
【構成】 モールドノズル５の鋳造路６における横向鋳
造路５ｂを、厚成鋳造路５ｈと薄成鋳造路５ｉとの間が
先細り鋳造路５ｊにより連設された構成とし、先細り鋳
造路５ｊの一面は、厚成、薄成鋳造路５ｈ、５ｉと直線
的に連続する横向平面５ｋで、他面がテーパ面５ｌによ
り形成されることで、鋳造路６の溶融シリコンに対する
流入抵抗を低減する。
(57) [Summary] [Purpose] To extrude molten silicon into the mold nozzle,
This device is used to perform the cast ribbon method to obtain a product by continuously drawing out a solidified silicone sheet using a drawing jig, and by varying the thickness of the casting path of the mold nozzle,
It allows molten silicon to flow even in thin casting channels, improving productivity especially for thin products. [Structure] The horizontal casting path 5b in the casting path 6 of the mold nozzle 5 is configured such that the thick casting path 5h and the thin casting path 5i are connected by a tapered casting path 5j, and one side of the tapered casting path 5j. is a horizontal plane 5k linearly continuous with the thick and thin casting paths 5h and 5i, and the other surface is formed by a tapered surface 5l, thereby reducing the inflow resistance to the molten silicon in the casting path 6.
Description
【０００１】0001
本考案は太陽電池その他の光電変換素子等に用いられている、多結晶シリコン シートの製造に用いられる装置の改良に関する。 This invention is based on polycrystalline silicon, which is used in solar cells and other photoelectric conversion elements. This invention relates to improvements in equipment used to manufacture sheets.
【０００２】0002
既に多結晶シリコンシートの製造方法としては各種のものが実施されており、 その一つであるリボン法は図４のように、不活性ガス雰囲気内にあって坩堝ａ内 に存する溶融シリコンｂにダイｃを浸漬起立させ、ダイｃの上端口ｃ′から引き 出された溶融シリコンｂを、ダイｃの外である不活性ガス雰囲気内で冷却固化さ せるようにしたもので、このリボン技術では、溶融シリコンｂのメニスカス（表 面張力）を利用してシートを形成しているため、均一な厚さの多結晶シリコンシ ートを得難く、この結果太陽電池のディバイスとして用いようとする際、これに 電極を形成しようとしても、スクーリン印刷法を適用することが困難となってし まう欠陥がある。 Various methods have already been implemented for producing polycrystalline silicon sheets. One of these methods, the ribbon method, is performed in a crucible a in an inert gas atmosphere, as shown in Figure 4. Die c is immersed in molten silicon b existing in The released molten silicon b is cooled and solidified in an inert gas atmosphere outside the die c. With this ribbon technology, the meniscus (surface) of molten silicon b Since the sheet is formed using surface tension (surface tension), a polycrystalline silicon sheet with a uniform thickness can be formed. As a result, when trying to use it as a solar cell device, it is difficult to obtain a Even when trying to form electrodes, it became difficult to apply the Scourin printing method. There is a flaw.
【０００３】 また、上記の如く溶融シリコンとの濡れを活用しようとするのがリボン技術で あるため、ダイ、フィラメント、基板など多くの消耗品を要することになるだけ でなく、濡れのよいカーボン、ＳｉＣ等を用いることから、これが溶融シリコン への不純物源となってしまう。 さらに、当該リボン法によるときは結晶の成長が、多結晶シリコンシートの引 き出し方向への成長であり、当該結晶の成長速度はあまり大きくできず、品質お よび生産能率の点からも満足すべきものとなっていない。0003 In addition, as mentioned above, ribbon technology attempts to take advantage of wetting with molten silicon. Therefore, many consumables such as die, filament, and substrate are required. However, since carbon, SiC, etc. with good wettability are used, this is molten silicon. becomes a source of impurities. Furthermore, when using the ribbon method, the growth of crystals is The growth rate of the crystal cannot be increased too much, and the quality and quality may be affected. The results are not satisfactory in terms of productivity and production efficiency.
【０００４】 また、別途別謂キャスティング法（鋳造法）なるものも実施されているが、同 法ではシリコン母材を加熱して融液となし、これを製品ウエハの寸法に応じた鋳 型に流し込み、さらに当該型の可動部分により融液を押圧成型して固化させるも のであるが、同法によるときは、一度に所定形状のウエハが得られ、量産性の点 で望ましい結果が期待できるものの、上記のように融液は四方から押えつけられ ることになる。 このため同法では鋳型の上下面と側面が上記融液の固化に際し、シリコン結晶 粒（グレイン）の成長を抑制してしまうこととなり、固化製品の前記各面と接す る部分近傍が、非常に細かい結晶粒となって大きな結晶粒が得られず、太陽電池 用シリコンウエハ等にあって望ましいとされている大結晶粒生成の要請を満足さ せることができないため、当該ウエハによって得られた太陽電池の光電変換効率 も２〜３％と極度に悪くなってしまう欠陥を持っている。0004 In addition, a separate method called the casting method is also carried out, but the In this method, the silicon base material is heated to form a melt, which is then cast according to the dimensions of the product wafer. The melt is poured into a mold, and the movable parts of the mold press the melt to solidify it. However, when this method is used, wafers with a predetermined shape can be obtained at one time, which improves mass production. Although desired results can be expected with That will happen. Therefore, in this method, the upper and lower surfaces and side surfaces of the mold are exposed to silicon crystals when the melt solidifies. This will inhibit the growth of grains, and the The crystal grains in the vicinity of the solar cell become very fine, making it impossible to obtain large crystal grains. It satisfies the requirement of large crystal grain generation, which is considered desirable for silicon wafers etc. The photoelectric conversion efficiency of the solar cell obtained using the wafer is It also has a defect that makes it extremely bad at 2 to 3%.
【０００５】 そこで、本願人は既に上記難点を解消するため、前記キャスティング法の利点 を活用し、溶融シリコンをモールドノズルに供給するが、不連続でなく連続して 供給すると共に、これをモールドノズル内にて固化してしまい、この固化シリコ ンシートを連続的に引き出すようにすることで、均一厚の多結晶シリコンシート を、不純物による汚染の心配なしに量産可能とすると共に、各種の厚さ寸法のも のを容易に得られるようにし、ディバイス加工の工程でも、厚さの均一化処理な どを不要となし、歩留りの向上をも図ろうとする方法を提案（以下この方法をキ ャストリボン法と称す）した。[0005] Therefore, in order to overcome the above-mentioned difficulties, the applicant has already proposed the advantages of the above-mentioned casting method. The molten silicon is supplied to the mold nozzle continuously, not discontinuously. As it is supplied, it solidifies inside the mold nozzle, and this solidified silicon Polycrystalline silicon sheets with uniform thickness can be created by continuously pulling out the silicone sheets. can be mass-produced without worrying about contamination by impurities, and can also be manufactured in various thickness dimensions. The thickness can be easily obtained, and the thickness can be made uniform even during the device processing process. We proposed a method to eliminate unnecessary parts and improve yield (hereinafter this method will be referred to as key). (referred to as the "just ribbon method").
【０００６】 この方法は図３に示す如き製造装置を用いて行うもので、同図にあって１はア ルゴン等の不活性ガスか真空による不活性雰囲気１ａをもつ炉体で、この中には ヒータ等の熱源２によって加熱されるシリコン溶融管３と、ヒータ等による熱源 ４によって加熱されるモールドノズル５とが設けられており、シリコン溶融管３ 内に投入のシリコン母材は、前記熱源２によって溶融された後、不活性ガス等に よる圧力Ｐを受けて、当該溶融シリコンＳｉが、順次シリコン溶融管３の供給口 ３ａ、そしてモールドノズル５の注入口となる縦向厚成鋳造路５ａを介して当該 モールドノズル５の横向鋳造路５ｂ内へ送り込まれるようになっている。[0006] This method is carried out using manufacturing equipment as shown in Figure 3, where 1 is the A furnace body with an inert atmosphere 1a made of an inert gas such as Rougon or a vacuum, and inside it A silicon melting tube 3 heated by a heat source 2 such as a heater, and a heat source such as a heater A mold nozzle 5 heated by the silicon melting tube 3 is provided. The silicon base material introduced into the interior is melted by the heat source 2, and then heated to an inert gas or the like. Under the pressure P, the molten silicon Si is sequentially supplied to the supply port of the silicon melting tube 3. 3a, and through the vertical thick forming casting channel 5a which becomes the injection port of the mold nozzle 5. It is designed to be fed into the horizontal casting path 5b of the mold nozzle 5.
【０００７】 ここでモールドノズル５は、ノズル下板５ｃとノズル上蓋板５ｄとからなり、 ノズル下板５ｃの上面に所定の凹溝５ｅが形成されてあることで、図示されてい ないビス等により両板５ｃ、５ｄを重積状態にて固定し、これにより、所定厚さ と所定巾の上記縦向厚成鋳造路５ａと横向鋳造路５ｂとからなる鋳造路６が形成 され、図中７が引出手段としての引き出し治具を示している。[0007] Here, the mold nozzle 5 consists of a nozzle lower plate 5c and a nozzle upper cover plate 5d, A predetermined groove 5e is formed on the upper surface of the nozzle lower plate 5c, which is not shown in the figure. Both plates 5c and 5d are fixed in a stacked state using screws, etc., which are not included, and thereby a predetermined thickness is achieved. A casting path 6 consisting of the vertical thick casting path 5a and the horizontal casting path 5b having a predetermined width is formed. 7 in the figure indicates a pull-out jig as a pull-out means.
【０００８】 この製造装置を用いて上記キャストリボン法を実施する一つの手段としては、 石英等により形成したシリコン溶融管３中にシリコン母材を投入しておき、これ を熱源２の稼動によって溶融（１４５０℃）し、前記不活性ガスによる圧力Ｐ（ ０．０１〜０．１ｋｇ／ｃｍ2 ）を当該溶融シリコンＳｉの上面に加えるが、こ の際熱源４によって予め同図に示す如くモールドノズル５の基部側から鋳造路６ 、引出端口５ｆの方向へ向けて、シリコンの融点（ＭＰ＝１４２０℃）よりも高 温から１３００℃程度に至るまで、降温状態となるようにして、鋳造路６の引出 端口５ｆ寄りの固化領域５ｇから引き出し治具７に向けては、融点ＭＰよりも予 め温度が低くなるようにしてあり、このような温度条件下のモールドノズル５内 に、その縦向厚成鋳造路５ａから連続的に、上記溶融シリコンＳｉを供給するよ うにしている。 これにより当該溶融シリコンＳｉは、引き出し治具７の握持用端口７ａからモ ールドノズル５内の固化領域５ｇまでが固結することで、固化シリコンシートＭ Ｓｉが形成されることとなる。One way to carry out the cast ribbon method using this manufacturing apparatus is to put a silicon base material into a silicon melting tube 3 made of quartz or the like, and melt it by operating a heat source 2. (1450° C.) and apply pressure P (0.01 to 0.1 kg/cm 2 ) from the inert gas to the upper surface of the molten silicon Si. From the base side of the casting path 6 toward the drawer end 5f, the temperature is lowered from a temperature higher than the melting point of silicon (MP=1420°C) to about 1300°C. The temperature from the solidification area 5g near the end opening 5f toward the drawing jig 7 is set lower than the melting point MP in advance, and the vertical thick casting is carried out in the mold nozzle 5 under such temperature conditions. The molten silicon Si is continuously supplied from the path 5a. As a result, the molten silicon Si is solidified from the gripping end 7a of the drawing jig 7 to the solidified region 5g in the mold nozzle 5, thereby forming a solidified silicon sheet MSi.
【０００９】 このようにして固化シリコンシートＭＳｉが形成したならば、当該引き出し治 具７をモールドノズル５の長手方向である矢印Ｄへ向け連続的に引出すのである が、この際溶融シリコンＳｉに加える圧力Ｐは、前掲当初圧力よりも降圧させた 稼動圧力とすることで、固化領域５ｇの長さが変化しないようにするのがよい。 ここで、実際上前記の凹溝５ｄを深さ０．５ｍｍ、巾を２５ｍｍにて２５０ｍｍ 程度であり、モールドノズルの材質としては、カーボンが用いられ、その本体表 面に窒化シリコンコーティングを施すか、Ｓｉ3 Ｎ4 とＳｉＯ2 の混合物コーテ ィング等の離型材を施して用いられる。Once the solidified silicon sheet MSi has been formed in this way, the drawing jig 7 is continuously drawn out in the longitudinal direction of the mold nozzle 5, which is the arrow D. It is preferable to set the pressure P to an operating pressure lower than the above-mentioned initial pressure so that the length of the solidification region 5g does not change. Here, in practice, the depth of the groove 5d is 0.5 mm and the width is 25 mm, so it is about 250 mm, carbon is used as the material of the mold nozzle, and the surface of the main body is coated with silicon nitride, or It is used after being coated with a release agent such as a mixture coating of Si 3 N 4 and SiO 2 .
【００１０】 上記のキャストリボン法にあっては、モールドノズルの先端側をシリコンの融 点よりも低温に制御したが、予めシリコンの融点よりも全域にわたって高温とな るように加熱条件を制御しておき、その後、モールドノズルの先端側から緩徐に 降温制御することで、溶融シリコンの急冷を回避するようにしてもよい。0010 In the cast ribbon method described above, the tip of the mold nozzle is melted with silicone. Although the temperature was controlled to be lower than the melting point of silicon, The heating conditions are controlled so that the Rapid cooling of the molten silicon may be avoided by controlling the temperature drop.
【００１１】[0011]
上記の製造装置によるときは、前記の如く溶融シリコンＳｉをシリコン溶融管 ３から、モールドノズル５の鋳造路６に流し込んだ際、縦向厚成鋳造路５ａから 横向鋳造路５ｂが直交状に曲成されていて、ここで溶融シリコンＳｉの進行方向 が９０度変化することとなり、かつ当該鋳造路６の厚さｔが０．ｍｍ以下といっ た薄手のものを使用しなければならないとき、溶融シリコンＳｉの表面張力は大 きいため、モールドノズル５の接触面に対する濡れ性が悪く、このことが溶融シ リコンＳｉの流し込みに対して大きな抵抗となって表われ、この結果モールドノ ズル５の引出端口５ｆから握持用端口７ａまで流入させるのに、極めて大きな圧 力Ｐを要したり、さらには、圧力Ｐを増大させても溶融シリコンＳｉが必要箇所 まで充満しなくなってしまう難点がある。 When using the above manufacturing apparatus, the molten silicon Si is transferred to the silicon molten tube as described above. 3, when pouring into the casting path 6 of the mold nozzle 5, from the vertical thick casting path 5a. The horizontal casting path 5b is curved perpendicularly, and the direction of movement of the molten silicon Si is changes by 90 degrees, and the thickness t of the casting path 6 is 0. mm or less The surface tension of molten silicon is large when thin, thin materials must be used. As a result, the wettability of the contact surface of the mold nozzle 5 is poor, and this results in poor wetting of the contact surface of the mold nozzle 5. This appears as a large resistance to the pouring of recon Si, and as a result, the mold nozzle An extremely large pressure is required to flow from the drawer end 5f of the nozzle 5 to the gripping end 7a. There are places where molten silicon Si is required even if force P is required or even if pressure P is increased. There is a problem that it may not be full.
【００１２】 本考案は上記従来装置の難点に鑑み、横向鋳造路を単に均一厚さに薄成してし まうのでなく、これを厚さの大なる厚成鋳造路と薄手に形成の薄成鋳造路とに分 設してしまい、当該各厚成、薄成各鋳造路間を、厚さが次第に小さくなる先細り 鋳造路により連通させることで、従来例に比し縦向厚成鋳造路から横向鋳造路へ 流入して来る溶融シリコンに対する抵抗を大幅に低減し、薄型の多結晶シリコン シートにあっても、溶融シリコンの円滑な流し込みを可能として、その生産性を 向上させ得るようにするのが、その目的である。0012 In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional device, the present invention simply thins the horizontal casting path to a uniform thickness. Instead of rolling, this is divided into a thick casting path with a large thickness and a thin casting path with a thinner thickness. The thickness gradually decreases between the thick and thin casting paths. By communicating with the casting channel, it is possible to connect the vertical thick casting channel to the horizontal casting channel compared to the conventional method. Thin polycrystalline silicon that significantly reduces resistance to incoming molten silicon Even on sheets, molten silicon can be poured smoothly, increasing productivity. The purpose is to enable improvement.
【００１３】[0013]
本考案は上記目的を達成するため、不活性雰囲気内にあって、シリコン母材を 溶融した後、当該溶融シリコンに圧力をかけることで、これを熱源により加温さ れたモールドノズルの縦向厚成鋳造路から横向鋳造路内へ連続して送出すること により、当該溶融シリコンを、モールドノズルの横向鋳造路端末である引出端口 に当接させた引き出し治具の握持用端口内まで流入させ、当該握持用端口内から モールドノズルの引出端口寄り部分における溶融シリコンまでが固結された時点 で、前記溶融シリコンに圧力をかけながら、上記の引き出し治具を連続して引出 することにより、上記モールドノズル内で固結した固化シリコンシートを、前記 の引出端口から連続して引き出すようにしたキャストリボン法を実施するための 装置において、前記横向鋳造路が、縦向厚成鋳造路側に連設の厚成鋳造路と、引 き出し治具寄りである薄成鋳造路と、これら、厚成、薄成各鋳造路を連通する先 細り鋳造路とからなり、当該先細り鋳造路の上面または下面の一方には、上記の 厚成、薄成各鋳造路を直線的に連設する横向平面が、他方には薄成鋳造路へ向け て下降または上昇するテーパ面が夫々形成されてなる多結晶シリコンシートの製 造装置を提供しようとしている。 In order to achieve the above objectives, this invention is designed to provide silicon base material in an inert atmosphere. After melting, the molten silicon is heated by a heat source by applying pressure. Continuously feed the mold nozzle from the vertical thick casting path to the horizontal casting path. , the molten silicon is transferred to the drawing end, which is the end of the horizontal casting path of the mold nozzle. Let it flow into the gripping end opening of the drawer jig that is in contact with the The point at which the molten silicon near the outlet end of the mold nozzle is solidified Then, while applying pressure to the molten silicon, pull out the above drawing jig continuously. By doing this, the solidified silicone sheet solidified within the mold nozzle is To carry out the cast ribbon method in which the ribbon is drawn out continuously from the drawer end opening. In the apparatus, the horizontal casting path is connected to a thick forming casting path connected to the vertical thick forming casting path, and a pull-through casting path. The thin casting path that is closer to the drawing jig, and the point where these thick and thin casting paths are connected. It consists of a tapered casting channel, and either the upper surface or the lower surface of the tapered casting channel has the above-mentioned The horizontal plane that connects the thick and thin casting paths in a straight line is oriented toward the thin casting path on the other side. A polycrystalline silicon sheet is formed with tapered surfaces that descend or rise. We are trying to provide manufacturing equipment.
【００１４】[0014]
本考案によるときは、前記キャストリボン法の実施に際し、圧力をかけてシリ コン溶融管内の溶融シリコンをモールドノズルの鋳造路内へ流入させると、縦向 厚成鋳造路内から横向鋳造路の厚成鋳造路に流入し、これから直ちに薄成鋳造路 に進入して行くのでなく、先細り鋳造路を経て、上記薄成鋳造路へ流入するから 、溶融シリコンは表面張力に基づく大きな抵抗力を受けることなく、薄成鋳造路 から引出し治具まで、円滑に流入して行き、薄型の多結晶シリコンシートでも製 造することができる。 According to the present invention, when implementing the cast ribbon method, pressure is applied to When the molten silicon in the con melting tube flows into the casting path of the mold nozzle, it It flows from the thick casting path into the thick casting path of the horizontal casting path, and immediately flows into the thin casting path. Instead of entering the thin casting channel, it flows through the tapered casting channel and into the thin casting channel. , molten silicon does not experience large resistance due to surface tension It flows smoothly from the drawer to the drawer jig, and is made of thin polycrystalline silicon sheets. can be built.
【００１５】[0015]
本考案に係るキャストリボン法実施のための装置を、図１と図２によって詳記 すれば、その基本的構成は図３によって説示した従来装置と共通し、本考案装置 にあっても同一部材については同一符号をもって示されており、相違する点は、 モールドノズル５に形成しいる鋳造路６の構成である。 すなわち、鋳造路６は従来例と同じく、シリコン溶融管３と連結された縦向厚 成鋳造路５ａと、これに連続する横向鋳造路５ｂとによって構成されているが、 本考案では、さらに、この横向鋳造路５ｂが、縦向厚成鋳造路５ａ側と直交状に 連設の厚成鋳造路５ｈと、引き出し治具７寄りである薄成鋳造路５ｉと、これら 厚成、薄成各鋳造路５ｈ、５ｉを連通する先細り鋳造路５ｊとからなっている。 ここで、厚成鋳造路５ｈの厚さｔ1 は薄成鋳造路５ｉの厚さｔ2 よりも厚く形 成されており、実際上ｔ1 ＝０．７〜１．０ｍｍ程度、ｔ2 ＝０．２ｍｍ程度と いったものが使用できる。The apparatus for implementing the cast ribbon method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. Its basic configuration is the same as the conventional apparatus illustrated in FIG. are shown with the same reference numerals, and the difference is in the configuration of the casting path 6 formed in the mold nozzle 5. That is, the casting path 6 is composed of a vertical thick casting path 5a connected to the silicon melting tube 3 and a horizontal casting path 5b continuous with this, as in the conventional example, but in the present invention, in addition, This horizontal casting path 5b is connected to a thick casting path 5h connected orthogonally to the vertical thick casting path 5a, a thin casting path 5i near the drawing jig 7, and a thick casting path 5h and a thin casting path 5i. It consists of a tapered casting path 5j that communicates the casting paths 5h and 5i. Here, the thickness t 1 of the thick casting path 5h is formed to be thicker than the thickness t 2 of the thin casting path 5i, and in practice, t 1 = about 0.7 to 1.0 mm, t 2 = 0. .2mm or so can be used.
【００１６】 さらに、上記の先細り鋳造路５ｊは、厚さｔ1 から厚さｔ2 に向けて次第に、 その厚さｔ3 が小さくなっていく箇所であり、図１の実施例では、その下面が厚 成、薄成各鋳造路５ｈ、５ｉの下面と直線的に連設された横向平面５ｋとなって おり、その対抗側となる上面は、薄成各鋳造路５ｉに向けて下降するテーパ面５ ｌとなっていて、当該テーパ面ｌは平滑面であることが望ましいが凹凸面であっ てもよい。 これに対し、図２に示されている実施例では、上記先細り鋳造路５ｊが、その 上面に横向平面５ｋ′を、下面に薄成鋳造路５ｉへ向けて上昇するテーパ面５ｌ ′を形成することで構成されている。Furthermore, the tapered casting path 5j is a portion where the thickness t 3 gradually decreases from the thickness t 1 to the thickness t 2 , and in the embodiment shown in FIG. is a horizontal plane 5k that is linearly connected to the lower surface of the thick and thin casting paths 5h and 5i, and the upper surface opposite thereto is a tapered surface that descends toward the thin casting path 5i. The tapered surface 1 is preferably a smooth surface, but may be an uneven surface. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 2, the tapered casting path 5j forms a transverse plane 5k' on its upper surface and a tapered surface 5l' rising toward the thin casting path 5i on its lower surface. It consists of:
【００１７】 ここで、上記引き出し治具７は、図示の如く、上側部材７ｂと下側部材７ｂ′ とを重積し、これらをカーボンによる止螺子７ｃにより固定したものであり、前 記の握持用端口７ａは、その上下面が図中、右側へ向けて次第に深くなるよう傾 設されることで、楔状に形成してある。 このようにして形成された引き出し治具７は、図中左側であるその先端面を、 前記モールドノズル５における引出端口５ｅが開口する端面と当接させて、これ と上記の握持用端口７ａとを連通状態としてある。[0017] Here, the drawing jig 7 has an upper member 7b and a lower member 7b' as shown in the figure. These are stacked on top of each other and fixed with carbon locking screws 7c. The gripping end opening 7a shown in FIG. It is formed into a wedge shape. The drawer jig 7 formed in this way has its tip end surface, which is on the left side in the figure, This is brought into contact with the end surface of the mold nozzle 5 where the drawer end port 5e opens. and the above-mentioned gripping end opening 7a are in communication.
【００１８】 本考案では上記のようにして構成されているから、これを用いてキャストリボ ン法による多結晶シリコンシートを製造しようとする場合は、前記の如くアルゴ ン等を用いた圧力Ｐを、シリコン溶融管３内の溶融シリコンＳｉに印加すれば、 溶融シリコンＳｉは供給口３ａから、縦向厚成鋳造路５ａを経て、横向鋳造路５ ｂの厚成鋳造路５ｈ−先細り鋳造路５ｊ−薄成鋳造路５ｉ、そしてモールドノズ ル５の引出し端口５ｆより引出し治具７の握持用端口７ａに流入し、これが当該 端口７ａから薄成鋳造路５ｉの引出端口５ｆ寄りである固化領域５ｇにて固結す ることで固化シリコンシートＭＳｉが形成される。次に、引き出し治具７を矢印 Ｄ方向へ引張ることで、キャストリボン法による多結晶シリコンを製造すること ができる。[0018] Since the present invention is constructed as described above, cast ribs can be used using this. When trying to manufacture polycrystalline silicon sheets by the If a pressure P using a cylinder or the like is applied to the molten silicon Si in the silicon melting tube 3, Molten silicon Si passes from the supply port 3a, through the vertical thick casting path 5a, and then into the horizontal casting path 5. Thick casting path 5h, tapered casting path 5j, thin casting path 5i, and mold nozzle of b. It flows from the drawer end 5f of the drawer 5 into the gripping end 7a of the drawer jig 7, and this Consolidation occurs from the end 7a to the solidification region 5g near the drawer end 5f of the thin casting path 5i. By this, a solidified silicon sheet MSi is formed. Next, move the drawer jig 7 with the arrow Manufacture polycrystalline silicon by the cast ribbon method by pulling in the D direction I can do it.
【００１９】 上記製造工程にあって、圧入されてきた溶融シリコンＳｉは、厚成鋳造路５ｈ の厚さｔ1 から、薄成鋳造路５ｉの厚さｔ2 へ急激に変化してしまうことなく、 先細り鋳造路５ｊの横向平面５ｋ、５ｋ′とテーパ面５ｌ、５ｌ′とにより形成 される緩徐な先細りの流路を経て、薄成鋳造路５ｉに流入するので、従来例に比 し、溶融シリコンの大なる表面張力に基づく抵抗が可成り低減されることとなる 。従って溶融シリコンＳｉは、円滑に握持用端口７ａを充満することとなるから 固化シリコンシートＭＳｉと溶融シリコンＳｉとの境界線５ｍが図示の如き位置 に定在するよう熱源４による温度制御を行うことで、薄型の多結晶シリコンシー トを連続的に行うことが可能となる。In the above manufacturing process, the molten silicon Si that has been press-fitted does not suddenly change from the thickness t 1 of the thick casting path 5h to the thickness t 2 of the thin casting path 5i. , it flows into the thin casting channel 5i through a slowly tapering channel formed by the transverse planes 5k, 5k' and the tapered surfaces 5l, 5l' of the tapering casting channel 5j, so that the melting rate is lower than in the conventional example. The resistance due to the large surface tension of silicon will be significantly reduced. Therefore, since the molten silicon Si smoothly fills the gripping end opening 7a, the temperature is controlled by the heat source 4 so that the boundary line 5m between the solidified silicon sheet MSi and the molten silicon Si is located at the position shown in the figure. This makes it possible to continuously produce thin polycrystalline silicon sheets.
【００２０】[0020]
本考案は以上のようにして構成されているので、縦向厚成鋳造路から急激に薄 い横向鋳造路に溶融シリコンが圧入されるのでなく、厚成鋳造路から先細り鋳造 路を経て薄成鋳造路へと流入されるから、表面張力の大きな溶融シリコンが、大 きな抵抗を受けることなく鋳造路を流れ、かくして、特に薄型の多結晶シリコン シートが製造不能となったり０．３ｍｍ厚程度の多結晶シリコンシートを製造す るのにも、０．０２ｋｇ／ｃｍ2 といった高い圧力を必要とすることなく、０． ０１ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力ですみ、０．２ｍｍ以下の薄型製品でもその製造が 、鋳造路における溶融シリコンの円滑な流入により実現され、この種製品の製造 につき、その生産性を向上することができる。Since the present invention is constructed as described above, molten silicon is not press-fitted from the vertical thick casting path into the thin horizontal casting path, but instead is passed through the thin casting path from the thick casting path to the tapered casting path. Since the molten silicon has a high surface tension, it flows through the casting channel without encountering any significant resistance, making it impossible to manufacture particularly thin polycrystalline silicon sheets, or forming polycrystalline silicon sheets with a thickness of about 0.3 mm. Even in manufacturing silicone sheets, pressures as high as 0.02 kg/cm 2 are not required. It only requires a pressure of about 0.1 kg/cm2, and the production of thin products of 0.2 mm or less is realized by the smooth inflow of molten silicon in the casting path, and it is possible to improve the productivity of manufacturing this type of product. can.
【図１】本考案に係る多結晶シリコンシートの製造装置
を示す一実施例の縦断正面略示図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional front view of an embodiment of a polycrystalline silicon sheet manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】同上製造装置の他実施例を示した要部の縦断正
面略示図である。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional front view of the main parts of another embodiment of the same manufacturing apparatus.
【図３】従来の多結晶シリコンシートの製造装置を示し
た縦断正面略示図である。FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional front view showing a conventional polycrystalline silicon sheet manufacturing apparatus.
【図４】従来のリボン法による多結晶シリコンシート製
造装置を示す縦断正面説明図である。FIG. 4 is an explanatory vertical cross-sectional front view showing a conventional ribbon method polycrystalline silicon sheet manufacturing apparatus.
１ａ 不活性雰囲気 ４ 熱源 ５ モールドノズル ５ａ 縦向厚成鋳造路 ５ｂ 横向鋳造路 ５ｆ 引出端口 ５ｈ 厚成鋳造路 ５ｉ 薄成鋳造路 ５ｊ 先細り鋳造路 ５ｋ、５ｋ′ 横向平面 ５ｌ、５ｌ′ テーパ面 ７ 引き出し治具 ７ａ 握持用端口 Ｐ 圧力 Ｓｉ 溶融シリコン ＭＳｉ 固化シリコンシート 1a Inert atmosphere 4 Heat source 5 Mold nozzle 5a Vertical thick casting path 5b Horizontal casting path 5f Drawer end opening 5h Atsusei Casting Road 5i Thin casting path 5j Tapered casting path 5k, 5k' Lateral plane 5l, 5l' Tapered surface 7 Drawer jig 7a Grip end P pressure Si molten silicon MSi solidified silicone sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴木 智哉 札幌市白石区菊水五条２丁目３番17号 株 式会社ほくさんほくさん研究所内 (72)考案者 森谷 敏明 札幌市白石区菊水五条２丁目３番17号 株 式会社ほくさんほくさん研究所内 ──────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Creator Tomoya Suzuki 2-3-17 Kikusui Gojo, Shiroishi-ku, Sapporo Shikisha Hokusan Hokusan Research Institute (72) Creator Toshiaki Moritani 2-3-17 Kikusui Gojo, Shiroishi-ku, Sapporo Shikisha Hokusan Hokusan Research Institute
Claims (1)
を溶融した後、当該溶融シリコンに圧力をかけること
で、これを熱源により加温されたモールドノズルの縦向
厚成鋳造路から横向鋳造路内へ連続して送出することに
より、当該溶融シリコンを、モールドノズルの横向鋳造
路端末である引出端口に当接させた引き出し治具の握持
用端口内まで流入させ、当該握持用端口内からモールド
ノズルの引出端口寄り部分における溶融シリコンまでが
固結された時点で、前記溶融シリコンに圧力をかけなが
ら、上記の引き出し治具を連続して引出することによ
り、上記モールドノズル内で固結した固化シリコンシー
トを、前記の引出端口から連続して引き出すようにした
キャストリボン法を実施するための装置において、前記
横向鋳造路が、縦向厚成鋳造路側に連設の厚成鋳造路
と、引き出し治具寄りである薄成鋳造路と、これら、厚
成、薄成各鋳造路を連通する先細り鋳造路とからなり、
当該先細り鋳造路の上面または下面の一方には、上記の
厚成、薄成各鋳造路を直線的に連設する横向平面が、他
方には薄成鋳造路へ向けて下降または上昇するテーパ面
が夫々形成されてなる多結晶シリコンシートの製造装
置。Claim 1: After melting the silicon base material in an inert atmosphere, by applying pressure to the molten silicon, it is transferred from the vertical thickness casting path of the mold nozzle heated by a heat source to the horizontal direction. By continuously sending the molten silicon into the casting path, the molten silicon flows into the gripping end of the drawing jig that is in contact with the drawing end, which is the end of the horizontal casting path of the mold nozzle. When the molten silicon from the inside of the end opening to the part near the drawing end of the mold nozzle is solidified, the drawing jig is continuously pulled out while applying pressure to the molten silicon, so that the inside of the mold nozzle is solidified. In an apparatus for carrying out a cast ribbon method in which a solidified silicon sheet is continuously drawn out from the drawing end, the horizontal casting path is connected to the longitudinal thick casting path side. It consists of a thin casting channel near the drawing jig, and a tapered casting channel that communicates the thick casting channel and the thin casting channel.
One of the upper and lower surfaces of the tapered casting path has a transverse plane that linearly connects the thick and thin casting paths, and the other side has a tapered surface that descends or rises toward the thin casting path. A manufacturing device for polycrystalline silicon sheets in which each of these is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4567691U JPH04131626U (en) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | Polycrystalline silicon sheet manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4567691U JPH04131626U (en) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | Polycrystalline silicon sheet manufacturing equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131626U true JPH04131626U (en) | 1992-12-03 |
Family
ID=31925488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4567691U Withdrawn JPH04131626U (en) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | Polycrystalline silicon sheet manufacturing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04131626U (en) |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP4567691U patent/JPH04131626U/en not_active Withdrawn
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