JPH1045494A

JPH1045494A - シリコン結晶プレートの育成方法、シリコン結晶プレートの育成装置、シリコン結晶プレートおよび太陽電池素子の製造方法

Info

Publication number: JPH1045494A
Application number: JP8198967A
Authority: JP
Inventors: Tsuguo Fukuda; 承生福田; Minoru Imaeda; 美能留今枝; Yuichiro Imanishi; 雄一郎今西
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-02-17
Anticipated expiration: 2016-07-29
Also published as: EP0822273A1; JP3875314B2; US6180872B1; DE69707374T2; US6072118A; DE69707374D1; EP0822273B1

Abstract

(57)【要約】【課題】厚さ２００μｍ以下の極めて薄いシリコン結晶
プレートを、均一かつ連続的に育成できるようにするこ
と。【解決手段】育成ルツボ１に、シリコンの融液３を収容
し、ルツボの下側に融液３の引出し口４を設ける。プレ
ート状の育成部材５を設置する。引出し口４の下部に、
育成部材５の少なくとも先端部分５ｂを位置させ、引出
し口４から引き出された融液３を、育成部材５の先端部
分５ｂに接触させ、先端部分５ｂから下方へと引き下げ
ることによって、シリコン結晶プレート７を育成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン結晶プレー
ト、その育成方法、シリコン結晶プレートを基材とする
太陽電池素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】結晶シリコン太陽電池の製作には、シリ
コン原料工程、基板製作工程、セル化工程、モジュール
化工程の４つの工程がある。シリコン基板は、通常、Ｃ
Ｚ法（チョコラルスキー法：引き上げ法）によって製造
されている（電池便覧、丸善株式会社）。また、従来よ
り、太陽電池のセル用のシリコンプレート結晶の育成方
法については、横型の結晶連続育成装置が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、横型の結晶連
続育成装置においては、厚さ２００μｍ以下の極めて薄
いシリコン結晶プレートを、均一かつ連続的に育成する
ことは不可能であった。また、チョコラルスキー法によ
って円柱状のシリコン結晶を育成し、これを切断する方
法があり、また、キャスト法によって多結晶体を育成
し、この多結晶体を切断することによって、シリコン結
晶プレートを得ることが知られている。しかし、これら
の育成方法では、シリコン結晶のうち、切断して廃棄す
る部分が極めて大きく、材料の無駄が多く、育成コスト
が大きいために、太陽電池素子の製造コストを低下させ
ることは困難であった。特に、シリコンは資源の観点か
ら問題があり、材料費が高いために、シリコン系太陽電
池の製造コストの上昇の原因になっていた。

【０００４】また、太陽電池素子を製造するためには、
シリコン結晶プレート中にはドープ元素を拡散させるこ
とによって、シリコン結晶プレートの表面に。Ｐ型また
はＮ型の拡散領域を生成させ、ＰＮ接合を得ることが必
要であった。しかし、この拡散プロセスは複雑であり、
製造コストの上昇の大きな原因となっていた。

【０００５】本発明の課題は、厚さ２００μｍ以下の極
めて薄いシリコン結晶プレートを、均一かつ連続的に育
成できるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリコンの融
液が収容され、下側に融液の引出し口が設けられている
育成ルツボと、プレート状の育成部材とを設置し、引出
し口の下部に育成部材の少なくとも先端部分を位置さ
せ、引出し口から引き出された融液を育成部材の先端部
分に接触させ、この先端部分から下方へと引き下げるこ
とによって、シリコン結晶プレートを育成することを特
徴とする、シリコン結晶プレートの育成方法に係るもの
である。

【０００７】また、本発明は、シリコンの融液が収容さ
れ、下側に融液の引出し口が設けられている育成ルツボ
と、プレート状の育成部材とを備えているシリコン結晶
プレートの育成装置であって、引出し口の下部に育成部
材の少なくとも先端部分が配置されており、引出し口か
ら引き出された融液を前記育成部材の先端部分に接触さ
せ、この先端部分から下方へと引き下げるための駆動機
構を備えていることを特徴とする、シリコン結晶プレー
トの育成装置に係るものである。

【０００８】本発明者は、シリコンの融液が収容され、
下側に融液の引出し口が設けられている育成ルツボの引
出し口の下部に、育成部材の少なくとも先端部分を配置
し、引出し口から引き出された融液を育成部材の先端部
分に接触させ、この先端部分から下方へと引き下げるこ
とを想到した。この際、引出し口から徐々に排出される
融液は、育成部材の先端部分の表面に沿って伝わり、先
端部分の上側に微小な融液溜まりが生成し、融液が下方
へと引き出され、この過程で結晶化する。この結果、従
来まったく得られなかった、厚さ５〜２００μｍのシリ
コン結晶プレートを、１００〜１００００ｍｍ／時間の
速度で育成することが可能であることを見いだし、本発
明に到達した。

【０００９】本発明において、シリコン結晶プレートの
厚さは、１０〜１５０μｍとすることが一層好ましい。
また、特に太陽電池素子としてシリコン結晶プレートを
使用する場合には、シリコン結晶プレートの厚さを２０
〜１００μｍとすることが好ましい。

【００１０】また、シリコン結晶系の太陽光発電素子の
製造においては、シリコンの使用量をいかに少なくする
かが、最も重要な問題であった。この点、本発明者のプ
ロセスによれば、厚さ２００μｍ以下という極めて薄い
シリコン結晶プレートを連続的に引き出すことができ、
このプレートは、切断等の加工をすることなく、プレー
トの表面をそのまま使用し、または若干研磨加工し、所
定の電極を形成することによって、直ちに太陽電池素子
として使用できる。即ち、シリコン結晶プレートを引き
下げた後、そのまま素子として使用できる。従って、シ
リコン材料の無駄がほとんどなく、かつ育成速度も速
い。

【００１１】引出し口の下部に、育成部材の少なくとも
先端部分を位置させるためには、次の態様がある。（１）ルツボの横か、ルツボから延びるノズルの横に育
成部材を設置し、育成部材の先端部分を引出し口の直下
に位置させる。融液は、引出し口と育成部材の先端部分
との間に生成する融液溜まりへと流入する。（２）ルツボの中に育成部材を挿入し、育成部材の先端
部分を、引出し口の中に挿入し、引出し口から先端部分
の一部を突出させる。

【００１２】育成部材の少なくとも先端部分は、シリコ
ンの融液に対してその溶融温度、例えば１４００℃で安
定な材料であることが好ましく、この点で特にシリコン
カーバイド、ボロンナイトライド、酸化珪素、カーボン
が好ましい。また、育成部材の少なくとも先端部分は、
一体のプレートとすることができるが、多数のファイバ
ーを結束してなるものの方が一層好ましい。これによっ
て、育成されるシリコン結晶プレートの寸法、引下げ速
度、引下げ点付近の周囲温度等の諸条件に合わせて、育
成部材の形態を容易に微修正することができる。

【００１３】特に、複数のカーボンファイバーまたはシ
リコンカーバイドファイバーによって育成部材を構成す
ることが好ましい。カーボンファイバーを使用した場合
には、カーボンファイバーがシリコンの融液と反応し、
カーボンファイバーが表面から内部まで容易にシリコン
カーバイドになる。

【００１４】育成部材を構成するファイバー、特にカー
ボンファイバーやシリコンカーバイドファイバーの直径
は、５〜２０μｍとすることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施形態】図１は、本発明の一実施形態におい
て、ルツボ１からシリコン結晶プレート７を引き下げて
いる状態を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の
概略断面図である。細長いルツボ１の空間２中にはシリ
コンの融液３が収容されている。３ａは融液３の表面で
ある。ルツボ１の本体１ａ中に融液３が収容されてお
り、本体１ａの下の方に縮小部１ｂが形成されており、
縮小部１ｂの下端部に平板形状のノズル部１ｃが形成さ
れている。ノズル部１ｃの横に平板形状の育成部材５が
設置されている。育成部材５は、ノズル部１ｃに対して
所定角度傾斜しているが、この傾斜角度は、１０〜５０
度とすることが好ましい。ノズル部１ｃの下端の開口な
いし引出し口４の直下に、育成部材５の先端部分５ｂが
配置されている。

【００１６】引出し口４から下方へと流下した融液は、
融液溜まり６を通り、育成部材５の主面５ｃを伝わって
流れ、先端部分５ｂの底面５ａから下方へと引き出され
る。この過程で融液が結晶化してシリコン結晶プレート
７を生成する。シリコン結晶プレート７を矢印Ａのよう
に下方向へと引き出下げることによって、厚さ２００μ
ｍ以下、更には１００μｍ以下の極めて薄いシリコン結
晶プレートを連続的に育成することに成功した。

【００１７】本発明の製造装置においては、ルツボの加
熱方法は特に限定されない。しかし、プレート育成装置
の周囲を囲むように、加熱炉を設けることが好ましい。
この際、加熱炉を上側炉と下側炉とに分離し、ルツボを
上側炉によって包囲し、この上側炉の方を相対的に高温
で発熱させて、ルツボ内の粉末の溶融を助けることが好
ましい。これに対してノズル部の周囲に下側炉を設置
し、この下側炉の方の温度を相対的に低くすることによ
って、ノズル部の下端部の結晶育成部における温度勾配
を大きくすることが好ましい。

【００１８】更に、ルツボ内での粉末の溶融の効率を向
上させるためには、ルツボの外側の加熱炉のみによって
ルツボを加熱するよりも、シリコンの融液３に高周波に
よる電力を供給することによって、融液それ自体を発熱
させることが好ましい。更に、ノズル部内を流れる溶融
物の溶融状態を保持するためには、ノズル部を、ｐ−Ｂ
Ｎでコートしたカーボン材料によって形成し、このノズ
ル部に高周波電力を供給することによって、ノズル部の
内部のシリコン融液を発熱させることが好ましい。

【００１９】そして、特に単結晶育成部における温度勾
配を大きくするためには、ルツボの加熱機構とノズル部
の加熱機構とを分離し、独立に制御できるようにするこ
とが好ましい。

【００２０】本発明においては、育成部材の下側に、シ
リコン結晶プレートの表面から拡散する元素の化合物か
らなる拡散用部材を設置し、シリコン結晶プレートをル
ツボの下方へと引下げつつ、拡散用部材およびシリコン
結晶プレートを拡散に適した温度に調節し、拡散用部材
からの元素をシリコン結晶プレートの表面領域へと拡散
させることができる。

【００２１】例えば、リンの濃度が１０^{1 3}〜１０^{1 5}
ｃｍ^{- 3}程度のシリコン融液から、プレートを本発明の
方法によって引き下げながら、シリコンの融点である１
４１０℃付近で育成し、この下側にＢＮのプレート状の
部材を設置し、この部材を設置した領域における温度を
５００〜１２００℃付近に保持し、シリコン結晶プレー
トの一方の主面側からホウ素を拡散させることを試み
た。この結果、ホウ素が約１０^{1 3}〜１０^{1 5}ｃｍ^{- 3}
の濃度でプレートの内部に拡散することを見いだした。

【００２２】図３は、本発明の一実施形態に係る、シリ
コン結晶プレート製造装置を模式的に示す図である。図
１、図２に示した部材と同じ部材には同じ符号を付け、
その説明は省略する。ルツボ１およびその上側空間１１
を包囲するように、上側炉８が設置されており、上側炉
８内にはヒーター１０Ａが埋設されている。ルツボ１の
下端部から下方向へと向かってノズル部１ｃが延びてい
る。ノズル部１ｃおよびその周囲の空間１２を包囲する
ように下側炉９が設置されており、下側炉９の中にヒー
ター１０Ｂが埋設されている。こうした加熱炉の形態自
体は、種々変更することができる。例えば、図３におい
ては加熱炉を２ゾーンに分割しているが、加熱炉を３ゾ
ーン以上に分割することもできる。ルツボ１の本体およ
びノズル部１ｃは、いずれもｐ−ＢＮコートされたカー
ボンや、酸化珪素等によって形成されている。

【００２３】ノズル部１ｃを包囲するように、高周波加
熱装置９８が設けられており、これに電源１６が接続さ
れている。

【００２４】更に、ノズル部１ｃおよびその下の領域を
包囲するように、空間１２内にアフターヒーターを設け
ることができる。上側炉８、下側炉９および必要に応じ
てアフターヒーター（図示しない）を発熱させることに
よって、空間１１、１２の温度分布を適切に定め、融液
の原料をルツボ１内に供給した。ノズル部１ｃ内の融液
に対して加わる重力は、ノズル部１ｃ内の壁面に対する
融液の接触によって大きく減少している。

【００２５】種結晶１３の端面を、育成部材５の下側端
面にある融液の表面に対して接触させ、種結晶１３を下
方向へと引下げる。種結晶は、単結晶シリコンからなっ
ていて良く、多結晶シリコンからなっていても良い。種
結晶１３の上端部と、ノズル部１ｃから下方向へと引き
出されてくる融液との間には、均一な固相液相界面（メ
ニスカス）が形成される。この結果、種結晶１３の上側
にシリコン結晶プレート７が連続的に形成され、下方向
へと向かって引き出されてくる。なお、１４は、プレー
トの搬送装置をブロックとして示すものである。４９は
種結晶の切断位置を示す。

【００２６】ここで、育成部材５の下側に、Ｐ型または
Ｎ型のドープ元素の化合物からなる拡散用部材１７を設
置する。この元素としては、Ｐ型のものとしてはボロ
ン、Ｎ型のものとしてはリンが好ましく、化合物として
は、Ｐ型のものとしてはボロンナイトライド、Ｎ型のも
のとしてはリンケイ酸ガラスが好ましい。図４（ａ）
は、シリコン結晶プレートの横に拡散用部材１７を設置
した状態を示す拡大断面図であり、図４（ｂ）はシリコ
ン結晶プレートの横に拡散用部材１７を設置した状態を
示す斜視図である。シリコン結晶プレート１８の一方の
主面１８ａ側に、主面１８ａから所定間隔を置いて、例
えば直方体形状の拡散用部材１７を設置する。この周囲
の温度は、前記元素の拡散に適した温度とする必要があ
るが、この温度自体は当業者であれば理解できる。

【００２７】例えばＢＮを拡散源として使用した場合に
は、不活性雰囲気下でＢＮからの蒸気によってホウケイ
酸ガラスが形成され、酸化雰囲気中でプレート中にＢが
拡散することにより、Ｐ−Ｎ接合が形成される。

【００２８】これによって、シリコン結晶プレート１８
が徐々に下方へと引き出されてくるのにつれて、前記元
素が表面から拡散し、この結果、シリコン結晶プレート
１８の一方の主面側に拡散領域１９が形成され、残りの
非拡散領域２０との間にＰＮ接合が形成される。この拡
散距離は５〜１０μｍが必要である。

【００２９】こうして得られたシリコン結晶プレート１
８を使用し、例えば図４（ｃ）に示すような太陽電池素
子２１を容易に作製できる。ここで、２３は光照射側の
電極であり、２４は裏面側の電極である。このように、
従来シリコン結晶プレートを切り出した後に行っていた
ＰＮ接合の形成を、本発明においては、極めて薄いシリ
コン結晶プレートを引き下げながら、この引下げ装置内
で連続的に実行することができる。

【００３０】本発明の好適な実施形態においては、シリ
コン結晶プレートの本体部分（厚さ５〜２００μｍ）を
育成しつつ、この本体の少なくとも一部分に、厚さ３０
〜１５００μｍの補強用突起部分を形成することができ
る。これによって、シリコン結晶プレートの全体に必要
なシリコンの量を極めて少なくしつつ、かつシリコン結
晶プレートを搬送したり、この上に電極を形成したり、
モジュール内に組み込むときの取扱い時に、シリコン結
晶プレートが破損することを防止できる。

【００３１】シリコン結晶プレートに、シリコン結晶プ
レートの本体部分よりも厚さの大きい補強用突起部分を
形成するためには、引出し口の下部に、補強用突起部分
の断面形状に対応する形状の先端部分を有する突起形成
部材を配置することが好ましい。

【００３２】図５は、この実施形態においてシリコン結
晶プレートを育成している状態を概略的に示す斜視図で
あり、図６はこの断面図である。ノズル部１ｃの一方の
側に平板形状の育成部材９０を設置し、育成部材９０の
先端部分９０ａを引出し口４の下方に設置する。ノズル
部１ｃの育成部材９０とは反対側に、例えば棒状の突起
形成部材２５を所定個数設置し、各突起形成部材２５の
先端部分２５ａを引出し口４の下方に設置する。

【００３３】図１および図２に示した実施形態と同様
に、育成部材９０の先端部分においてシリコン結晶プレ
ートの本体２７が引き出されてくる。これと同時に、融
液の一部が突起形成部材２５の先端部分２５ａを伝わっ
て流れ、本体２７上の補強用突起部分２８となる。本実
施形態では、補強用突起部分２８は、シリコン結晶プレ
ート２６の引下げ方向、即ち矢印Ａ方向に向かって伸び
ている。

【００３４】ここで、補強用突起部分が安定して形成さ
れ、かつその高さが均一化されるようにするためには、
育成部材９０の先端と突起形成部材２５の先端とをでき
るだけ近づけることが好ましく、これら両者の先端部分
の上に共通の融液溜まり６が形成されるようにすること
が好ましい。

【００３５】なお、図５、図６の実施形態ではプレート
の育成部材９０と突起形成部材２５とを、ノズル部１ｃ
の反対側に設置したが、両者を同じ側に設置することが
できる。また、育成部材と突起形成部材との一方をノズ
ル部１ｃおよびルツボ１の中に挿入することもできる。

【００３６】上記の実施形態において、更に、育成部材
から下方へとシリコン結晶プレートを引き下げるのに際
して、突起形成部材をシリコン結晶プレートの主面と略
平行な方向へと移動させることによって、シリコン結晶
プレート上での補強用突起部分を前記シリコン結晶プレ
ートの引下げ方向に対して傾斜した方向に向かって形成
することができる。これによって、シリコン結晶プレー
ト上で、補強用突起部分の形態を自由に変更できるの
で、後述するような格子状、波型など、最も補強効果の
高い平面形状となるように補強用突起部分を形成でき
る。

【００３７】図７（ａ）、（ｂ）は、こうした補強用突
起部分の形成方法を説明するための拡大図であり、図８
（ａ）は、この方法によって得られたシリコン結晶プレ
ート９２の正面図である。図８（ａ）のシリコン結晶プ
レート９２は、本体２７と、本体２７の表面から突出し
ている肉厚部分、即ち格子形状の補強用突起部分９７を
備えている。

【００３８】こうした格子形状の突起部分を形成するた
めには、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、図５、図６
において、各突起形成部材２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２
５Ｄ等を、すべてシリコン結晶プレート９２の主面と略
平行な方向へと移動させうるように構成する。このため
には、各突起形成部材に対して、図示しない保持部材
と、この保持部材の駆動機構とを接続する必要がある。

【００３９】各突起形成部材２５Ａと２５Ｂ、２５Ｃと
２５Ｄとは、それぞれ、対応する補強用突起部分９３
ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄを形成する。図７（ａ）の
段階では、突起形成部材２５Ａと２５Ｂ、突起形成部材
２５Ｃと２５Ｄとが、それぞれ互いにほぼ接触してい
る。この直後には、突起形成部材２５Ａは矢印Ｊの方向
へと移動し、突起形成部材２５Ｂは矢印Ｋの方向へと移
動し、突起形成部材２５Ｃは矢印Ｌの方向へと移動し、
突起形成部材２５Ｄは矢印Ｍの方向へと移動する。各部
材が移動し、図７（ｂ）の段階に至る。

【００４０】図７（ｂ）においては、各突起形成部材２
５Ａと２５Ｂとが最も離れ、突起形成部材２５Ｂと２５
Ｃとが最も接近してほぼ接触し、突起形成部材２５Ｃと
２５Ｄとが最も離れる。図示しない他の突起形成部材
も、これらと同様の動き方をする。図７（ａ）の段階か
ら図７（ｂ）の段階へと至るまでに、各突起形成部材を
それぞれほぼ一定速度で移動させると、図７（ｂ）に示
すように略直線形状の補強用突起部分が形成される。突
起形成部材２５Ｂと２５Ｃとの接触部分の近辺では、補
強用突起部分９３ｂと９３ｃとが互いに連続し、交差点
９４を形成する。図７（ａ）における各交差点も、これ
と同様にして形成されたものである。

【００４１】次いで、この直後には、突起形成部材２５
Ａは矢印Ｎの方向へと移動し、突起形成部材２５Ｂは矢
印Ｏの方向へと移動し、突起形成部材２５Ｃは矢印Ｐの
方向へと移動し、突起形成部材２５Ｄは矢印Ｑの方向へ
と移動する。各部材が移動し、図７（ａ）の段階に至
る。この過程を繰り返すことによって、図８（ａ）に示
す格子形状の補強用突起部分９７を備えたシリコン結晶
プレート９２が連続的に育成される。補強用突起部分９
３ｅ、９３ｆも上記と同様にして形成される。

【００４２】また、図８（ｂ）に示すシリコン結晶プレ
ート９５は、本体２７と、曲線状ないし波線状の補強用
突起部分９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄを備えてい
る。各補強用突起部分は、それぞれ互いに略平行となる
ように伸びている。この場合には、各突起形成部材の間
隔を一定に保持しつつ、かつ各補強用突起部分の移動速
度を適切に制御する必要がある。こうしたシリコン結晶
プレートは、図８（ａ）のものとほぼ同程度の強度を有
しており、かつ各突起形成部材を互いに接触させて交差
点を形成する必要がないので、各突起形成部材の位置の
制御が一層容易になる。

【００４３】シリコン結晶プレートの一方の主面側に補
強用突起を形成した場合には、この補強用突起の側に前
記の拡散用部材を設置した場合でも、これとは反対側に
設置した場合でも、均一に前記元素を拡散し、均一なＰ
Ｎ接合を形成できる。しかし、シリコン結晶プレートの
上にマスクを設置し、この上に蒸着法等によって電極を
形成する場合には、補強用突起がマスクの設置や蒸着に
対して障害となりうるので、補強用突起のある側とは反
対側の主面に光を照射できるようにＰＮ接合を形成する
ことが好ましい。

【００４４】図９は、シリコン結晶プレートを育成する
のに適した他の形態のルツボを示すものである。図９
（ａ）に示すように、平板３１に複数列の細長い溝３２
を、互いに平行となるように形成する。図９（ｂ）に示
すように、各平板３１を貼り合わせて、平板形状のノズ
ル部３３を形成し、ノズル部３３の中に複数列の融液流
通孔３７を形成する。３４は継ぎ目である。

【００４５】図９（ｃ）に示すように、略長方形状のル
ツボ３６の底部に、ノズル部３３が接合されている。こ
のルツボ３６内の融液は、ノズル部３３の各融液流通孔
３７内を流下し、各融液流通孔３７から流れだす。この
とき、各融液流通孔から流れだした融液が、ノズル部３
３の底面３５上で一体となって流れ、この底面３５の直
下に融液溜まりを生成し、育成部材の表面に沿って伝わ
る。こうした形態のルツボおよびノズル部を使用した場
合には、プレートを形成するための内径の小さな融液流
通孔を、容易に製造することができる。

【００４６】図１０は、複数個の引出し口を有するルツ
ボを使用した実施形態を示す模式図であ。ルツボ３９内
に融液３が収容されている。ルツボ３９の本体３９ａ
は、例えば図９に示すような細長い形態をしている。本
体３９ａの底部に、複数の、例えば３列のノズル部３９
ｂが形成されており、下方へと向かって伸びている。各
ノズル部３９ｂの中にはそれぞれ融液流通孔４０が設け
られており、融液流通孔４０の下端部にそれぞれ引出し
口４が設けられている。

【００４７】各ノズル部３９ｂの横に、図１、２等に示
したのと同様にして、それぞれプレート状の育成部材５
が設置および固定されている。これによって、各引出し
口４から、矢印Ａのように各シリコン結晶プレート７が
引き出されている。ここで、育成部材、シリコン結晶プ
レート、ルツボ等の形態は、図１〜図９のいずれに示し
たものをも使用できる。

【００４８】本発明の育成装置においては、シリコン結
晶プレートを連続的に育成できるようにするために、以
下に述べるような装置および方法を採用することが特に
好ましい。

【００４９】まず、育成されたプレートを連続的に下方
へと移動させ、この移動しつつあるプレートを間欠的に
切断することで、複数のプレートを連続的に形成するプ
ロセスが、工業的に見て安定的に多量の一定形状のプレ
ートを量産できる方法であることを確認した。

【００５０】この移動装置は、好ましくは、前記プレー
トを挟むための一対の回転体と、この各回転体を回転さ
せるための駆動装置とを備えており、プレートを一対の
回転体の間に挟んだ状態で各回転体を駆動することによ
って、プレートを連続的に下方へと移動させる。この態
様によれば、機構部分のスペースを小さくすることがで
き、また回転体からプレートへの圧力が時系列的に見て
安定しているので、プレートの一部分に大きな応力が加
わって結晶性が劣化するというおそれが少ない。この場
合、特に．シリコン結晶プレートを引き下げるのに適し
ている。

【００５１】この態様においては、プレートの温度が高
温である場合、特に２００℃を越える場合に、回転体の
材質によってはプレートに悪影響が生じうるので、回転
体の材質をテフロン等の耐熱性樹脂とすることが好まし
い。また、回転体によって種結晶を引き下げることにす
ると、この後に連続的にプレートを引き下げると、種結
晶とプレートとの寸法が異なっていることから、これら
の境界における移行が困難である。従って、種結晶の方
は別の専用の種結晶引下げ機構によって引き下げること
が好ましい。

【００５２】また、好適な態様においては、プレートの
移動装置が、プレートを把持する複数の把持装置と、各
把持装置を上下方向に移動させるための駆動装置とを備
えており、一方の把持装置によってプレートを把持した
状態でこの把持装置を下方へと移動させることと、他方
の把持装置によってプレートを把持した状態でこの把持
装置を下方へと移動させることとを繰り返すように構成
されている。この方法によれば、プレートの寸法や形状
が種々変化しても、把持装置における一対のチャック間
の距離を調整することによって容易に対応することがで
きる。

【００５３】しかし、この態様では、把持装置のチャッ
クによってプレートを把持する瞬間にプレートに加わる
応力によって、振動や中心軸のブレが発生するおそれが
ある。これを防止するためには、プレートの複数の部位
を同時にチャックすることが効果的である。また、一対
のチャックによってプレートを把持した瞬間に、一対の
チャックの中心位置とプレートの中心位置とが一致して
いないと、プレートに対して一方のチャックから応力が
加わって、プレートの結晶性が劣化するおそれがある。
これを防止するためには、一対のチャックの中心位置を
単結晶体の中心位置に合わせるために、一対のチャック
の位置をそれぞれ変更し、修正できるように、各チャッ
クを着脱可能なようにすることが好ましい。

【００５４】なお、本発明においては、プレートを引き
下げる引下げ装置が必要である。ルツボ中の融液の自重
によってプレートを降下させることも考えられるが、プ
レートの結晶性が劣化してくる。

【００５５】また、好適な態様においては、前記切断装
置が、ヒーター線を発熱させて、プレートを溶融させる
ことによって切断する装置である。これは、ヒーター線
を瞬間的に温度上昇させることによってプレートを局部
的に溶断する方法である。この方法では、プレートに対
して応力が加わりにくく、プレートの結晶性に悪影響を
与えるおそれが少ない。

【００５６】また、好適な態様においては、切断装置
が、レーザー光を前記プレートに対して照射すること
で、プレートを溶融させて切断する装置を使用する。こ
れは、特にプレートに対してまったく機械的応力が加わ
らない方法であり、結晶性の劣化を招くおそれがない。
また、プレートに対して切断装置のセッティングが容易
である。このレーザーとしては、炭酸ガスレーザーが好
適である。

【００５７】また、好適な態様においては、切断装置
が、切断部材をプレートに対して押圧することで、機械
的にプレートを破壊して切断する装置である。この際に
は、プレートに対して加わる機械的応力を減少させるた
めに、先端の断面積が小さいハサミを使用するか、剪断
部材を使用することが好ましい。

【００５８】また、好適な態様においては、融液内にシ
リコン原料を自動的に供給する原料供給装置を備えてい
る。この場合には、一定の供給速度で原料を連続的にル
ツボ内へと供給することができる。また、一定間隔を置
いて所定量の原料をルツボ内へと供給することができ
る。

【００５９】この際、最初から一定のプログラムに従っ
て原料を供給することができる。しかし、より好適な態
様においては、融液の液面の高さを計測する計測装置
と、この計測装置からの信号に基づいて、原料の供給速
度を制御することによって融液の液面の高さを一定範囲
内に維持するための制御装置とを備えている。プレート
の育成状況は種々変動するものであり、こうした制御を
行うことによって、融液の引出し口付近における熱力学
的状況を一定に保持することができ、これによってプレ
ートの結晶性や組成を一定に維持することができる。

【００６０】この際、ルツボ中に計測装置として熱電対
を設置し、この熱電対を融液の液面の近傍に設置すれ
ば、融液の液面が低下すると熱電対における検出温度が
低下してくる。この信号を受けた制御装置は、原料供給
装置へと指令を出し、原料がルツボ内へと供給される。
この態様においては、バッチ式で原料を供給すると、こ
の原料を投入した瞬間に融液の温度が低下して結晶性に
影響を与える可能性がある。従って、連続的に一定速度
で原料を供給しつつ、同時に熱電対によって融液近傍の
温度を測定し、測定温度が低下したときに少量の原料を
供給することが好ましい。これによって、バッチ式に投
入する原料の重量の方は少なくすることができる。ルツ
ボ内の融液の温度は１０００℃を超えるので、熱電対が
好ましい。

【００６１】また、好適な態様においては、融液の重量
の変化を計測する計測装置と、この計測装置からの信号
に基づいてシリコン原料の供給速度を制御することによ
って融液の重量を一定範囲内に維持するための制御装置
とを備えている。これによって、上記と同様にしてプレ
ートの結晶性を一定に保持することができる。

【００６２】また、好適な態様においては、プレートの
形状を監視する監視装置と、この監視装置からの情報に
基づいてプレートの形状を制御するための形状制御装置
とを備えている。これによって、自動的にプレートを量
産する過程において、プレートの形状に変動が生じたと
きに、これを修正することができる。具体的には、プレ
ートの寸法が大きくなったときには、この寸法の変化量
を検出し、この寸法の変化量に応じた信号を制御装置へ
と送る。この制御装置から炉内のヒーターへと温度制御
信号を送っているが、この温度を少し上昇させる信号を
送ることによって、プレートの寸法を若干小さくするこ
とができる。また、この温度を少し低下させる信号を送
ることによって、プレートの寸法を若干大きくすること
ができる。

【００６３】この形状測定装置としては、ＣＣＤカメラ
によってプレートの外形を撮影してモニターする装置が
ある。しかし、この装置では実際の寸法の絶対値が分か
らないので、プレートの近傍に基準目盛りを設置するこ
とが好ましい。また、プレートの画像が暗いという問題
があるので、プレートの近傍に照明を設置することが好
ましい。

【００６４】また、シリコン結晶プレートを引下げなが
ら、前記したようにして、プレートに対してＰまたはＮ
型のドープ元素を連続的に拡散させ、太陽電池素子を連
続的に製造する場合に、プレートに形成されたＰＮ接合
の抵抗値や発電性能を測定し、この測定結果に応じてシ
リコン結晶プレートと拡散用部材との間隔を増減させた
り、および／または拡散用部材の周囲の温度を上昇また
は下降させたりすることができる。これによって、一定
の抵抗値や発電性能を有するＰＮ接合を、安定して量産
することができる。

【００６５】また、好適な態様においては、切断された
後のプレートを自動的に整列し、搬送する搬送装置を備
えている。これによって、プレートを整列した形で次の
工程へと自動的に移送することができるので、量産の観
点から特に好ましい。特に、プレートを太陽電池素子と
して使用するときには、連続的にＰＮ接合が形成された
プレートを、整列した形で次の研磨工程へと送ることが
できるので、きわめて好適である。

【００６６】図１１は、本発明の一実施形態に係るプレ
ートの製造装置を模式的に示すブロック図である。上側
炉８内にヒーター１０Ａが設けられており、下側炉９内
にヒーター１０Ｂが設けられている。上側炉、下側炉の
所定箇所に、熱電対４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、
４５Ｅが設置されている。各熱電対から、それぞれ制御
装置５０へと信号線が延びている。上側炉８の内側空間
内にルツボ４４が設置されており、ルツボ４４のノズル
部から下側炉９の内側空間内へと、プレート７を引き出
す。この付近の具体的形態は、前述した通りであるの
で、図示しない。上側炉８の上方に原料供給装置４２が
設置されており、原料供給装置４２の供給口４２ａが、
ルツボ４４の上面に向かって開いている。原料供給装置
４２も、制御装置５０に対して連絡している。

【００６７】下側炉９の下には、プレートの撮影装置４
３が設置されており、この撮影装置４３がモニター５２
に接続されている。この撮影装置４３の下には、ブロッ
クとして模式的に表示した移動装置４７が設置されてお
り、この下側に切断装置４８が設けられている。移動装
置４７、切断装置４８共に、制御装置５０へと接続され
ている。４９は切断部であり、９０は、切断によって得
られた所定形状、寸法のプレートである。

【００６８】このプレート９０の下側には、搬送装置１
４が設置されており、この搬送装置１４内へと向かっ
て、切断済のプレート９０を移動させる。制御装置５０
は、端末５１によって監視し、制御できるように構成さ
れている。

【００６９】図１２は、把持装置および切断装置の好適
例を示す斜視図であり、図１３はその主要部を示す側面
図であり、図１４は把持装置のチャックの周辺を示す正
面図である。一対の枠材５０Ａ、５０Ｂに、それぞれ送
りネジ５５Ａ、５５Ｂが設置されており、各送りネジ５
５Ａ、５５Ｂにそれぞれ把持装置５１Ａ、５１Ｂが固定
されている。各把持装置５１Ａ、５１Ｂの下側にそれぞ
れ、切断装置が設けられている。この切断装置の切断具
５３Ａ、５３Ｂは、軸５７を介してシリンダー５６に対
して結合されている。枠材５０Ａ、５０Ｂの下側にある
基台中にモーター５４Ａ、５４Ｂが収容されており、こ
れらのモーター５４Ａ、５４Ｂを駆動することによっ
て、各送りネジを回転させ、上記の把持装置および切断
装置を上下動させることができる。

【００７０】把持装置５１Ａ、５１Ｂの具体的構成例を
図１４に示す。シリンダー６５に軸６４が結合されてお
り、この軸６４に対して固定具６０Ａによってチャック
５２Ａが固定されている。軸６４と、これに対して平行
な軸６３とが、リンク機構６２によって機構的に連結さ
れており、この軸６２に対して固定具６０Ｂによってチ
ャック５２Ｂが固定されている。シリンダー６５は矢印
Ｇ方向に駆動可能である。ここで、シリンダー６５を図
１４において左側へと向かって駆動すると、軸６４およ
びチャック５２Ａは左側へと向かって移動し、軸６３お
よびチャック５２Ｂは右側へと向かって移動する。これ
によってチャック５２Ａと５２Ｂとの間隔が大きくな
り、プレートの把持が解除される。プレートを把持する
際には、シリンダー６５を図１４において右側へと向か
って駆動し、軸６４およびチャック５２Ａを右側へと向
かって移動させ、軸６３およびチャック５２Ｂを左側へ
と向かって移動させる。

【００７１】プレートを把持して下方へと送る際には、
まず把持装置５１Ｂによってプレートの外周面を把持
し、次いで送りネジを駆動して把持装置５１Ｂを下方へ
と所定位置まで移動させる。このとき、図１３に示すよ
うに、シリンダーを駆動することによって切断具５３Ｂ
を突出させ、切断具５３Ｂをプレートに対して接触さ
せ、圧力を加えることによってプレート７を切断する。
次いで、把持装置５１Ｂによる把持を解除すると共に、
把持装置５１Ａによってプレートの所定位置を把持し、
今度は把持装置５１Ａを下方へと向かって移動させる。
この間に、把持装置５１Ｂの方は上方の所定位置まで移
動させる。このように、把持装置５１Ａと５１Ｂとによ
って交互にプレートを持ち替えて下方へと移動させ、切
断することによって、プレートの移動と切断とを自動的
に行うことができる。こうした各部分の制御は、制御装
置によって行うが、この制御方法自体は周知の方法を利
用できる。

【００７２】図１５は、他の好適例に基づく、プレート
の移動装置および切断装置を概略的に示す側面図であ
り、図１６は、一対の回転体の駆動機構を説明するため
の斜視図である。モーター６６の回転軸に対してギアー
室６７を介して回転軸７０Ｂが固定されており、回転軸
７０Ｂに対して一対のホイール６８が固定されており、
一対のホイール６８の間に隙間７６が設けられており、
これらによって回転体６９Ｂが構成されている。また、
図示しない機構を介して回転軸７０Ｂに同期する回転軸
７０Ａが設けられており、回転軸７０Ａに対して一対の
ホイール６８が固定されており、一対のホイール６８の
間に隙間７６が設けられており、これらによって回転体
６９Ａが構成されている。一対の回転体６９Ａと６９Ｂ
との隙間の部分の間に、プレート７２を保持し、プレー
トを下方へと送る。

【００７３】移動装置の下側には切断装置７４が設けら
れており、この切断装置７４においては、駆動装置に切
断刃７３が接続されている。この切断刃７３をプレート
７２に対して接触させ、圧力を加え、剪断する。剪断さ
れたプレートは、シューター７５に沿って下方へと落下
し、収容箱９９内に収容される。なお、図１５において
は、プレート７２の片側（図面において右側）のみを支
持したが、この片側からの支持が不十分な場合には、プ
レート７２の両側に図１５、図１６の機構を設け、両側
を支持することができる。

【００７４】また、ヒーターによってプレートを溶断す
ることができる。例えば、図１７（ａ）に模式的に示す
ように、プレート７に対してヒーター８０を設置し、図
１７（ｂ）に示すように、ヒーター８０を発熱させてプ
レート７を局部的に加熱し、ヒーター８０をＲ方向へと
移動させつつ溶断させ、プレート８１を得ることができ
る。

【００７５】また、図１８（ａ）においては、モニター
８２の画面８４に、プレート８３が映し出されている。
このプレート８３と垂直に目盛り８５が配置されてお
り、これによってプレート８３の外形の寸法を測定す
る。

【００７６】また、図１８（ｂ）に示すように、プレー
ト８６の外周に対してレーザー光線８７を照射し、この
照射光のうち、プレート８６によって遮光されなかった
部分を、図示しない受光装置によって受光することによ
って、プレート８６のｘ方向の寸法を測定することがで
きる。同時に、プレート８６の外周に対して、レーザー
光線８７と直交する方向のレーザー光線８８を照射し、
この照射光のうちプレート８６によって遮光されなかっ
た部分を、図示しない受光装置によって受光することに
よって、プレート８６のｙ方向の寸法を測定することが
できる。

【００７７】

【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。図１および図２に示すような構成のルツボを使用
し、図５に示すような育成部材と突起形成部材とを使用
した。育成装置の全体の構成は、図１１に模式的に示し
た装置とした。リンの不純物濃度が１０^{1 4}ｃｍ^{- 3}に
なるようにリンを添加したシリコン原料粉末約５００ｇ
を、原料供給装置４２からカーボンルツボ１内に供給し
た。ルツボ１のノズル部の先端には、先端部分の厚さが
１００μｍであり、幅が１５０ｍｍの平板形状の育成部
材９０を、図５に示すようにして設置した。育成部材９
０は、直径１０μｍのカーボンファイバーによって形成
した。チャンバー内にアルゴンガスを流し、不活性雰囲
気下で育成を行った。

【００７８】この育成部材とは独立に、突起形成部材２
５を、図５に示すようにして６列設けた。各突起形成部
材２５の先端部分２５ａの寸法は直径１００μｍとし、
各突起形成部材の先端部分２５ａを育成部材の先端部分
に対してほぼ接触させた。各突起形成部材２５には、図
示しない駆動装置を取り付けてある。

【００７９】ルツボの上部には、連続原料供給装置４２
を設け、ルツボの上部に設置した重量検出装置からの信
号に応じて、原料の供給を制御する構造を採用した。育
成炉の炉体部分は、全体を高周波加熱または抵抗加熱を
組み合わせて構成し、育成炉内の各部分の温度を制御可
能な構造にした。特に、ノズル部１ｃの先端の結晶育成
点の周辺の温度勾配は、結晶育成監視装置からの信号に
応じて精密に制御可能とした。

【００８０】ルツボの温度は１５００℃に調整し、カー
ボンルツボの中の原料粉末を溶融させた。ノズル部の温
度は１４５０℃付近に保持した。カーボンルツボ１から
ノズル部への熱伝導と、ノズル部の下部のアフターヒー
ターの発熱とによって、結晶育成点付近の温度勾配を最
適化した。

【００８１】図１１に示す育成部材において、引下げ駆
動装置は、垂直方向に１００〜１００００ｍｍ／時間の
速度で均一に引下げ速度を制御できる構造を採用した。
この装置には、プレートの形状と寸法とをＣＣＤカメラ
によって監視する装置と、切断したプレートを搬送する
搬送装置をも設けた。

【００８２】最初のシーディング時には、下側からノズ
ル部の先端に種結晶プレートを接触させ、固相と液相と
の界面のメニスカスを最適な状態とし、１２００ｍｍ／
時間の一定速度で連続的に引き下げた。このプレート
は、厚さ５０μｍの均一なものであり、厚さ１００μ
ｍ、幅１００μｍの補強用突起部分９７を形成すること
ができた（図７、図８（ａ）参照）。

【００８３】このプレートの通過点に、長さ約５０ｍｍ
の、温度８００℃の定温領域を設け、この定温領域中
に、図３、図４に示すように、寸法５０ｍｍ×１５０ｍ
ｍ×２０ｍｍのＢＮ（ボロンナイトライド）焼結体を設
置した。この焼結体とプレートとの間隔を３００μｍと
した。また、この焼結体を、プレートの補強用突起部分
が形成されていない側に設置した。その下部に、酸化雰
囲気の１１５０℃の領域を設け、完全なＰ−Ｎ接合が形
成されるようにした。

【００８４】プレートの長さが約４００ｍｍに達したと
ころで、図１５に示すように、連続送り用のローラーに
よってプレートの両側を把持し、切断機構をプレートに
接触させ、炭酸ガスレーザーによって種結晶の部分を切
断した。次いで、順次にプレートを下方へと送り、前記
したようにしてプレートを切断し、整列し、搬送した。

【００８５】プレートの育成に伴い、ルツボ内の融液の
量が減少する。この重量の減少をロードセルによって測
定し、原料供給機構を作動させ、ルツボおよび融液の合
計重量が一定になるように原料粉末の供給を制御した。
この重量変化が±１０ｍｇの誤差範囲内となるように制
御した。

【００８６】次に、連続育成されたプレートの厚さ等の
形状、寸法をＣＣＤカメラによって測定し、育成ルツ
ボ、ノズル部の周辺における温度勾配を制御した。ま
た、ＰＮ接合の電気抵抗を測定し、この電気抵抗の測定
値に応じて、拡散用部材とシリコン結晶プレートとの間
隔を大きくしたり、あるいは小さくしたりする制御と、
拡散用部材が設置されている定温領域の温度を上昇また
は下降させる制御を行った。

【００８７】プレートは約７分間で１５０ｍｍ成長する
ため、７分間ごとに炭酸レーザーを移動させて、育成し
たシリコン結晶プレートを切断し、寸法１５０ｍｍ×１
５０ｍｍ×５０μｍ（補強用突起部分の厚さは１５０μ
ｍ）のプレートを連続的に製造した。

【００８８】育成され、かつ切断された各プレートを、
自動的に整列し、搬送した。この搬送されたプレートの
うち、ホウ素が拡散された主面（補強用突起部分が形成
されていない平坦な主面）を研磨加工し、透明電極を形
成し、更にマスク蒸着により、アルミニウムの電極を形
成した。これに連続して、補強用突起部分が形成された
裏面側には、アルミニウム電極を形成し、太陽電池素子
を得た。

【００８９】このようにして育成されたシリコン結晶プ
レートは、完全な単結晶であるか、または寸法１０〜７
０ｍｍ程度の単結晶の集合体からなる多結晶体であっ
た。太陽電池素子としての発電効率は約１８％であっ
て、ほぼ理論値と同じ値が得られた。また、発電効率の
変動は±１％と、極めて安定であった。

【００９０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、厚
さ２００μｍ以下の極めて薄いシリコン結晶プレート
を、均一かつ連続的に育成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る育成装置のルツボの
周辺の構造を概略的に示す斜視図である。

【図２】図１の構造の断面図である。

【図３】図１および図２の育成装置のルツボ等を炉体内
に収容した状態を模式的に示す断面図である。

【図４】（ａ）は、連続的に育成されているシリコン結
晶プレート１８の一方の主面側に拡散用部材１７を設置
した状態を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、図４
（ａ）の斜視図であり、（ｃ）は、太陽電池素子の一例
を示す断面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る育成装置のルツボの
周辺の構造を概略的に示す斜視図であり、平板形状の育
成装置９０と複数の棒状の突起形成部材２５とを使用し
ている。

【図６】図５に示す構造の断面図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）は、格子形状の補強用突起部分
を複数の突起形成部材によって連続的に形成するときの
各段階を示す正面図である。

【図８】（ａ）は、格子形状の補強用突起部分９７が形
成されたシリコン結晶プレートを示す正面図であり、
（ｂ）は、波型の補強用突起部分が形成されたシリコン
結晶プレート９５を示す正面図である。

【図９】（ａ）は、平板３１に複数列の細長い溝３２
を、互いに平行となるように形成した状態を示す平面図
であり、（ｂ）は、各平板３１を貼り合わせて、平板形
状のノズル部３３を形成した状態を示す斜視図であり、
（ｃ）は、略長方形状のルツボ３６の底部に、ノズル部
３３を接合した状態を示す斜視図である。

【図１０】複数のノズル部３９ｂを備えているルツボ３
９を使用した実施形態を模式的に示す断面図である。

【図１１】好適な形態の育成装置の全体を模式的に示す
ブロック図である。

【図１２】プレートの把持および切断装置の一形態を示
す斜視図である。

【図１３】図１２の把持装置および切断装置の要部を示
す正面図である。

【図１４】図１２の把持装置の駆動機構を示す正面図で
ある。

【図１５】ローラーを使用したプレートの送り装置およ
び切断装置を示す正面図である。

【図１６】図１５のローラーによる送り装置の拡大斜視
図図である。

【図１７】（ａ）は、ヒーターを使用したプレートの切
断装置を示す正面図であり、（ｂ）はヒーター８０によ
ってプレートを切断した後の状態を示す正面図である。

【図１８】（ａ）は、プレートの形状および寸法の監視
装置に使用できるモニターを示す正面図であり、（ｂ）
は、プレート８６の形状および寸法をレーザーを使用し
て測定する実施形態を説明するための概略的斜視図であ
る。

【符号の説明】１、３６、３９ルツボ１ｃ平板形状のノズル部
３シリコンの融液７、９２、２７、９５シリ
コン結晶プレート４引出し口５プレート状
の育成部材５ｂ育成部材５の先端部分６融
液溜まり８上側炉１０Ａ、１０Ｂヒーター
９下側炉１３種結晶１４プレートの搬
送装置１７拡散用部材１８拡散されるシリ
コン結晶プレート１９拡散領域２０非拡散
領域２１太陽電池素子２３光照射側の電極
２４裏面側の電極２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５
Ｃ、２５Ｄ突起形成部材２５ａ突起形成部材２
５の先端部分２７シリコン結晶プレートの本体
２８補強用突起部分３３平板形状のノズル部
９０平板形状の育成部材９０ａ育成部材９
０の先端部分９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄ補
強用突起部分９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄ曲
線状ないし波線状の補強用突起部分９７格子形状
の補強用突起部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコンの融液が収容され、下側に融液の
引出し口が設けられている育成ルツボと、プレート状の
育成部材とを設置し、前記引出し口の下部に前記育成部
材の少なくとも先端部分を位置させ、前記引出し口から
引き出された融液を前記育成部材の先端部分に接触さ
せ、この先端部分から下方へと引き下げることによっ
て、シリコン結晶プレートを育成することを特徴とす
る、シリコン結晶プレートの育成方法。
【請求項２】前記育成部材の少なくとも前記先端部分
が、結束されたカーボンファイバーの束によって形成さ
れていることを特徴とする、請求項１記載のシリコン結
晶プレートの育成方法。
【請求項３】前記育成部材の少なくとも前記先端部分
が、結束されたシリコンカーバイドファイバーの束によ
って形成されていることを特徴とする、請求項１記載の
シリコン結晶プレートの育成方法。
【請求項４】前記シリコン結晶プレートの厚さが５μｍ
以上、２００μｍ以下であり、幅が３ｍｍ以上であるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項
に記載のシリコン結晶プレートの育成方法。
【請求項５】前記シリコン結晶プレートに、シリコン結
晶プレートの本体部分よりも厚さの大きい補強用突起部
分を形成するために、前記引出し口の下部に前記補強用
突起部分の断面形状に対応する形状の先端部分を有する
突起形成部材を配置することを特徴とする、請求項１〜
４のいずれか一つの請求項に記載のシリコン結晶プレー
トの育成方法。
【請求項６】前記育成部材から下方へと前記シリコン結
晶プレートを引き下げるのに際して、前記突起形成部材
を前記シリコン結晶プレートの主面と略平行な方向へと
移動させることによって、前記シリコン結晶プレート上
で前記補強用突起部分を前記シリコン結晶プレートの引
下げ方向に対して傾斜した方向に向かって形成すること
を特徴とする、請求項５記載のシリコン結晶プレートの
育成方法。
【請求項７】前記育成部材の下側に、前記シリコン結晶
プレートの表面から拡散する元素の化合物からなる拡散
用部材を設置し、前記シリコン結晶プレートを前記ルツ
ボの下方へと引下げつつ、前記拡散用部材および前記シ
リコン結晶プレートを拡散に適した温度に調節し、前記
拡散用部材からの前記元素を前記シリコン結晶プレート
の表面領域へと拡散させることを特徴とする、請求項１
〜６のいずれか一つの請求項に記載のシリコン結晶プレ
ートの育成方法。
【請求項８】シリコンの融液が収容され、下側に融液の
引出し口が設けられている育成ルツボと、プレート状の
育成部材とを備えているシリコン結晶プレートの育成装
置であって、前記引出し口の下部に前記育成部材の少な
くとも先端部分が配置されており、前記引出し口から引
き出された融液を前記育成部材の先端部分に接触させ、
この先端部分から下方へと引き下げるための駆動機構を
備えていることを特徴とする、シリコン結晶プレートの
育成装置。
【請求項９】５μｍ以上、２００μｍ以下の厚さを有す
る本体部分と、厚さ３０〜１５００μｍの補強用突起部
分とを備えていることを特徴とする、シリコン結晶プレ
ート。
【請求項１０】シリコン結晶プレートを基材とし、この
シリコン結晶プレートの一方の主面側にＰ型またはＮ型
のドープ元素が拡散している太陽電池素子を製造する方
法であって、シリコンの融液が収容され、下側に融液の
引出し口が設けられている育成ルツボと、プレート状の
育成部材とを設置し、前記引出し口の下部に前記育成部
材の少なくとも先端部分を位置させ、前記引出し口から
引き出された融液を前記育成部材の先端部分に接触さ
せ、この先端部分から下方へと引き下げることによっ
て、シリコン結晶プレートを育成し、前記育成部材の下
側に、前記ドープ元素の化合物からなる拡散用部材を設
置し、前記シリコン結晶プレートを前記ルツボの下方へ
と引下げつつ、前記拡散用部材および前記シリコン結晶
プレートを拡散に適した温度に調節し、前記拡散用部材
からの前記元素を前記シリコン結晶プレートの表面領域
へと拡散させることを特徴とする、太陽電池素子の製造
方法。