JPS59174514A - 多結晶シリコンウエハの製造方法 - Google Patents
多結晶シリコンウエハの製造方法Info
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- JPS59174514A JPS59174514A JP58047725A JP4772583A JPS59174514A JP S59174514 A JPS59174514 A JP S59174514A JP 58047725 A JP58047725 A JP 58047725A JP 4772583 A JP4772583 A JP 4772583A JP S59174514 A JPS59174514 A JP S59174514A
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- JP
- Japan
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- wafer
- silicon
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- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04W52/04—TPC
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明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系材料の製造方法に関する。
ている多結晶シリコン系材料の製造方法に関する。
従来から多結晶シリコンウェハは各種の方法によって製
造されており、最も一般的にはシリコン母材により一た
ん所定形状のインゴットを鋳造し、これをスライスする
ことによってウェハを得るようにしているが、これでは
スライス作業に大変な時間をかけなければならないだけ
でなく、インゴットの約５０％がスライス時のロスとな
ってしまうため、製品がコスト高につき大量生産も不可
能である。
造されており、最も一般的にはシリコン母材により一た
ん所定形状のインゴットを鋳造し、これをスライスする
ことによってウェハを得るようにしているが、これでは
スライス作業に大変な時間をかけなければならないだけ
でなく、インゴットの約５０％がスライス時のロスとな
ってしまうため、製品がコスト高につき大量生産も不可
能である。
そとでスライスによらない方法としてリボン法とキャス
ティング法（鋳造法）が既に実施されているが、リボン
法は例えば回転ドラムの周面に溶融シリコンを噴当させ
、当該局面にリボン状のウェハを形成するものであり、
同法によるときは実際上リボン幅が数咽程度のものしが
製造することができず、大形の太陽電池素材等が得られ
ない難点がある。
ティング法（鋳造法）が既に実施されているが、リボン
法は例えば回転ドラムの周面に溶融シリコンを噴当させ
、当該局面にリボン状のウェハを形成するものであり、
同法によるときは実際上リボン幅が数咽程度のものしが
製造することができず、大形の太陽電池素材等が得られ
ない難点がある。
また上記キャスティング法と呼ばれているものは、シリ
コン母材を加熱して融液となし、これを製品ウェハの寸
法に応じた鋳型に流し込み、さらに当該型の可動部分に
より融液を抑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ェハが得られ、量産
性の点で望ましい結果が期待できるもの＼、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。
コン母材を加熱して融液となし、これを製品ウェハの寸
法に応じた鋳型に流し込み、さらに当該型の可動部分に
より融液を抑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ェハが得られ、量産
性の点で望ましい結果が期待できるもの＼、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＼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之なって大きな結晶粒が得ら
れず、太陽電池用シリコンウェ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、当該ウェ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も
っている。
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＼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之なって大きな結晶粒が得ら
れず、太陽電池用シリコンウェ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、当該ウェ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も
っている。
そこで、本出願人は、上記諸法の欠陥を大幅に改善する
ことができる多結晶シリコンウェハの製造方法として、
既に、シリコン母材を溶融し、こ、の融液を、石英又は
カーボンで形成され、かつ回転状態にある製造皿上に滴
下し、遠心力を有効利用することにより所望拡径状態の
融液薄層を形成し、同層の固化後、これを製造器から剥
離する方法（スピン法）を提案した。
ことができる多結晶シリコンウェハの製造方法として、
既に、シリコン母材を溶融し、こ、の融液を、石英又は
カーボンで形成され、かつ回転状態にある製造皿上に滴
下し、遠心力を有効利用することにより所望拡径状態の
融液薄層を形成し、同層の固化後、これを製造器から剥
離する方法（スピン法）を提案した。
このスピン法は、多くの優れた特徴をもっているが、上
記の固化した融液薄層の剥離に際し、同層は製造器に癒
着していることから、剥離作業の際に破損してしまい易
く、同作業が極めて煩雑で熟練を□要求されることとな
り、このことが大量生産の隘路となっていた。
記の固化した融液薄層の剥離に際し、同層は製造器に癒
着していることから、剥離作業の際に破損してしまい易
く、同作業が極めて煩雑で熟練を□要求されることとな
り、このことが大量生産の隘路となっていた。
また、この方法によれば、溶融したシリコン母材Ω融液
を製造器に直接滴下して融液薄層を形成することから、
同融液中に、製造器の成分が拡散し易く、特に回器がカ
ーボン製である場合には、このカーボンが汚染不純物と
して融液中に混入し、製品たるウェハの特性に悪影響を
及ぼすという問題を有していた。
を製造器に直接滴下して融液薄層を形成することから、
同融液中に、製造器の成分が拡散し易く、特に回器がカ
ーボン製である場合には、このカーボンが汚染不純物と
して融液中に混入し、製品たるウェハの特性に悪影響を
及ぼすという問題を有していた。
この問題を解決するため、従来では、製造器の上面に離
型剤として窒化硅素を溶媒とし揮発性溶剤を溶液として
、これを塗布し数ミクロンの膜を製造器の上面に形成し
、間膜の上面にシリコン母材の融液を滴下して融液薄層
を形成しこれを固化させることによって上記問題を解決
しようとしていた。
型剤として窒化硅素を溶媒とし揮発性溶剤を溶液として
、これを塗布し数ミクロンの膜を製造器の上面に形成し
、間膜の上面にシリコン母材の融液を滴下して融液薄層
を形成しこれを固化させることによって上記問題を解決
しようとしていた。
しかしながら、このような離型剤を製造器に塗布してお
くことによりシリコンシートを製造器から分離する方法
にあっては、離型剤が溶、解された溶液を単に製造器に
塗布するだけであったため、シリコン母材の融液を製造
器に滴下させた簡の衝撃により、該融液中に離型剤が混
入してシリコンウェハの特性と品質が低下し易いばかり
でなく、同衝撃により離型剤が剥離飛散してしまった個
所では、結局融液と製造器とが直接当前してしまい、製
造器の成分が融液中に混入して結晶欠陥を生起させ、こ
れによりその特性、品質を低下させてしまうといった問
題を有していた。
くことによりシリコンシートを製造器から分離する方法
にあっては、離型剤が溶、解された溶液を単に製造器に
塗布するだけであったため、シリコン母材の融液を製造
器に滴下させた簡の衝撃により、該融液中に離型剤が混
入してシリコンウェハの特性と品質が低下し易いばかり
でなく、同衝撃により離型剤が剥離飛散してしまった個
所では、結局融液と製造器とが直接当前してしまい、製
造器の成分が融液中に混入して結晶欠陥を生起させ、こ
れによりその特性、品質を低下させてしまうといった問
題を有していた。
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであ、つ
て、その目的とするところは、製造が容易であり、しか
も太陽電池用ウェハ等にあって望ましいとされる大結晶
粒のウェハを生成することが、支障なくできる量産可能
な多結晶シリコンウェハの製造方法を提供しようとする
ものである。
て、その目的とするところは、製造が容易であり、しか
も太陽電池用ウェハ等にあって望ましいとされる大結晶
粒のウェハを生成することが、支障なくできる量産可能
な多結晶シリコンウェハの製造方法を提供しようとする
ものである。
かかる目的を達成するため、この発明にあっては、所望
雰囲気内にあって、回転する製造皿上におけるシリコン
母材の融液を、当該回転による遠心力によって、拡径方
向へ流動させることにより当該融液による所望径の融液
薄層を形成し、これを固化した後、同薄層を製造器より
剥離する多結晶シリコンウェハの製造方法において、上
記製造器の上面には、シリコン系材料を、スパッタリン
グ、真空蒸着法或いはＣＶＤ法等の被膜形成手段により
付着させて薄膜状の離型剤被膜層を形成し、同被膜層上
に前記融液薄層が形成されるようにして多結晶シリコン
ウェハを製造しようとするものである。
雰囲気内にあって、回転する製造皿上におけるシリコン
母材の融液を、当該回転による遠心力によって、拡径方
向へ流動させることにより当該融液による所望径の融液
薄層を形成し、これを固化した後、同薄層を製造器より
剥離する多結晶シリコンウェハの製造方法において、上
記製造器の上面には、シリコン系材料を、スパッタリン
グ、真空蒸着法或いはＣＶＤ法等の被膜形成手段により
付着させて薄膜状の離型剤被膜層を形成し、同被膜層上
に前記融液薄層が形成されるようにして多結晶シリコン
ウェハを製造しようとするものである。
以下、添付図面にもとづき、この発明を詳細に説明する
。
。
製造器１は、シリコンとの反応性が少ない石英（ＳｉＯ
□）やカーボン（Ｃ）等の材質で第１図に示すように構
成されておシ、かつ各種寸法の円形、四角形等所望形状
のウェハ形成平面１ａをもったものが用意され、これを
任意に選択して用いられる。
□）やカーボン（Ｃ）等の材質で第１図に示すように構
成されておシ、かつ各種寸法の円形、四角形等所望形状
のウェハ形成平面１ａをもったものが用意され、これを
任意に選択して用いられる。
そして次に、上記製造器１のウェハ形成平面１ａｌＣｔ
：ｔ、第２図に示すように、薄膜状の離型剤被膜層２が
形成される。
：ｔ、第２図に示すように、薄膜状の離型剤被膜層２が
形成される。
この離型剤被膜層２は、酸化シリコンをスパッタリング
、真空蒸着法文ＨＣＶＤ法等の被膜形成手７段により上
記平面１ａに付着固化させることによって形成され、こ
の際その厚さは数千オングストローム程度とするのがよ
い。
、真空蒸着法文ＨＣＶＤ法等の被膜形成手７段により上
記平面１ａに付着固化させることによって形成され、こ
の際その厚さは数千オングストローム程度とするのがよ
い。
こ＼で上記のスパッタリングによるときは、加熱炉内を
アルゴン雰囲気にし、３００℃位に加熱することにより
アルゴン原子を勘気させ、Ｓ ｉ ０２ （酸化シリコ
ン）のターゲットにアルゴン原子を衝突させると、Ｓ
ｉ ０２が大気中に飛散して製造器１のウェハ形成平面
１ａ［付着するのであり、真空蒸着法では、真空中で酸
化シリコンを蒸発させ、これを同平面１ａｌＣ付着させ
て薄膜を形成すること＼なり、ＣＶＤ法によれば６００
℃〜８００℃まで加熱された炉内でシラン系のガス（例
えばＳ’ｉ Ｈ，）と亜酸化窒素（Ｎ２０）を反応させ
ることにより、酸化シリコン（Ｓｉｎ、）を発生させ、
これにより同千面１ａｌＣ薄膜を形成することになる。
アルゴン雰囲気にし、３００℃位に加熱することにより
アルゴン原子を勘気させ、Ｓ ｉ ０２ （酸化シリコ
ン）のターゲットにアルゴン原子を衝突させると、Ｓ
ｉ ０２が大気中に飛散して製造器１のウェハ形成平面
１ａ［付着するのであり、真空蒸着法では、真空中で酸
化シリコンを蒸発させ、これを同平面１ａｌＣ付着させ
て薄膜を形成すること＼なり、ＣＶＤ法によれば６００
℃〜８００℃まで加熱された炉内でシラン系のガス（例
えばＳ’ｉ Ｈ，）と亜酸化窒素（Ｎ２０）を反応させ
ることにより、酸化シリコン（Ｓｉｎ、）を発生させ、
これにより同千面１ａｌＣ薄膜を形成することになる。
このような方法を選択することによシ得られた酸化シリ
コン薄膜は、製造器１との被着強度も大きく、それ自体
の硬さも可成り大となり、また離型剤として酸化シリコ
ンを用いるのは、シリコン母材と同系材であるので、シ
リコンシートとの反応性が少ないことと、加熱して固化
し易いためでおり、この発明では他のシリコン系材料と
して窒化シリコンを用いることができる。
コン薄膜は、製造器１との被着強度も大きく、それ自体
の硬さも可成り大となり、また離型剤として酸化シリコ
ンを用いるのは、シリコン母材と同系材であるので、シ
リコンシートとの反応性が少ないことと、加熱して固化
し易いためでおり、この発明では他のシリコン系材料と
して窒化シリコンを用いることができる。
このようにして、製造器１に離型剤被膜層２が形成され
た後、同被膜層２の上面に所望拡径状態とした融液薄層
３を形成することとなるが、同薄層３の形成工程を第３
図によって以下説示する。
た後、同被膜層２の上面に所望拡径状態とした融液薄層
３を形成することとなるが、同薄層３の形成工程を第３
図によって以下説示する。
同図の坩堝４にシリコン母材を投入して、これを溶融用
熱源６により加熱融解し、当該融液を坩堝４の転動によ
って漏斗７へ放流し、こ＼で−たん漏斗７に受承されて
、さらにその流出ロア′から、図中点線で示すように当
該融液をウェハ形成平面１ａの略中心部に滴下する。
熱源６により加熱融解し、当該融液を坩堝４の転動によ
って漏斗７へ放流し、こ＼で−たん漏斗７に受承されて
、さらにその流出ロア′から、図中点線で示すように当
該融液をウェハ形成平面１ａの略中心部に滴下する。
そしてこの際ターンテーブル機構８は予め回転させてお
くのがよいが、同時回転でも、滴下完了後融液が固化し
ないうちに回転を開始させてもよく、当該回転による遠
心力によって融液は拡径方向へ流動する。
くのがよいが、同時回転でも、滴下完了後融液が固化し
ないうちに回転を開始させてもよく、当該回転による遠
心力によって融液は拡径方向へ流動する。
そし２て、この拡径流動する融液はウェハ形成平面１ａ
の全面にわたり、その外周縁まで拡径され、余剰供給の
融液は当該外周縁から遠Ｉレカにより放出され、この結
果ウェハ形成平面１ａの形状に見合った融液薄層３が形
成され、これを自然放冷か適宜の冷却手段によって固化
し、第４図に示すように、多結晶シリコンウェハが製造
器１のウェハ形成平面１ａに形成される。
の全面にわたり、その外周縁まで拡径され、余剰供給の
融液は当該外周縁から遠Ｉレカにより放出され、この結
果ウェハ形成平面１ａの形状に見合った融液薄層３が形
成され、これを自然放冷か適宜の冷却手段によって固化
し、第４図に示すように、多結晶シリコンウェハが製造
器１のウェハ形成平面１ａに形成される。
尚、上記シリコン母材の選定にあたり、望ましくは半、
導体数高純度シリコンなどを用いるようにし、同母材は
、坩堝４の外周側に配設された電気ヒータ等による溶融
用熱源６によって、当該シリコンの溶融温度１４２０℃
を考慮して加熱する仁とにより、これを溶融し得るよう
になっており、当該熱源５としては図示例のように電熱
線であるとか、高周波加熱装置によることがで舞、もち
ろん適時当該加熱を停止したり、加熱条件を制御可能に
しておくことが望ましい。
導体数高純度シリコンなどを用いるようにし、同母材は
、坩堝４の外周側に配設された電気ヒータ等による溶融
用熱源６によって、当該シリコンの溶融温度１４２０℃
を考慮して加熱する仁とにより、これを溶融し得るよう
になっており、当該熱源５としては図示例のように電熱
線であるとか、高周波加熱装置によることがで舞、もち
ろん適時当該加熱を停止したり、加熱条件を制御可能に
しておくことが望ましい。
また、上記ターンテーブル機構８は、その回転軸９に固
設した回収受皿１ｏに製造器１を載置し、同軸９を回転
中心として回収受皿１ｏと製造器１は同期して回動され
る。
設した回収受皿１ｏに製造器１を載置し、同軸９を回転
中心として回収受皿１ｏと製造器１は同期して回動され
る。
このようにして製造器１のウェハ形成平面１ａに所望拡
径のシリコンシート３′が形成された後、第５図に示す
ように該製造器１よりシリコンシート３′を剥離する。
径のシリコンシート３′が形成された後、第５図に示す
ように該製造器１よりシリコンシート３′を剥離する。
この場合、シリコンシート３′の下面には、離型剤被膜
層２の残滓が第５図に示されるように付着するが同残滓
は、弗化水素で除去すればよく、その後は所要の製品仕
上げ加工を施こすことにより、第６図に示すごとき多結
晶シリコンウェハが得られる。
層２の残滓が第５図に示されるように付着するが同残滓
は、弗化水素で除去すればよく、その後は所要の製品仕
上げ加工を施こすことにより、第６図に示すごとき多結
晶シリコンウェハが得られる。
上記の通り本発明によれば、従来のインゴットスライス
法やリボン法の難点が解消されるのはもちろん、既応キ
ャスティング法のように鋳型の各面による制限を受ける
ことなく、製造皿上で固化され、しかもこの発明によれ
ば、シリコンシートと製造器との間に、気化状態とした
シリコン系材料を付着固化した離型剤被膜層が介在する
とと＼なるから、シリコン母材融液の滴下に、よって離
型剤が飛散して同融液と製造器ｌ と
が直接々触する如き支障を生ぜず、その結果同融液中に
製造器の成分が混入することもないので、高品質、高特
性の多結晶シリコンウェハを得ることができ、更には離
型剤被膜層による同ウェハへの悪影響もない。
法やリボン法の難点が解消されるのはもちろん、既応キ
ャスティング法のように鋳型の各面による制限を受ける
ことなく、製造皿上で固化され、しかもこの発明によれ
ば、シリコンシートと製造器との間に、気化状態とした
シリコン系材料を付着固化した離型剤被膜層が介在する
とと＼なるから、シリコン母材融液の滴下に、よって離
型剤が飛散して同融液と製造器ｌ と
が直接々触する如き支障を生ぜず、その結果同融液中に
製造器の成分が混入することもないので、高品質、高特
性の多結晶シリコンウェハを得ることができ、更には離
型剤被膜層による同ウェハへの悪影響もない。
図面は、この発明に係る製造方法の実施例を示すもので
あって、第１図は製造器の構成を示す正面、説明図、第
２図は回器のウェハ形成平面に離型剤被膜層を形成した
状態を示す正面説明図、第３図は多結晶シリコンウェハ
を製造する設備例を示す正面斜視図、第４図は同設備に
よりウェハを製造皿上に形成した状態を示す正面説明図
、第５図は同ウェハを製造器から剥離した状態を示す正
面説明図、第６図は、同ウェハの正面説明図である。 １・・・・・製造器 １ａ・・・ウェハ形成平面 ２・・・・・離型剤被膜層 ３・會・・・シリコン母材融液 特許出願人 代理人 弁理士 井 藤 酸 第１図 第２！！！ｙ ？ 苧３図 ム 第 ４ 図 イ ＃Ｓ５図 第６図 ロコ＝＝＝二＝］−一３′
あって、第１図は製造器の構成を示す正面、説明図、第
２図は回器のウェハ形成平面に離型剤被膜層を形成した
状態を示す正面説明図、第３図は多結晶シリコンウェハ
を製造する設備例を示す正面斜視図、第４図は同設備に
よりウェハを製造皿上に形成した状態を示す正面説明図
、第５図は同ウェハを製造器から剥離した状態を示す正
面説明図、第６図は、同ウェハの正面説明図である。 １・・・・・製造器 １ａ・・・ウェハ形成平面 ２・・・・・離型剤被膜層 ３・會・・・シリコン母材融液 特許出願人 代理人 弁理士 井 藤 酸 第１図 第２！！！ｙ ？ 苧３図 ム 第 ４ 図 イ ＃Ｓ５図 第６図 ロコ＝＝＝二＝］−一３′
Claims (1)
- 所望雰囲気内にあって、回転する製造皿上におけるシリ
コン母材の融液を、当該回転による遠心力によって、拡
径方向へ流動させることにより、当該融液による所望径
の融液薄層を形成し、これを固化した後、同薄層を製造
皿より剥離する多結晶シリコンウェハの製造方法におい
て、上記製造皿の上面には、シリコン系材料を、スパッ
タリング、真空蒸着法或いはＣＶＤ法等の被膜形成手段
により付着させて薄膜状の離型剤被膜層を形成し、同被
膜層上ＶＣ＠記融液薄層′が形成されるようにしたこと
を特徴とする多結晶シリコンウェハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047725A JPS59174514A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 多結晶シリコンウエハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58047725A JPS59174514A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 多結晶シリコンウエハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174514A true JPS59174514A (ja) | 1984-10-03 |
| JPH0314765B2 JPH0314765B2 (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=12783302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58047725A Granted JPS59174514A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 多結晶シリコンウエハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59174514A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590623A (ja) * | 1991-09-28 | 1993-04-09 | Nissha Printing Co Ltd | 太陽電池用転写材 |
| EP0607940A2 (en) * | 1993-01-19 | 1994-07-27 | Texas Instruments Incorporated | Method of surface protection of a semiconductor wafer during polishing |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP58047725A patent/JPS59174514A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590623A (ja) * | 1991-09-28 | 1993-04-09 | Nissha Printing Co Ltd | 太陽電池用転写材 |
| EP0607940A2 (en) * | 1993-01-19 | 1994-07-27 | Texas Instruments Incorporated | Method of surface protection of a semiconductor wafer during polishing |
| EP0607940A3 (en) * | 1993-01-19 | 1996-12-27 | Texas Instruments Inc | Process for protecting the surface of a semiconducting substrate during grinding. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0314765B2 (ja) | 1991-02-27 |
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