JPS59182293A - シリコンリボン結晶連続成長方法 - Google Patents
シリコンリボン結晶連続成長方法Info
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- JPS59182293A JPS59182293A JP5358083A JP5358083A JPS59182293A JP S59182293 A JPS59182293 A JP S59182293A JP 5358083 A JP5358083 A JP 5358083A JP 5358083 A JP5358083 A JP 5358083A JP S59182293 A JPS59182293 A JP S59182293A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、リボン結晶製造技術に係わり、特に所定量の
不純物がドーピングされたシリコンリボン結晶を連続し
て成長形成するシリコンリボン結晶連続成長装置に関す
る。
不純物がドーピングされたシリコンリボン結晶を連続し
て成長形成するシリコンリボン結晶連続成長装置に関す
る。
従来、シリコン結晶を製造するには、引上げ法を利用し
た結晶成長装置が広く用いられている。との種の装置で
結晶を連続成長させるには、ルツ？内に結晶成長用原料
を供給する必要がある。原料供給手段としては、シリコ
ン塊を間欠的に補給する方法（特開昭５７−９５８９１
号）やシリコン塊を粉砕したシリコン粒を連続的に補給
する方法（特開昭５６−１６４０９６号）等が知られて
いる。
た結晶成長装置が広く用いられている。との種の装置で
結晶を連続成長させるには、ルツ？内に結晶成長用原料
を供給する必要がある。原料供給手段としては、シリコ
ン塊を間欠的に補給する方法（特開昭５７−９５８９１
号）やシリコン塊を粉砕したシリコン粒を連続的に補給
する方法（特開昭５６−１６４０９６号）等が知られて
いる。
しかしながら、これらの公知例はチョクラルスキー法に
限り有効であり、りがン引上げ法に適用できるものでは
ない。すなわち、リボン結晶成長装置では炉内の熱容量
が小さいので、炉内に熱的外乱を持ち込まないように原
料を補給する必要があるが、前記シリコン塊若しくはそ
の粉砕粒を原料とすると、その溶融時に炉内の温度変動
が生じる。さらに、熱的外乱を最／ＪＮ化するため原料
補給経路を細くした場合、上記原料が補給経路を通過で
きない等の問題があシ、シリコンリボン結晶の連続成長
は実用化されていないのが現状である。
限り有効であり、りがン引上げ法に適用できるものでは
ない。すなわち、リボン結晶成長装置では炉内の熱容量
が小さいので、炉内に熱的外乱を持ち込まないように原
料を補給する必要があるが、前記シリコン塊若しくはそ
の粉砕粒を原料とすると、その溶融時に炉内の温度変動
が生じる。さらに、熱的外乱を最／ＪＮ化するため原料
補給経路を細くした場合、上記原料が補給経路を通過で
きない等の問題があシ、シリコンリボン結晶の連続成長
は実用化されていないのが現状である。
そこで本発明者等は、原料を連続的に補給するためには
角を有する粉砕粒よりも球状外形のシリコン粒が好まし
いと考え、シラン塩化物よりシリコン粒を直接得る流動
床生成シ“リコン粒、つまり顆粒状シリコン細粒を結晶
成長用原料として選んだ。そして、この原料を用い−る
ことにより、ＩＪ 、ｐン結晶引上げ中に原料補給を行
っても炉内の熱的変動は殆んど生じないのが判明した。
角を有する粉砕粒よりも球状外形のシリコン粒が好まし
いと考え、シラン塩化物よりシリコン粒を直接得る流動
床生成シ“リコン粒、つまり顆粒状シリコン細粒を結晶
成長用原料として選んだ。そして、この原料を用い−る
ことにより、ＩＪ 、ｐン結晶引上げ中に原料補給を行
っても炉内の熱的変動は殆んど生じないのが判明した。
しかし、顆粒状シリコン細粒のみを原料としてリボン結
晶を引上げた場合、す？ン結晶の性質は顆粒状シリコン
細粒中に含まれていた不純物のみに支配される。顆粒状
シリコン細粒の純度は高いものであるから、リボン結晶
も高純度シリコンとなり、例えば太陽電池用基板として
は高抵抗過ぎてその！、ま用いることはできない。
晶を引上げた場合、す？ン結晶の性質は顆粒状シリコン
細粒中に含まれていた不純物のみに支配される。顆粒状
シリコン細粒の純度は高いものであるから、リボン結晶
も高純度シリコンとなり、例えば太陽電池用基板として
は高抵抗過ぎてその！、ま用いることはできない。
高純度のシリコンに、例えばホウ素を添加するとこのシ
リコンはＰ型の導電型を示し、その正孔濃度はホウ素の
添加量に比例する。このような不純物添加をドーピング
と称するが、リボン結晶へのドーピングには次の（１）
〜（３）の方法が考えられる。
リコンはＰ型の導電型を示し、その正孔濃度はホウ素の
添加量に比例する。このような不純物添加をドーピング
と称するが、リボン結晶へのドーピングには次の（１）
〜（３）の方法が考えられる。
（１） リボン結晶に気相ドーピングする方法。
シリコンリボン結晶の引上げ中に、例えばジポラン（Ｂ
２Ｈ６）の希釈ガスを炉内に流入すると、溶融シリコン
にはジボランより分解したホウ素が溶は込み、ドーピン
グが斤される。
２Ｈ６）の希釈ガスを炉内に流入すると、溶融シリコン
にはジボランより分解したホウ素が溶は込み、ドーピン
グが斤される。
（２）顆粒状シリコン細粒そのものに気相ドーピングす
る方法。
る方法。
（３） シリコン塊の中へ予め■層着しくは■族の元
素を溶解させて抵抗値制御用シリコン粒（以下ドープ剤
と略記する）を形成し、とのドープ剤と顆粒状シリコン
細粒とを別々の投入口より炉内に補給する方法。
素を溶解させて抵抗値制御用シリコン粒（以下ドープ剤
と略記する）を形成し、とのドープ剤と顆粒状シリコン
細粒とを別々の投入口より炉内に補給する方法。
しかしながら、上記（１）の方法ではリボン結晶を炉外
に引上げるための引上げ口から有毒なジボランがスが出
ることになり、操作者が有毒がスを吸い易いと云う危険
がある。また、顆粒状シリコン細粒は高純度化すること
も必要であシ、−ｉドーピングで汚染してしまうと再度
高純度化することはできない。このため、上記（２）の
方法ではドーピング用及び高純度用の複数の流動床生成
装置を建設しなければならず、著しく不経済である。一
方、上記（３）の方法では、リボン結晶の一般的な成長
条件から顆粒状シリコン細粒の補給速度は約２ Ｃ９／
’Ａと計算される。この速度は何ら問題となら々いが、
ドープ剤の補給速度は０．２〜２０〔１〕と極めて小さ
いので、ドープ剤の補給には微量投入技術が要求される
。
に引上げるための引上げ口から有毒なジボランがスが出
ることになり、操作者が有毒がスを吸い易いと云う危険
がある。また、顆粒状シリコン細粒は高純度化すること
も必要であシ、−ｉドーピングで汚染してしまうと再度
高純度化することはできない。このため、上記（２）の
方法ではドーピング用及び高純度用の複数の流動床生成
装置を建設しなければならず、著しく不経済である。一
方、上記（３）の方法では、リボン結晶の一般的な成長
条件から顆粒状シリコン細粒の補給速度は約２ Ｃ９／
’Ａと計算される。この速度は何ら問題となら々いが、
ドープ剤の補給速度は０．２〜２０〔１〕と極めて小さ
いので、ドープ剤の補給には微量投入技術が要求される
。
しかし、現在の技術では上記程度の微量投入を実現する
ととは不可能でおる。
ととは不可能でおる。
このように、シリコンリボン結晶を連続成長させ、かつ
所定量の不純物をドーピングさせるには種々の不都合が
ちり、未だ実用化されていない。
所定量の不純物をドーピングさせるには種々の不都合が
ちり、未だ実用化されていない。
本発明の目的は、所定量の不純物がドーピングされたシ
リコンリボン結晶を連続成長させることができ、かつ製
造コストの低減化及び安全性の向上等に寄与し得るシリ
コンリボン結晶連続成長装置を提供することにある。
リコンリボン結晶を連続成長させることができ、かつ製
造コストの低減化及び安全性の向上等に寄与し得るシリ
コンリボン結晶連続成長装置を提供することにある。
本発明の骨子は、結晶成長用原料として顆粒状シリコン
細粒とドープ剤との混合物を用いると共に、この混合物
を補給するタンク内に攪拌機を配設することにある。
細粒とドープ剤との混合物を用いると共に、この混合物
を補給するタンク内に攪拌機を配設することにある。
前述したドープ剤の微量投入を実現するととを目的とし
て本発明者等が鋭意研究を重ねた結釆、顆粒状シリコン
細粒に予めドープ剤を均一に混合すればよいことが判っ
た。顆粒状シリコン細粒ｉ対するドープ剤の必要量は、
一般に極めて少ない。したがって、顆粒状シリコン細粒
とドーグ剤との混合物を結晶成長用原料とすれば、この
原料を顆粒状シリコン細粒の補給速度と同程度で投入す
ることにより、ドープ剤の微量投入が可能とＪる。しか
し、本発明者等の実験によれば、上記混合物を結晶成長
用原料として用いたところ、次のような不都合が生じた
。
て本発明者等が鋭意研究を重ねた結釆、顆粒状シリコン
細粒に予めドープ剤を均一に混合すればよいことが判っ
た。顆粒状シリコン細粒ｉ対するドープ剤の必要量は、
一般に極めて少ない。したがって、顆粒状シリコン細粒
とドーグ剤との混合物を結晶成長用原料とすれば、この
原料を顆粒状シリコン細粒の補給速度と同程度で投入す
ることにより、ドープ剤の微量投入が可能とＪる。しか
し、本発明者等の実験によれば、上記混合物を結晶成長
用原料として用いたところ、次のような不都合が生じた
。
すなわち、顆粒状シリコン細粒とドープ剤とはあらかじ
め原料補給タンク外で均一に混合したのち原料補給タン
ク内に入れられるが、原料補給タンク内でさらに攪拌し
ないで原料の連続投入を行うとタンク内で顆粒状シリコ
ン細粒とドープ剤とが分離を生じ、これらの混合比が不
均一とがる。したがって、ルツボ内に投入される原料の
混合比が一定でなくなり、ルツボから引上げられるシリ
コンリボン結晶の不純物濃度が不均一となった。ここで
、上記混合比が不均一と々る理由は顆粒状シリコン細粒
（球状）とドープ剤（一般には角状）との形状が異なる
ためだと考えられる。そこで本発明者等は、顆粒状シリ
コン細粒とドープ剤との分離を防止するため、原料補給
タンク内に攪拌機を配設した。そして、原料の連続投入
時に攪拌機で原料を攪拌しておくことにより、顆粒状シ
リコン細粒とドープ剤との分離が防止され、これらの混
合比を均一に保持できるのが確認された。また、本発明
者等の実験によれば、顆粒状シリコン細粒Ａとドープ剤
Ｂとの混合物（Ｂ／Ａ ） ｆ：１／１５００以上とす
れば、より均一々混合比が得られるととが判明し次。
め原料補給タンク外で均一に混合したのち原料補給タン
ク内に入れられるが、原料補給タンク内でさらに攪拌し
ないで原料の連続投入を行うとタンク内で顆粒状シリコ
ン細粒とドープ剤とが分離を生じ、これらの混合比が不
均一とがる。したがって、ルツボ内に投入される原料の
混合比が一定でなくなり、ルツボから引上げられるシリ
コンリボン結晶の不純物濃度が不均一となった。ここで
、上記混合比が不均一と々る理由は顆粒状シリコン細粒
（球状）とドープ剤（一般には角状）との形状が異なる
ためだと考えられる。そこで本発明者等は、顆粒状シリ
コン細粒とドープ剤との分離を防止するため、原料補給
タンク内に攪拌機を配設した。そして、原料の連続投入
時に攪拌機で原料を攪拌しておくことにより、顆粒状シ
リコン細粒とドープ剤との分離が防止され、これらの混
合比を均一に保持できるのが確認された。また、本発明
者等の実験によれば、顆粒状シリコン細粒Ａとドープ剤
Ｂとの混合物（Ｂ／Ａ ） ｆ：１／１５００以上とす
れば、より均一々混合比が得られるととが判明し次。
本発明はこのよう力点に着目し、ルツぎ内の溶融シリコ
ンにキャピラリ・ダイの一端を浸漬し、このダイの他端
から所定量の不純物がドーピングされたリボン結晶を引
き上げると共に、態別補給タンクから上記ルツボ内に結
晶成長用原料を連続供給して上記す、Ｈｐン結晶を連続
成長せしめるシリコンリボン結晶連続成長装置において
、結晶成長用原料として顆粒状シリコン細粒と抵抗値制
御用元素含有シリコン粒（ドープ剤）との混合物を用い
、かつ原料補給タンク内に上記混合物を攪拌する攪拌機
を設けるようにしたものである。
ンにキャピラリ・ダイの一端を浸漬し、このダイの他端
から所定量の不純物がドーピングされたリボン結晶を引
き上げると共に、態別補給タンクから上記ルツボ内に結
晶成長用原料を連続供給して上記す、Ｈｐン結晶を連続
成長せしめるシリコンリボン結晶連続成長装置において
、結晶成長用原料として顆粒状シリコン細粒と抵抗値制
御用元素含有シリコン粒（ドープ剤）との混合物を用い
、かつ原料補給タンク内に上記混合物を攪拌する攪拌機
を設けるようにしたものである。
本発明によれば、顆粒状シリコン細粒とドープ剤との混
合物からなる結晶成長用原料を、常に一定の混合比でル
ツボ内に連続投入することができるので、シリコンリボ
ン結晶を連続成長させることができる。さらに、上記混
合比及びドーグ剤中の不純物割合の設定により、連続成
長されるシリコンリボン結晶中の不純物ドーピング量を
所望の値に一定に保持することができる。また、ジブラ
ン等の希釈がスを炉内に流入する心安もないので、安全
性の向上′ｆ：はかり得る。さらに、顆粒状シリコン細
粒としては高純度のものを１種用意するだけでよいので
、製造コストの低減化をはかり得る。また、顆粒状シリ
コン細粒を用いることから、原料投入に起因する炉内の
温度変動を極めて小さくするととができる。また、均質
なドーピングが実現されるので、平均的ライフタイムが
向上する等の利点がある。
合物からなる結晶成長用原料を、常に一定の混合比でル
ツボ内に連続投入することができるので、シリコンリボ
ン結晶を連続成長させることができる。さらに、上記混
合比及びドーグ剤中の不純物割合の設定により、連続成
長されるシリコンリボン結晶中の不純物ドーピング量を
所望の値に一定に保持することができる。また、ジブラ
ン等の希釈がスを炉内に流入する心安もないので、安全
性の向上′ｆ：はかり得る。さらに、顆粒状シリコン細
粒としては高純度のものを１種用意するだけでよいので
、製造コストの低減化をはかり得る。また、顆粒状シリ
コン細粒を用いることから、原料投入に起因する炉内の
温度変動を極めて小さくするととができる。また、均質
なドーピングが実現されるので、平均的ライフタイムが
向上する等の利点がある。
第１図は本発明の一実施例に係わるシリコンリボン結晶
連続成長装置を示す概略構成図である。図中１は内容積
６０ （ｔ）のステンレス容器であり、この容器１の外
周面には冷却用水冷管２が配設されている。なお、この
水冷管２を用いる代シに容器１を水冷２１ｊＬｍ構造に
してもよい。容器１の内部には筒状のヒータ３が配置さ
れており、ヒータ３の内側にはルツボ４が配置されてい
る。ルツボ４内には浴融シリコン（シリコン融液）５が
収容され、このシリコン融液５にはキャピラリ・ダイ６
の下端が浸漬されている。キャピラリ・ダイ６は結晶成
長すべきシリコン結晶をすぎン状に規定するもので、シ
リコン融液に濡れ易い材料で形成されている。そして、
キャピラリ・ダイ６の先端まで上昇したシリコン融液５
に種結晶を接触させ、この種結晶を引上げることにより
、シリコンリボン結晶７が引上げられるものとなってい
る。
連続成長装置を示す概略構成図である。図中１は内容積
６０ （ｔ）のステンレス容器であり、この容器１の外
周面には冷却用水冷管２が配設されている。なお、この
水冷管２を用いる代シに容器１を水冷２１ｊＬｍ構造に
してもよい。容器１の内部には筒状のヒータ３が配置さ
れており、ヒータ３の内側にはルツボ４が配置されてい
る。ルツボ４内には浴融シリコン（シリコン融液）５が
収容され、このシリコン融液５にはキャピラリ・ダイ６
の下端が浸漬されている。キャピラリ・ダイ６は結晶成
長すべきシリコン結晶をすぎン状に規定するもので、シ
リコン融液に濡れ易い材料で形成されている。そして、
キャピラリ・ダイ６の先端まで上昇したシリコン融液５
に種結晶を接触させ、この種結晶を引上げることにより
、シリコンリボン結晶７が引上げられるものとなってい
る。
一方、前記容器１の上方には、原料補給タンク８、攪拌
機９、樋状移送機１０．励振機１１及び原料投入・母イ
ア″１２等からなる原料供給機構が設けられている。原
料１３ｉｌ：原料補給タンク８に一時的に貯蔵されると
同時に攪拌されながら樋状移送機１０、原料投入パイプ
１２を経てルツ？４に補給される。尚原料補給タンク８
の底部は絞シ込まれた構造となっている。攪拌機９は上
記原料１３を攪拌するもので、羽部をモータ等によって
回転される構造となっている。
機９、樋状移送機１０．励振機１１及び原料投入・母イ
ア″１２等からなる原料供給機構が設けられている。原
料１３ｉｌ：原料補給タンク８に一時的に貯蔵されると
同時に攪拌されながら樋状移送機１０、原料投入パイプ
１２を経てルツ？４に補給される。尚原料補給タンク８
の底部は絞シ込まれた構造となっている。攪拌機９は上
記原料１３を攪拌するもので、羽部をモータ等によって
回転される構造となっている。
結晶成長用原料１３は、７ラン塩化物よりシリコン粒を
直接得る流動床生成シリコン粒から々る顆粒状シリコン
細粒と、シリコン塊の中へ予め■原着しくは■族の元素
を溶解させたものを粉砕してなる角状の抵抗値制御用不
純物含有シリコン粒（ドープ剤）とを混合したものであ
る。
直接得る流動床生成シリコン粒から々る顆粒状シリコン
細粒と、シリコン塊の中へ予め■原着しくは■族の元素
を溶解させたものを粉砕してなる角状の抵抗値制御用不
純物含有シリコン粒（ドープ剤）とを混合したものであ
る。
また、移送機１０は励振機１１により振動されて原料補
給タンク８内の原料１３を一定移送量で原料投入／４’
イグ１２に移送するものである。
給タンク８内の原料１３を一定移送量で原料投入／４’
イグ１２に移送するものである。
々お、図中１４は前記り？ン結晶７を容器１外に引上げ
るための引上げ口を示し、１５はルツボ４を回転するた
めの回転軸を示している。
るための引上げ口を示し、１５はルツボ４を回転するた
めの回転軸を示している。
このように構成された本装置の作用について説明する。
まず、前記水冷管２に冷却水を２ （ｍ’／ｈｏｕｒ）
流し、これと同時に容器１内に雰囲気ガスとして高純度
アルゴンがスを導入しその流量を１ ［：ｍ３／ｈｏｕ
ｒ〕とした。ヒータ３に流す電流を制御し、ヒータ温度
を１４５０ （℃Ｉ］に保持してルツボ４を一定の温度
に保持した。原料補給タンク８には１予め顆粒状シリコ
ン細粒１ｏ ｏｏｌＪ）とドーグ剤１〔Ｉ〕とを混合し
た原料１３を入れておき、ルツ？４の温度が安定した時
点でルツが４内に原料１３を徐々に投入した。ここで１
ドープ剤中の不純物（例えばシリコンと合金化したＢ）
割合は１００ （ｐｐｍ）とした。
流し、これと同時に容器１内に雰囲気ガスとして高純度
アルゴンがスを導入しその流量を１ ［：ｍ３／ｈｏｕ
ｒ〕とした。ヒータ３に流す電流を制御し、ヒータ温度
を１４５０ （℃Ｉ］に保持してルツボ４を一定の温度
に保持した。原料補給タンク８には１予め顆粒状シリコ
ン細粒１ｏ ｏｏｌＪ）とドーグ剤１〔Ｉ〕とを混合し
た原料１３を入れておき、ルツ？４の温度が安定した時
点でルツが４内に原料１３を徐々に投入した。ここで１
ドープ剤中の不純物（例えばシリコンと合金化したＢ）
割合は１００ （ｐｐｍ）とした。
前記ルツボ４内に投入された原料１３は加熱溶融されシ
リコン融液５となり、キャピラリダイ６の間隙を毛細管
現象で上昇した。上昇に要した時間は２０分であり、上
昇終了時点で原料１３の補給を停止した。その後、ダイ
６の上端まで上昇したシリコン融液に種結晶を接触させ
、この種結晶を引上げることによりシリコンリがン結晶
７を毎分３〔ｍ〕の引上げ速度で成長させることができ
た。
リコン融液５となり、キャピラリダイ６の間隙を毛細管
現象で上昇した。上昇に要した時間は２０分であり、上
昇終了時点で原料１３の補給を停止した。その後、ダイ
６の上端まで上昇したシリコン融液に種結晶を接触させ
、この種結晶を引上げることによりシリコンリがン結晶
７を毎分３〔ｍ〕の引上げ速度で成長させることができ
た。
す？ン結晶７の幅が１０〔σ〕、厚さが０．５ ［ｍ］
に拡大した時点で前記攪拌機９を毎分３０回の回転速度
で回転すると共に、３．５ ［：ｇ／ｍｉｎ］の投入速
度で原料１３の投入を再開した。この投入速度はリボン
結晶７の引上げ量と一致させておいたので、ルツボ４内
のシリコン融液５の量は１引上げ状態が長時間継続して
も増減することはなかった。上記連続投入及び連続引上
げを８時間維持したときのリボン結晶７の抵抗値は１〔
Ωで〕であシ、リボン結晶７の長さ方向に関する変化率
は５〔チ〕以下（攪拌機を有しないときは９０％）、厚
さ方向の変化率は２〔チ〕以下（攪拌機を有しないとき
は８０チ）であった。
に拡大した時点で前記攪拌機９を毎分３０回の回転速度
で回転すると共に、３．５ ［：ｇ／ｍｉｎ］の投入速
度で原料１３の投入を再開した。この投入速度はリボン
結晶７の引上げ量と一致させておいたので、ルツボ４内
のシリコン融液５の量は１引上げ状態が長時間継続して
も増減することはなかった。上記連続投入及び連続引上
げを８時間維持したときのリボン結晶７の抵抗値は１〔
Ωで〕であシ、リボン結晶７の長さ方向に関する変化率
は５〔チ〕以下（攪拌機を有しないときは９０％）、厚
さ方向の変化率は２〔チ〕以下（攪拌機を有しないとき
は８０チ）であった。
これらの値は、太陽電池用基板として理想とする特性（
抵抗値１ｈ以下、抵抗値変化率１０チ以下）に十分許容
できるものである。また、リボン結晶７の手数キャリア
寿命は平均２〔μ８１１０）と従来の値０．８〔μ５ｅ
ｅ）より大幅に向上していた。
抵抗値１ｈ以下、抵抗値変化率１０チ以下）に十分許容
できるものである。また、リボン結晶７の手数キャリア
寿命は平均２〔μ８１１０）と従来の値０．８〔μ５ｅ
ｅ）より大幅に向上していた。
これは、連続ドーピングを採用したことによシ、リボン
結晶中の不純物濃度が均一となり、抵抗値変動が小さく
なったためだと推定される。
結晶中の不純物濃度が均一となり、抵抗値変動が小さく
なったためだと推定される。
次に、前記原料１３としての顆粒状シリコン組着とドー
プ剤との混合条件について説明する。
プ剤との混合条件について説明する。
第２図は、顆粒状シリコン細粒とドーグ剤との混合比に
対するドーピングコスト及び混合性能を示す特性図であ
る。顆粒状シリコン細粒とドープ剤とは同程度の大きさ
であるので、これらを肉眼で区別することは困難である
。そこで本発明者等は、ドープ剤のトレーサ法としてメ
チレンブルーをアルコールに溶かし、これを粉砕シリコ
ン粒の表面にコーティングした。このドープ剤Ｂと顆粒
状シリコン細粒Ａとをに１００゜１ ： １０００．１
： １００００等の比率で混合し、任意の場所からそ
れぞれ一定量採出した。取り出したサンプルをメチルア
ルコールで色素抽出し、比色分析を行ったところ、一定
温金地の原料から取シ出した複数のサンプルの分析値は
分散していた。分散の程度を標準偏差に換算し図中○印
で示した。ここで第２図の縦軸の混合性能は（標準偏差
）／（平均値）を表わしている。この図からドープ剤が
多い程混合性能が向上するのが判る。太陽電池用基板と
してのリボン結晶を得る場合、混合性能７〔チ〕以下が
望ましい値であるので、第２図からドープ剤Ｂと顆粒状
シリコン細粒Ａとの混合比（Ｂ／Ａ ）を１ ／ １５
００以上に設定すればよいことが判る。
対するドーピングコスト及び混合性能を示す特性図であ
る。顆粒状シリコン細粒とドープ剤とは同程度の大きさ
であるので、これらを肉眼で区別することは困難である
。そこで本発明者等は、ドープ剤のトレーサ法としてメ
チレンブルーをアルコールに溶かし、これを粉砕シリコ
ン粒の表面にコーティングした。このドープ剤Ｂと顆粒
状シリコン細粒Ａとをに１００゜１ ： １０００．１
： １００００等の比率で混合し、任意の場所からそ
れぞれ一定量採出した。取り出したサンプルをメチルア
ルコールで色素抽出し、比色分析を行ったところ、一定
温金地の原料から取シ出した複数のサンプルの分析値は
分散していた。分散の程度を標準偏差に換算し図中○印
で示した。ここで第２図の縦軸の混合性能は（標準偏差
）／（平均値）を表わしている。この図からドープ剤が
多い程混合性能が向上するのが判る。太陽電池用基板と
してのリボン結晶を得る場合、混合性能７〔チ〕以下が
望ましい値であるので、第２図からドープ剤Ｂと顆粒状
シリコン細粒Ａとの混合比（Ｂ／Ａ ）を１ ／ １５
００以上に設定すればよいことが判る。
一方、ドープ剤を多くすると抵抗値制御用のシリコン塊
が多量に必要となるから製造コストの増大を招く。第２
図中Δ印で示すのが混合比に対するコストの関係を示す
特性曲線である。
が多量に必要となるから製造コストの増大を招く。第２
図中Δ印で示すのが混合比に対するコストの関係を示す
特性曲線である。
このコスト曲線と前記混合性能曲線との加算により第２
図中１点鎖線に示す如き特性曲線を求めることかできる
。これから、混合比（Ｂ／Ａ）が１ ／ １０００のと
き最適値とがるのが判る。
図中１点鎖線に示す如き特性曲線を求めることかできる
。これから、混合比（Ｂ／Ａ）が１ ／ １０００のと
き最適値とがるのが判る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記ドーグ剤の外形は角状であったが、と
のドープ剤を弗酸と硝酸との混合液で一部溶解すること
により、ドープ剤の外形を球状にしてもよい。この場合
、前記ルツデ内に投入される原料の混合比はよシ均一々
ものとがる。また、顆粒状シリコン細粒とドープ剤との
混合比は１／１０００に限定されるものではなく、好ま
しくは１／１５００以上の範囲で適宜定めればよい。さ
らに、ドープ剤中の不純物の割合は、上記混合比及び所
望する抵抗値等の条件に応じて適宜定めればよい。文目
的によってはドープ剤としてＰｓｋｓ等を使うことも可
能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施するととができる。
い。例えば、前記ドーグ剤の外形は角状であったが、と
のドープ剤を弗酸と硝酸との混合液で一部溶解すること
により、ドープ剤の外形を球状にしてもよい。この場合
、前記ルツデ内に投入される原料の混合比はよシ均一々
ものとがる。また、顆粒状シリコン細粒とドープ剤との
混合比は１／１０００に限定されるものではなく、好ま
しくは１／１５００以上の範囲で適宜定めればよい。さ
らに、ドープ剤中の不純物の割合は、上記混合比及び所
望する抵抗値等の条件に応じて適宜定めればよい。文目
的によってはドープ剤としてＰｓｋｓ等を使うことも可
能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施するととができる。
第１図は本発明の一実施例に係わるシリコンリボン結晶
連続成長装置を示す概略構成図、第２図は混−金地に対
するドーピングコスト及び混合性能の変化を示す特性図
である。 ｌ・・・容器、３・・・ヒータ、４・・・ルツボ、５・
・・シリコン融液、６・・・キャピラリ・ダイ、７・・
・す？ン結晶、８・・・原料補給タンク、９・・・攪拌
器、１０・・・移送機、１１・・・励振機、１３・・・
原料。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦５０９ 瀉１図 第２図 側部（Ｂ／Ａ） −
連続成長装置を示す概略構成図、第２図は混−金地に対
するドーピングコスト及び混合性能の変化を示す特性図
である。 ｌ・・・容器、３・・・ヒータ、４・・・ルツボ、５・
・・シリコン融液、６・・・キャピラリ・ダイ、７・・
・す？ン結晶、８・・・原料補給タンク、９・・・攪拌
器、１０・・・移送機、１１・・・励振機、１３・・・
原料。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦５０９ 瀉１図 第２図 側部（Ｂ／Ａ） −
Claims (3)
- （１） ルツデ内の溶融シリコンにキャピラリ・ダイ
の一端を浸漬し、このグイの他端から所定量の不純物が
ドーピングされたり？ン結晶を引き上げると共に、原料
補給タンクから上記ルツデ内に結晶成長用原料を連続供
給して上記リキン結晶を連続成長せしめるシリコンリボ
ン結晶連続成長装置において、前記結晶成長用原料とし
て顆粒状シリコン細粒と抵抗値制御用元素含有シリコン
粒との混合物を用い、かつ前記原料補給タンク内に上記
混合物を攪拌する攪拌機を設けてなることを特徴とする
シリコンリボン結晶連続成長装置。 - （２）前記顆粒状シリコン細粒Ａと前−己抵抗値制御用
元素含有シリコン粒Ｂとの混合比（Ｂ／Ａ ）を、１／
１５００以上に設定してなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のシリコンリがン結晶連続成長装置。 - （３）前記顆粒状シリコン細粒は、流動床生成シリコン
粒からなるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のシリコンリがン結晶連続成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5358083A JPS59182293A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | シリコンリボン結晶連続成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5358083A JPS59182293A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | シリコンリボン結晶連続成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59182293A true JPS59182293A (ja) | 1984-10-17 |
| JPH0131478B2 JPH0131478B2 (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=12946772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5358083A Granted JPS59182293A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | シリコンリボン結晶連続成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59182293A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6090199A (en) * | 1999-05-03 | 2000-07-18 | Evergreen Solar, Inc. | Continuous melt replenishment for crystal growth |
| US6200383B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-03-13 | Evergreen Solar, Inc. | Melt depth control for semiconductor materials grown from a melt |
| WO2003015144A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-20 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for doping semiconductors |
| US7022180B2 (en) | 2002-10-30 | 2006-04-04 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for growing multiple crystalline ribbons from a single crucible |
| US7407550B2 (en) | 2002-10-18 | 2008-08-05 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for crystal growth |
| CN108301039A (zh) * | 2017-01-12 | 2018-07-20 | 新疆知信科技有限公司 | 一种生长单晶硅的拉制装置和拉制方法 |
| CN113787193A (zh) * | 2021-11-16 | 2021-12-14 | 西安慧金科技有限公司 | 用于金属粉末物料加工的雾化加料装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57137442U (ja) * | 1981-02-24 | 1982-08-27 |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5358083A patent/JPS59182293A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57137442U (ja) * | 1981-02-24 | 1982-08-27 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6090199A (en) * | 1999-05-03 | 2000-07-18 | Evergreen Solar, Inc. | Continuous melt replenishment for crystal growth |
| US6200383B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-03-13 | Evergreen Solar, Inc. | Melt depth control for semiconductor materials grown from a melt |
| US6217649B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-04-17 | Evergreen Solar, Inc. | Continuous melt replenishment for crystal growth |
| US7232484B2 (en) | 2001-08-10 | 2007-06-19 | Evergreen Solar Inc. | Method and apparatus for doping semiconductors |
| US7001455B2 (en) | 2001-08-10 | 2006-02-21 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for doping semiconductors |
| WO2003015144A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-20 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for doping semiconductors |
| US7407550B2 (en) | 2002-10-18 | 2008-08-05 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for crystal growth |
| US7708829B2 (en) | 2002-10-18 | 2010-05-04 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for crystal growth |
| US7718003B2 (en) | 2002-10-18 | 2010-05-18 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for crystal growth |
| US7022180B2 (en) | 2002-10-30 | 2006-04-04 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for growing multiple crystalline ribbons from a single crucible |
| US7507291B2 (en) | 2002-10-30 | 2009-03-24 | Evergreen Solar, Inc. | Method and apparatus for growing multiple crystalline ribbons from a single crucible |
| CN108301039A (zh) * | 2017-01-12 | 2018-07-20 | 新疆知信科技有限公司 | 一种生长单晶硅的拉制装置和拉制方法 |
| CN113787193A (zh) * | 2021-11-16 | 2021-12-14 | 西安慧金科技有限公司 | 用于金属粉末物料加工的雾化加料装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0131478B2 (ja) | 1989-06-26 |
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