JPS5969918A - 肉薄シリコン結晶の製造方法 - Google Patents
肉薄シリコン結晶の製造方法Info
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- JPS5969918A JPS5969918A JP57180914A JP18091482A JPS5969918A JP S5969918 A JPS5969918 A JP S5969918A JP 57180914 A JP57180914 A JP 57180914A JP 18091482 A JP18091482 A JP 18091482A JP S5969918 A JPS5969918 A JP S5969918A
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- crucible
- crystal
- silicon crystal
- thin silicon
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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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、肉薄シリコン結晶の製造方法の改良に関する
。
。
近年、新しいエネルギ源として、太陽光を電気エネルギ
に変換する太陽電池が注目されている。太陽電池の材料
としては、シリコンが一般的で、特に単結晶シリコンウ
ェハがよく用いられる。しかしながら、単結晶インゴッ
トの製造に要する社用、切り出し及び加工の際にその５
０〜６０〔％〕以上が損失する等のことから、単結晶シ
リコンウェハが高価格のものとなり、これが太陽電池の
低価格化の障害となっている。
に変換する太陽電池が注目されている。太陽電池の材料
としては、シリコンが一般的で、特に単結晶シリコンウ
ェハがよく用いられる。しかしながら、単結晶インゴッ
トの製造に要する社用、切り出し及び加工の際にその５
０〜６０〔％〕以上が損失する等のことから、単結晶シ
リコンウェハが高価格のものとなり、これが太陽電池の
低価格化の障害となっている。
そこで、低価格の太陽電池の開発に際しては、多結晶シ
リコン若しくは板状シリコンを製造し、これを基板累材
として１−目いるのが有用と考えられている。
リコン若しくは板状シリコンを製造し、これを基板累材
として１−目いるのが有用と考えられている。
太ｌ＃Ｊ醒池基板用の多結晶シリコンの製造方法のひと
つとして、黒鉛等の、め型中で融解したシリコンを冷却
し結晶化する、所謂キャスティング法が知られている。
つとして、黒鉛等の、め型中で融解したシリコンを冷却
し結晶化する、所謂キャスティング法が知られている。
しかし、この方法で製造されたシリコン結晶が鋳型形状
に従ったインゴット状であるため、薄板状にするにはや
はり切り出し加工が必要である。一方、シリコン融液か
ら帯状シリコン結晶を成長させる技術には、シリコン融
液に浸したダイ中のスリットを通じ毛細管現象によりシ
リコン融液をダイ先端に上げ、そこからダイ先端の形状
に従ったシリコン結晶を引き上げるＥＦ（１法、シリコ
ン融液を通じて外部に張った２本の糸を引き上げ両者の
間でシリコンを結晶化させて帯状結晶とするＥＳＰ法、
さらに過冷却状況下で成長した２本の樹枝状結晶の間に
薄膜シリコン結晶を成長させるウェブ法等がある。しか
し、いずれの方法も、温度制匍或いは温度と成長速度と
の関係の制御１１１等の１戊長技術が極めて困・雄で、
かつ熟練を要するものであるっ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、切り出し加工の必要性及び成長技術の
困・唯性をなくすことができ、肉薄シリコン結晶を極め
て容易に製造し得る肉薄シリコン結晶の製造方法を提供
することにある。
に従ったインゴット状であるため、薄板状にするにはや
はり切り出し加工が必要である。一方、シリコン融液か
ら帯状シリコン結晶を成長させる技術には、シリコン融
液に浸したダイ中のスリットを通じ毛細管現象によりシ
リコン融液をダイ先端に上げ、そこからダイ先端の形状
に従ったシリコン結晶を引き上げるＥＦ（１法、シリコ
ン融液を通じて外部に張った２本の糸を引き上げ両者の
間でシリコンを結晶化させて帯状結晶とするＥＳＰ法、
さらに過冷却状況下で成長した２本の樹枝状結晶の間に
薄膜シリコン結晶を成長させるウェブ法等がある。しか
し、いずれの方法も、温度制匍或いは温度と成長速度と
の関係の制御１１１等の１戊長技術が極めて困・雄で、
かつ熟練を要するものであるっ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、切り出し加工の必要性及び成長技術の
困・唯性をなくすことができ、肉薄シリコン結晶を極め
て容易に製造し得る肉薄シリコン結晶の製造方法を提供
することにある。
本発明の骨子は、回転運動の遠心力を利用し、円筒体の
内面に肉薄シリコン結晶を成長させることにある。
内面に肉薄シリコン結晶を成長させることにある。
すなわち本発明は、肉薄シリコン結晶を製造するに際し
、有底円筒形状のルツボな用い、このルツボの内面にシ
リコンとのＣ詰れ件の悪い離型Ｍ１を塗布したのち、ル
ツが内にシリコン融液を収容し、次いでルツボをその軸
心を中心として回転し上記シリコン融液をルツボの側面
に追わせ、この状態でシリコン融液を固化するようにし
た方法である。
、有底円筒形状のルツボな用い、このルツボの内面にシ
リコンとのＣ詰れ件の悪い離型Ｍ１を塗布したのち、ル
ツが内にシリコン融液を収容し、次いでルツボをその軸
心を中心として回転し上記シリコン融液をルツボの側面
に追わせ、この状態でシリコン融液を固化するようにし
た方法である。
〔５発明の効果〕
本発明によれば、ルツボの内径２回転速度及びルツボ内
に収容するシリコン融液量等の条件を適当に設定するこ
とにより、これらの条件に従った厚みの肉薄シリコン結
晶が極めて容易に、かつ品質良く得られる。また、ルツ
ボ内面に塗布した離型剤により結晶１ヒしたシリコンを
ルツボから簡単に取り外すことができるので、ルツボは
多数回開用することが可能である。このため、生産性も
大きく製造コストも安くでき、太陽電池の低価格化に寄
与し得る等の効果を奏するー 〔発明の実施例〕 第１図は本発明の一実施例方法を使用したシリコン結晶
製造装置を示す概略溝或図である。
に収容するシリコン融液量等の条件を適当に設定するこ
とにより、これらの条件に従った厚みの肉薄シリコン結
晶が極めて容易に、かつ品質良く得られる。また、ルツ
ボ内面に塗布した離型剤により結晶１ヒしたシリコンを
ルツボから簡単に取り外すことができるので、ルツボは
多数回開用することが可能である。このため、生産性も
大きく製造コストも安くでき、太陽電池の低価格化に寄
与し得る等の効果を奏するー 〔発明の実施例〕 第１図は本発明の一実施例方法を使用したシリコン結晶
製造装置を示す概略溝或図である。
図中１は有底円筒形状の黒鉛製ルツボであり、このルツ
が１の内面にはシリコンと濡れ難い材料からなる粉末状
の離型剤２が塗布されている。
が１の内面にはシリコンと濡れ難い材料からなる粉末状
の離型剤２が塗布されている。
ルツボ１の底面は回転軸３を介してモータ４に接続され
ている。そして、モータ４の駆動によりルツ？１はその
軸心な中心として所望の速度で回転するものとなってい
る。また、ルツボ１の外周には、ヒータ５が設置されて
いる。このヒータ５は、高周波誘導加熱方式若しくは抵
抗加熱方式によりシリコンの融点（約１４２０℃）以上
に加熱できるものであり、またシリコン融液を固化させ
るために温度制佃が可能なものとなっている。
ている。そして、モータ４の駆動によりルツ？１はその
軸心な中心として所望の速度で回転するものとなってい
る。また、ルツボ１の外周には、ヒータ５が設置されて
いる。このヒータ５は、高周波誘導加熱方式若しくは抵
抗加熱方式によりシリコンの融点（約１４２０℃）以上
に加熱できるものであり、またシリコン融液を固化させ
るために温度制佃が可能なものとなっている。
このような装置を用い、次のようにして肉薄シリコン結
晶を作成した。まず、ルツボ１の大きさは半径１５〔ｅ
、） 、高さ１５ 〔ａｒｔ〕とし、離型剤２として窒
化硼素を厚さ２００〔μｍ〕塗布した。このルツボ１に
シリコン塊を約５０ＣＦ、装填し、アルゴン雰囲気下で
ルツ？１及びシリコン塊を加熱溶融し、シリコン融液６
を得た。次いで、ルツボ１を約１５００〔ｒｐｍ〕で回
転し、この回転数を保持した。この状態でシリコン融ｇ
ｅは遠心力により、第２図に示す如くルツボ１の側面に
這うことになる。次いで、上記回転を保持したまま加熱
温度を下げ、シリコ、ン融液６を徐冷し固化せしめた。
晶を作成した。まず、ルツボ１の大きさは半径１５〔ｅ
、） 、高さ１５ 〔ａｒｔ〕とし、離型剤２として窒
化硼素を厚さ２００〔μｍ〕塗布した。このルツボ１に
シリコン塊を約５０ＣＦ、装填し、アルゴン雰囲気下で
ルツ？１及びシリコン塊を加熱溶融し、シリコン融液６
を得た。次いで、ルツボ１を約１５００〔ｒｐｍ〕で回
転し、この回転数を保持した。この状態でシリコン融ｇ
ｅは遠心力により、第２図に示す如くルツボ１の側面に
這うことになる。次いで、上記回転を保持したまま加熱
温度を下げ、シリコ、ン融液６を徐冷し固化せしめた。
これにより、ルツボ１の側面に沿って円筒状のシリコン
結晶が１葬られた。結晶化したシリコンは前記離型剤２
の作用により、適当な温度下でルツボ１から簡単に取り
外すことができた。ｆＭられたシリコン結晶は多結晶で
あり、その平均的な厚さは約２００〔μｍ Ｊ 、高さ
は約１０〔薗〕であった。
結晶が１葬られた。結晶化したシリコンは前記離型剤２
の作用により、適当な温度下でルツボ１から簡単に取り
外すことができた。ｆＭられたシリコン結晶は多結晶で
あり、その平均的な厚さは約２００〔μｍ Ｊ 、高さ
は約１０〔薗〕であった。
このシリコン結晶を開方向において約１０ 〔ｅ、３間
隔で切り離すと、それぞれ約１０ ［ｖｒｎ、、３ ｘ
１０〔ｍ〕の肉薄シリコン結晶が９枚得られた。
隔で切り離すと、それぞれ約１０ ［ｖｒｎ、、３ ｘ
１０〔ｍ〕の肉薄シリコン結晶が９枚得られた。
かくして本実施例方法によれば、肉薄のシリコン結晶を
極めて容易に作成することができる。
極めて容易に作成することができる。
また、ルツボ１を回転させているので、円方向での温度
分布は均一となる。したがって、シリコン融液６を固化
する際、ルツ？１とヒータ５との位置関係を上下方向に
徐々にずらしていくと、結晶化が一方向に進行し結晶粒
径の大きなものがｆ葬られることになる。このような方
法を実施した場合、結晶粒界が縦方向のみに走った結晶
が作成され、抵抗率や少数キャリア好命等の点からも良
質のものが得られた。なお、切りｊ碓し後の肉薄シリコ
ン結晶は一定曲率で僅かに湾曲したものとなるが、これ
は太陽電池基板用素材としては殆んど問題とならない。
分布は均一となる。したがって、シリコン融液６を固化
する際、ルツ？１とヒータ５との位置関係を上下方向に
徐々にずらしていくと、結晶化が一方向に進行し結晶粒
径の大きなものがｆ葬られることになる。このような方
法を実施した場合、結晶粒界が縦方向のみに走った結晶
が作成され、抵抗率や少数キャリア好命等の点からも良
質のものが得られた。なお、切りｊ碓し後の肉薄シリコ
ン結晶は一定曲率で僅かに湾曲したものとなるが、これ
は太陽電池基板用素材としては殆んど問題とならない。
第３図は他の実施例方法に使用したシリコン結晶製造装
置のルツ？を示す横断面図である。
置のルツ？を示す横断面図である。
この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、前記ル
ツボ１の内面に約ＩＱ〔ｃａ）間隔で縦方向にしきり部
７を突出形成したことにある。
ツボ１の内面に約ＩＱ〔ｃａ）間隔で縦方向にしきり部
７を突出形成したことにある。
このようなしきり部７を有するルツ？１を用い、先の実
施例と同様にしてシリコン結晶を作成すると、ルツ？１
の回転によりひろがったシリコン融液６はしき０部７で
各ブロックＫｌｆ切られることになる。このため、徐冷
して得られるシリコン結晶は約ｉ ｏ （ｃｙｘ） Ｘ
１０ Ｃｒｍ）の肉薄シリコン結晶９枚となる。した
がって、先の実施例と同様の効果を奏するのは勿論２円
筒状シリコン結晶の切り離し工程が不要になると云う利
点がある。
施例と同様にしてシリコン結晶を作成すると、ルツ？１
の回転によりひろがったシリコン融液６はしき０部７で
各ブロックＫｌｆ切られることになる。このため、徐冷
して得られるシリコン結晶は約ｉ ｏ （ｃｙｘ） Ｘ
１０ Ｃｒｍ）の肉薄シリコン結晶９枚となる。した
がって、先の実施例と同様の効果を奏するのは勿論２円
筒状シリコン結晶の切り離し工程が不要になると云う利
点がある。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記ヒータによる温間制御及びシリコン
融液の供給手段を改良することにより、連続的な結晶成
長を行うことが可能である。この場合、前記ルツ？の下
方が高温、上方が低温となるような温度勾配を形成し、
ルツボ内面に這わせたシリコンを上方で結晶、下方で融
液と云う状態にする。さらに、ルツボの底部からシリコ
ン融液が一定の速度で一定量供給されるようＫＬ、ルッ
？の回転速度と等しい回転速度を持つ治具により結晶化
したシリコンを引き上げるようにすればよい。また、ル
ツ？の内面に僅かに上方側に広がったテーパを付け、ル
ツ？の回転数を適当に選択することにより、作成される
シリコン結晶の厚みを略一定とすることも可能である。
ない。例えば、前記ヒータによる温間制御及びシリコン
融液の供給手段を改良することにより、連続的な結晶成
長を行うことが可能である。この場合、前記ルツ？の下
方が高温、上方が低温となるような温度勾配を形成し、
ルツボ内面に這わせたシリコンを上方で結晶、下方で融
液と云う状態にする。さらに、ルツボの底部からシリコ
ン融液が一定の速度で一定量供給されるようＫＬ、ルッ
？の回転速度と等しい回転速度を持つ治具により結晶化
したシリコンを引き上げるようにすればよい。また、ル
ツ？の内面に僅かに上方側に広がったテーパを付け、ル
ツ？の回転数を適当に選択することにより、作成される
シリコン結晶の厚みを略一定とすることも可能である。
また、前記離型剤は窒化硼素に限るものではなく、窒化
アルミニウム、窒化アルミニウム、その他シリコンと濡
れ難いものであればよい。
アルミニウム、窒化アルミニウム、その他シリコンと濡
れ難いものであればよい。
さらに、ルツボの材質や大きさ等は、仕様に応じて適宜
変更することができる。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ことができる。
変更することができる。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ことができる。
第１図は本発明の一実施例に使用したシリコン結晶製造
装置の概略構成を示す縦断面図、第２図は上記実施例の
作用を説明するための縦断１・・・ルツボ、２・・・離
型剤、３・・・（ロ）転軸、４・・・モータ、５・・・
ヒータ、６・・・シリコン融液、７・・・しきり部。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦矛１図 片２図 矛３図 ６２−
装置の概略構成を示す縦断面図、第２図は上記実施例の
作用を説明するための縦断１・・・ルツボ、２・・・離
型剤、３・・・（ロ）転軸、４・・・モータ、５・・・
ヒータ、６・・・シリコン融液、７・・・しきり部。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦矛１図 片２図 矛３図 ６２−
Claims (1)
- 有底円筒ノ杉状のルツボの内面にシリコンと濡れ・堆い
材料からなる離型剤を塗布したのち、上記ルツ昶内にシ
リコン融液を収容し、次いで上記ルツ？をその軸心な中
心として回転し上記シリコン融液を上記ルツボの側面に
固化せしめることを特徴とする肉薄シリコン結晶の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180914A JPS5969918A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | 肉薄シリコン結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57180914A JPS5969918A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | 肉薄シリコン結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5969918A true JPS5969918A (ja) | 1984-04-20 |
Family
ID=16091491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57180914A Pending JPS5969918A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | 肉薄シリコン結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5969918A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5335394A (en) * | 1976-09-10 | 1978-04-01 | Philips Nv | Method of forming solid state layer on substrate |
-
1982
- 1982-10-15 JP JP57180914A patent/JPS5969918A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5335394A (en) * | 1976-09-10 | 1978-04-01 | Philips Nv | Method of forming solid state layer on substrate |
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