JPS62167213A - シリコン多結晶インゴツトの製造方法 - Google Patents
シリコン多結晶インゴツトの製造方法Info
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- JPS62167213A JPS62167213A JP1088486A JP1088486A JPS62167213A JP S62167213 A JPS62167213 A JP S62167213A JP 1088486 A JP1088486 A JP 1088486A JP 1088486 A JP1088486 A JP 1088486A JP S62167213 A JPS62167213 A JP S62167213A
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- silicon
- solidified
- crucible
- crystal
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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】
「産業上の利用分野」
この発明は、シリコン多結晶インゴットの製造方法に関
するものである。
するものである。
「従来の技術」
シリコン多結晶インゴットの製造手段として、るつぼ内
で原料シリコンを溶融した後そのまま冷却することによ
り、るつぼを鋳型としてインゴットを成型することが試
みられている。ところがそのような手段では、溶融シリ
コンが固化する際の膨張がるつぼにより拘束されて結晶
が壊れてしまい、実用に供し得る結晶を得ることはでき
ないものである。
で原料シリコンを溶融した後そのまま冷却することによ
り、るつぼを鋳型としてインゴットを成型することが試
みられている。ところがそのような手段では、溶融シリ
コンが固化する際の膨張がるつぼにより拘束されて結晶
が壊れてしまい、実用に供し得る結晶を得ることはでき
ないものである。
このため、従来一般には、単結晶シリコンを製造する場
合に広く用いられる引き上げ法（ＣＺ法）が転用されて
いる。この引き上げ法は、種結晶（シード）を溶融シリ
コンに接触させて徐々に引き上げることにより、結晶を
棒状に成長させるようにするものである。
合に広く用いられる引き上げ法（ＣＺ法）が転用されて
いる。この引き上げ法は、種結晶（シード）を溶融シリ
コンに接触させて徐々に引き上げることにより、結晶を
棒状に成長させるようにするものである。
「発明が解決しようとする問題点」
ところが、上記の引き上げ法においては、■引き上げ速
度をあまり速くできずＩｎｎ／ｍｉｎ程度が限度である
ので、生産性がｌｏｇ／ｍｉｎ程度と極めて低く、この
ため製造コストが高い。
度をあまり速くできずＩｎｎ／ｍｉｎ程度が限度である
ので、生産性がｌｏｇ／ｍｉｎ程度と極めて低く、この
ため製造コストが高い。
■成長し得る結晶の径は２０ｃｍ程度が限度であり、そ
れ以上の大径のものは製造できない。
れ以上の大径のものは製造できない。
■結晶を引き上げつつ成長させるので、クラックが生じ
やすい。
やすい。
■結晶の電気抵抗率を調整するために溶融シリコン中に
ドープ材を混入した場合、そのドープ材の引き上げは均
等になされずにむらが生じやすい。
ドープ材を混入した場合、そのドープ材の引き上げは均
等になされずにむらが生じやすい。
したがって成長した結晶の抵抗率が均一にならず、特に
多量のドープ材を必要とする低抵抗率の結晶を得ること
が極めて困難である。
多量のドープ材を必要とする低抵抗率の結晶を得ること
が極めて困難である。
等の問題があり、これらの改善が望まれていた。
「間屈点を解決するための手段」
上記の問題点を解決するために、この発明は、容器内で
原料シリコンを溶融し、その溶融シリコンを所定温度に
冷却して固化させた後、上記容器を加熱して上記固化ン
リコンの容器内面との接触部を溶融させることにより固
化シリコンと容器とを分離し、その分離した固化シリコ
ンを容器内から取り出してシリコン多結晶インゴットを
形成することを特徴としている。
原料シリコンを溶融し、その溶融シリコンを所定温度に
冷却して固化させた後、上記容器を加熱して上記固化ン
リコンの容器内面との接触部を溶融させることにより固
化シリコンと容器とを分離し、その分離した固化シリコ
ンを容器内から取り出してシリコン多結晶インゴットを
形成することを特徴としている。
「作用 」
この発明は、容器内で溶融シリコンを結晶が充分に冷却
されない状態で固化させ、その時点て容器から分離して
取り出し、容器の外でさらに冷却することにより、固化
シリコンを拘束することなく結晶インゴットを形成する
。
されない状態で固化させ、その時点て容器から分離して
取り出し、容器の外でさらに冷却することにより、固化
シリコンを拘束することなく結晶インゴットを形成する
。
「実施例」
以下、この発明方法の実施例について第１図ないし第７
図を参照して説明する。これらの図はこの実施例の手順
を工程順に示すものである。
図を参照して説明する。これらの図はこの実施例の手順
を工程順に示すものである。
まず、第１図に示すように、るっは川内に原料シリコン
（多結晶シリコン）２を入れ、図示しないヒータにより
加熱してその原料シリコン２を溶解し、第２図に示すよ
うに溶融ンリコン３とする。
（多結晶シリコン）２を入れ、図示しないヒータにより
加熱してその原料シリコン２を溶解し、第２図に示すよ
うに溶融ンリコン３とする。
この時、必要に応じて、結晶の電気抵抗率を所定の値と
するためのドープ材を所定量溶融シリコン３中に混入し
ておく。
するためのドープ材を所定量溶融シリコン３中に混入し
ておく。
それから、第３図に示すように、種結晶（シード）４を
ヂャック５により挾持して、その下端部を溶融シリコン
３中に位置させてシード付けを行う。その後、るつぼｌ
の加熱を中止して、溶融ソリコン３の温度が融点温度（
１，４１５°Ｃ）以下となって凝固し、第４図に示すよ
うに固化シリコン６となって種結晶４がその固化シリコ
ン６に固着されるまで冷却する。なお、この時、固化シ
リコン６の温度が約１，０００°Ｃ以下には下がらない
ように温度管理を行い、固化シリコン６が未だ充分に結
晶が成長しない状態を保つ。
ヂャック５により挾持して、その下端部を溶融シリコン
３中に位置させてシード付けを行う。その後、るつぼｌ
の加熱を中止して、溶融ソリコン３の温度が融点温度（
１，４１５°Ｃ）以下となって凝固し、第４図に示すよ
うに固化シリコン６となって種結晶４がその固化シリコ
ン６に固着されるまで冷却する。なお、この時、固化シ
リコン６の温度が約１，０００°Ｃ以下には下がらない
ように温度管理を行い、固化シリコン６が未だ充分に結
晶が成長しない状態を保つ。
その後、再びヒータ（図示略）によりるっぽｌを加熱し
て、第５図に示すように、固化シリコン６のるつぼ１内
面との接触部のみを再び溶融させることにより、固化シ
リコン６とるっぽ１とを分離する。そして、その分離し
た固化シリコン６を、種結晶４を引き上げることにより
、第６図に示すように、種結晶４とともにるっぽｌより
取り出し、そのまま固化シリコン６をるっはＮ４でさら
に冷却して結晶を充分に成長させれば、シリコン多結晶
インゴット７が形成される。
て、第５図に示すように、固化シリコン６のるつぼ１内
面との接触部のみを再び溶融させることにより、固化シ
リコン６とるっぽ１とを分離する。そして、その分離し
た固化シリコン６を、種結晶４を引き上げることにより
、第６図に示すように、種結晶４とともにるっぽｌより
取り出し、そのまま固化シリコン６をるっはＮ４でさら
に冷却して結晶を充分に成長させれば、シリコン多結晶
インゴット７が形成される。
このインゴット７を種結晶４より切り離してスライス加
工すれば、第７図に示すように、ウェーハ８が得られる
。
工すれば、第７図に示すように、ウェーハ８が得られる
。
上記の手順によれば、結晶の成長はるっぽ１の外で固化
シリコン６が同等拘束されない状態でなされるから、結
晶が壊れることはなく高品質の結晶を得ることができる
。
シリコン６が同等拘束されない状態でなされるから、結
晶が壊れることはなく高品質の結晶を得ることができる
。
また、多量の溶融ンリコン３から一度にかつ速やかに結
晶を成長させることができるので、その生産性を５０〜
１００ｇ／ｍｉｎ程度とでき、従来の引き上げ法の場合
に比して著しく向上させることができ、したがって製造
コストを削減することができる。また、製造されるイン
ゴット７の径には制限はなく、るつぼ１の内径寸法によ
り４０ｃｍあるいはそれ以上の大径のインゴット７も容
易に製造できる。さらに、結晶を引き上げることなく静
的な状態で成長させるので、製造されるインゴット７に
クラックが生じることはなく、その後の機械的な加工に
充分耐えられる丈夫な結晶を得ることができる。
晶を成長させることができるので、その生産性を５０〜
１００ｇ／ｍｉｎ程度とでき、従来の引き上げ法の場合
に比して著しく向上させることができ、したがって製造
コストを削減することができる。また、製造されるイン
ゴット７の径には制限はなく、るつぼ１の内径寸法によ
り４０ｃｍあるいはそれ以上の大径のインゴット７も容
易に製造できる。さらに、結晶を引き上げることなく静
的な状態で成長させるので、製造されるインゴット７に
クラックが生じることはなく、その後の機械的な加工に
充分耐えられる丈夫な結晶を得ることができる。
さらにまた、溶融シリコン３中にドープけを均等に混入
しておけば、溶融シリコン３はそのまま固化するので所
望の抵抗率を有する結晶を得ることができるとともに、
製造されたインゴット７の各部位での抵抗率にむらか生
じることがなく、抵尻重の均一なインゴット７を得るこ
とができる。
しておけば、溶融シリコン３はそのまま固化するので所
望の抵抗率を有する結晶を得ることができるとともに、
製造されたインゴット７の各部位での抵抗率にむらか生
じることがなく、抵尻重の均一なインゴット７を得るこ
とができる。
したがって、従来特に製造することが困難であった低抵
抗率の結晶を容易に製造することができる。
抗率の結晶を容易に製造することができる。
なお、上記のように製造したシリコン多結晶インゴット
７は、たとえば太陽電池の基盤、シリコン製の各種の治
具として用いることの他に、マザーアロイとして用いた
り、また特に低抵抗率の結晶として電極（ターゲツト材
）用の材料として用いる等、広い用途が考えられる。
７は、たとえば太陽電池の基盤、シリコン製の各種の治
具として用いることの他に、マザーアロイとして用いた
り、また特に低抵抗率の結晶として電極（ターゲツト材
）用の材料として用いる等、広い用途が考えられる。
以上、この発明の詳細な説明したが、この発明は上記実
施例に限定されるものではない。たとえば、上記では種
結晶によって同化シリコンを吊り上げるようにしたが、
これに限らずたとえば棒状の石英あるいはその他の材料
を用いることもできるし、あるいは固化シリコンを吊り
上げることなく他の手段によって容器から取り出すよう
にしても良い。
施例に限定されるものではない。たとえば、上記では種
結晶によって同化シリコンを吊り上げるようにしたが、
これに限らずたとえば棒状の石英あるいはその他の材料
を用いることもできるし、あるいは固化シリコンを吊り
上げることなく他の手段によって容器から取り出すよう
にしても良い。
「発明の効果」
以上詳細に説明したように、この発明によれば、溶融ノ
リコンを所定温度に冷却して固化させた後、その固化シ
リコンを容器から取り出してさらに冷却することにより
結晶を成長さ仕るようにしたので、次のような浸れた効
果を奏する。
リコンを所定温度に冷却して固化させた後、その固化シ
リコンを容器から取り出してさらに冷却することにより
結晶を成長さ仕るようにしたので、次のような浸れた効
果を奏する。
■結晶を壊すことなく、多量の溶融シリコンから速やか
に成長させることができ、したがって生産性が向上し、
製造コストの削減に寄与できる。
に成長させることができ、したがって生産性が向上し、
製造コストの削減に寄与できる。
■容器の径がそのままインゴットの径となるので、大径
のインゴットを容易に製造できる。
のインゴットを容易に製造できる。
■静的な状態で結晶を成長させるので、インゴットにク
ラックが生じることがない。
ラックが生じることがない。
■溶融シリコン中に混入したドープ材がそのまま固化す
るので、所望の抵抗率を有する結晶を得ることができる
とともに、抵抗率の均一なインゴットを得ることができ
る。
るので、所望の抵抗率を有する結晶を得ることができる
とともに、抵抗率の均一なインゴットを得ることができ
る。
第１図ないし第７図は、この発明の実施例の製造方法を
その工程順に説明するための図である。 ｌ・・・・・るつぼ（容器）、２・・・・・・原料シリ
コン、３・・・・・溶融シリコン、６・・・・・・固化
ンリコン、７・・・・・シリコン多結晶インゴット。
その工程順に説明するための図である。 ｌ・・・・・るつぼ（容器）、２・・・・・・原料シリ
コン、３・・・・・溶融シリコン、６・・・・・・固化
ンリコン、７・・・・・シリコン多結晶インゴット。
Claims (1)
- 容器内で原料シリコンを溶融し、その溶融シリコンを所
定温度に冷却して固化させた後、上記容器を加熱して上
記固化シリコンの容器内面との接触部を溶融させること
により固化シリコンと容器とを分離し、その分離した固
化シリコンを容器内から取り出してシリコン多結晶イン
ゴットを形成することを特徴とするシリコン多結晶イン
ゴットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010884A JPH0725533B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | シリコン多結晶インゴツトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010884A JPH0725533B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | シリコン多結晶インゴツトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167213A true JPS62167213A (ja) | 1987-07-23 |
| JPH0725533B2 JPH0725533B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=11762741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61010884A Expired - Lifetime JPH0725533B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | シリコン多結晶インゴツトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725533B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010285331A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Yukichi Horioka | 結晶成長方法 |
| US8709154B2 (en) | 2007-07-25 | 2014-04-29 | Amg Idealcast Solar Corporation | Methods for manufacturing monocrystalline or near-monocrystalline cast materials |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239104A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Hitachi Ltd | 直角度測定方法および直角度測定装置 |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP61010884A patent/JPH0725533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239104A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Hitachi Ltd | 直角度測定方法および直角度測定装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8709154B2 (en) | 2007-07-25 | 2014-04-29 | Amg Idealcast Solar Corporation | Methods for manufacturing monocrystalline or near-monocrystalline cast materials |
| JP2010285331A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Yukichi Horioka | 結晶成長方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0725533B2 (ja) | 1995-03-22 |
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