JPS6343358B2 - - Google Patents
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- JPS6343358B2 JPS6343358B2 JP55045537A JP4553780A JPS6343358B2 JP S6343358 B2 JPS6343358 B2 JP S6343358B2 JP 55045537 A JP55045537 A JP 55045537A JP 4553780 A JP4553780 A JP 4553780A JP S6343358 B2 JPS6343358 B2 JP S6343358B2
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Classifications
-
- 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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/003—Heating or cooling of the melt or the crystallised material
-
- 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
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S438/925—Fluid growth doping control, e.g. delta doping
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、溶融容器内の溶融シリコンを方向
性をもつて凝固させることにより、太陽電池材料
として適した柱状組織を持つ大面積のシリコン結
晶板を製造する方法に関する。
性をもつて凝固させることにより、太陽電池材料
として適した柱状組織を持つ大面積のシリコン結
晶板を製造する方法に関する。
シリコン太陽電池を製作する場合、その材料と
なるシリコン結晶の品質に関する要求は集積回路
の材料の場合よりも遥かに緩やかであるため、で
きるだけ廉価なシリコンの使用が望ましい。
なるシリコン結晶の品質に関する要求は集積回路
の材料の場合よりも遥かに緩やかであるため、で
きるだけ廉価なシリコンの使用が望ましい。
従つてシリコン結晶をできるだけ材料消費量が
少く簡単廉価に製造する方法を見出すことが要望
される。更に従来の結晶成長法によつて作られた
シリコン棒から円盤を切出すことや、この円盤を
研磨すること等のコストの高い工程は望ましくな
い。
少く簡単廉価に製造する方法を見出すことが要望
される。更に従来の結晶成長法によつて作られた
シリコン棒から円盤を切出すことや、この円盤を
研磨すること等のコストの高い工程は望ましくな
い。
西独国特許出願公開第2508803号明細書により、
柱状組織を持つ板状のシリコン結晶が太陽電池用
の基礎材料として好適であり10%以上の効率が達
成されることが公知である。この特許出願公開明
細書に記載されている製法は、予備純化した多結
晶シリコンの溶融体を冷却されたグラフアイトる
つぼに注ぎ、温度勾配を保つて凝固させる。凝固
した柱状又は板状のシリコン結晶は最短軸の方向
の柱状組織を持ち、その構成単結晶領域は結晶学
上の優先方向に並び、半導体特性を示す。
柱状組織を持つ板状のシリコン結晶が太陽電池用
の基礎材料として好適であり10%以上の効率が達
成されることが公知である。この特許出願公開明
細書に記載されている製法は、予備純化した多結
晶シリコンの溶融体を冷却されたグラフアイトる
つぼに注ぎ、温度勾配を保つて凝固させる。凝固
した柱状又は板状のシリコン結晶は最短軸の方向
の柱状組織を持ち、その構成単結晶領域は結晶学
上の優先方向に並び、半導体特性を示す。
太陽電池を作るためにはこの結晶板を半導体製
作技術で普通に使用されているダイヤモンドソー
で切断し、面積100×100mm2、厚さ約500μmのチツ
プとする。このチツプから公知の方法によつて作
られた太陽電池の効率は周縁部の8.2%から中央
部の10.5%の間で変動する。この効率は単結晶シ
リコンを使用する太陽電池の効率12〜14%にほぼ
匹敵する。しかしながら、上述の特許出願公開明
細書に記載されている方法は、柱状結晶を板状結
晶に分割する切断工程を必要とし、この切断工程
を省略することはできない。さらに柱状結晶の大
きさは鋳型の大きさによつて決定される。
作技術で普通に使用されているダイヤモンドソー
で切断し、面積100×100mm2、厚さ約500μmのチツ
プとする。このチツプから公知の方法によつて作
られた太陽電池の効率は周縁部の8.2%から中央
部の10.5%の間で変動する。この効率は単結晶シ
リコンを使用する太陽電池の効率12〜14%にほぼ
匹敵する。しかしながら、上述の特許出願公開明
細書に記載されている方法は、柱状結晶を板状結
晶に分割する切断工程を必要とし、この切断工程
を省略することはできない。さらに柱状結晶の大
きさは鋳型の大きさによつて決定される。
廉価なシリコン材を製作する別の方法は雑誌
「Electronics」1974年4月4日号108ページに記
載されている。この方法によれば長さが少なくと
も1mの多結晶シリコン帯が、溶融シリコンをモ
リブデン帯又は窒化シリコン層で被覆した帯の上
に注ぐとによつて作られる。しかしこの太陽電池
素材は柱状組織をもつていないから、それから作
られた太陽電池の効率は5%以下の範囲内にあ
る。
「Electronics」1974年4月4日号108ページに記
載されている。この方法によれば長さが少なくと
も1mの多結晶シリコン帯が、溶融シリコンをモ
リブデン帯又は窒化シリコン層で被覆した帯の上
に注ぐとによつて作られる。しかしこの太陽電池
素材は柱状組織をもつていないから、それから作
られた太陽電池の効率は5%以下の範囲内にあ
る。
柱状組織を持つシリコン板を製作するため溶融
シリコンを支持する基板に特殊な構成の孔系又は
特殊な網構造を設け、これを柱状組織を形成する
結晶核とすることは既に提案されている。
シリコンを支持する基板に特殊な構成の孔系又は
特殊な網構造を設け、これを柱状組織を形成する
結晶核とすることは既に提案されている。
この発明は、上記の方法を改良して特殊構造の
基板を使用することなく簡単に柱状組織を持つ大
面積のシリコン結晶板を製作することができるよ
うにすることを目的とするものである。
基板を使用することなく簡単に柱状組織を持つ大
面積のシリコン結晶板を製作することができるよ
うにすることを目的とするものである。
この目的は本発明によれば、シリコン溶融容器
上に開口する複数のノズルを備えた冷却ノズル系
を配置し、ノズルはシリコン溶融容器内のシリコ
ン融体表面上に僅かな間隔をおいて位置せしめ、
ノズル相互は間隔をおいて配置し、しかも隣り合
うノズル開口の中心間の距離は所望の柱状組織を
形成するクリスタリツトの径に相応するように
し、ノズルを通してノズルの下方にあるシリコン
融体の表面に所定時間複数の冷却ガス流を流し、
ノズル開口に向い合つたシリコン融体の表面区域
に結晶核を自発的に形成させて融体表面を凝固さ
せ、所定の厚さのシリコン結晶板を形成し、この
形成されたシリコン結晶板をシリコン融体の表面
から取り出すことにより達成される。
上に開口する複数のノズルを備えた冷却ノズル系
を配置し、ノズルはシリコン溶融容器内のシリコ
ン融体表面上に僅かな間隔をおいて位置せしめ、
ノズル相互は間隔をおいて配置し、しかも隣り合
うノズル開口の中心間の距離は所望の柱状組織を
形成するクリスタリツトの径に相応するように
し、ノズルを通してノズルの下方にあるシリコン
融体の表面に所定時間複数の冷却ガス流を流し、
ノズル開口に向い合つたシリコン融体の表面区域
に結晶核を自発的に形成させて融体表面を凝固さ
せ、所定の厚さのシリコン結晶板を形成し、この
形成されたシリコン結晶板をシリコン融体の表面
から取り出すことにより達成される。
この発明の好ましい実施態様によれば、シリコ
ン結晶板の厚さは、冷却ガスの作用する時間とそ
の流速および融体と冷却ガスの温度によつて制御
される。冷却ガスとしては水素、希ガス例えばア
ルゴン、又はそれらの混合ガスが使用される。
ン結晶板の厚さは、冷却ガスの作用する時間とそ
の流速および融体と冷却ガスの温度によつて制御
される。冷却ガスとしては水素、希ガス例えばア
ルゴン、又はそれらの混合ガスが使用される。
この発明の好ましい実施態様によれば、生成さ
れたシリコン結晶の所望の柱状組織は、ノズル開
口の中心間の距離が150〜3000μm、特に1000μm
付近にあるガスノズル系を使用することによつて
得られる。ノズル開口中心間の距離が大きくなる
につれて、柱状組織は次第にはちの巣組織に移行
する。
れたシリコン結晶の所望の柱状組織は、ノズル開
口の中心間の距離が150〜3000μm、特に1000μm
付近にあるガスノズル系を使用することによつて
得られる。ノズル開口中心間の距離が大きくなる
につれて、柱状組織は次第にはちの巣組織に移行
する。
この発明の方法においてシリコン結晶中に柱状
組織又ははちの巣組織が形成されることは次のよ
うに説明することができる。即ちシリコン融体が
シリコンの融点又は僅かに過冷却の状態にあれ
ば、融体表面から僅かの距離に置かれたノズルか
ら冷却ガスを融体表面にふきつけると、水の表面
に薄い氷の層が形成されるのと同じように、この
表面部分が凝固するが、ノズル開口に直接向い合
つた表面区域が強く冷却されるためこの区域で自
発的の結晶核形成が起こる。さらに、融体の表面
から融体の内部に向け温度勾配があるため、結晶
核は融体表面に垂直方向に最も急速に成長する。
これによつて晶出したシリコン層は必然的に柱状
組織を持つようになる。
組織又ははちの巣組織が形成されることは次のよ
うに説明することができる。即ちシリコン融体が
シリコンの融点又は僅かに過冷却の状態にあれ
ば、融体表面から僅かの距離に置かれたノズルか
ら冷却ガスを融体表面にふきつけると、水の表面
に薄い氷の層が形成されるのと同じように、この
表面部分が凝固するが、ノズル開口に直接向い合
つた表面区域が強く冷却されるためこの区域で自
発的の結晶核形成が起こる。さらに、融体の表面
から融体の内部に向け温度勾配があるため、結晶
核は融体表面に垂直方向に最も急速に成長する。
これによつて晶出したシリコン層は必然的に柱状
組織を持つようになる。
この発明の有利な実施態様によれば、晶出過程
が終了する前にシリコン結晶板の表面に平行に
pn接合が作られる。これは晶出過程中に融体表
面に適当なドーパントを入れることによつて行わ
れる。その有利な実施態様によれば、融体に対し
反対導電型のガス状ドーパント(例えばnドーピ
ングが望まれる場合にはホスフインが使用され、
pドーピングが望まれる場合にはボランが用いら
れる)が融体表面上に吹きつけられ、ドーパント
は融体に融解し所定の導電型を与える。シリコン
結晶板の厚さはドーパントの進入深さより大きく
なるように調節される。ドーピングが所望の深さ
に達したとき、シリコン層の結晶化を開始する。
が終了する前にシリコン結晶板の表面に平行に
pn接合が作られる。これは晶出過程中に融体表
面に適当なドーパントを入れることによつて行わ
れる。その有利な実施態様によれば、融体に対し
反対導電型のガス状ドーパント(例えばnドーピ
ングが望まれる場合にはホスフインが使用され、
pドーピングが望まれる場合にはボランが用いら
れる)が融体表面上に吹きつけられ、ドーパント
は融体に融解し所定の導電型を与える。シリコン
結晶板の厚さはドーパントの進入深さより大きく
なるように調節される。ドーピングが所望の深さ
に達したとき、シリコン層の結晶化を開始する。
次にこの発明の実施例を図面について説明す
る。
る。
例えば石英ガラス製の溶融容器1内に純化され
た多結晶シリコンの融体2があり、融体2の表面
20のすぐ上に表面20から2〜10mmの間隔を保
つて冷却ノズル系3が置かれている。この冷却ノ
ズル系3はシヤワーヘツドのような構造をしてお
り、図に示されていないガス源から供給される主
流4を受け取り、複数の空間的に離れた副流4a
に分け、この副流4aはその直下の融体表面20
の領域に当たる。冷却ガスとしては水素、或は例
えばアルゴンのような希ガス或は希ガスと水素と
の混合ガスを用いることができる。主流4は図示
されていない適当な制御装置により温度、作用時
間、速度を調節することができる。動作中、例え
ば水素からなる冷却ガス流4は冷却ノズル系3の
下方の領域にある融体表面20上に比較的短時間
吹きつけられ、その結果融体表面は凝固ないし結
晶化して薄いシリコン層5が形成される。柱状組
織6を有するシリコン層5の厚さは、シリコン融
体の温度が制御されて与えられているものとし
て、冷却ガスの温度、作用時間および融体表面2
0への吹き付け速度によつて制御することができ
る。
た多結晶シリコンの融体2があり、融体2の表面
20のすぐ上に表面20から2〜10mmの間隔を保
つて冷却ノズル系3が置かれている。この冷却ノ
ズル系3はシヤワーヘツドのような構造をしてお
り、図に示されていないガス源から供給される主
流4を受け取り、複数の空間的に離れた副流4a
に分け、この副流4aはその直下の融体表面20
の領域に当たる。冷却ガスとしては水素、或は例
えばアルゴンのような希ガス或は希ガスと水素と
の混合ガスを用いることができる。主流4は図示
されていない適当な制御装置により温度、作用時
間、速度を調節することができる。動作中、例え
ば水素からなる冷却ガス流4は冷却ノズル系3の
下方の領域にある融体表面20上に比較的短時間
吹きつけられ、その結果融体表面は凝固ないし結
晶化して薄いシリコン層5が形成される。柱状組
織6を有するシリコン層5の厚さは、シリコン融
体の温度が制御されて与えられているものとし
て、冷却ガスの温度、作用時間および融体表面2
0への吹き付け速度によつて制御することができ
る。
その有利な実施例によれば、冷却ガスの速度は
融体の表面積1cm2当たり毎時30、融体の温度は
1430℃、冷却ガスの温度は約20℃、その作用時間
は約1秒に選ばれた。隣接する冷却ガス流間の間
隔は約1000μmに定められた。このような条件の
もとで、秒のオーダーの結晶化周期で厚さ1mmの
シリコン板が得られた。このようにした形成され
たシリコン層5が所定の厚さに達したとき冷却ガ
ス流4が遮断され、晶出したシリコン板5が図に
示されていない引出し装置により矢印7で示すよ
うに融体から取り出された。その直後に次のシリ
コン板の晶出を同じように開始させることができ
る。
融体の表面積1cm2当たり毎時30、融体の温度は
1430℃、冷却ガスの温度は約20℃、その作用時間
は約1秒に選ばれた。隣接する冷却ガス流間の間
隔は約1000μmに定められた。このような条件の
もとで、秒のオーダーの結晶化周期で厚さ1mmの
シリコン板が得られた。このようにした形成され
たシリコン層5が所定の厚さに達したとき冷却ガ
ス流4が遮断され、晶出したシリコン板5が図に
示されていない引出し装置により矢印7で示すよ
うに融体から取り出された。その直後に次のシリ
コン板の晶出を同じように開始させることができ
る。
溶融容器1には導管8を介して貯蔵容器9が接
続されており、シリコン結晶板の引き出しにより
減少したシリコン融体2を補給して、溶融容器1
内に十分なシリコン融体2が存在するようになつ
ている。貯蔵容器9は溶融容器1に隣接して側方
に配置することができ、シリコン棒10を補給装
置により矢印11で示すようにおし下げることに
より連続的に固体シリコンを補充される。その際
シリコン棒10は容器9を取囲む加熱コイル12
によつて加熱され溶融する。このようにして、任
意の数のシリコン結晶板を次々と製作することが
できる。
続されており、シリコン結晶板の引き出しにより
減少したシリコン融体2を補給して、溶融容器1
内に十分なシリコン融体2が存在するようになつ
ている。貯蔵容器9は溶融容器1に隣接して側方
に配置することができ、シリコン棒10を補給装
置により矢印11で示すようにおし下げることに
より連続的に固体シリコンを補充される。その際
シリコン棒10は容器9を取囲む加熱コイル12
によつて加熱され溶融する。このようにして、任
意の数のシリコン結晶板を次々と製作することが
できる。
本発明によれば、表面の平坦度が高く単結晶区
域の一様性に勝るシリコン板を高速度で直接に得
ることができ、しかもその厚さも所望の値のもの
を得ることができるから、従来のような切断や研
磨工程を必要としない。さらに本発明によれば、
シリコン融体中に適当なドーパントを入れること
により、表面に平行なpn接合を作ることができ
るという利点をも有するものである。
域の一様性に勝るシリコン板を高速度で直接に得
ることができ、しかもその厚さも所望の値のもの
を得ることができるから、従来のような切断や研
磨工程を必要としない。さらに本発明によれば、
シリコン融体中に適当なドーパントを入れること
により、表面に平行なpn接合を作ることができ
るという利点をも有するものである。
図はこの発明を実施するための装置の原理的構
成図を示す。 1…溶融容器、2…シリコン融体、3…冷却ノ
ズル系、4…冷却ガスの主流、4a…冷却ガスの
副流、5…晶出したシリコン層、6…シリコン層
の柱状組織、9…シリコン融体貯蔵容器、20…
シリコン融体表面。
成図を示す。 1…溶融容器、2…シリコン融体、3…冷却ノ
ズル系、4…冷却ガスの主流、4a…冷却ガスの
副流、5…晶出したシリコン層、6…シリコン層
の柱状組織、9…シリコン融体貯蔵容器、20…
シリコン融体表面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 シリコン溶融容器内で溶融シリコンを直接凝
固させることにより、柱状組織を有する大面積の
シリコン結晶板を製造するための方法において、 前記シリコン溶融容器上に開口する複数のノズ
ルを備えた冷却ノズル系を配置し、 前記ノズルはシリコン溶融容器内のシリコン融
体表面上に僅かな間隔をおいて位置せしめ、ノズ
ル相互は間隔をおいて配置し、しかも隣り合うノ
ズル開口の中心間の距離は所望の柱状組織を形成
するクリスタリツトの径に相応するようにし、 前記ノズルを通してノズルの下方にあるシリコ
ン融体の表面に所定時間複数の冷却ガス流を流
し、ノズル開口に向い合つたシリコン融体の表面
区域に結晶核を自発的に形成させて融体表面を凝
固させ、所定の厚さのシリコン結晶板を形成し、 形成された前記シリコン結晶板をシリコン融体
の表面から取り出す ことを特徴とするシリコン結晶板の製造方法。 2 結晶化に先立つてシリコン融体本来の導電型
に対し反対導電型のドーパントをシリコン融体表
面に加え、シリコン結晶板の厚さをこのドーパン
トの進入深さより大きくなるように調節し、シリ
コン結晶板の表面に平行なpn接合面を作ること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 ドーパントとしてガス状のものを使用するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方
法。 4 冷却ガスとして水素又は希ガス又はそれらの
混合ガスを使用することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の方法。 5 隣り合うノズル開口の中心間の距離が150〜
3000μmであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 6 隣り合うノズル開口の中心間の距離が
1000μmであることを特徴とする特許請求の範囲
第5項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792914506 DE2914506A1 (de) | 1979-04-10 | 1979-04-10 | Verfahren zum herstellen von grossflaechigen, plattenfoermigen siliziumkristallen mit kolumnarstruktur |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55140791A JPS55140791A (en) | 1980-11-04 |
JPS6343358B2 true JPS6343358B2 (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=6067988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4553780A Granted JPS55140791A (en) | 1979-04-10 | 1980-04-07 | Method and device for manufacturing large area silicon crystal plate having pillarrshaped texture |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4341589A (ja) |
JP (1) | JPS55140791A (ja) |
DE (1) | DE2914506A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020158019A1 (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 村田機械株式会社 | 移載装置 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3107596A1 (de) * | 1981-02-27 | 1982-10-21 | Heliotronic Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft für Solarzellen-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | "verfahren zur herstellung von halbleiterscheiben" |
DE3310827A1 (de) * | 1983-03-24 | 1984-09-27 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von grobkristallinem silicium |
DE3427465A1 (de) * | 1984-07-25 | 1986-01-30 | Heliotronic Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft für Solarzellen-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Verfahren und vorrichtung zur taktweisen herstellung von siliciumformkoerpern |
US5106763A (en) * | 1988-11-15 | 1992-04-21 | Mobil Solar Energy Corporation | Method of fabricating solar cells |
US5156978A (en) * | 1988-11-15 | 1992-10-20 | Mobil Solar Energy Corporation | Method of fabricating solar cells |
US6143633A (en) * | 1995-10-05 | 2000-11-07 | Ebara Solar, Inc. | In-situ diffusion of dopant impurities during dendritic web growth of crystal ribbon |
CA2232857C (en) * | 1995-10-05 | 2003-05-13 | Jalal Salami | Structure and fabrication process for self-aligned locally deep-diffused emitter (salde) solar cell |
JP3656821B2 (ja) | 1999-09-14 | 2005-06-08 | シャープ株式会社 | 多結晶シリコンシートの製造装置及び製造方法 |
JP4111669B2 (ja) | 1999-11-30 | 2008-07-02 | シャープ株式会社 | シート製造方法、シートおよび太陽電池 |
US7572334B2 (en) * | 2006-01-03 | 2009-08-11 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for fabricating large-surface area polycrystalline silicon sheets for solar cell application |
US20110070724A1 (en) * | 2009-09-21 | 2011-03-24 | Applied Materials, Inc. | Defect-free junction formation using octadecaborane self-amorphizing implants |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US762879A (en) * | 1903-10-26 | 1904-06-21 | Window Glass Machine Co | Method of drawing glass. |
US3173765A (en) * | 1955-03-18 | 1965-03-16 | Itt | Method of making crystalline silicon semiconductor material |
FR1341687A (fr) * | 1962-09-21 | 1963-11-02 | Glaces De Boussois | Perfectionnements à la fabrication continue du verre plat par étirage |
US3294507A (en) * | 1963-03-13 | 1966-12-27 | Pittsburgh Plate Glass Co | Transverse heat absorption from a drawn glass sheet subsequent to roll forming |
BE788026A (fr) * | 1971-08-26 | 1973-02-26 | Siemens Ag | Procede et dispositif d'introduction dirigee de matieres de dopage dansdes cristaux semiconducteurs lors d'une fusion par zones sans creuset |
DE2633961C2 (de) * | 1975-07-28 | 1986-01-02 | Mitsubishi Kinzoku K.K. | Verfahren zum Ziehen eines dünnen Halbleiter-Einkristallbandes |
JPS5261180A (en) * | 1975-11-14 | 1977-05-20 | Toyo Shirikon Kk | Horizontal growth of crystal ribbons |
-
1979
- 1979-04-10 DE DE19792914506 patent/DE2914506A1/de active Granted
-
1980
- 1980-03-20 US US06/132,115 patent/US4341589A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-04-07 JP JP4553780A patent/JPS55140791A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020158019A1 (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 村田機械株式会社 | 移載装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55140791A (en) | 1980-11-04 |
DE2914506A1 (de) | 1980-10-16 |
DE2914506C2 (ja) | 1988-03-10 |
US4341589A (en) | 1982-07-27 |
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