NO335110B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter - Google Patents
Fremgangsmåte for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter Download PDFInfo
- Publication number
- NO335110B1 NO335110B1 NO20111360A NO20111360A NO335110B1 NO 335110 B1 NO335110 B1 NO 335110B1 NO 20111360 A NO20111360 A NO 20111360A NO 20111360 A NO20111360 A NO 20111360A NO 335110 B1 NO335110 B1 NO 335110B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- silicon
- silicon melt
- phosphorus
- ingots
- multicrystalline
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 43
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 22
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical group [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 1
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
- C30B11/006—Controlling or regulating
-
- 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
- C30B11/007—Mechanisms for moving either the charge or the heater
-
- 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
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
-
- 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
- C30B15/04—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt adding doping materials, e.g. for n-p-junction
-
- 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
- C30B15/20—Controlling or regulating
-
- 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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å øke mengden av p-type materiale ved trekking av silisiummonokrystaller og ved rettet størkning av multikrystalline ingoter fra en silisiumsmelte som initielt inneholder mellom 0,12 ppma og 5 ppma bor og mellom 0,04 ppma og 10 ppma forsfor. Trekkingen av monokrystall og rettet størkning av multikrystalline silisiumingoter utføres ved et trykk under 600 mbar og en inert gass tilføres kontinuelig til overflaten av silisiumsmelten hvorved fosfor kontinuelig fjernes fra silisiumsmelten hvorved fosfor kontinuelig fjernes fra silisiumsmelten under størkningsprosessen hvilket resulterer i et i det vesentlige konstant forhold mellom bor og fosfor i silisiumsmelten under trekkingen av monokrystaller og under rettet størkning av multikrystalline ingoter.
Description
Teknisk område
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av siiisiummonokrystall og multikrystallinske silisiumingoter inneholdende både bor og fosfor dopemidler.
Teknologisk bakgrunn
I de senere år er fotovoltaiske solceller blitt fremstilt fra ultraren elektronisk kvalitet polysilisium (EG-Si) supplert av passende skrapmetall, avkutt og vrak fra elektronikkindustrien. Som et resultat av den siste tids nedgang i elektronikkindustrien er nedstengt polysilisium produksjonskapasitet blitt anvendt for fremstilling av lavere kost kvaliteter for fremstilling av PV solceller. Dette har ført til en midlertidig lettelse i det ellers anstrengte markedet for solcellekvalitet silisium feedstock (SoG-Si) kvaliteter. Når behovet for elektronikk returnerer til normalt nivå er det forventet at en hoveddel av polysilisiumproduksjonskapasiteten vil bli allokert tilbake til å forsyne elektronikkkindustrien og at PV industrien da vil ha underskudd. Mangelen på en lavkost kilde for SoG-Si og det resulterende gap som utvikles er betraktet som en av det mest alvorlige barrier mot videre utikling av PV industrien.
i de senere år er det gjort en rekke forsøk på å utvikle nye kilder for SoG-Si som er uavhengig av elektronikkindustriens verdikjede. Slike forsøk omfatter introduksjon av ny teknologi i forhold til den nåværende polysilisium prosessruten for å redusere kostnaden vesentlig så vel som utvikling av metallurgiske raffineringsprosesser for rensing av rikelig tilgjenglig metallurgisk kvalitet silisium (MG-Si) til den nødvendige renhetsgrad.
Ved produksjon av solceller forberedes det en charge av SoG-Si feedstock, smeltes og silisiummonokrystaller trekkes eller det smeltede silisium underkastes retningsorientert størkning til multikrystalline kvadratiske ingots i en spesialisert støpeovn. Før smelting blir chargen innholdende SoG-Si feedstock med neglisjerbare mengder av bor og fosfor dopet med enten bor eller fosfor for å fremstille p-type eller n-type ingots. Med få unntak er kommersielle solceller som produseres i dag basert på p-type silisium ingot materiale. Tilsetning av et enkelt dopemiddel (bor eller fosfor) kontrolleres for å oppnå en foretrukket elektrisk motstand i materialet, for eksempel i området 0,5 - 1,5 ohm cm. Dette tilsvarer tilsats av 0,02 - 0,2 ppma bor når en p-type ingot er ønsket og en "ren" kvalitet SoG-Si benyttes (praktisk talt rent silisium med neglisjerbart innhold av dopemidler). Dopeprosedyren antar at innholdet av det andre dopemiddelet (i dette eksempelet fosfor) er neglisjerbart (P< 1/10 B).
I norsk patentsøknad nr 2003583 av 29 desember 2003 er det beskrevet en metode for fremstilling av retningsorientert størknet Czochralsky, flytsone eller multikrystalline ingots eller tynne silisiumplater eller bånd for fremstilling av wafers basert på et silisium feedstockmateriale fremstilt ved hjelp av metallurgiske raffineringsprosesser. Silisiumfeedstocken inneholder mellom 0,2 ppma og 10 ppma bor og mellom 0,1 og 10 ppma fosfor. Bor og fosfor har forskjellige distribusjonskoeffisienter i silisium. Således er likevektdistribusjonskoeffisienten for bor i silisium 0,8 mens likevektsdistribusjonskoeffisienten for fosfor i silisium bare er 0,35. På grunn av den lave distribusjonkoeffisienten for fosfor vil mengden av fosfor i den gjenværende silisiumsmelten under rettet størkning øke og når forholdet mellom bor og fosfor ([ ppma bor]/[ppma fosfor]) btir under en gitt verdi vil silisiumingoten fremstilt i henhold til norsk patentsøknad nr 2003583 skifte fra p-type til n-type ved en posisjon omtrent 2/3 av ingothøyden. Den fremstilte ingot vil således inneholde både p-type og n-type silisium.
For å øke dette lave utbyttet av p-type materiale fra silisiumingoten som inneholder både bor og forsfor er det i EP-A18488 43 foreslått å tilsette bor under den retningsorienterte størkningsprosessen for å opprettholde et fast forhold mellom bor og fosfor i den til enhver tid gjenværende smeiten for å størkne en multikrystallin ingot med en øket mengde av p-type materiale. Tilsats av meget små mengder bor under den retningsorienterte størkningsprosessen er imidlertid vanskelig å kontrollere med den risiko at for mye eller for lite bor blir tilsatt. Dette kan påvirke resistivitetsprofifen for den størknede ingoten. I tillegg vil resistiviteten generelt øke fra den nedre tit den øvre ende av silisiumingoten, hvilket resulterer i en omvandling fra p-type materiale til n-type materiale mot slutten av krystalliseringen.
Den samme utfordring eksisterer ved trekking av silisiummonokrystaller fra en silisiumsmelte inneholdende både bor og fosfor,
I tillegg til å oppnå silsiiummonokrystaller og multikrystalline silisiumingoter hvor 90-99% av monokrystallene og de multikrystalline ingotene er av p-type, er det viktig å ha en flat resistivitetsprofil over høyden av monokrystallene og de multikrystalline ingotene, det vil si, så liten variasjon som mulig i resistivitet fra den nedre ende til toppen av monokrystallene og de multikrystalline ingotene, ettersom dette vil gi silisiumwafere med samme resistivitet når monokrystallene og de multikrystalline ingotene kuttes til wafere. For å oppnå dette bør bor og fosforinnholdet ha minimal variasjon over høyden av monokrystallene og de multikrystalline ingotene.
Oet er velkjent at fosfor kan fjernes fra en silisiumsmelte ved behandling av silisiumsmelten under vakuum. Denne metoden for å fjerne fosfor fra silisium blir imidlertid alltid foretatt som et separat trinn før trekking av monokrystallene ingoter ved rettet størkning. Ettersom fosfor en mer volatilt enn bor vil borinnholdet i smeiten ikke bli påvirket av vakuumbehandling av silisiumsmelten for å fjerne fosfor.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte for å øke mengden av p-type materiale og samtidig oppnå en flat resistivitetsprofil ved trekking av silisiummonokrystaller og ved fremstilling av multikrystalline silisiumingoter ved rettet størkning fra en silisiumsmelte som inneholder både bor og fosfor.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for å øke mengden av p-type materiale ved trekking av silisiummonokrystaller og ved rettet størkning av multikrystalline ingoter fra en silisiumsmelte som initielt inneholder mellom 0,12 ppma og 5 ppma bor og mellom 0,04 ppma og 10 ppma fosfor, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at trekkingen av monokrystaller og rettet størkning av multikrystalline silisiumingoter utføres ved et trykk mellom 20 og 600 mbar og hvor en inert gass kontinuerlig tilføres til overflaten av silisiumsmelten og kontinuerlig fjernes fra overflaten av silisiumsmelten hvorved fosfor kontinuerlig fjernes fra silisiumsmelten under størkningsprosessen hvilket resulterer i et i det vesentlige konstant forhold mellom bor og fosfor i silisiumsmelten under trekkingen av silisiummonokrystaller og under rettet størkning av multikrystalline ingoter.
I henhold til en foretrukket utførelsesform holdes trykket under 200 mbar og mer foretrukket under 50 mbar.
I henhold til en annen foretrukket utførelsesform er den inerte gassen som tilføres til overflaten av silisiumsmelten er argon.
For ytterligere å forbedre fosforfjerning under trekking av silisiummonokrystaller og multikrystalline silisiumingoter fra silisiumsmelten er det fortrukket at arealet av overflaten av smeiten er stor i forhold til dybden av silisiumsmelten. Det er således foretrukket at forholdet mellom diameter og dybde av smeiten er minst 1:1 og mer foretukket enn 1,5:1.
Endelig er det foretrukket at silisiumsmelten omrøres under trekking av silisiummonokrystaller og under rettet størkning av multikrystalline silisiumingoter for å ytterligere forbedre fosforfjerningen. Omrøringen av silisiumsmelten kan utføres på kjent måte, men det er foretrukket at omrøringen utføres ved hjelp av en induksjonsspole anordnet rundt utsiden av karet som inneholder silisiumsmelten.
Ved fremgangsmåten i henhold tii den foreliggende oppfinnelse er det blitt funnet at på grunn av den kontinuerlige fjerning av fosfor under størkningsprosessen holdes forholdet mellom bor og fosfor i silisiumsmelten, og derved i sitisiummonokrystallene og i de rettet størknede silisiumingotene, konstant hvilket resulterer i en konstant resistivitet over høyden av silisiummonokrystallene og over høyden av de rettet størknede multikrystallinske ingotene.
Kort beskrivelse av tegningene.
Figur 1 er et diagram som viser resistivitet for en rettet størknet silisiumingot fremstilt i henhold til kjent teknikk fra en silisiumsmelte som inneholder både bor og fosfor og Figur 2 er et diagram som viser resistiviteten for en monokrystall trukket fra en silisiumsmelte ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse og sammenlignet med modellberegning av resistiviteten.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen.
Eksempel 1 (kjent teknikk)
En silisiummonokrystall ble trukket fra en silisiumsmelte som initielt inneholdt 0,26 ppma bor og 0,27 ppma fosfor. Resistiviteten i den fremstilte silisiumingot ble målt og sammenlignet med en resistivitetsmodellberegning uten fosforfjerning under den rettede størkning og som det kan ses fra figur 1, endret ingoten seg fra p-type materiale til n-type materiale ved ca. 75% av ingothøyden. Figur 1 viser videre at den målte resistivitetverdien passer godt med resisitivitetsberegningene beregnet ved hjelp av modellen.
Eksempel 2 (Oppfinnelsen)
To silisiummonokrystaller ble trukket fra silisiumfeedstok inneholdende respektive 0,33 ppma bor og 0,36 ppma fosfor og 0,52 ppma bor og 0,36 ppma fosfor. Trekkingen av monokrystallene ble utført ved et trykk på 20 mbar og argon ble kontinuerlig tilført til overflaten av silisiumsmelten og kontinuerlig fjernet fra silisiumsmelten. Resistiviteten av de fremstilte monokrystallene ved forskjellige høyder ble målt og sammenlignet med en beregning av resistivitet basert på en modell basert på fosforfjerning under prosessen ved trekking av monokrystaller.
Resultatene er vist på figur 2. Resultatene vist på figur 2 viser at resistivitetsprofilen er i det vesentlige konstant for den første 85-90% av høyden av monokrystallene og at overgangen fra p-type til n-type først finner sted ved ca 99% av høyden av monokrystallene.
De målte resistivitetsverdiene passer meget godt med resistivitetsverdiene beregnet ved bruk av modellen for fosforfjerning under trekking av monokrystaller. De målte resistivitetsverdiene viser således klart at fosfor har blitt kontinuerlig fjernet under trekkingen av monokrystallene og bekrefter at et i det vesentlige konstant forhold mellom bor og fosfor ble oppnådd over høyden av monokrystallene.
Ved den foreliggende oppfinnelse er det således mulig å vesentlig øke den del av en rettet størknet ingot som størkner som p-type og å oppnå monokrystaller og multikrystallene silisiumingoter som har en konstant resistivitet over høyden av monokrystallene og over høyden av de multikrystalline ingotene.
Claims (8)
1. Fremgangsmåte for å øke mengden av p-type materiale ved trekking av silisiummonokrystaller og ved rettet størkning av multikrystalline ingoter fra en silisiumsmelte inneholdt et kar hvor silisiumsmelten initielt inneholder mellom 0,12 ppma og 5 ppma bor og mellom 0,04 ppma og 10 ppma fosfor,karakterisert vedat trekkingen av monokrystallene og rettet størkning av de multikrystalline silisiumingotene utføres ved trykk mellom 20 og 600 mbar og at en inert gass kontinuerlig tilføres til overflaten av silisiumsmelten og kontinuerlig fjernes fra overflaten av silisiumsmelten hvorved fosfor kontinuerlig fjernes fra silisiumsmelten under størkningsprosessen hvilket resulterer i et i det vesentlige konstant forhold mellom bor og fosfor i silisiumsmelten under trekkingen av silisiummonokrystaller og under rettet størkning av multikrystalline ingoter.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat prosessen utføres ved et trykk under 200 mbar.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat prosessen utføres ved et trykk under 50 mbar.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat den inerte gassen som tilføres til overflaten av siliesiumsmelten er argon.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,karakterisert vedat forholdet mellom diameter og dybde av smeiten er minst 1:1.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat forholdet mellom diameter og dybde av silisiumsmelten er minst 1,5:1.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat silisiumsmelten omrøres under trekking av silisiummonokrystaller og under rettet størkning av multikrystalline silisiumingoter.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat omrøringen utføres ved hjelp av en induksjonsspote anordnet rundt utsiden av karet som inneholder silisiumsmelten.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20111360A NO335110B1 (no) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Fremgangsmåte for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter |
| CN201280048056.3A CN103975097A (zh) | 2011-10-06 | 2012-09-24 | 用于生产硅单晶和多晶硅锭的方法 |
| PCT/NO2012/000055 WO2013051940A1 (en) | 2011-10-06 | 2012-09-24 | Method for producing silicon mono-crystals and multi-crystalline silicon ingots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20111360A NO335110B1 (no) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Fremgangsmåte for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20111360A1 NO20111360A1 (no) | 2013-04-08 |
| NO335110B1 true NO335110B1 (no) | 2014-09-15 |
Family
ID=48043966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20111360A NO335110B1 (no) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Fremgangsmåte for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103975097A (no) |
| NO (1) | NO335110B1 (no) |
| WO (1) | WO2013051940A1 (no) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3010721B1 (fr) * | 2013-09-17 | 2017-02-24 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un lingot de silicium presentant une concentration homogene en phosphore |
| JP6919633B2 (ja) * | 2018-08-29 | 2021-08-18 | 信越半導体株式会社 | 単結晶育成方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07309693A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | 単結晶製造方法 |
| US20070128099A1 (en) * | 2003-12-29 | 2007-06-07 | Elkem Asa | Silicon feedstock for solar cells |
| US20090039478A1 (en) * | 2007-03-10 | 2009-02-12 | Bucher Charles E | Method For Utilizing Heavily Doped Silicon Feedstock To Produce Substrates For Photovoltaic Applications By Dopant Compensation During Crystal Growth |
| CN101560693A (zh) * | 2009-04-22 | 2009-10-21 | 浙江碧晶科技有限公司 | 一种含有掺杂元素的太阳能级硅晶体的制备方法 |
| JP2011046564A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Sharp Corp | シリコンインゴットの製造方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1544292C3 (de) * | 1966-06-13 | 1976-01-08 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Herstellen stabförmiger Siliciumeinkristalle mit über die gesamte Stablänge homogener Antimondotierung |
| DE1644009B2 (de) * | 1966-06-13 | 1975-10-09 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Herstellen stabförmiger Siliciumeinkristalle mit homogener Antimondotierung |
| US3615261A (en) * | 1969-04-02 | 1971-10-26 | Motorola Inc | Method of producing single semiconductor crystals |
| JPS61227986A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶シリコン棒の製造方法 |
| NO322246B1 (no) * | 2004-12-27 | 2006-09-04 | Elkem Solar As | Fremgangsmate for fremstilling av rettet storknede silisiumingots |
| US7651566B2 (en) * | 2007-06-27 | 2010-01-26 | Fritz Kirscht | Method and system for controlling resistivity in ingots made of compensated feedstock silicon |
| JP5453749B2 (ja) * | 2008-09-05 | 2014-03-26 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 垂直シリコンデバイス用シリコンウェーハの製造方法及び垂直シリコンデバイス用シリコン単結晶引き上げ装置 |
| CN101423220B (zh) * | 2008-11-17 | 2011-04-06 | 上海普罗新能源有限公司 | 一种多温区硅材料提纯与铸锭的方法及其装置 |
| FR2940806B1 (fr) * | 2009-01-05 | 2011-04-08 | Commissariat Energie Atomique | Procede de solidification de semi-conducteur avec ajout de charges de semi-conducteur dope au cours de la cristallisation |
| CN102162124B (zh) * | 2011-04-06 | 2012-08-22 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种提高重掺砷单晶轴向电阻率均匀性的方法 |
-
2011
- 2011-10-06 NO NO20111360A patent/NO335110B1/no unknown
-
2012
- 2012-09-24 CN CN201280048056.3A patent/CN103975097A/zh active Pending
- 2012-09-24 WO PCT/NO2012/000055 patent/WO2013051940A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07309693A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | 単結晶製造方法 |
| US20070128099A1 (en) * | 2003-12-29 | 2007-06-07 | Elkem Asa | Silicon feedstock for solar cells |
| US20090039478A1 (en) * | 2007-03-10 | 2009-02-12 | Bucher Charles E | Method For Utilizing Heavily Doped Silicon Feedstock To Produce Substrates For Photovoltaic Applications By Dopant Compensation During Crystal Growth |
| CN101560693A (zh) * | 2009-04-22 | 2009-10-21 | 浙江碧晶科技有限公司 | 一种含有掺杂元素的太阳能级硅晶体的制备方法 |
| JP2011046564A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Sharp Corp | シリコンインゴットの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013051940A1 (en) | 2013-04-11 |
| NO20111360A1 (no) | 2013-04-08 |
| CN103975097A (zh) | 2014-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6222013B2 (ja) | 抵抗率制御方法 | |
| US7931883B2 (en) | Silicon feedstock for solar cells | |
| AU2005333767B2 (en) | Method for producing directionally solidified silicon ingots | |
| CN103046130B (zh) | P型硅单晶以及其制造方法 | |
| Arnberg et al. | State-of-the-art growth of silicon for PV applications | |
| US20100310445A1 (en) | Process Control For UMG-Si Material Purification | |
| CN105247115A (zh) | 单晶硅制造方法 | |
| Ren et al. | Removal of metal impurities by controlling columnar grain growth during directional solidification process | |
| CN101798705A (zh) | 一种从低温熔体中连续拉晶提纯多晶硅的方法及专用装置 | |
| CN105951173A (zh) | N型单晶硅晶锭及其制造方法 | |
| NO335110B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av silisiummonokrystall og multikrystalline silisiumingoter | |
| CN101812727B (zh) | 一种直流电场下定向凝固提纯多晶硅的方法 | |
| JPS647040B2 (no) | ||
| CN102877125A (zh) | 一种多晶铸锭炉及用其生长类单晶硅锭的方法 | |
| US10072350B2 (en) | Method for manufacturing a silicon ingot having uniform phosphorus concentration | |
| Sun et al. | Effect of Sn doping on improvement of minority carrier lifetime of Fe contaminated p-type multi-crystalline Si ingot | |
| CN109016193A (zh) | 太阳能电池组件用多晶硅片的制备系统 | |
| CN108796606B (zh) | 太阳能级多晶硅制备装置 | |
| KR101173764B1 (ko) | 무전위 실리콘 단결정의 제조 방법 | |
| CN106367808A (zh) | 一种硅芯的生产方法 | |
| CN102732950A (zh) | 一种连续生长准单晶晶体的装置 | |
| NO320217B1 (no) | Silisiumsubstratmateriale for epitaksibelegning for fremstilling av solceller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: REC SOLAR NORWAY AS, NO |