WO2010024541A2 - 잉곳 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

잉곳 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2010024541A2
WO2010024541A2 PCT/KR2009/004458 KR2009004458W WO2010024541A2 WO 2010024541 A2 WO2010024541 A2 WO 2010024541A2 KR 2009004458 W KR2009004458 W KR 2009004458W WO 2010024541 A2 WO2010024541 A2 WO 2010024541A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
crucible
support
heat insulating
ingot
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/004458
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010024541A3 (ko
Inventor
도진영
권혁대
고정익
양희철
이인하
박완우
김봉철
Original Assignee
주식회사 아바코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아바코 filed Critical 주식회사 아바코
Priority to CN2009801332302A priority Critical patent/CN102131963B/zh
Publication of WO2010024541A2 publication Critical patent/WO2010024541A2/ko
Publication of WO2010024541A3 publication Critical patent/WO2010024541A3/ko

Links

Images

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
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • 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
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to an ingot manufacturing apparatus and a manufacturing method, and more particularly, to an ingot manufacturing apparatus and a manufacturing method, which have no heat loss and have the same solidification rate at the center and the side.
  • Solar cells are classified into crystal systems, amorphous systems, and compound systems according to the raw materials used, and most of them are crystalline silicon solar cells currently on the market.
  • Crystalline silicon solar cells are classified into monocrystalline and polycrystalline forms.
  • Single crystal silicon solar cells have an advantage of high conversion efficiency because of good substrate quality, but have a disadvantage of high manufacturing cost of the substrate.
  • polycrystalline silicon solar cells have a lower conversion efficiency than monocrystalline silicon solar cells, but have low manufacturing costs. Therefore, in recent years, the demand of polycrystalline silicon solar cells is increasing, and the polycrystal silicon solar cell which has high conversion efficiency at low cost is calculated
  • the polycrystalline silicon ingot is generally formed by melting a silicon raw material into a crucible and then solidifying it in one direction from the bottom of the crucible.
  • Apparatus for producing polycrystalline silicon ingots by this method generally have cooling means located under the crucible. However, the cooling means continuously flows the cooling water while the silicon raw material is melted, and the cooling means is exposed to the crucible. Therefore, the heat for melting the silicon raw material is lost and the melting time is long, thereby increasing the processing time.
  • the apparatus for producing a conventional polycrystalline silicon ingot has a problem that the crystal orientation is not good because the solidification speed of the center and the side of the silicon melt is different. That is, since the temperature of the crucible side is higher than the temperature of the bottom of the crucible, the silicon melt in the crucible solidifies first in the center, and the side solidifies later. This is because the cooling means is located under the crucible. Therefore, a solidified interface is formed in a convex shape so that the crystals of the polycrystalline silicon ingot are not constantly formed in the vertical direction, but the crystals with the slope are formed, thereby degrading the quality of the polycrystalline silicon ingot.
  • the present invention provides an ingot manufacturing apparatus and a manufacturing method that can reduce the process time without heat loss.
  • the present invention provides an ingot manufacturing apparatus and a manufacturing method for producing an ingot having excellent crystal orientation by making the solidification speed of the central portion and the side portion the same.
  • Ingot manufacturing apparatus is a crucible containing a raw material; Heating means for heating the crucible; A support for supporting the crucible; An insulation provided outside the heating means; And a cooling means rotatably provided below the crucible support.
  • the heating means includes an upper heater provided above the crucible; And a side heater provided at the crucible side part.
  • the heating means includes an upper heater provided above the crucible; And a lower heater provided between the support and the cooling means.
  • the heat insulating material is provided spaced apart from the support by a predetermined interval.
  • the cooling means comprises at least one cooling line; And a cooling barrier material and a cooling transmission material coupled to surround the cooling line.
  • the cooling line is manufactured in a cylindrical shape, and the cooling blocker and the cooling transmission material are manufactured in a semi-cylindrical shape and combined.
  • the cooling barrier material is positioned above the cooling line when the raw material is melted, and the cooling transfer material is gradually rotated when the raw material is solidified and positioned above the cooling line.
  • a movable heat insulating plate movable to close the space between the heat insulating material and the support; And moving means connected to a lower portion of the movable insulation plate to move the movable insulation plate.
  • the movable heat insulating plate moves up and down or left and right, and moves in conjunction with the cooling means.
  • Support means for supporting a lower portion of the cooling means; And moving means connected to the support means to move the support means up and down.
  • Ingot manufacturing method comprises the steps of putting a raw material into the crucible; Melting the raw material using a heating means installed outside the crucible to form a melt; And rotating the cooling means installed in the lower part of the crucible to transfer cooling heat to the lower part of the crucible and to the crucible side to solidify the melt to produce an ingot.
  • Ingot manufacturing apparatus can be removed during the melting of the silicon raw material and installed in the lower part of the crucible cooling means to rotate so as to open slowly during the solidification of the silicon melt can eliminate heat loss.
  • a predetermined space is provided between the heat insulator for blocking heat of the hot zone from the outside, the crucible and the support for supporting the mold, and a cooling means at the bottom of the support, in which the cooling block and the cooling transfer material rotate around the cooling line. do. Then, the heat of cooling of the rotating cooling means is transmitted to the crucible side not only through the bottom of the crucible but also through the space between the insulator and the support so that the raw material melt solidifies at the center and the side simultaneously.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 2 to 7 is a process schematic diagram illustrating a method of manufacturing a polycrystalline silicon ingot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 9 to 12 are process schematic diagrams for explaining a method of manufacturing a polycrystalline silicon ingot according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a modification of the polycrystalline silicon ingot production device according to the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view according to another modified example of the polycrystalline silicon ingot production device according to the present invention.
  • 15 and 16 are schematic cross-sectional views for explaining still another modification of the polycrystalline silicon ingot production apparatus and the process according to the present invention.
  • the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
  • the thickness of layers, films, panels, regions, etc. may be exaggerated for clarity, and like reference numerals designate like elements.
  • the present invention can be used to manufacture a variety of ingots, the following example describes a case of producing a polycrystalline silicon ingot.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 to Figure 7 of the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus for explaining a polycrystalline silicon ingot manufacturing method according to an embodiment of the present invention Process flow chart.
  • the apparatus for manufacturing a polycrystalline silicon ingot may include a chamber 100 having a hot zone 10 therein and a chamber cooling provided inside a wall of the chamber 100.
  • Line 110 a crucible 120 for melting a silicon raw material, a mold 130 surrounding the crucible 120, a support 140 for supporting the crucible 120 and the mold 130, and a crucible ( Heating means 150 for heating and melting the silicon in the 120, a heat insulating material 160 for blocking the heat of the hot zone 10 from the outside, and cooling means 170 for cooling the molten silicon.
  • the hot zone 10 refers to a space for generating heat and melting silicon, and the space in the heat insulating material 160, that is, the crucible 120, the mold 130, the support 140, and the heating means 150 are provided.
  • the heating means 150 includes an upper heater 151 and a side heater 152 provided at the upper and side portions of the crucible 120, respectively.
  • the cooling means 170 includes a cooling line 171 and a cooling control unit 174 surrounding the cooling line 171, and the cooling control unit 174 is coupled to surround the cooling line 171.
  • the chamber 100 is manufactured in the form of a rectangular parallelepiped in which a hot zone 10 is provided, and is manufactured to open and close an upper portion thereof.
  • the chamber 100 maintains a pressure lower than vacuum or atmospheric pressure during melting of silicon, and a vacuum pump (not shown) and a valve (not shown) are provided at one side of the chamber 100 for this purpose.
  • a chamber cooling line 110 is provided inside the wall of the chamber 100.
  • the chamber cooling line 110 flows a coolant or coolant to appropriately control the temperature inside the chamber 100.
  • a temperature sensor (not shown) is installed at one side of the chamber 100 to control the temperature of the chamber 100. Therefore, the coolant or the coolant flows through the chamber cooling line 110 according to the temperature inside the chamber 100 measured by the temperature sensor so that the inside of the chamber 100 maintains an appropriate temperature.
  • the crucible 120 may be manufactured in a rectangular parallelepiped shape with an open top, and silicon is melted and solidified in the crucible 120.
  • the crucible 120 is manufactured using a material having excellent shape stability even at a high temperature of about 1450 ° C. for melting silicon, and may use quartz or graphite.
  • the crucible 120 may be manufactured in one piece or assembled type, for example, the assembled type may be manufactured by manufacturing a plate-like bottom member and a side member and assembling and screwing them.
  • the mold 130 may be provided to surround the crucible 120, in particular, the crucible 120 made of quartz, and may be manufactured in an open rectangular shape.
  • the mold 130 may be manufactured using graphite.
  • the support 140 supports the crucible 120 and the mold 130 under the mold 130 and may be made of a material having excellent thermal conductivity, for example, graphite.
  • the heating means 150 is installed to heat and melt the silicon in the crucible 120 and includes an upper heater 151 provided on the crucible 120 and a side heater 152 provided on the side of the crucible 120.
  • the upper heater 151 and the side heater 152 are connected to a power supply (not shown) outside the chamber 100 to generate heat by the power supplied from the power supply.
  • a plurality of temperature sensors may be provided near the upper heater 151 and the side heater 152, and the temperature measured by the temperature sensor may be displayed outside the chamber 100.
  • the heat insulator 160 is provided to prevent the heat of the hot zone 10 from being transferred to the outside, and the first and second heat insulators 161 are provided to surround the upper and side portions of the hot zone 10 including the heating means 150. And 162, a third heat insulating material 163 provided in the lower region of the hot zone 10, and a fourth heat insulating material 164 provided from the lower portion of the third heat insulating material 163 to the lower surface of the chamber 100.
  • the insulation 160 surrounds the hot zone 10. At this time, the shape of the heat insulating material 160 may be changed to various shapes that can be installed inside the hot zone 10, it may be manufactured in one piece or separate type.
  • the first heat insulator 161 is provided to be separated from the second heat insulator 162, and the third heat insulator 163 is spaced apart from the support 140 by a predetermined interval between the third heat insulator 163 and the support 140.
  • the predetermined space is provided. Cooling heat of the cooling means 170 is introduced through the space between the third heat insulator 163 and the supporter 140 so that the cooling heat is transferred to the crucible 120 side, that is, between the crucible 120 and the side heater 152. Can be.
  • the cooling means 170 cools the hot zone 10 to solidify the molten silicon in the crucible 120.
  • Cooling means 170 is provided in plurality in the lower portion of the hot zone 10, each cooling means 170 is a cooling control to adjust the cooling heat to surround the cooling line 171 and the cooling line 171 through which the refrigerant or coolant flows Part 174 is included.
  • the cooling control unit 174 includes a cooling blocker 172 and a cooling transfer material 173 coupled to each other to surround the cooling line 171.
  • the cooling line 171 is disposed across the lower portion of the hot zone 10, that is, the support 140, and may be manufactured in, for example, a cylinder such as a cylinder, a square cylinder, and a polygonal cylinder.
  • the cooling blocker 172 and the cooling transmission material 173 are each manufactured in a semi-cylindrical shape, for example, and are coupled with the cooling line 171 therebetween to surround the cooling line 171.
  • the cooling barrier 172 is made of a heat shielding material
  • the cooling transfer material 173 is made of a thermally conductive material.
  • the cooling means 170 is rotated by a rotation driving means (not shown) provided outside the chamber 100, and the entire cooling means 170 including the cooling line 171 may rotate, and the cooling line 171 may be rotated. Only the cooling control unit 174 may be rotated.
  • the cooling means 170 may lower or maintain the temperature of the hot zone 10 by the rotation.
  • the cooling barrier 172 is positioned above the cooling line 171 so that the crucible 120 maintains the melting temperature of the silicon, and when the silicon is solidified, the cooling means 170 rotates to cool.
  • the transfer material 173 moves to the upper portion of the cooling line 171 to lower the temperature of the hot zone 10.
  • an area in which the cooling transfer material 173 is located above the cooling line 171 gradually increases, thereby gradually lowering the temperature of the hot zone 10.
  • the cooling heat is transferred to the crucible 120 side through the space between the third heat insulating material 163 and the support 140 as well as the lower portion of the hot zone 10, and at the same time the silicon 120 and the bottom of the crucible 120 at the crucible 120 side. Solidification takes place.
  • all the cooling means 170 may be rotated in the same direction, or may be rotated in different directions, for example, at least one cooling means 170 of one side rotates in a clockwise direction about the center portion, The remaining cooling means 170 may rotate counterclockwise.
  • the odd-numbered cooling means 170 may rotate in the clockwise direction
  • the even-numbered cooling means 170 may rotate in the counterclockwise direction.
  • the cooling means 170 may rotate in different directions in various ways.
  • the cooling barrier material 172 is disposed on the cooling line 171.
  • the heat transfer may be prevented by rotating the cooling transfer material 173 to be gradually positioned above the cooling line 171.
  • the upper portion of the chamber 100 and the first heat insulating material 161 are opened, the high purity silicon raw material 20 is introduced into the crucible 120, and then the first heat insulating material 161 and the chamber 100 are opened. Seal the top.
  • the n-type or p-type impurities may be added together with the silicon raw material 20 to control electrical characteristics of the crystalline silicon.
  • the sealed chamber 100 uses a vacuum pump (not shown) and a valve (not shown) to maintain a pressure lower than atmospheric pressure or a vacuum of, for example, about 10 ⁇ 2 to 10 ⁇ 4 torr.
  • the cooling means 170 in the lower portion of the hot zone 10, the cooling block 172 is located on the cooling line 171.
  • the cooling block 172 is positioned above the cooling line 171.
  • the crucible 120 is then heated by operating the heating means 150.
  • the heating means 150 heats the crucible 150 to a temperature at which the silicon raw material 20 can be melted, for example, a temperature of 1450 ° C.
  • the silicon raw material 20 in the crucible 120 is gradually melted into the silicon melt 30.
  • the cooling means 170 in the lower portion of the hot zone 10 has a cooling block 172 positioned above the cooling line 171.
  • the silicon when the silicon is completely melted and thermally stable, the silicon starts to solidify.
  • the refrigerant or the coolant flows in the cooling line 171, and the cooling means 170 is gradually watched. Rotate clockwise or counterclockwise.
  • the silicon melt 30 begins to solidify 40 from the bottom as at least a portion of the coolant 173 is located above the cooling line 171 and below the hot zone 10.
  • the cooling transmission material 173 may rotate slowly and at the same time lower the heat of the heating means 150.
  • the cooling heat of the cooling line 171 transmitted through the cooling transfer material 173 is not only in the lower portion of the hot zone 10 but also in the crucible 120 side through the space between the third heat insulating material 163 and the support 140. Delivered.
  • the silicon melt 30 solidifies not only at the bottom of the crucible 120 but also at the crucible 120 side, so that the solidification interface is horizontal. That is, by adjusting the rotational speed of the cooling means 170, and by adjusting the heat of the heating means 150, the solidification rate and the solidification interface is adjusted to be horizontal. At this time, as the silicon melt 20 is uniformly solidified in the entire lower region of the crucible 120, the silicon grains are grown in the vertical direction. In addition, as the cooling transfer material 173 is positioned above the cooling line 171, the grains continue to grow in the vertical direction.
  • the cooling means 170 is rotated until the cooling transfer material 173 is completely positioned above the cooling line 171.
  • the coolant 173 is positioned on top of the cooling line 171 until the silicon melt 30 in the crucible 120 is completely solidified to produce the polycrystalline silicon ingot 50.
  • the temperature of the heating means 150 is also continuously lowered.
  • the cooling heat of the cooling line 171 is transmitted not only to the bottom of the hot zone 10 but also to the crucible 120 side through the space between the third insulator 163 and the support 140, the silicon melt so that the solidification interface is horizontal. 30 is solidified to produce a polycrystalline silicon ingot 50.
  • the polycrystalline silicon ingot 50 may be heat-treated using the heating means 150.
  • the heat treatment of the polycrystalline silicon ingot 50 is performed at a temperature such that the polycrystalline silicon ingot 50 does not melt, for example, at a temperature of 900 ° C to 1200 ° C.
  • the heat of cooling of the cooling means 170 may be blocked, and the flow of the refrigerant or the cooling water through the cooling line 171 is stopped or the cooling means is not rotated.
  • the cooling block 172 may be rotated so that the cooling block 172 is positioned above the cooling line 171.
  • a purge gas is injected into the chamber 100, and when the pressure in the chamber 100 is reached to normal pressure, the chamber 100 is opened to draw the polycrystalline silicon ingot 50. Done.
  • a cooling heat of the cooling means 170 that rotates by providing a space between the third heat insulating material 163 and the support 140 is not only lower than the crucible 120. 3 is transferred to the crucible 120 side through the space between the insulation 163 and the support 140 to allow the silicon melt to solidify simultaneously in the center and side.
  • the space between the third insulator 163 and the support 140 may be initially closed, and then the movable insulation plate may be provided to open according to the rotation of the cooling means 170.
  • FIG. 8 An apparatus for manufacturing a polycrystalline silicon ingot according to another exemplary embodiment of the present invention having such a mobile insulation plate will be described with reference to FIG. 8, and a method of manufacturing a polycrystalline silicon ingot using the same will be described with reference to FIGS. 9 to 12.
  • the apparatus for manufacturing a polycrystalline silicon ingot may include a chamber 100 having a hot zone 10 therein and a chamber cooling provided inside a wall of the chamber 100.
  • a line 110 a crucible 120 for melting a silicon raw material, a mold 130 surrounding the crucible 120, a support 140 for supporting the donor 120 and the mold 130, and a crucible Heating means 150 for heating and melting the silicon in the 120, heat insulating material 160 for blocking the heat of the hot zone 10 from the outside, and cooling means 170 for cooling the molten silicon.
  • the moving means 190 is provided in the space between the portion of the heat insulating material 160 and the support 140 and movable up and down and connected to the movable heat insulating plate 180, the moving means 190 to move the vertical movement of the heat insulating plate 180 up and down. More).
  • the moving insulating plate 180 and the moving means 190 is the same as the embodiment of the present invention described using FIG. 1, only the configuration of the moving insulating plate 180 and the moving means 190 is focused here. I will explain.
  • the moving insulation plate 180 is provided to close the space between the third insulation 163 and the support 140.
  • the movable insulation plate 180 may have a portion of the upper portion wider than the space between the third insulation 163 and the support 140, and the other portion may have a narrower width than the space therebetween. That is, the movable heat insulating plate 180 includes a plate-shaped plate that closes the space between the third heat insulating material 163 and the support 140 and has an opening therein, and a narrow extension part extending downward from the plate end.
  • the extension portion allows the movable insulation plate 180 to move up and down in the space between the third insulation 163 and the support 140.
  • the moving insulation plate 180 is located at a lower position than the lower portion of the initial side heater 152, and moves upward to block the side heater 152 and the crucible 120. Then, as the cooling means 170 rotates, the movable heat insulating plate 180 moves upward, and the space between the third heat insulating material 163 and the support 140 is opened while the movable heat insulating plate 180 moves upward. Precisely, the extension between the movable insulation plate 180 and the support 140 is opened. Cooling heat is transmitted to the crucible 120 side through the open spaces. At this time, the plate of the moving insulation plate 180 also serves to prevent the cooling heat of the cooling means 170 is transmitted to the upper portion when the moving insulation plate 180 is moved upward.
  • the extension of the moving insulation plate 180 also serves to prevent heat transfer of the side heater 152.
  • the silicon solidification interface can cause the central portion and the edge to solidify horizontally.
  • the plate of the moving heat insulating plate 180 is seated on the upper portion of the support 140, the stepped may be formed on the support 140.
  • the moving means 190 is connected to the lower portion of the moving heat insulating plate 180 to move the moving heat insulating plate 180 up and down.
  • the moving means 190 is connected to the vertical driving means (not shown) through an opening through which the lower part of the chamber 100 passes. That is, the moving means 190 moves up and down by the vertical driving means, and the moving insulation plate 180 moves up and down by the up and down movement of the moving means 190.
  • the vertical drive means for vertically moving the moving means 190 is linked with the rotation drive means (not shown) for driving the cooling means 170. That is, after the rotation driving means is driven to some extent, the vertical driving means is driven so that the cooling insulation 170 rotates so that the moving insulation plate 180 moves upward.
  • the speeds of the rotation driving means and the vertical driving means may be adjusted in consideration of the distance at which the cooling transmission material 173 of the cooling means 170 is positioned at the upper portion and the distance at which the moving insulation plate 180 rises to the maximum height.
  • the chamber 100 is sealed.
  • the sealed chamber 100 uses a vacuum pump (not shown) and a valve (not shown) to maintain a pressure lower than vacuum or atmospheric pressure.
  • the cooling means 170 in the lower portion of the hot zone 10 the cooling block 172 is located on the cooling line 171.
  • the upper portion of the movable insulation plate 180 closes the space between the third insulation 163 and the support 140.
  • the crucible 120 is then heated by operating the heating means 150 at a temperature such that the silicon raw material 20 can be melted.
  • the silicon raw material 20 in the crucible 120 is gradually melted into the silicon melt 30.
  • the cooling means 170 in the lower portion of the hot zone 10 has a cooling block 172 positioned above the cooling line 171.
  • the moving insulation plate 180 maintains a state in which the space between the third insulation 163 and the support 140 is closed.
  • the silicon when the silicon is completely melted and thermally stable, the silicon is solidified.
  • the refrigerant or cooling water flows to the cooling line 171
  • the cooling means 170 is gradually rotated clockwise or counterclockwise, and after the cooling means 170 rotates to some extent, the moving means 190 By moving upward, the moving insulation plate 180 moves upward.
  • the silicon melt 30 begins to solidify 40 from the bottom with the cooling medium 173 of the cooling means 170 positioned above the cooling line 171 and below the hot zone 10.
  • a space is provided between the third heat insulating material 163 and the support 140 while the moving heat insulating plate 180 moves upward, and the heat of cooling of the cooling means 170 is provided on the side of the crucible 120 through the space. Delivered.
  • the plate of the mobile insulation board 180 serves to prevent cooling heat from being transferred to the crucible 120 side of the upper portion of the mobile insulation board 180. This prevents the edges from solidifying faster than the center.
  • the cooling means 170 rotates as the space in which the cooling transmission material 173 is positioned above the cooling line 171 increases, the upward movement distance of the moving insulation plate 180 also increases. Therefore, as the upward movement distance of the movable insulation board 180 increases, the space between the movable insulation board 180 and the crucible 120 side becomes wider, and thus the thickness of the solidification board becomes thicker.
  • the cooling means 170 rotates slowly, the heat of the heating means 150 can be gradually lowered.
  • the cooling means 170 is rotated until the cooling transfer material 173 is completely positioned above the cooling line 171, and the moving insulation plate 180 is moved upward.
  • the coolant 173 is positioned on top of the cooling line 171 until the silicon melt 30 in the crucible 120 is completely solidified to produce the polycrystalline silicon ingot 50, and the moving insulation plate 180 is Keep the maximum height.
  • the temperature of the heating means 150 is also continuously lowered. Since the heat of cooling of the cooling line 171 is transmitted not only to the bottom of the hot zone 10 but also to the crucible 120 side through the space between the third heat insulating material 163 and the support 140, the silicon melt 30 solidifies horizontally. The polycrystalline silicon ingot 50 is then manufactured.
  • the polycrystalline silicon ingot 50 may be heat-treated using the heating means 150.
  • the heat treatment process it is possible to minimize various defects in the polycrystalline silicon ingot 50 which may occur due to thermal stress in the process of crystal growth while the silicon melt 30 is solidified.
  • a support means 195 is provided to support the cooling means 170 at the bottom, and a moving means 191 connected to the lower portion of the support means 195 is provided below the chamber 100.
  • the cooling means 170 may be rotated while moving upward. When the cooling means 170 moves upward in this way, the heat of cooling is transmitted faster, so that the silicon melt can be solidified quickly.
  • the heating means 150 may be configured as the upper heater 151 and the lower heater 153 without providing the side heater 152.
  • the lower heater 153 is located between the support 140 and the cooling means 170. Like the upper heater 151, the lower heater 153 gradually reduces the heating temperature while the cooling means 170 rotates.
  • the cooling line 171 may be installed below the chamber 100, and the lower heater 153 may be installed between the support 140 and the cooling line 171.
  • the lower heaters 153 may be installed in a line shape spaced apart from each other, and a cooling blocker 172 is installed to partially surround the lower heater 153.
  • the cooling block 172 is manufactured in a semi-cylindrical shape, initially positioned horizontally under the lower heater 153, and rotated so as to be vertically positioned at the side of the lower heater 153 as shown in FIG. 16.
  • the silicon ingot may be manufactured by solidifying the silicon melt 30 by gradually transferring cooling heat from the lower cooling line 171 to the lower and side portions of the crucible 120 by the rotation of the cooling barrier 172.
  • the above embodiment has been described with the moving heat insulating plate 180 moving up and down as an example, but the moving heat insulating plate may be manufactured to move left and right. That is, the mobile insulation board may be manufactured to move the space between the third insulation 163 and the support 140 to open and close while moving from the top of the third insulation 163 to the support 140.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

본 발명은 잉곳 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 잉곳 제조 장치는 원료를 담는 도가니와, 도가니를 가열하는 가열 수단과, 도가니를 지지하는 지지대와, 가열 수단 외부에 마련되며 지지대와 소정 간격 이격되는 단열재와, 도가니 지지대 하부에 마련되며, 회전 가능한 냉각 수단을 포함한다. 본 발명에 의하면 회전하는 냉각 수단의 냉각열이 도가니 하부 뿐만 아니라 단열재의 하부와 지지대 사이의 공간을 통해 도가니 측부까지 전달되어 실리콘 융액이 중심부와 측부에서 동시에 응고되도록 하여 결정의 방향성이 우수한 실리콘 잉곳을 제조할 수 있다.

Description

잉곳 제조 장치 및 제조 방법
본 발명은 잉곳 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 특히 열 손실이 없으며, 중심부와 측부의 응고 속도를 동일하게 하는 잉곳 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
최근 환경 문제와 에너지 고갈에 대한 관심이 높아지면서, 에너지 자원이 풍부하고 환경 오염에 대한 문제점이 없으며 에너지 효율이 높은 대체 에너지로서 태양 전지에 대한 관심이 높아지고 있다. 태양 전지는 사용 원료에 따라 결정계, 비정질계, 화합물계 등으로 분류되고, 그 중에서도 현재 시장에 유통되고 있는 대부분은 결정계 실리콘 태양 전지이다.
결정계 실리콘 태양 전지는 단결정형과 다결정형으로 분류된다. 단결정 실리콘 태양 전지는 기판의 품질이 좋기 때문에 변환 효율이 높은 장점이 있지만, 기판의 제조 비용이 높다는 단점을 갖는다. 이에 반해, 다결정 실리콘 태양 전지는 단결정 실리콘 태양 전지에 비해 변환 효율이 낮지만, 제조 비용이 낮은 장점이 있다. 따라서, 최근에는 다결정 실리콘 태양 전지의 수요가 증가하고 있고, 보다 저비용으로 높은 변환 효율을 갖는 다결정 실리콘 태양 전지가 요구되고 있다.
이러한 요구에 대처하기 위해서는 다결정 실리콘 기판의 저비용화, 고품질화가 필요하다. 특히, 고순도의 다결정 실리콘 잉곳을 수율 좋게 제조하는 것이 요구되고 있다. 다결정 실리콘 잉곳은 실리콘 원료를 도가니 내에 넣고 용융시킨 후 도가니 바닥부터 한방향으로 응고시켜서 형성하는 방법이 일반적이다.
상기 방법으로 다결정 실리콘 잉곳을 제조하는 장치는 일반적으로 도가니 하부에 냉각 수단이 위치하게 된다. 그런데, 냉각 수단은 실리콘 원료가 용융되는 동안에도 계속적으로 냉각수를 흘려주게 되고 냉각 수단이 도가니 쪽으로 노출되게 된다. 따라서, 실리콘 원료를 용융시키기 위한 열이 손실되어 용융 시간이 오래 걸리고, 그에 따른 공정 시간이 증가하게 된다.
또한, 종래의 다결정 실리콘 잉곳을 제조하는 장치는 실리콘 융액의 중심부와 측부의 응고 속도가 달라 결정의 방향성이 좋지 않은 문제점이 있다. 즉, 도가니 하부의 온도보다 도가니 측부의 온도가 높기 때문에 도가니 내의 실리콘 융액이 중심부에서 먼저 응고되고, 측부는 나중에 응고된다. 이는 도가니 하부에 냉각 수단이 위치하기 때문이다. 따라서, 위로 볼록한 형태로 응고 계면이 형성되어 다결정 실리콘 잉곳의 결정이 수직 방향으로 일정하게 형성되지 않고 기울기가 있는 결정이 형성되어 다결정 실리콘 잉곳의 품질이 저하된다.
본 발명은 열 손실이 없고, 공정 시간을 줄일 수 있는 잉곳 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 중심부와 측부의 응고 속도를 동일하게 하여 결정의 방향성이 우수한 잉곳을 제조하는 잉곳 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 잉곳 제조 장치는 원료를 담는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 가열 수단; 상기 도가니를 지지하는 지지대; 상기 가열 수단 외부에 마련되는 단열재; 및 상기 도가니 지지대 하부에 마련되며, 회전 가능한 냉각 수단을 포함한다.
상기 가열 수단은 상기 도가니 상부에 마련된 상부 히터; 및 상기 도가니 측부에 마련된 측부 히터를 포함한다.
또한, 상기 가열 수단은 상기 도가니 상부에 마련된 상부 히터; 및 상기 지지대와 상기 냉각 수단 사이에 마련된 하부 히터를 포함한다.
상기 단열재는 상기 지지대와 소정 간격 이격되어 마련된다.
상기 냉각 수단은 적어도 하나의 냉각 라인; 및 상기 냉각 라인을 감싸도록 결합된 냉각 차단재 및 냉각 전달재를 포함한다.
상기 냉각 라인은 통형으로 제작되며, 상기 냉각 차단재 및 냉각 전달재는 반통형으로 제작되어 결합된다.
상기 냉각 차단재는 상기 원료 용융시 상기 냉각 라인 상부에 위치하고, 상기 냉각 전달재는 상기 원료 응고시 점차적으로 회전하여 상기 냉각 라인 상부에 위치한다.
상기 단열재와 상기 지지대 사이의 공간을 폐쇄시키도록 이동 가능한 이동 단열판; 및 상기 이동 단열판 하부와 연결되어 상기 이동 단열판을 이동시키는 이동 수단을 포함한다.
상기 이동 단열판은 상하 또는 좌우로 이동하며, 상기 냉각 수단과 연동되어 이동한다.
상기 냉각 수단의 하부를 지지하는 지지 수단; 및 상기 지지 수단과 연결되어 상기 지지 수단을 상하 이동시키는 이동 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 잉곳 제조 방법은 원료를 도가니에 투입하는 단계; 상기 도가니 외부에 설치된 가열 수단을 이용하여 상기 원료를 용융시켜 융액을 형성하는 단계; 및 상기 도가니 하부에 설치된 냉각 수단을 회전시켜 상기 도가니 하부 및 도가니 측부에 냉각열을 전달하여 상기 융액을 응고시켜 잉곳을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 잉곳 제조 장치는 실리콘 원료가 용융되는 동안에는 차단되고 실리콘 융액을 응고시키는 동안에는 서서히 개방되도록 회전하는 냉각 수단을 도가니 하부에 설치하여 열 손실을 없앨 수 있다.
또한, 핫존의 열을 외부와 차단하기 위한 단열재와 도가니 및 몰드를 지지하는 지지대 사이에 소정의 공간이 마련되도록 하고, 냉각 차단재와 냉각 전달재가 냉각 라인을 둘러싸며 회전하는 냉각 수단을 지지대 하부에 마련한다. 그리고, 회전하는 냉각 수단의 냉각열이 도가니 하부 뿐만 아니라 단열재와 지지대 사이의 공간을 통해 도가니 측부까지 전달되어 원료 융액이 중심부와 측부에서 동시에 응고되도록 한다.
따라서, 열 손실을 없앨 수 있을 뿐만 아니라 중심부와 측부의 응고 속도를 동일하게 하며, 이로부터 응고되어 형성되는 결정들이 전체적으로 수직 방향으로 형성되어 결정 방향성이 우수한 잉곳을 만들 수 있다. 또한, 응고되어 형성되는 결정립들의 크기가 큰 잉곳을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 개략 단면도.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 방법을 설명하기 위한 공정 개략도.
도 8은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 개략 단면도.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 방법을 설명하기 위한 공정 개략도.
도 13은 본 발명에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 일 변형 예의 개략 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 다른 변형 예에 따른 개략 단면도.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 또다른 변형 예 및 그에 따른 공정을 설명하기 위한 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 챔버 110 : 챔버 냉각 라인
120 : 도가니 130 : 몰드
140 : 지지대 150 : 가열 수단
160 : 단열재 170 : 냉각 수단
180 : 이동 단열판 190 : 이동 수단
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 본 발명은 다양한 잉곳을 제조하기 위해 이용될 수 있는데, 하기 실시 예는 다결정 실리콘 잉곳을 제조하는 경우에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 개략 단면도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 방법을 설명하기 위한 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치의 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 내부에 핫존(hot zone)(10)이 마련되는 챔버(100)와, 챔버(100)의 벽 내부에 마련된 챔버 냉각 라인(110)과, 실리콘 원료를 용융시키는 도가니(120)와, 도가니(120)를 둘러싸는 몰드(130)와, 도가니(120) 및 몰드(130)를 지지하는 지지대(140)와, 도가니(120) 내의 실리콘을 가열하여 용융시키는 가열 수단(150)과, 핫존(10)의 열을 외부와 차단하기 위한 단열재(160)와, 용융된 실리콘을 냉각시키는 냉각 수단(170)을 포함한다. 여기서, 핫존(10)은 열을 발생시키고 실리콘을 용융시키는 공간을 지칭하며, 단열재(160) 내의 공간, 즉 도가니(120), 몰드(130), 지지대(140) 및 가열 수단(150)이 마련된 공간을 지칭한다. 또한, 가열 수단(150)은 도가니(120) 상부 및 측부에 각각 마련된 상부 히터(151) 및 측부 히터(152)를 포함한다. 그리고, 냉각 수단(170)은 냉각 라인(171)과, 냉각 라인(171)을 둘러싸는 냉각 조절부(174)를 포함하며, 냉각 조절부(174)는 냉각 라인(171)을 둘러싸며 결합된 냉각 차단재(172) 및 냉각 전달재(173)을 포함한다.
챔버(100)는 내부에 핫존(10)이 마련된 직육면체 형태로 제작되며, 상부가 개폐될 수 있도록 제작된다. 또한, 챔버(100)는 실리콘을 용융시키는 동안에 진공 또는 대기압보다 낮은 압력을 유지하는데, 이를 위해 챔버(100)의 일측에 진공 펌프(미도시) 및 밸브(미도시)가 마련된다. 또한, 챔버(100)의 벽 내부에 챔버 냉각 라인(110)이 마련된다. 챔버 냉각 라인(110)은 냉매 또는 냉각수가 흘러 챔버(100) 내부의 온도를 적절하게 제어하게 된다. 한편, 챔버(100)의 온도 제어를 위해 챔버(100)의 일측에 온도 센서(미도시)가 설치된다. 따라서, 온도 센서에 의해 측정된 챔버(100) 내부의 온도에 따라 챔버 냉각 라인(110)을 통해 냉매 또는 냉각수가 흘러 챔버(100) 내부가 적절한 온도를 유지하게 한다.
도가니(120)는 상부가 개방된 직육면체 형상으로 제작될 수 있으며, 도가니(120) 내에서 실리콘이 용융 및 응고된다. 도가니(120)는 실리콘을 용융시키는 약 1450℃의 고온에서도 형상 안정성이 뛰어난 물질을 이용하여 제작되는데, 석영 또는 흑연 등을 이용할 수 있다. 또한, 도가니(120)는 일체형 또는 조립형으로 제작될 수 있는데, 조립형은 예를들어 판상의 바닥 부재와 측면 부재를 제작하고 이들을 조립 및 나사 고정하여 제작될 수 있다.
몰드(130)는 도가니(120), 특히 석영으로 제작된 도가니(120)를 둘러싸도록 마련될 수 있으며, 상부가 개방된 직육면체 형상으로 제작될 수 있다. 몰드(130)는 흑연을 이용하여 제작될 수 있다.
지지대(140)는 몰드(130) 하부에서 도가니(120) 및 몰드(130)를 지지하며, 열 전도성이 우수한 물질, 예를들어 흑연으로 제작될 수 있다.
가열 수단(150)은 도가니(120) 내의 실리콘을 가열하여 용융시키기 위해 설치되며, 도가니(120) 상부에 마련된 상부 히터(151) 및 도가니(120) 측부에 마련된 측부 히터(152)를 포함한다. 상부 히터(151) 및 측부 히터(152)는 챔버(100) 외부의 전원 공급 장치(미도시)와 연결되어 전원 공급 장치로부터 공급된 전원에 의하여 열을 발하게 된다. 또한, 상부 히터(151) 및 측부 히터(152) 부근에는 복수의 온도 센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 온도 센서에 의해 측정된 온도는 챔버(100) 외부에 표시될 수 있다.
단열재(160)는 핫존(10)의 열이 외부로 전달되는 것을 방지하기 위해 마련되며, 가열 수단(150)을 포함한 핫존(10)의 상부 및 측부를 감싸도록 마련된 제 1 및 제 2 단열재(161 및 162)와, 핫존(10)의 하부 영역에 마련된 제 3 단열재(163)와, 제 3 단열재(163)의 하부로부터 챔버(100)의 하부면으로 마련된 제 4 단열재(164)를 포함한다. 단열재(160)는 핫존(10)을 둘러싸게 된다. 이때, 단열재(160)의 형상은 핫존(10)을 내부에 설치할 수 있는 다양한 형상으로 변경될 수 있으며, 일체형 또는 분리형으로 제작될 수 있다. 또한, 제 1 단열재(161)는 제 2 단열재(162)로부터 분리 가능하도록 마련되고, 제 3 단열재(163)는 지지대(140)와 소정 간격 이격되어 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이에는 소정의 공간이 마련된다. 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 통해 냉각 수단(170)의 냉각열이 유입되어 도가니(120) 측부, 즉 도가니(120)와 측부 히터(152) 사이에도 냉각열이 전달될 수 있다.
냉각 수단(170)은 핫존(10)을 냉각시켜 도가니(120) 내에서 용융된 실리콘을 응고시킨다. 냉각 수단(170)은 핫존(10) 하부에 복수개 마련되며, 각각의 냉각 수단(170)은 냉매 또는 냉각수가 흐르는 냉각 라인(171)과, 냉각 라인(171)을 감싸며 냉각열을 조절하는 냉각 조절부(174)를 포함한다. 또한, 냉각 조절부(174)는 냉각 라인(171)을 감싸도록 서로 결합된 냉각 차단재(172) 및 냉각 전달재(173)를 포함한다. 냉각 라인(171)은 핫존(10) 하부, 즉 지지대(140) 하부를 가로질러 배치되며, 예를들어 원통, 사각통, 다각통 등의 통형으로 제작될 수 있다. 냉각 차단재(172) 및 냉각 전달재(173)는 예를들어 각각 반통형으로 제작되며, 냉각 라인(171)을 사이에 두고 결합되어 냉각 라인(171)을 감싸게 된다. 여기서, 냉각 차단재(172)는 열 차단성 물질로 제작되고, 냉각 전달재(173)는 열 전도성 물질로 제작된다. 냉각 수단(170)은 챔버(100) 외부에 마련된 회전 구동 수단(미도시)에 의해 회전하는데, 냉각 라인(171)을 포함한 냉각 수단(170) 전체가 회전할 수도 있고, 냉각 라인(171)을 제외한 냉각 조절부(174)만이 회전할 수도 있다. 냉각 수단(170)은 회전에 의해 핫존(10)의 온도를 낮추거나 유지할 수 있다. 즉, 실리콘의 용융 시에는 냉각 차단재(172)가 냉각 라인(171)의 상부에 위치하여 도가니(120)는 실리콘의 용융 온도를 유지하고, 실리콘의 응고 시에는 냉각 수단(170)이 회전하여 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171)의 상부로 이동하면서 핫존(10)의 온도를 낮추게 된다. 실리콘 응고 시 냉각 수단(170)이 회전하면서 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171) 상부에 위치하는 영역이 점차 증가하면서 핫존(10)의 온도를 서서히 낮추게 된다. 이때, 핫존(10) 하부 뿐만 아니라 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 통해 도가니(120) 측부에도 냉각열이 전달되어 도가니(120) 측부에서도 도가니(120) 하부와 동시에 실리콘의 응고가 이루어진다. 한편, 모든 냉각 수단(170)은 동일 방향으로 회전할 수도 있고, 서로 다른 방향으로 회전할 수도 있는데, 예를들어 중앙부를 중심으로 일측의 적어도 하나의 냉각 수단(170)이 시계 방향으로 회전하고, 나머지 냉각 수단(170)이 반시계 방향으로 회전할 수도 있다. 또한, 예를들어 홀수번째 냉각 수단(170)이 시계 방향으로 회전하고, 짝수번째 냉각 수단(170)이 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이외에도 다양한 방법으로 냉각 수단(170)이 서로 다른 방향으로 회전할 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 도가니(120) 하부에 위치하는 냉각 수단(170)이 실리콘 원료 용융 시에는 냉각 차단재(172)가 냉각 라인(171) 상부에 위치하고, 실리콘 응고 시에는 회전하여 냉각 전달재(173)가 서서히 냉각 라인(171) 상부에 위치하도록 함으로써 열 손실을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치를 이용한 다결정 실리콘 잉곳 제조 방법을 도 2 내지 도 7을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 챔버(100)의 상부 및 제 1 단열재(161)를 개방하고, 도가니(120)에 고순도 실리콘 원료(20)를 투입한 후 제 1 단열재(161) 및 챔버(100)의 상부를 밀폐시킨다. 이때, 실리콘 원료(20) 이외에 n형 또는 p형의 불순물을 함께 첨가하여 결정성 실리콘의 전기적 특성을 제어할 수 있다. 밀폐된 챔버(100) 내부는 진공 펌프(미도시) 및 밸브(미도시)를 이용하여 예를들어 10-2∼10-4torr 정도의 진공 또는 대기압보다 낮은 압력을 유지하도록 한다. 이때, 핫존(10) 하부의 냉각 수단(170)은 냉각 라인(171) 상부에 냉각 차단재(172)가 위치한다. 따라서, 냉각 라인(171)을 통해 냉매 또는 냉각수가 흐르더라도 냉각 라인(171)으로부터의 냉각열이 상부로 전달되지 못하게 한다. 또한, 냉각 라인(171)을 통해 냉매 또는 냉각수가 흐르지 않도록 할 수도 있다. 이 경우에도 냉각 라인(171) 상부에 냉각 차단재(172)가 위치하는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 다음으로 가열 수단(150)을 작동시켜 도가니(120)를 가열한다. 이때, 가열 수단(150)은 실리콘 원료(20)를 용융시킬 수 있는 온도, 예를들어 1450℃의 온도로 도가니(150)를 가열한다. 도가니(120)가 가열됨으로써 도가니(120) 내의 실리콘 원료(20)가 점차 용융되어 실리콘 융액(30)이 된다. 이때에도 핫존(10) 하부의 냉각 수단(170)은 냉각 라인(171) 상부에 냉각 차단재(172)가 위치한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 실리콘이 완전히 용융되고 열 안정 상태가 되면 실리콘을 응고시키기 시작하는데, 이를 위해 냉각 라인(171)에 냉매 또는 냉각수가 흐르도록 하고, 냉각 수단(170)을 서서히 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 냉각 전달재(173)의 적어도 일부가 냉각 라인(171) 상부와 핫존(10) 하부에 위치하면서부터 실리콘 융액(30)이 하부로부터 응고(40)되기 시작한다. 이때, 냉각 전달재(173)가 서서히 회전하는 동시에 가열 수단(150)의 열을 서서히 낮출 수 있다. 그런데, 냉각 전달재(173)를 통해 전달되는 냉각 라인(171)의 냉각열은 핫존(10) 하부 뿐만 아니라 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 통해 도가니(120) 측부에도 전달된다. 따라서, 도가니(120) 하부 뿐만 아니라 도가니(120) 측부에서도 동시에 실리콘 융액(30)이 응고되기 때문에 응고 계면이 수평이 된다. 즉, 냉각 수단(170)의 회전 속도를 조절하고, 가열 수단(150)의 열을 조절함으로써 응고 속도 및 응고 계면이 수평이 되도록 조절한다. 이때, 도가니(120) 내의 하부 영역 전체에서 균일하게 실리콘 융액(20)이 응고되면서 실리콘 결정립들이 수직 방향으로 성장된다. 또한, 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171) 상부에 위치할수록 결정립들은 계속 수직 방향으로 성장된다.
도 7을 참조하면, 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171)의 상부에 완전히 위치할 때까지 냉각 수단(170)을 회전시킨다. 도가니(120) 내의 실리콘 융액(30)이 완전히 응고되어 다결정 실리콘 잉곳(50)이 제조될 때까지 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171)의 상부에 위치하도록 한다. 이때, 가열 수단(150)의 온도 또한 계속해서 낮추게 된다. 물론, 냉각 라인(171)의 냉각열이 핫존(10) 하부 뿐만 아니라 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 통해 도가니(120) 측부에도 전달되므로 응고 계면이 수평이 되도록 실리콘 융액(30)이 응고되어 다결정 실리콘 잉곳(50)이 제조된다. 한편, 다결정 실리콘 잉곳(50)이 제조된 후 가열 수단(150)을 이용하여 다결정 실리콘 잉곳(50)을 열처리할 수도 있다. 다결정 실리콘 잉곳(50)의 열처리는 다결정 실리콘 잉곳(50)이 용융되지 않을 정도의 온도, 예를들어 900℃∼1200℃의 온도에서 실시한다. 이렇게 열처리 공정을 실시함으로써 실리콘 융액(30)이 응고되면서 결정 성장을 하는 과정에서 열응력 등으로 인하여 발생할 수 있는 다결정 실리콘 잉곳(50) 내의 각종 결함을 최소화할 수 있다. 다결정 실리콘 잉곳(50)을 열처리하는 과정에서 냉각 수단(170)의 냉각열을 차단할 수 있는데, 냉각 수단(170)을 회전시키지 않고 냉각 라인(171)을 통한 냉매 또는 냉각수의 흐름을 중지하거나 냉각 수단(170)을 회전시켜 냉각 차단재(172)가 냉각 라인(171) 상부에 위치하도록 할 수 있다.
이렇게 다결정 실리콘 잉곳(50)을 제조한 후 챔버(100) 내에 퍼지 가스를 주입하고, 챔버(100) 내의 압력을 조절하여 상압으로 도달하면 챔버(100)를 개방하여 다결정 실리콘 잉곳(50)을 인출하게 된다.
상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 제 3 단열재(163)과 지지대(140) 사이에 공간이 마련되어 회전하는 냉각 수단(170)의 냉각열이 도가니(120) 하부 뿐만 아니라 제 3 단열재(163)과 지지대(140) 사이의 공간을 통해 도가니(120) 측부까지 전달되어 실리콘 융액이 중심부와 측부에서 동시에 응고되도록 한다. 그러나, 제 3 단열재(163)과 지지대(140) 사이의 공간을 최초에는 폐쇄한 후 냉각 수단(170)의 회전에 따라 개방하도록 이동 단열판을 구비할 수도 있다.
이러한 이동 단열판을 구비하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치를 도 8을 이용하여 설명하고, 이를 이용한 다결정 실리콘 잉곳 제조 방법을 도 9 내지 도 12을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 내부에 핫존(hor zone)(10)이 마련되는 챔버(100)와, 챔버(100)의 벽면 내부에 마련된 챔버 냉각 라인(110)과, 실리콘 원료를 용융시키는 도가니(120)와, 도가니(120)를 둘러싸는 몰드(130)와, 도나기(120) 및 몰드(130)를 지지하는 지지대(140)와, 도가니(120) 내의 실리콘을 가열하여 용융시키는 가열 수단(150)과, 핫존(10)의 열을 외부와 차단하기 위한 단열재(160)와, 용융된 실리콘을 냉각시키는 냉각 수단(170)을 포함한다. 또한, 단열재(160)의 일부와 지지대(140) 사이의 공간에 마련되며 상하 이동 가능한 이동 단열판(180)과, 이동 단열판(180)과 연결되어 이동 단열판(180)을 상하 이동시키는 이동 수단(190)을 더 포함한다. 여기서, 이동 단열판(180) 및 이동 수단(190)을 제외한 나머지는 도 1을 이용하여 설명된 본 발명의 일 실시 예와 동일하므로 여기서는 이동 단열판(180) 및 이동 수단(190)의 구성에 대해서만 중점적으로 설명하겠다.
이동 단열판(180)은 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 폐쇄하도록 마련된다. 이동 단열판(180)은 상부 일부가 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간보다 폭이 넓고, 다른 부분은 이들 사이의 공간보다 폭이 좁게 제작될 수 있다. 즉, 이동 단열판(180)은 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 폐쇄하고 내부에 개구부가 있는 판형상의 플레이트와, 플레이트 단부에서 하방으로 연장된 폭이 좁은 연장부를 포함한다. 여기서, 연장부는 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간에서 이동 단열판(180)이 상하 이동할 수 있도록 한다. 또한, 이동 단열판(180)은 최초 측부 히터(152)의 하부보다 낮은 위치에 위치해 있고, 상측으로 이동하면서 측부 히터(152)와 도가니(120) 사이를 가로막게 된다. 그리고, 냉각 수단(170)이 회전하면서 이동 단열판(180)이 상부로 이동하고, 이동 단열판(180)이 상부로 이동하면서 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간이 개방된다. 정확하게는 이동 단열판(180)의 연장부와 지지대(140) 사이가 개방된다. 개방된 공간 사이를 통해 냉각열이 도가니(120) 측부에 전달된다. 이때, 이동 단열판(180)의 플레이트는 이동 단열판(180)이 상부로 이동하였을 때 냉각 수단(170)의 냉각열이 그 위까지 전달되는 것을 방지하는 역할도 한다. 또한, 이동 단열판(180)의 연장부는 측부 히터(152)의 열 전달을 방지하는 역할도 한다. 따라서, 실리콘 응고 계면이 중앙부와 가장자리가 수평으로 응고되도록 할 수 있다. 한편, 이동 단열판(180)의 플레이트가 지지대(140)의 상부에 안착되기 때문에 지지대(140)에 단턱이 형성될 수도 있다.
이동 수단(190)은 이동 단열판(180)의 하부와 연결되어 이동 단열판(180)을 상하 이동시킨다. 이동 수단(190)은 챔버(100) 하측이 일부 관통된 개구부를 통해 수직 구동 수단(미도시)과 연결된다. 즉, 이동 수단(190)은 수직 구동 수단에 의해 상하 운동하며, 이동 수단(190)의 상하 운동에 의해 이동 단열판(180)이 상하 이동한다. 한편, 이동 수단(190)을 수직 운동시키는 수직 구동 수단은 냉각 수단(170)을 구동시키는 회전 구동 수단(미도시)과 연동된다. 즉, 회전 구동 수단이 어느 정도 구동된 후 수직 구동 수단이 구동하여 냉각 수단(170)이 회전하면서 이동 단열판(180)이 상부로 이동하게 된다. 이때, 냉각 수단(170)의 냉각 전달재(173)가 상부에 위치하는 거리와 이동 단열판(180)이 최대 높이로 상승하는 거리를 고려하여 회전 구동 수단과 수직 구동 수단의 속도를 조절할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치를 이용한 다결정 실리콘 잉곳 제조 방법을 도 9 내지 도 12를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 9를 참조하면, 도가니(120)에 고순도 실리콘 원료(20)를 투입한 후 챔버(100)를 밀폐시킨다. 밀폐된 챔버(100) 내부는 진공 펌프(미도시) 및 밸브(미도시)를 이용하여 진공 또는 대기압보다 낮은 압력을 유지하도록 한다. 이때, 핫존(10) 하부의 냉각 수단(170)은 냉각 라인(171) 상부에 냉각 차단재(172)가 위치한다. 또한, 이동 단열판(180)의 상부가 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 폐쇄하게 된다.
도 10을 참조하면, 다음으로 가열 수단(150)을 실리콘 원료(20)를 용융시킬 수 있을 정도의 온도로 작동시켜 도가니(120)를 가열한다. 도가니(120)가 가열됨으로써 도가니(120) 내의 실리콘 원료(20)가 점차 용융되어 실리콘 융액(30)이 된다. 이때에도 핫존(10) 하부의 냉각 수단(170)은 냉각 라인(171) 상부에 냉각 차단재(172)가 위치한다. 또한, 이동 단열판(180)은 제 3 단열재(163)과 지지대(140) 사이의 공간을 폐쇄하는 상태를 유지하게 된다.
도 11을 참조하면, 실리콘이 완전히 용융되고 열 안정 상태가 되면 실리콘을 응고시킨다. 이를 위해 냉각 라인(171)에 냉매 또는 냉각수가 흐르도록 하고, 냉각 수단(170)을 서서히 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키고, 냉각 수단(170)이 어느 정도 회전한 후 이동 수단(190)이 상방 운동하여 이동 단열판(180)이 상방으로 이동하도록 한다. 냉각 수단(170)의 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171) 상부와 핫존(10) 하부에 위치하면서 실리콘 융액(30)이 하부로부터 응고(40)되기 시작된다. 그리고, 이동 단열판(180)이 상방으로 이동하면서 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이에 공간이 마련되고, 그 공간을 통해 냉각 수단(170)의 냉각열이 도가니(120)의 측부에 전달된다. 이때, 이동 단열판(180)의 플레이트는 냉각열이 이동 단열판(180) 상부의 도가니(120) 측부까지 전달되지 못하게 하는 역할을 한다. 이에 따라 중앙보다 가장자리가 더 빨리 응고되는 것을 방지할 수 있다. 이렇게 냉각 수단(170)이 회전하여 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171)의 상부에 위치하는 공간이 넓어질수록 이동 단열판(180)의 상방 이동 거리도 증가하게 된다. 따라서, 이동 단열판(180)의 상방 이동 거리가 증가할수록 이동 단열판(180)과 도가니(120) 측부 사이의 공간이 넓어지고, 이에 따라 응고되는 두께 또한 두꺼워지게 된다. 한편, 냉각 수단(170)이 서서히 회전하는 동시에 가열 수단(150)의 열을 서서히 낮출 수 있다.
도 12를 참조하면, 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171)의 상부에 완전히 위치할 때까지 냉각 수단(170)을 회전시키고, 이동 단열판(180)을 최대한 상방 이동시킨다. 도가니(120) 내의 실리콘 융액(30)이 완전히 응고되어 다결정 실리콘 잉곳(50)이 제조될 때까지 냉각 전달재(173)가 냉각 라인(171)의 상부에 위치하도록 하고, 이동 단열판(180)이 최대 높이를 유지하도록 한다. 이때, 가열 수단(150)의 온도 또한 계속해서 낮추게 된다. 냉각 라인(171)의 냉각열이 핫존(10) 하부 뿐만 아니라 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 통해 도가니(120) 측부에도 전달되므로 수평적으로 실리콘 융액(30)이 응고되어 다결정 실리콘 잉곳(50)이 제조된다. 한편, 다결정 실리콘 잉곳(50)이 제조된 후 가열 수단(150)을 이용하여 다결정 실리콘 잉곳(50)을 열처리할 수도 있다. 이렇게 열처리 공정을 실시함으로써 실리콘 융액(30)이 응고되면서 결정 성장을 하는 과정에서 열응력 등으로 인하여 발생할 수 있는 다결정 실리콘 잉곳(50) 내의 각종 결함을 최소화할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
예를들어 도 13에 도시된 바와 같이 냉각 수단(170)을 하부에서 지지하는 지지 수단(195)를 마련하고, 지지 수단(195) 하부와 연결되는 이동 수단(191)을 챔버(100) 하측에 마련하여 냉각 수단(170)이 상방 이동하면서 회전하도록 할 수 있다. 이렇게 냉각 수단(170)이 상방 이동하면 냉각열이 더 빨리 전달되어 실리콘 융액을 빠르게 응고시킬 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이 측부 히터(152)를 설치하지 않고 가열 수단(150)을 상부 히터(151)과 하부 히터(153)로 구성할 수도 있다. 하부 히터(153)은 지지대(140)와 냉각 수단(170) 사이에 위치한다. 하부 히터(153)는 상부 히터(151)과 마찬가지로 냉각 수단(170)이 회전하면서 가열 온도를 서서히 줄이게 된다.
그리고, 도 15에 도시된 바와 같이 냉각 라인(171)을 챔버(100)의 하부에 설치하고, 지지대(140)와 냉각 라인(171) 사이에 하부 히터(153)을 설치할 수도 있다. 여기서, 하부 히터(153) 적어도 하나가 서로 이격된 라인 형태로 설치할 수 있고, 하부 히터(153)를 일부 감싸도록 냉각 차단재(172)를 설치한다. 냉각 차단재(172)는 반원통형으로 제작되며, 초기에는 하부 히터(153) 하부에 수평으로 위치하며, 회전하여 도 16에 도시된 바와 같이 하부 히터(153)의 측부의 수직으로 위치하게 된다. 냉각 차단재(172)의 회전에 의해 하부의 냉각 라인(171)으로부터 냉각열을 도가니(120) 하부 및 측부로 점차적으로 전달하여 실리콘 융액(30)을 응고시켜 실리콘 잉곳을 제조할 수도 있다.
또한, 상기 실시 예는 상하 이동하는 이동 단열판(180)을 예로 들어 설명하였으나, 이동 단열판은 좌우 운동하도록 제작될 수 있다. 즉, 제 3 단열재(163)의 상부로부터 지지대(140)의 상부로 이동하면서 제 3 단열재(163)와 지지대(140) 사이의 공간을 개폐하도록 이동 단열판을 제작할 수도 있다.
한편, 상기 실시 예는 다결정 실리콘 잉곳의 제조에 이용되는 경우에 대해 설명하였으나, 다결정 실리콘 잉곳 이외에도 사파이어, SiC 등의 다양한 잉곳 제조에 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 원료를 담는 도가니;
    상기 도가니를 가열하는 가열 수단;
    상기 도가니를 지지하는 지지대;
    상기 가열 수단 외부에 마련되는 단열재; 및
    상기 도가니 지지대 하부에 마련되며, 회전 가능한 냉각 수단을 포함하는 잉곳 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 도가니 상부에 마련된 상부 히터; 및
    상기 도가니 측부에 마련된 측부 히터를 포함하는 잉곳 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 도가니 상부에 마련된 상부 히터; 및
    상기 지지대와 상기 냉각 수단 사이에 마련된 하부 히터를 포함하는 잉곳 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단열재는 상기 지지대와 소정 간격 이격되어 마련되는 잉곳 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 수단은 적어도 하나의 냉각 라인; 및
    상기 냉각 라인을 감싸도록 결합된 냉각 차단재 및 냉각 전달재를 포함하는 잉곳 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 냉각 라인은 통형으로 제작되며, 상기 냉각 차단재 및 냉각 전달재는 반통형으로 제작되어 결합되는 잉곳 제조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 냉각 차단재는 상기 원료 용융시 상기 냉각 라인 상부에 위치하고, 상기 냉각 전달재는 상기 원료 응고시 점차적으로 회전하여 상기 냉각 라인 상부에 위치하는 잉곳 제조 장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 단열재와 상기 지지대 사이의 공간을 폐쇄시키도록 이동 가능한 이동 단열판; 및
    상기 이동 단열판과 연결되어 상기 이동 단열판을 이동시키는 이동 수단을 포함하는 잉곳 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 이동 단열판은 상하 또는 좌우로 이동 가능한 잉곳 제조 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 이동 단열판은 상기 냉각 수단과 연동되어 구동되는 잉곳 제조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 수단의 하부를 지지하는 지지 수단; 및
    상기 지지 수단과 연결되어 상기 지지 수단을 상하 이동시키는 이동 수단을 포함하는 잉곳 제조 장치.
  12. 원료를 도가니에 투입하는 단계;
    상기 도가니 외부에 설치된 가열 수단을 이용하여 상기 원료를 용융시켜 융액을 형성하는 단계; 및
    상기 도가니 하부에 설치된 냉각 수단을 회전시켜 상기 도가니 하부 및 도가니 측부에 냉각열을 전달하여 상기 융액을 응고시켜 잉곳을 제조하는 단계를 포함하는 잉곳 제조 방법.
PCT/KR2009/004458 2008-08-26 2009-08-11 잉곳 제조 장치 및 제조 방법 WO2010024541A2 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009801332302A CN102131963B (zh) 2008-08-26 2009-08-11 用于制造锭块的设备和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0083349 2008-08-26
KR1020080083349A KR20100024675A (ko) 2008-08-26 2008-08-26 잉곳 제조 장치 및 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010024541A2 true WO2010024541A2 (ko) 2010-03-04
WO2010024541A3 WO2010024541A3 (ko) 2010-07-01

Family

ID=41722070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/004458 WO2010024541A2 (ko) 2008-08-26 2009-08-11 잉곳 제조 장치 및 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20100024675A (ko)
CN (1) CN102131963B (ko)
WO (1) WO2010024541A2 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013040246A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Memc Singapore Pte, Ltd. Directional solidification furnace having movable insulation system
WO2013040219A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Memc Singapore Pte, Ltd. Directional solidification furnace having movable heat exchangers
US20130086967A1 (en) * 2010-06-23 2013-04-11 Ho Do Lee Apparatus and method for manufacturing implant using amorphous alloy
ITTO20130258A1 (it) * 2013-03-28 2014-09-29 Saet Spa Dispositivo e metodo per produrre un blocco di materiale multicristallino, in particolare silicio, mediante solidificazione direzionale
FR3081173A1 (fr) * 2018-05-17 2019-11-22 Ecm Greentech Four de solidification dirigee de cristaux

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086856A1 (ko) * 2010-12-21 2012-06-28 (주)티피에스 단결정 사파이어 잉곳 성장장치
US20120280429A1 (en) * 2011-05-02 2012-11-08 Gt Solar, Inc. Apparatus and method for producing a multicrystalline material having large grain sizes
US20150086464A1 (en) * 2012-01-27 2015-03-26 Gtat Corporation Method of producing monocrystalline silicon
KR101339377B1 (ko) * 2012-06-19 2013-12-09 주식회사 인솔텍 실리콘 잉곳 제조장치 및 이를 이용한 잉곳 제조방법
KR101412315B1 (ko) * 2012-06-28 2014-06-25 현대제철 주식회사 잉곳 열처리 온도측정장치 및 이를 갖는 열처리 설비
US10633759B2 (en) 2013-09-30 2020-04-28 Gtat Corporation Technique for controlling temperature uniformity in crystal growth apparatus
KR20160123536A (ko) * 2015-04-16 2016-10-26 포토멕 주식회사 사파이어 잉곳 제조장치
CN107604436A (zh) * 2017-10-31 2018-01-19 江苏高照新能源发展有限公司 一种可移动式侧加热器的g7炉

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030046718A (ko) * 2001-12-06 2003-06-18 주식회사 실트론 소구경 실리콘 잉곳 성장챔버
KR20070118945A (ko) * 2006-06-13 2007-12-18 김영조 다결정 실리콘 잉곳 제조장치
JP2008037686A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Katsuyo Tawara 結晶製造装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3520957B2 (ja) * 1997-06-23 2004-04-19 シャープ株式会社 多結晶半導体インゴットの製造方法および装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030046718A (ko) * 2001-12-06 2003-06-18 주식회사 실트론 소구경 실리콘 잉곳 성장챔버
KR20070118945A (ko) * 2006-06-13 2007-12-18 김영조 다결정 실리콘 잉곳 제조장치
JP2008037686A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Katsuyo Tawara 結晶製造装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130086967A1 (en) * 2010-06-23 2013-04-11 Ho Do Lee Apparatus and method for manufacturing implant using amorphous alloy
US8656751B2 (en) * 2010-06-23 2014-02-25 Ho Do Lee Apparatus and method for manufacturing implant using amorphous alloy
WO2013040246A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Memc Singapore Pte, Ltd. Directional solidification furnace having movable insulation system
WO2013040219A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-21 Memc Singapore Pte, Ltd. Directional solidification furnace having movable heat exchangers
US9574825B2 (en) 2011-09-14 2017-02-21 Memc Singapore Pte. Ltd. Directional solidification furnace having movable heat exchangers
ITTO20130258A1 (it) * 2013-03-28 2014-09-29 Saet Spa Dispositivo e metodo per produrre un blocco di materiale multicristallino, in particolare silicio, mediante solidificazione direzionale
FR3081173A1 (fr) * 2018-05-17 2019-11-22 Ecm Greentech Four de solidification dirigee de cristaux

Also Published As

Publication number Publication date
CN102131963A (zh) 2011-07-20
KR20100024675A (ko) 2010-03-08
CN102131963B (zh) 2013-06-26
WO2010024541A3 (ko) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010024541A2 (ko) 잉곳 제조 장치 및 제조 방법
WO2011136479A2 (ko) 태양전지용 고 생산성 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치
KR100861412B1 (ko) 다결정 실리콘 잉곳 제조장치
WO2011027992A2 (ko) 사파이어 단결정 성장방법과 그 장치
EP1867759B1 (en) Manufacturing equipment for polysilicon ingot
CN101305116A (zh) 晶体生长的系统和方法
CN101906657B (zh) 制造单晶锭的系统
KR100916843B1 (ko) 고효율 다결정 실리콘 잉곳 제조장치
EP3760767A1 (en) Ingot furnace for directional solidification growth of crystalline silicon and application
WO2008086705A1 (fr) Système de production de cristaux utilisé dans un procédé à gradient thermique par rotation de plusieurs creusets
EP2665848A2 (en) Resistance heated sapphire single crystal ingot grower, method of manufacturing resistance heated sapphire sngle crystal ingot, sapphire sngle crystal ingot, and sapphire wafer
WO1993017158A1 (en) Method and apparatus for growing shaped crystals
KR101345747B1 (ko) 반도체 또는 금속산화물 잉곳 제조장치
KR101199562B1 (ko) 다결정 실리콘 잉곳 제조장치
EP1114884B1 (en) Process for producing compound semiconductor single crystal
CN2637505Y (zh) 大面积晶体的温梯法生长装置
JP4726454B2 (ja) 多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、これを用いた多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子
CN102912416A (zh) 新型多晶炉加热装置
KR101139846B1 (ko) 효과적인 단열보호판을 구비한 태양전지용 다결정 실리콘잉곳 제조장치
CN201817569U (zh) 制造单晶锭的系统
KR20120125819A (ko) 실리콘 잉곳 제조 장치
CN213327933U (zh) 一种单晶硅铸锭炉
CN115354390A (zh) 一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法
CN105040092A (zh) 一种向下拉制单晶硅的装置及拉制法
CN111663180A (zh) 一种多晶硅铸锭炉

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980133230.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09810146

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09810146

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2