JPH0353274B2 - - Google Patents
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- JPH0353274B2 JPH0353274B2 JP26185485A JP26185485A JPH0353274B2 JP H0353274 B2 JPH0353274 B2 JP H0353274B2 JP 26185485 A JP26185485 A JP 26185485A JP 26185485 A JP26185485 A JP 26185485A JP H0353274 B2 JPH0353274 B2 JP H0353274B2
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は結晶端支持材（ストリング）を使用し
た平板状シリコン結晶の成長装置に関する。
た平板状シリコン結晶の成長装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、太陽電池を安価に製造するため第３図に
示す引上げ方法が開発されている。尚、第３図ａ
は平面図、同図ｂは同図のＡ−A′線断面図であ
る。すなわち、カーボン製るつぼ３２中に収容さ
れた多結晶シリコンをヒータ３４，３５に通電し
て融解し、シリコン融液３３をつくる。その後、
前記カーボン製るつぼ３２の底の小孔３７ａ，３
７ｂにホツトチヤンバ３６を介して、結晶端支持
材であるカーボン繊維で構成した直径0.5mmのス
トリング３１ａ，３１ｂを通し、シリコン融液３
３の面上にその先端を出す。その後ストリング３
１ａ，３１ｂ間に種結晶（図示せず）を下降し、
シリコン融液３３とストリング３１ａ，３１ｂ先
端になじませると、ストリング３１ａ，３１ｂと
種結晶によりシリコン融液３３は支えられる。種
結晶と伴に２本のストリング３１ａ，３１ｂを引
上げることにより平板状のシリコン結晶が引上げ
られる。ところで、このような装置で引上げられ
た平板状シリコン結晶の厚さが不均一で例えば太
陽電池として使用する場合、素子工程特に電極等
の印刷工程で割れ、素子作成歩留りが30〜40％と
低かつた。さらに引上げ終了後、カーボン製るつ
ぼ中に残つたシリコン融液が固体化する際の体積
膨脹によりカーボン製るつぼが破損し再使用が困
難であつた。
示す引上げ方法が開発されている。尚、第３図ａ
は平面図、同図ｂは同図のＡ−A′線断面図であ
る。すなわち、カーボン製るつぼ３２中に収容さ
れた多結晶シリコンをヒータ３４，３５に通電し
て融解し、シリコン融液３３をつくる。その後、
前記カーボン製るつぼ３２の底の小孔３７ａ，３
７ｂにホツトチヤンバ３６を介して、結晶端支持
材であるカーボン繊維で構成した直径0.5mmのス
トリング３１ａ，３１ｂを通し、シリコン融液３
３の面上にその先端を出す。その後ストリング３
１ａ，３１ｂ間に種結晶（図示せず）を下降し、
シリコン融液３３とストリング３１ａ，３１ｂ先
端になじませると、ストリング３１ａ，３１ｂと
種結晶によりシリコン融液３３は支えられる。種
結晶と伴に２本のストリング３１ａ，３１ｂを引
上げることにより平板状のシリコン結晶が引上げ
られる。ところで、このような装置で引上げられ
た平板状シリコン結晶の厚さが不均一で例えば太
陽電池として使用する場合、素子工程特に電極等
の印刷工程で割れ、素子作成歩留りが30〜40％と
低かつた。さらに引上げ終了後、カーボン製るつ
ぼ中に残つたシリコン融液が固体化する際の体積
膨脹によりカーボン製るつぼが破損し再使用が困
難であつた。
平板状シリコン結晶の厚さが不均一な原因を調
査した結果、シリコン融液の温度分布が不均一で
あるための判明した。間隔100mmの２本のストリ
ング間のシリコン融液の温度を10mm間隔で測定し
た。測定は熱電対を石英ガラス等の保護管内に挿
入して行つた。第４図ａにシリコン融液の温度分
布を示す。すなわち、最も高温な部分（図中測定
点４）で1490±２℃、最も低温な部分で1480±３
℃と約10℃の差がありかつ温度分布の凹凸が観察
された。
査した結果、シリコン融液の温度分布が不均一で
あるための判明した。間隔100mmの２本のストリ
ング間のシリコン融液の温度を10mm間隔で測定し
た。測定は熱電対を石英ガラス等の保護管内に挿
入して行つた。第４図ａにシリコン融液の温度分
布を示す。すなわち、最も高温な部分（図中測定
点４）で1490±２℃、最も低温な部分で1480±３
℃と約10℃の差がありかつ温度分布の凹凸が観察
された。
このようなシリコン融液の温度分布で引上げ速
度16mm〜18mm／分で成長を試みた。幅100mmの平
板状シリコン結晶の成長は継続するものの、幅方
向に厚さの不均一性が発生した。厚さを測定した
結果を第４図ｂに示す。最も厚い部分（温度が最
も低い部分、図中測定点１０）で510±20μｍ、
最も薄い部分（温度が最も高い部分、図中測定点
４）で290±20μｍで、約220μｍの不均一が発生
しかつ図中測定点８で370±20μｍの凹凸が観察
された。次に厚みが不均一な平板状シリン結晶を
例えば100mm×100mmのサイズに切断し、太陽電池
素子を作成した。ところが素子のハンドリング、
あるいは電極等の印刷工程の印圧で割れ素子作成
の歩留りが約30％〜40％と低かつた。また成長終
了後、ヒータへの通電を中止し温度を低下させる
際にカーボン製るつぼ中又はストリング孔中に残
つたシリコン融液が固体化する際の体積膨脹によ
りカーボン製るつぼが破損し、再使用が困難であ
り太陽電池素子を安価に製造することができなか
つた。
度16mm〜18mm／分で成長を試みた。幅100mmの平
板状シリコン結晶の成長は継続するものの、幅方
向に厚さの不均一性が発生した。厚さを測定した
結果を第４図ｂに示す。最も厚い部分（温度が最
も低い部分、図中測定点１０）で510±20μｍ、
最も薄い部分（温度が最も高い部分、図中測定点
４）で290±20μｍで、約220μｍの不均一が発生
しかつ図中測定点８で370±20μｍの凹凸が観察
された。次に厚みが不均一な平板状シリン結晶を
例えば100mm×100mmのサイズに切断し、太陽電池
素子を作成した。ところが素子のハンドリング、
あるいは電極等の印刷工程の印圧で割れ素子作成
の歩留りが約30％〜40％と低かつた。また成長終
了後、ヒータへの通電を中止し温度を低下させる
際にカーボン製るつぼ中又はストリング孔中に残
つたシリコン融液が固体化する際の体積膨脹によ
りカーボン製るつぼが破損し、再使用が困難であ
り太陽電池素子を安価に製造することができなか
つた。
［発明の目的］
本発明の目的は平板状シリコン結晶の厚さを均
一にすることにより太陽電池素子工程での割れを
防止し素子作成歩留りを大幅に向上させると同時
に、るつぼの破損を防止し、再使用を可能にする
平板状シリコン結晶の成長装置を提供するもので
ある。
一にすることにより太陽電池素子工程での割れを
防止し素子作成歩留りを大幅に向上させると同時
に、るつぼの破損を防止し、再使用を可能にする
平板状シリコン結晶の成長装置を提供するもので
ある。
［発明の概要］
本発明は、底部に少なくとも２個の小孔のあい
たるつぼの下部より、少なくとも２本の結晶端支
持材を、前記小孔それぞれを通じて前記るつぼの
上方に配置し、また、前記るつぼにシリコン融液
を収容し、前記結晶端支持材同志間の前記シリコ
ン融液と前記結晶端支持材とに種結晶を接触さ
せ、この種結晶を引上げることにより、前記種結
晶端支持材の間に表面張力により張られたシリコ
ン融液を連続的に結晶化させて平板状シリコン結
晶を成長する装置において、上記るつぼ中の内壁
もしくは上記小孔内壁に粉末状の窒化シリコンを
介してカーボンフオイルで覆うものである。
たるつぼの下部より、少なくとも２本の結晶端支
持材を、前記小孔それぞれを通じて前記るつぼの
上方に配置し、また、前記るつぼにシリコン融液
を収容し、前記結晶端支持材同志間の前記シリコ
ン融液と前記結晶端支持材とに種結晶を接触さ
せ、この種結晶を引上げることにより、前記種結
晶端支持材の間に表面張力により張られたシリコ
ン融液を連続的に結晶化させて平板状シリコン結
晶を成長する装置において、上記るつぼ中の内壁
もしくは上記小孔内壁に粉末状の窒化シリコンを
介してカーボンフオイルで覆うものである。
［発明の実施例］
第１図に本発明の一実施例を示す。図中、第３
図と同一部分は同一符号を付してその説明を省略
する。第１図に示す如く、カーボン製るつぼ３２
の内壁を粉末状の窒化シリコン１２で約0.5mm厚
の層状に覆いその内部に約２mm厚のカーボンフオ
イル１１を敷くように構成した。
図と同一部分は同一符号を付してその説明を省略
する。第１図に示す如く、カーボン製るつぼ３２
の内壁を粉末状の窒化シリコン１２で約0.5mm厚
の層状に覆いその内部に約２mm厚のカーボンフオ
イル１１を敷くように構成した。
原料の多結晶シリコンを上記カーボン製るつぼ
３２内に収容し、ヒータ３４，３５に通電し多結
晶シリコンを融解しシリコン融液３３を作成し
た。
３２内に収容し、ヒータ３４，３５に通電し多結
晶シリコンを融解しシリコン融液３３を作成し
た。
前記したと同様な方法で温度分布を測定した結
果を第２図ａに示す。最も温度が高い部分（測定
点４）で1488±２℃、最も温度が低い部分（測定
点７）で1485±２℃と温度差は３℃と大幅に減少
し、均一性が向上した。次に、種結晶３９を16〜
18mm／分で引上げ、平板状シリコン結晶を作成
し、その厚さを測定した。その結果を第２図ｂに
示す。最も厚い部分で420±20μｍ、最も薄い部
分で390±20μｍと厚さの差は30μｍまで減少し、
凹凸程度は小さく厚さの均一性は約３倍以上に向
上した。
果を第２図ａに示す。最も温度が高い部分（測定
点４）で1488±２℃、最も温度が低い部分（測定
点７）で1485±２℃と温度差は３℃と大幅に減少
し、均一性が向上した。次に、種結晶３９を16〜
18mm／分で引上げ、平板状シリコン結晶を作成
し、その厚さを測定した。その結果を第２図ｂに
示す。最も厚い部分で420±20μｍ、最も薄い部
分で390±20μｍと厚さの差は30μｍまで減少し、
凹凸程度は小さく厚さの均一性は約３倍以上に向
上した。
上記平板状シリコン結晶を100mm×100mmのサイ
ズに切断し、太陽電池素子を作成した。平板状シ
リコン結晶の厚さの均一性と平坦度の向上によ
り、素子化のハンドリング、あるいは電極等の印
刷工程での印圧による割れは大幅に減少し、素子
作成歩留りは80〜85％に向上した。
ズに切断し、太陽電池素子を作成した。平板状シ
リコン結晶の厚さの均一性と平坦度の向上によ
り、素子化のハンドリング、あるいは電極等の印
刷工程での印圧による割れは大幅に減少し、素子
作成歩留りは80〜85％に向上した。
さらに引上げ終了後ヒータ３４，３５の通電を
中止し、シリコン融液３３を固体化させた。室温
までカーボン製るつぼ３２を冷却後、カーボンフ
オイル１１を取り出したところ、るつぼ３２中又
はストリング小孔３７ａ，３７ｂ中に残つていた
固体シリコンはカーボンフオイル１１と伴にるつ
ぼ３２より簡単に除去することができた。再使用
した結果何ら問題は無く数回の再使用が可能とな
り、太陽電池素子を安価に作成する目的にも合致
した。
中止し、シリコン融液３３を固体化させた。室温
までカーボン製るつぼ３２を冷却後、カーボンフ
オイル１１を取り出したところ、るつぼ３２中又
はストリング小孔３７ａ，３７ｂ中に残つていた
固体シリコンはカーボンフオイル１１と伴にるつ
ぼ３２より簡単に除去することができた。再使用
した結果何ら問題は無く数回の再使用が可能とな
り、太陽電池素子を安価に作成する目的にも合致
した。
上記、実施例で述べた如く、カーボン製るつぼ
の内壁に粉末状の窒化シリコンを介してカーボン
フオイルで覆うことにより、シリコン融液の温度
分布を均一にして、ひいては平板状シリコン結晶
の厚さの均一性、平坦性を向上させ、太陽電池素
子化歩留りを大幅に向上させることが可能となつ
た。さらにカーボン製るつぼの数回の再使用が出
来る様になり太陽電池素子を安価に作成する目的
も達成した。
の内壁に粉末状の窒化シリコンを介してカーボン
フオイルで覆うことにより、シリコン融液の温度
分布を均一にして、ひいては平板状シリコン結晶
の厚さの均一性、平坦性を向上させ、太陽電池素
子化歩留りを大幅に向上させることが可能となつ
た。さらにカーボン製るつぼの数回の再使用が出
来る様になり太陽電池素子を安価に作成する目的
も達成した。
シリコン融液の温度分布を均一にする手段を
種々検討した結果簡単な方法を見出したもので、
この方法はカーボン製るつぼの内壁をカーボンフ
オイルで覆いかつカーボンフオイルとカーボン製
るつぼ間に粉末の窒化シリコンを介在させること
である。カーボンフオイルは層状構造を成し、面
方向の熱伝導率は約1100℃で36k・cal／ｍ・hr・
℃と高く、均一であり厚さ方向での熱伝導率は約
1100℃で2.99k・cal／ｍ・hr・℃と小さい。また
カーボンフオイルは柔軟性がありシリコンの融点
（1420℃）以上の温度でも耐える。
種々検討した結果簡単な方法を見出したもので、
この方法はカーボン製るつぼの内壁をカーボンフ
オイルで覆いかつカーボンフオイルとカーボン製
るつぼ間に粉末の窒化シリコンを介在させること
である。カーボンフオイルは層状構造を成し、面
方向の熱伝導率は約1100℃で36k・cal／ｍ・hr・
℃と高く、均一であり厚さ方向での熱伝導率は約
1100℃で2.99k・cal／ｍ・hr・℃と小さい。また
カーボンフオイルは柔軟性がありシリコンの融点
（1420℃）以上の温度でも耐える。
従つて、カーボン製るつぼの内壁又はストリン
グ孔中にカーボンフオイルを敷くことにより面方
向の高く均一な熱伝導率を使用してるつぼ中のシ
リコン融液の温度を均一にすることが可能であ
る。さらにカーボンフオイルの柔軟性のため体積
膨脹によりカーボン製るつぼに加わる力を緩和さ
せることができ、かつシリコン融液がカーボンフ
オイルに浸透した場合でも、カーボン製るつぼの
内壁とカーボンフオイル間に介在するシリコン融
液に濡れない窒化シリコンのため、シリコン融液
がカーボン製るつぼの内壁に付着することを防止
することができる。従つて、引上げ終了後、カー
ボンフオイルを取り除くことにより、カーボン製
るつぼの再使用が可能である。
グ孔中にカーボンフオイルを敷くことにより面方
向の高く均一な熱伝導率を使用してるつぼ中のシ
リコン融液の温度を均一にすることが可能であ
る。さらにカーボンフオイルの柔軟性のため体積
膨脹によりカーボン製るつぼに加わる力を緩和さ
せることができ、かつシリコン融液がカーボンフ
オイルに浸透した場合でも、カーボン製るつぼの
内壁とカーボンフオイル間に介在するシリコン融
液に濡れない窒化シリコンのため、シリコン融液
がカーボン製るつぼの内壁に付着することを防止
することができる。従つて、引上げ終了後、カー
ボンフオイルを取り除くことにより、カーボン製
るつぼの再使用が可能である。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、るつぼの内
壁もしくはストリング小孔の中をカーボンフオイ
ルで覆い、かつるつぼ内壁とカーボンフオイル間
に粉末の窒化シリコンを介在させることにより、
平板状シリコン結晶の厚さを均一にして凹凸を減
少させ、太陽電池素子工程での割れを防止し、素
子作成歩留りを向上させることができる。また引
上げ終了後、るつぼの破損を防止し、再使用が可
能となるため、太陽電池素子を安価に作成するこ
とができる。
壁もしくはストリング小孔の中をカーボンフオイ
ルで覆い、かつるつぼ内壁とカーボンフオイル間
に粉末の窒化シリコンを介在させることにより、
平板状シリコン結晶の厚さを均一にして凹凸を減
少させ、太陽電池素子工程での割れを防止し、素
子作成歩留りを向上させることができる。また引
上げ終了後、るつぼの破損を防止し、再使用が可
能となるため、太陽電池素子を安価に作成するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図ａは本発明に係るシリコン融液の温度分布の一
例を示す特性図、第２図ｂは本発明に係る平板状
シリコン結晶の厚さの一例を示す特性図、第３図
ａは従来の平板状シリコン結晶の成長装置を示す
平面図、第３図ｂは同じく断面図、第４図ａは従
来装置でのシリコン融液の温度分布を示す特性
図、第４図ｂは従来の平板状シリコン結晶の厚さ
を示す特性図である。 １１……カーボンフオイル、１２……窒化シリ
コン、３１ａ，３１ｂ……カーボンストリング、
３２……カーボン製るつぼ、３３……シリコン融
液、３４，３５……ヒータ、３６……ホツトチヤ
ンバ、３９……種結晶。
図ａは本発明に係るシリコン融液の温度分布の一
例を示す特性図、第２図ｂは本発明に係る平板状
シリコン結晶の厚さの一例を示す特性図、第３図
ａは従来の平板状シリコン結晶の成長装置を示す
平面図、第３図ｂは同じく断面図、第４図ａは従
来装置でのシリコン融液の温度分布を示す特性
図、第４図ｂは従来の平板状シリコン結晶の厚さ
を示す特性図である。 １１……カーボンフオイル、１２……窒化シリ
コン、３１ａ，３１ｂ……カーボンストリング、
３２……カーボン製るつぼ、３３……シリコン融
液、３４，３５……ヒータ、３６……ホツトチヤ
ンバ、３９……種結晶。
Claims (1)
- １ 底部に少なくとも２個の小孔のあいたるつぼ
の下部より、少なくとも２本の結晶端支持材を、
前記小孔それぞれを通じて前記るつぼの上方に配
置し、また、前記るつぼにシリコン融液を収容
し、前記結晶端支持材同志間の前記シリコン融液
と前記結晶端支持材とに種結晶を接触させ、この
種結晶を引上げることにより、前記結晶端支持材
の間に表面張力により張られたシリコン融液を連
続的に結晶化させて平板状シリコン結晶を成長す
る装置において、前記るつぼ中の内壁もしくは前
記小孔内壁に粉末状の窒化シリコンを介してカー
ボンフオイルで覆うことを特徴とする平板状シリ
コン結晶の成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26185485A JPS62123092A (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 平板状シリコン結晶の成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26185485A JPS62123092A (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 平板状シリコン結晶の成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123092A JPS62123092A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0353274B2 true JPH0353274B2 (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=17367671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26185485A Granted JPS62123092A (ja) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | 平板状シリコン結晶の成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123092A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534610A (ja) * | 2007-07-27 | 2010-11-11 | エバーグリーン ソーラー， インコーポレイテッド | ウエハ／リボン結晶方法およびその装置 |
-
1985
- 1985-11-21 JP JP26185485A patent/JPS62123092A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62123092A (ja) | 1987-06-04 |
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