JPH06191815A - Silicon thin plate manufacturing method - Google Patents
Silicon thin plate manufacturing methodInfo
- Publication number
- JPH06191815A JPH06191815A JP34776892A JP34776892A JPH06191815A JP H06191815 A JPH06191815 A JP H06191815A JP 34776892 A JP34776892 A JP 34776892A JP 34776892 A JP34776892 A JP 34776892A JP H06191815 A JPH06191815 A JP H06191815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- thin plate
- type
- manufacturing
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造と同時にPN接合部を形成できるシリコ
ン薄板の製造方法を提供すること。
【構成】 アルゴンガスで置換された反応管20内にる
つぼ40を配置し、このるつぼ内においてp型単結晶シ
リコン板70をスズの融剤を用いて溶解させかつこのシ
リコン融液と気相との界面を冷却しこの界面でシリコン
を析出させて結晶性シリコンの薄板80を製造する方法
であって、冷却初期段階にのみn型ドーパントガスであ
るPH3 ガスを反応管内に導入することを特徴とする。
この方法によれば、得られた薄板80の初期成長面にn
型ドーパントが混入されバルク本体はp型のシリコンと
なるため、製造と同時にPN接合部を有するシリコン薄
板を製造することが可能となる。
(57) [Summary] [Object] To provide a method for manufacturing a silicon thin plate capable of forming a PN junction at the same time as manufacturing. A crucible 40 is placed in a reaction tube 20 replaced with argon gas, a p-type single crystal silicon plate 70 is melted using a tin flux in the crucible, and the silicon melt and a gas phase are formed. Is a method for producing a thin plate 80 of crystalline silicon by cooling the interface of the above and precipitating silicon at this interface, characterized in that PH 3 gas which is an n-type dopant gas is introduced into the reaction tube only in the initial stage of cooling. And
According to this method, n is formed on the initial growth surface of the obtained thin plate 80.
Since the bulk body becomes p-type silicon with the type dopant mixed therein, it is possible to manufacture a silicon thin plate having a PN junction at the same time as manufacturing.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池用基板等に適
用できる結晶性シリコン薄板の製造方法に係り、特に、
生産性が良好でしかも製造コストの低減が図れるシリコ
ン薄板の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a crystalline silicon thin plate applicable to a substrate for solar cells, etc.
The present invention relates to a method for manufacturing a silicon thin plate which has good productivity and can reduce manufacturing cost.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、地球環境保護の見地から、火力発
電、原子力発電等に代わる発電手段として太陽電池が注
目されている。すなわち、この太陽電池は太陽光さえ当
たれば発電を行い、しかも二酸化炭素、放射性廃棄物等
を一切排出しないためクリーンなエネルギー源として期
待されている。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, a solar cell has been attracting attention as a power generation means replacing thermal power generation, nuclear power generation and the like. In other words, this solar cell is expected to be a clean energy source because it generates power when exposed to sunlight and does not emit carbon dioxide or radioactive waste at all.
【0003】しかしながら、太陽電池による発電はその
コストが未だ高く、太陽電池が広く一般に普及されるた
めには製造コストの大幅な低減を図ることが必要とな
る。However, the cost of power generation by a solar cell is still high, and it is necessary to significantly reduce the manufacturing cost in order for the solar cell to be widely popularized.
【0004】ところで、この太陽電池の代表例として、
単結晶シリコン基板又は多結晶シリコン基板を加工して
製造される結晶シリコン系太陽電池が挙げられる。そし
て、前者においては、チョクラルスキー法等でシリコン
融液より引上げられて求められた単結晶シリコンのイン
ゴットから、ダイヤモンド・ソーにより単結晶シリコン
ウェーハを切出して太陽電池用基板としており、また、
後者においてはキャスト法等で多結晶シリコンのインゴ
ットを作製し、同じくダイヤモンド・ソーによりキャス
ト・シリコン・ウェーハを切出して太陽電池用基板とし
ている。By the way, as a typical example of this solar cell,
An example is a crystalline silicon solar cell manufactured by processing a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate. And, in the former, from a single crystal silicon ingot obtained by pulling from the silicon melt by the Czochralski method, etc., a single crystal silicon wafer is cut out with a diamond saw as a solar cell substrate, and,
In the latter case, a polycrystalline silicon ingot is produced by a casting method or the like, and a cast silicon wafer is cut out with a diamond saw to obtain a solar cell substrate.
【0005】しかし、これ等の方法では、結晶性シリコ
ン・インゴットの成長速度が遅いためその生産性が悪
く、しかも、ダイヤモンド・ソーによる切断工程が必要
になるため、その分、製造コストが上昇してしまう欠点
があった。However, in these methods, since the growth rate of the crystalline silicon ingot is slow, the productivity thereof is poor, and a cutting step with a diamond saw is required, which increases the manufacturing cost accordingly. There was a drawback that
【0006】尚、これ等結晶シリコン系太陽電池の製造
に伴う上述した弊害を解消するものとして、アモルファ
スシリコンに代表される薄膜太陽電池も熱心に研究され
ている。しかし、コスト的にも性能的にも、電力用太陽
電池の材料として上記結晶シリコン系太陽電池を凌ぐに
は至っていない。As a solution to the above-mentioned problems associated with the production of crystalline silicon solar cells, thin-film solar cells typified by amorphous silicon have been eagerly studied. However, in terms of cost and performance, the crystalline silicon-based solar cell has not been surpassed as a material for a solar cell for electric power.
【0007】そこで、ダイヤモンド・ソーによる上記切
断工程を必要としない多結晶シリコン薄板の製造方法が
いくつか提案されている。Therefore, some methods of manufacturing a polycrystalline silicon thin plate have been proposed which do not require the above cutting step with a diamond saw.
【0008】その一例として、シリコン融液からリボン
状のシリコン薄板を引上げるEFG(Edge-defined Fil
m-fed Growth)法が挙げられる[例えば、“EFG cry
stalgrowth technology for low cost terrestrial pho
tovoltaics:review andoutlook”,F.V.Wald et al.,Sol
ar Energy Materials and Solar Cells,vol.23,p.175(1
992),参照]。この方法においては、図6に示すように
溶融したシリコンaのバスbより、結晶性のシリコン薄
板cをシリコン融液面に対し垂直方向へ引上げて製造し
ている。尚、図6中、dはリボン、eはダイを示してい
る。As an example, an EFG (Edge-defined Fil) is used to pull up a ribbon-shaped silicon thin plate from a silicon melt.
m-fed Growth) method [eg, “EFG cry
stalgrowth technology for low cost terrestrial pho
tovoltaics: review andoutlook ”, FVWald et al., Sol
ar Energy Materials and Solar Cells, vol.23, p.175 (1
992), see]. In this method, as shown in FIG. 6, a crystalline silicon thin plate c is pulled up from a bath b of molten silicon a in a direction perpendicular to the silicon melt surface to manufacture. In FIG. 6, d is a ribbon and e is a die.
【0009】しかし、この製造方法においてはシリコン
の結晶成長がシリコン融液とシリコン薄板の界面でのみ
しか起こらないため、太陽電池として使用可能な品質の
結晶性シリコンを得るには成長速度として高々数センチ
/分程度に制限しなければならず、従って、生産性に劣
り、太陽電池の低コスト化、大量生産には対応し難い欠
点があった。However, in this manufacturing method, the crystal growth of silicon occurs only at the interface between the silicon melt and the silicon thin plate, and therefore, in order to obtain crystalline silicon of a quality usable as a solar cell, the growth rate is at most several. It has to be limited to about centimeters / minute, and therefore has the drawbacks of poor productivity, low cost of solar cells, and difficulty in mass production.
【0010】また、他の例として、カーボン・ファイバ
ー・クロス、グラファイト・シート等の耐熱性材料で作
られたテープを溶融シリコン・バス中を通過させて上記
テープ上に結晶性シリコンを析出させる方法も開発され
ている[例えば、“ Growthof polysilicon sheets on
a carbon shaper by the RAD process”,C.Belouetet a
l.,Journal of Crystal Growth,vol.61,p.615(1983),参
照]。この方法では、溶融したシリコン中あるいは溶融
シリコンの表面に耐熱性テープを通過させ、テープに付
着したシリコン融液を固化させて多結晶シリコンを求め
る方法である。そして、この方法においてはシリコンの
結晶化は必ずしもシリコン融液界面で生じさせる必要は
なく、テープに付着した後の熱処理過程で結晶化させる
ことができるため、上述したリボン状シリコンの作製方
法に較べて成長速度を速められる利点を有している。As another example, a method in which a tape made of a heat resistant material such as carbon fiber cloth or graphite sheet is passed through a molten silicon bath to deposit crystalline silicon on the tape. Have also been developed [eg, “Growth of Poly sheets on
a carbon shaper by the RAD process ”, C.Belouetet a
l., Journal of Crystal Growth, vol.61, p.615 (1983), see]. In this method, a heat-resistant tape is passed through the surface of molten silicon or the surface of molten silicon, and the silicon melt adhering to the tape is solidified to obtain polycrystalline silicon. In this method, the crystallization of silicon does not necessarily have to occur at the silicon melt interface and can be performed in the heat treatment process after attaching to the tape. Has the advantage that the growth rate can be increased.
【0011】しかし、この方法においても以下のような
欠点を有していた。However, this method also has the following drawbacks.
【0012】まず、この方法においてシリコンはカーボ
ン等の耐熱性テープ上で結晶成長する。このとき、成長
温度(シリコンの融点である1410℃以上)から室温
までの冷却中に、シリコンと耐熱性テープとの熱膨張係
数の違いに起因してシリコン内にクラックあるいは各種
の結晶欠陥が発生し易い。そして、シリコン内のこれ等
クラックや結晶欠陥は、太陽電池に適用された場合にそ
の特性を大きく低下させる原因となる。First, in this method, silicon crystallizes on a heat resistant tape such as carbon. At this time, during cooling from the growth temperature (1410 ° C. or higher which is the melting point of silicon) to room temperature, cracks or various crystal defects occur in the silicon due to the difference in thermal expansion coefficient between the silicon and the heat resistant tape. Easy to do. Then, these cracks and crystal defects in the silicon cause the characteristics to be greatly deteriorated when applied to the solar cell.
【0013】また、上記カーボン等の耐熱性テープは高
純度のものを使用しなければならない。耐熱性テープ内
に不純物が含まれているとこの不純物がシリコンの成
長、結晶化の過程においてシリコン中に拡散され、太陽
電池に適用された場合にその特性を大きく低下させる原
因になるからである。The heat resistant tape such as carbon must be of high purity. This is because if the heat-resistant tape contains impurities, these impurities will be diffused into the silicon during the growth and crystallization process of silicon and will cause a significant deterioration in its characteristics when applied to solar cells. .
【0014】このようにリボン状のシリコン薄板を引上
げるEFG法においては生産性に難があり、また、耐熱
性テープ上にシリコンを成長させる製造方法においては
太陽電池の特性を低下させてしまう欠点があった。As described above, the EFG method of pulling up the ribbon-shaped silicon thin plate has a difficulty in productivity, and the manufacturing method of growing silicon on the heat-resistant tape deteriorates the characteristics of the solar cell. was there.
【0015】このような技術的背景の下、上記耐熱性テ
ープのような支持基材を必要とせず、しかも高速に結晶
性シリコン薄板が求められる新たな製造方法が提案され
ている。例えば、特開昭57−205395号公報にお
いては、るつぼ内のシリコン融液に対しこのシリコン融
液上の近傍に冷却板を配置してシリコン融液と気相との
界面を冷却し、固相シリコンを析出させる方法が開示さ
れており、また、特開昭55−140791号公報にお
いては上記シリコン融液面へ冷却ガスを吹付けて固相シ
リコンを析出させる方法が記載されている。Under such a technical background, a new manufacturing method has been proposed in which a supporting base material such as the above heat-resistant tape is not required and a crystalline silicon thin plate is required at high speed. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-205395, a cooling plate is arranged near the silicon melt in the crucible to cool the interface between the silicon melt and the vapor phase, and to cool the solid phase. A method for depositing silicon is disclosed, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-140791 discloses a method for spraying a cooling gas onto the surface of the silicon melt to deposit solid phase silicon.
【0016】そして、シリコン融液と気相との界面を冷
却させて固相シリコンを析出させるこれ等の方法は1段
階プロセスでシリコン薄板が求められ、かつ、原料利用
率が高いと共に、上記切断工程も必要ない等上述した他
の製造方法に較べて優れた利点を有する方法であった。These methods of cooling the interface between the silicon melt and the vapor phase to precipitate solid phase silicon require a silicon thin plate in a one-step process, have a high raw material utilization rate, and have the above-mentioned cutting. It was a method having excellent advantages as compared with the other manufacturing methods described above, such as no steps required.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記シリコ
ン融液上の近傍に冷却板を配置したり、冷却ガスを吹付
けてシリコン融液と気相との界面を冷却させる上記公報
に開示された従来法においてはシリコンを融解して求め
たシリコン融液が適用されていた。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention By the way, it has been disclosed in the above publication that a cooling plate is arranged in the vicinity of the above-mentioned silicon melt or a cooling gas is sprayed to cool the interface between the silicon melt and the vapor phase. In the conventional method, a silicon melt obtained by melting silicon has been applied.
【0018】このため、これ等従来法で製造されるシリ
コン薄板は、適用されたシリコン原料の種類に対応して
真性シリコン又はp型若しくはn型シリコンとなりこれ
等シリコン薄板内にPN接合部を予め形成することは困
難であった。Therefore, the silicon thin plates manufactured by these conventional methods become intrinsic silicon or p-type or n-type silicon corresponding to the type of silicon raw material applied, and PN junctions are previously formed in these silicon thin plates. It was difficult to form.
【0019】従って、製造されたシリコン薄板を用いて
太陽電池を構成する場合、上記PN接合部を形成するた
めの別な工程が必要となり、その分、生産性が劣る問題
点があった。Therefore, when a solar cell is formed by using the manufactured silicon thin plate, another step for forming the PN junction is required, and there is a problem that productivity is deteriorated accordingly.
【0020】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、シリコン薄板の
製造と同時にPN接合部を形成することが可能なシリコ
ン薄板の製造方法を提供することにある。The present invention has been made by paying attention to such problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a silicon thin plate capable of forming a PN junction at the same time as manufacturing the silicon thin plate. To do.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1に係
る発明は、水素又は不活性ガスで置換された管内にるつ
ぼを配置し、このるつぼ内のシリコン融液と気相との界
面を冷却し、かつ、この界面でシリコンを析出させて結
晶性シリコンの薄板を製造するシリコン薄板の製造方法
を前提とし、シリコン融液と気相との界面を冷却する初
期の段階に上記管内へ水素又は不活性ガスと共にn型又
はp型ドーパントガスを導入し、かつ、シリコンの析出
途中から上記n型又はp型ドーパントガスの導入を停止
してn型又はp型ドーパントがその一面側に一部混入さ
れた結晶性シリコンの薄板を製造することを特徴とする
ものである。That is, the invention according to claim 1 arranges a crucible in a tube replaced with hydrogen or an inert gas, and cools an interface between a silicon melt and a vapor phase in the crucible. And, and on the premise of the method for producing a silicon thin plate to produce a crystalline silicon thin plate by precipitating silicon at this interface, hydrogen or hydrogen into the tube in the initial stage of cooling the interface between the silicon melt and the gas phase. The n-type or p-type dopant gas is introduced together with the inert gas, and the introduction of the n-type or p-type dopant gas is stopped during the deposition of silicon to partially mix the n-type or p-type dopant on one surface side thereof. It is characterized by producing a thin plate of the crystalline silicon thus obtained.
【0022】このような技術的手段によれば、n型又は
p型ドーパントがその一面側に一部混入された結晶性シ
リコンの薄板を製造できるため、適用するシリコン原料
を適宜調整することにより簡単にPN接合部を形成する
ことが可能となる。According to such technical means, it is possible to manufacture a thin plate of crystalline silicon in which an n-type or p-type dopant is partially mixed on one surface side thereof. Therefore, it is easy to adjust the silicon raw material to be applied. It becomes possible to form a PN junction part in the.
【0023】例えば、予め製造されたp型若しくはn型
のシリコン原料を上記るつぼ内に投入しこれを融解させ
てシリコン融液を求め、このシリコン融液と気相との界
面を冷却させてシリコンを析出させる際、n型若しくは
p型ドーパントガスを導入することによりPN接合部を
予め備えたシリコン薄板を製造することが可能となる。
尚、上記p型若しくはn型のシリコン原料については特
に制限はなく、例えば、ブロック状のシリコン材料やパ
ウダー状のシリコン材料が適用でき、かつ、以下に述べ
る単結晶シリコン板(多結晶シリコン板)等も適用でき
る。For example, p-type or n-type silicon raw material manufactured in advance is put into the crucible and melted to obtain a silicon melt, and the interface between the silicon melt and the vapor phase is cooled to obtain silicon. By depositing an n-type or p-type dopant gas during the deposition, it is possible to manufacture a silicon thin plate having a PN junction in advance.
The p-type or n-type silicon raw material is not particularly limited, and for example, a block-shaped silicon material or a powder-shaped silicon material can be applied, and a single crystal silicon plate (polycrystalline silicon plate) described below can be used. Etc. are also applicable.
【0024】また、上記p型若しくはn型の単結晶シリ
コン板(多結晶シリコン板)について、これをインジウ
ム、スズ、ガリウム等の融剤に溶解させてシリコン融液
を求め、このシリコン融液と気相との界面を冷却させて
シリコンを析出させる際、n型若しくはp型ドーパント
ガスを導入することによりPN接合部を予め備えるシリ
コン薄板を製造することが可能となる。Further, with respect to the p-type or n-type single crystal silicon plate (polycrystalline silicon plate), it is dissolved in a flux such as indium, tin or gallium to obtain a silicon melt, and this silicon melt is used. When the interface with the vapor phase is cooled to deposit silicon, it is possible to manufacture a silicon thin plate having a PN junction in advance by introducing an n-type or p-type dopant gas.
【0025】尚、融剤を適用した後者の方法において
は、適用される融剤との比重の関係で投入されたp型若
しくはn型の単結晶シリコン板(多結晶シリコン板)が
融液から浮上してしまうことがある。このような場合に
は、上記るつぼ内に固体状シリコンを固定する固定手段
を設けることを要する。In the latter method in which the flux is applied, the p-type or n-type single-crystal silicon plate (polycrystalline silicon plate) that has been put into the melt is melted from the melt. It may surface. In such a case, it is necessary to provide a fixing means for fixing the solid silicon in the crucible.
【0026】また、上述したn型ドーパントガスとして
は、PH3 (フォスフィン)ガス、AsH3 (アルシ
ン)ガス等が、また、p型ドーパントガスとしては、B
2H6(ジボラン)ガス等が適用できる。The n-type dopant gas described above is PH 3 (phosphine) gas, AsH 3 (arsine) gas, and the p-type dopant gas is B.
2 H 6 (diborane) gas or the like can be applied.
【0027】[0027]
【作用】請求項1に係る発明によれば、シリコン融液と
気相との界面を冷却する初期の段階に管内へ水素又は不
活性ガスと共にn型又はp型ドーパントガスを導入し、
かつ、シリコンの析出途中から上記n型又はp型ドーパ
ントガスの導入を停止してn型又はp型ドーパントがそ
の一面側に一部混入された結晶性シリコンの薄板を製造
している。According to the invention of claim 1, n-type or p-type dopant gas is introduced into the tube together with hydrogen or an inert gas in the initial stage of cooling the interface between the silicon melt and the vapor phase,
In addition, the introduction of the n-type or p-type dopant gas is stopped during the deposition of silicon to manufacture a thin plate of crystalline silicon in which the n-type or p-type dopant is partially mixed on one surface side.
【0028】従って、析出されるシリコン薄板の種類が
p型又はn型となるように適用するシリコン原料を適宜
調整することにより、シリコン薄板の製造と同時にPN
接合部も形成することが可能となる。Therefore, by appropriately adjusting the silicon raw material to be applied so that the type of the deposited silicon thin plate is p-type or n-type, PN can be produced at the same time as the production of the silicon thin plate.
It is also possible to form a joint.
【0029】[0029]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0030】この実施例に用いられた製造装置は、図1
に示すように電気炉10と、この電気炉10内に支持台
100に固定されて配置された長さ40cm、直径10
cmの石英製反応管20と、この反応管20内に黒鉛製
のるつぼ台30を介して配置された石英製のるつぼ40
と、上記反応管20内に配置され上記るつぼ40内にフ
ォーク状の先端部位が収納されかつその基端側がレバー
として機能する石英製の薄板取出し用部材50と、同じ
く反応管20内のるつぼ40の近傍に配置され給気管6
1と排気管62を備えるグラッシー・カーボン製の冷却
器60とでその主要部が構成されており、上記給気管6
1の基端側と排気管62の先端側は反応管20の開放部
に設けられた蓋部21の開口部(図示せず)を介して摺
動自在に取付けられ、また、上記薄板取出し用部材50
の基端側も上記蓋部21の開口部(図示せず)に摺動自
在に取付けられており、これ等の取付けにより冷却器6
0と薄板取出し用部材50のフォーク状先端部位が上下
方向へ移動操作可能になっている。更に、反応管20の
上方側にはこの反応管20内を排気しかつこの反応管2
0内に高純度アルゴンガスを導入するための導入口22
と排気口23がそれぞれ取付けられている。尚、図1中
90は断熱材を示す。The manufacturing apparatus used in this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, an electric furnace 10 is provided, and a length of 40 cm and a diameter of 10 are fixedly arranged on a support 100 in the electric furnace 10.
cm quartz reaction tube 20 and a quartz crucible 40 arranged in the reaction tube 20 via a graphite crucible stand 30.
A member 50 for taking out a thin plate made of quartz, which is arranged in the reaction tube 20 and has a fork-shaped tip portion housed in the crucible 40, and the base end side of which serves as a lever, and the crucible 40 in the reaction tube 20. Air supply pipe 6 placed near the
1 and a cooler 60 made of glassy carbon provided with an exhaust pipe 62, the main part of which is formed.
The base end side of 1 and the front end side of the exhaust pipe 62 are slidably attached through an opening (not shown) of a lid 21 provided at the opening of the reaction tube 20, and for removing the thin plate. Member 50
The base end side of is also slidably attached to the opening (not shown) of the lid 21.
0 and the fork-shaped tip portion of the thin plate extracting member 50 can be moved in the vertical direction. Further, above the reaction tube 20, the inside of the reaction tube 20 is evacuated and the reaction tube 2
Introducing port 22 for introducing high-purity argon gas into 0
And the exhaust port 23 are attached respectively. In addition, 90 in FIG. 1 shows a heat insulating material.
【0031】また、上記冷却器60は、図2〜図3に示
すように底面形状が45mm×45mmの四角の中空体
63にて構成され、この中空体63内に上記給気管61
と排気管62を介して冷媒(常温に設定された窒素ガ
ス)が循環されるようになっている。As shown in FIGS. 2 and 3, the cooler 60 is composed of a rectangular hollow body 63 having a bottom shape of 45 mm × 45 mm, and the air supply pipe 61 is provided in the hollow body 63.
The refrigerant (nitrogen gas set to normal temperature) is circulated through the exhaust pipe 62.
【0032】一方、上記石英製のるつぼ40は、図4
(A)〜(B)に示すように底面が閉塞された直径80
mm、高さ72mmの円筒体で構成されており、その内
壁面の下方側に2つの突起で構成された固定部材42が
付設されている。On the other hand, the quartz crucible 40 is shown in FIG.
As shown in (A) to (B), the bottom surface has a closed diameter of 80.
It is composed of a cylindrical body having a height of 72 mm and a height of 72 mm, and a fixing member 42 composed of two protrusions is attached to the lower side of the inner wall surface thereof.
【0033】また、このるつぼ40内に投入されるシリ
コン板70は、図5(A)〜(B)に示すように円盤形
状をしており、上記るつぼ40の内壁面に付設された固
定部材42に対応した部位に帯状の切欠き部71が形成
されており、この切欠き部71を上記固定部材42の位
置に合わせてるつぼ40内に押し込み、かつ、この円盤
状シリコン板70をいずれかの方向へ回転させて上記切
欠き部71と固定部材42の位置をずらすことにより円
盤状シリコン板70の浮上を防止するようになってい
る。The silicon plate 70 put into the crucible 40 has a disc shape as shown in FIGS. 5A to 5B, and a fixing member attached to the inner wall surface of the crucible 40. A band-shaped cutout portion 71 is formed at a portion corresponding to 42. The cutout portion 71 is pushed into the crucible 40 aligned with the position of the fixing member 42, and the disc-shaped silicon plate 70 is placed in either The disc-shaped silicon plate 70 is prevented from floating by rotating the disc-shaped silicon plate 70 by rotating it in the direction of and shifting the positions of the notch 71 and the fixing member 42.
【0034】そして、上記るつぼ40内に原料供給用の
円盤状シリコン板70(比抵抗1Ω・cmのp型単結晶
シリコン板)を上述した手順にしたがって設置した後、
このるつぼ40内に約1500g(グラム)の高純度ス
ズ(99.9999%)を投入した。そして、上記排気
口23より排気して反応管20内の系を10-6Torr
にした後、精製カラムを通過させ酸素、水分等を除いた
高純度アルゴンを導入口22より200cc/分で導入
して系内の圧力を常圧(1気圧)にした。After the disk-shaped silicon plate 70 (p-type single crystal silicon plate having a specific resistance of 1 Ω · cm) for supplying the raw material is placed in the crucible 40 according to the above-mentioned procedure,
Into the crucible 40, about 1500 g (gram) of high-purity tin (99.9999%) was charged. Then, the system inside the reaction tube 20 is evacuated through the exhaust port 23 to 10 −6 Torr.
After that, high-purity argon from which oxygen and water were removed by passing through the purification column was introduced from the inlet 22 at 200 cc / min to bring the pressure in the system to normal pressure (1 atm).
【0035】次に、電気炉10で系全体の温度を950
℃まで昇温し、この温度で1時間保って溶融したスズ中
にシリコンを飽和に達するまで溶解させた。Next, the temperature of the entire system is set to 950 in the electric furnace 10.
The temperature was raised to 0 ° C., and this temperature was maintained for 1 hour to dissolve silicon in the molten tin until saturation was reached.
【0036】次いで、シリコンが溶解されたスズ融液の
液面より5mmの位置に上記冷却器60を配置し、この
冷却器60内に上記冷媒を導入し始める2分前から導入
2分後までの計4分間、上記反応管20内に導入する高
純度アルゴン(200cc/分)と共に1%PH3 /A
rバランスのガスを20cc/分の流量で導入した後、
導入ガスを高純度アルゴンのみに切替えた状態で上記ス
ズ融液と気相との界面を連続的に冷却し、その界面にお
いてシリコンを析出させた。Next, the cooler 60 is arranged at a position 5 mm from the liquid surface of the tin melt in which silicon is dissolved, and from 2 minutes before the introduction of the refrigerant into the cooler 60 until 2 minutes after the introduction. 1% PH 3 / A together with high-purity argon (200 cc / min) introduced into the reaction tube 20 for a total of 4 minutes.
After introducing the r-balanced gas at a flow rate of 20 cc / min,
The interface between the tin melt and the vapor phase was continuously cooled with the introduction gas switched to only high-purity argon, and silicon was deposited at the interface.
【0037】30分後に上記冷却器60と薄板取出し用
部材50を引上げ(この操作により析出されたシリコン
はスズ融液から引上げられる)、電気炉10の電源を切
って反応管20内を室温まで冷却した後、析出されたシ
リコン薄板80を上記薄板取出し用部材50を使って外
部に取出した。After 30 minutes, the cooler 60 and the thin plate removing member 50 are pulled up (silicon deposited by this operation is pulled up from the tin melt), and the electric furnace 10 is turned off to bring the inside of the reaction tube 20 to room temperature. After cooling, the deposited silicon thin plate 80 was taken out to the outside using the above-mentioned thin plate taking-out member 50.
【0038】製造された薄板80は、外寸はほぼ40m
m×40mmで厚さが約0.5mmの多結晶シリコン板
で、この薄板80の初期に成長した面は広がり抵抗の測
定結果より約0.1Ω・cmのn型にドーピングされて
いる一方、この面を除いたバルクの抵抗率はおよそ1Ω
・cmのp型シリコンであった。The thin plate 80 produced has an outer dimension of approximately 40 m.
This is a polycrystalline silicon plate having a size of m × 40 mm and a thickness of about 0.5 mm. The initially grown surface of the thin plate 80 is n-type doped with about 0.1 Ω · cm according to the measurement result of the spreading resistance. The bulk resistivity excluding this surface is approximately 1Ω.
-Cm p-type silicon.
【0039】[0039]
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、シリコン
融液と気相との界面を冷却する初期の段階に管内へ水素
又は不活性ガスと共にn型又はp型ドーパントガスを導
入し、かつ、シリコンの析出途中から上記n型又はp型
ドーパントガスの導入を停止してn型又はp型ドーパン
トがその一面側に一部混入された結晶性シリコンの薄板
を製造している。According to the invention of claim 1, at the initial stage of cooling the interface between the silicon melt and the gas phase, an n-type or p-type dopant gas is introduced into the tube together with hydrogen or an inert gas, In addition, the introduction of the n-type or p-type dopant gas is stopped during the deposition of silicon to manufacture a thin plate of crystalline silicon in which the n-type or p-type dopant is partially mixed on one surface side.
【0040】従って、析出されるシリコン薄板の種類が
p型又はn型となるように適用するシリコン原料を適宜
調整することにより、シリコン薄板の製造と同時にPN
接合部も形成することが可能となるため太陽電池におけ
る製造コスト低減が図れる効果を有している。Therefore, by appropriately adjusting the silicon raw material to be applied so that the type of the deposited silicon thin plate is p-type or n-type, PN can be produced simultaneously with the production of the silicon thin plate.
Since it is possible to form a joint portion, there is an effect that the manufacturing cost of the solar cell can be reduced.
【図1】実施例において使用された製造装置の構成概略
図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a manufacturing apparatus used in an example.
【図2】図1の一部拡大図。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
【図3】図3(A)は冷却器の平面図、図3(B)は図
3(A)のB−B面断面図。3 (A) is a plan view of the cooler, and FIG. 3 (B) is a sectional view taken along the line BB of FIG. 3 (A).
【図4】図4(A)はるつぼの断面図、図4(B)はる
つぼの平面図。4A is a cross-sectional view of the crucible, and FIG. 4B is a plan view of the crucible.
【図5】図5(A)はシリコン板の平面図、図5(B)
はこの断面図。FIG. 5 (A) is a plan view of a silicon plate, and FIG. 5 (B).
Is this cross section.
【図6】シリコン薄板を製造する従来例に係る斜視図。FIG. 6 is a perspective view according to a conventional example of manufacturing a silicon thin plate.
40 るつぼ 60 冷却器 61 給気管 62 排気管 70 シリコン板 80 薄板 40 Crucible 60 Cooler 61 Air Supply Pipe 62 Exhaust Pipe 70 Silicon Plate 80 Thin Plate
Claims (1)
つぼを配置し、このるつぼ内のシリコン融液と気相との
界面を冷却し、かつ、この界面でシリコンを析出させて
結晶性シリコンの薄板を製造するシリコン薄板の製造方
法において、 シリコン融液と気相との界面を冷却する初期の段階に上
記管内へ水素又は不活性ガスと共にn型又はp型ドーパ
ントガスを導入し、かつ、シリコンの析出途中から上記
n型又はp型ドーパントガスの導入を停止してn型又は
p型ドーパントがその一面側に一部混入された結晶性シ
リコンの薄板を製造することを特徴とするシリコン薄板
の製造方法。1. A crucible is placed in a tube replaced with hydrogen or an inert gas, the interface between the silicon melt and the vapor phase in the crucible is cooled, and silicon is deposited at this interface to crystallize. In a method for manufacturing a silicon thin plate for manufacturing a silicon thin plate, an n-type or p-type dopant gas is introduced into the tube together with hydrogen or an inert gas at an early stage of cooling an interface between a silicon melt and a vapor phase, and The silicon is characterized in that the introduction of the n-type or p-type dopant gas is stopped during the deposition of silicon to produce a thin plate of crystalline silicon in which the n-type or p-type dopant is partially mixed on one surface side thereof. Method for manufacturing thin plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34776892A JPH06191815A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Silicon thin plate manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34776892A JPH06191815A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Silicon thin plate manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06191815A true JPH06191815A (en) | 1994-07-12 |
Family
ID=18392449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34776892A Pending JPH06191815A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Silicon thin plate manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06191815A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025034384A1 (en) * | 2023-08-09 | 2025-02-13 | Applied Materials, Inc. | Cooled sputtering target for ion source |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34776892A patent/JPH06191815A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025034384A1 (en) * | 2023-08-09 | 2025-02-13 | Applied Materials, Inc. | Cooled sputtering target for ion source |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ciszek | Techniques for the crystal growth of silicon ingots and ribbons | |
| JP5330349B2 (en) | Method for producing single crystal thin film | |
| US4582561A (en) | Method for making a silicon carbide substrate | |
| US4594229A (en) | Apparatus for melt growth of crystalline semiconductor sheets | |
| JP4528995B2 (en) | Method for producing Si bulk polycrystalline ingot | |
| JP2001223172A (en) | Sheet manufacturing method, sheet, sheet manufacturing apparatus, and solar cell | |
| JP2001151505A (en) | Apparatus and method for producing polycrystalline silicon sheet | |
| US20090090295A1 (en) | Method for growing silicon ingot | |
| JPH06191820A (en) | Production of silicon thin plate | |
| CN102776556B (en) | Polycrystalline silicon ingot and preparation method thereof as well as polycrystalline silicon wafer | |
| US7175706B2 (en) | Process of producing multicrystalline silicon substrate and solar cell | |
| CN1070009A (en) | The method and apparatus of Grown by CZ Method gallium antimonide monocrystalline | |
| US5667585A (en) | Method for the preparation of wire-formed silicon crystal | |
| JPH06191815A (en) | Silicon thin plate manufacturing method | |
| JPH06191814A (en) | Silicon thin plate manufacturing method | |
| TW202225500A (en) | Apparatus for manufacturing thin plate-shaped single crystal and method for manufacturing thin plate-shaped single crystal | |
| Gaspar et al. | Silicon growth technologies for PV applications | |
| JP2004203721A (en) | Apparatus and method for growing single crystal | |
| JP4292300B2 (en) | Method for producing semiconductor bulk crystal | |
| JP2002154896A (en) | Method for producing Ga-doped silicon single crystal | |
| JP2000001308A (en) | Method and apparatus for producing polycrystalline silicon ingot | |
| Pizzini | Current status of growth processes for solar grade silicon | |
| JPH0496216A (en) | Manufacture of polycrystalline film | |
| JP2781857B2 (en) | Single crystal manufacturing method | |
| JPS6120041Y2 (en) |