JPS62113793A - 帯状シリコン結晶の製造装置 - Google Patents
帯状シリコン結晶の製造装置Info
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- JPS62113793A JPS62113793A JP25409485A JP25409485A JPS62113793A JP S62113793 A JPS62113793 A JP S62113793A JP 25409485 A JP25409485 A JP 25409485A JP 25409485 A JP25409485 A JP 25409485A JP S62113793 A JPS62113793 A JP S62113793A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は帯状シリコン結晶の製造装置に関する。
［発明の技術的背Ｗ４］
太陽光発電コストを低下させるため、太陽電池用シリコ
ン基板の価格低下が望まれており、帯状シリコン結晶は
、インゴット状結晶を切断・加工する際に生じるような
材料損失がなく、加工費も極くわずかであることから有
望視されている。
ン基板の価格低下が望まれており、帯状シリコン結晶は
、インゴット状結晶を切断・加工する際に生じるような
材料損失がなく、加工費も極くわずかであることから有
望視されている。
帯状シリコン結晶の製造方法のひとつとして、第４図に
示した方法がある（Ｔ、 Ｆ、 Ｃ１５ｚｅｋｅｔ ａ
ｌ、Ｊ、 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓｏｃ、 、
１２９ （１９８２）２８３８など）。この方法は、底
部に２個の円形の小孔２ａ、２ｂのあいたるつぼ１にシ
リコン融液３を収容し、一方、２本の結晶端支持材４ａ
。
示した方法がある（Ｔ、 Ｆ、 Ｃ１５ｚｅｋｅｔ ａ
ｌ、Ｊ、 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓｏｃ、 、
１２９ （１９８２）２８３８など）。この方法は、底
部に２個の円形の小孔２ａ、２ｂのあいたるつぼ１にシ
リコン融液３を収容し、一方、２本の結晶端支持材４ａ
。
４ｂそれぞれをるつぼ１の下方から小孔２ａ、２ｂを通
して上方に配置し、その侵、前記２本の支持材４ａ、４
ｂの間のシリコン融液３と２本の支持材４ａ 、４ｂと
に種結晶５を接触させ、しかる模この種結晶５を引上げ
ることによりく連続的に支持材４ａ、４ｂ間のシリコン
融液３を結晶化させて帯状シリコン結晶を製造するとい
うものである。
して上方に配置し、その侵、前記２本の支持材４ａ、４
ｂの間のシリコン融液３と２本の支持材４ａ 、４ｂと
に種結晶５を接触させ、しかる模この種結晶５を引上げ
ることによりく連続的に支持材４ａ、４ｂ間のシリコン
融液３を結晶化させて帯状シリコン結晶を製造するとい
うものである。
帯状シリコン結晶の製造においては、上述の製造方法に
限らず結晶の平坦性が問題となる。すなわち、結晶の長
さ方向の波打ちや幅方向の湾曲などが生じやすく、帯状
シリコン結晶を基板として素子を製作する上で難点とな
る。結晶の平坦性を保つためには、通常第４図に示した
ようにスリット間隔の狭い抑え板６をるつぼ１上に設置
し、抑え板６間にシリコン結晶を通すことにより、結晶
の曲りを抑えている。
限らず結晶の平坦性が問題となる。すなわち、結晶の長
さ方向の波打ちや幅方向の湾曲などが生じやすく、帯状
シリコン結晶を基板として素子を製作する上で難点とな
る。結晶の平坦性を保つためには、通常第４図に示した
ようにスリット間隔の狭い抑え板６をるつぼ１上に設置
し、抑え板６間にシリコン結晶を通すことにより、結晶
の曲りを抑えている。
［背景技術の問題点］
しかしながら、このような抑え板６を用いる方法では、
結晶の成長する固液界面の位置と、抑え板６およびその
上にある結晶引上げ駆動部（図示せず）の鉛直性が重要
となる。すなわち、上記の鉛直性がずれるとかえって結
晶の曲りが増大するのである。つまり、帯状シリコン結
晶の製造方法においては、るつぼ１の底にあけた円形の
小孔２ａ、２ｂと抑え板６との鉛直性を厳密に保たねば
ならない。かかる鉛直性の確保は、結晶成長前の各種部
材の組込みの際に行ってもよいが、成長のために炉を昇
温しでいくと、熱的要因による部材の変形のため、鉛直
性がずれてしまう。そこで、昇温後の高温状態でも、抑
え板６を外囲器の外から移動させることができるような
機構にしておき、るつぼ１中にシリコン融液３が溶けた
状態で、再び位置の調整をやり直すのがよい。この際、
るつぼ１の上面などに適当な印をつけておく。
結晶の成長する固液界面の位置と、抑え板６およびその
上にある結晶引上げ駆動部（図示せず）の鉛直性が重要
となる。すなわち、上記の鉛直性がずれるとかえって結
晶の曲りが増大するのである。つまり、帯状シリコン結
晶の製造方法においては、るつぼ１の底にあけた円形の
小孔２ａ、２ｂと抑え板６との鉛直性を厳密に保たねば
ならない。かかる鉛直性の確保は、結晶成長前の各種部
材の組込みの際に行ってもよいが、成長のために炉を昇
温しでいくと、熱的要因による部材の変形のため、鉛直
性がずれてしまう。そこで、昇温後の高温状態でも、抑
え板６を外囲器の外から移動させることができるような
機構にしておき、るつぼ１中にシリコン融液３が溶けた
状態で、再び位置の調整をやり直すのがよい。この際、
るつぼ１の上面などに適当な印をつけておく。
さて、かくの如き結晶抑え板６は引上げ駆動部と一体に
移動する機構とし、マイクロメータヘッドなどにより移
動の微調がきくようにするわけである。しかしながら、
結晶抑え板６と引上げ駆動部が一体となって移動する機
構は、構造が複雑であり、かつ高温時での鉛直性調整は
必ずしも正確には行えなかった。
移動する機構とし、マイクロメータヘッドなどにより移
動の微調がきくようにするわけである。しかしながら、
結晶抑え板６と引上げ駆動部が一体となって移動する機
構は、構造が複雑であり、かつ高温時での鉛直性調整は
必ずしも正確には行えなかった。
［発明の目的コ
本発明は上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、帯状シリコン結晶の成長時の成長時の
曲りを減じるための簡易な帯状シリコン結晶の製造装置
を提供することにある。
で、その目的は、帯状シリコン結晶の成長時の成長時の
曲りを減じるための簡易な帯状シリコン結晶の製造装置
を提供することにある。
［発明の概要］
上記の目的を達成するための本発明の概要は以下のよう
である。すなわち、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、前記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帯状シリコン結晶を
製造する装置において、前記の小孔それぞれが成長すべ
き帯状シリコン結晶の幅方向と略垂直な方向に細長い長
円形もしくはだ円形もしくは長方形もしくはこれらに類
する形状であり、かつ、前記小孔それぞ机の下方位置に
前記結晶端支持材を通す案内路を設け、前記案内路それ
ぞれが前記小孔の長さ方向に移動可能であることを特′
毀とするものである。
である。すなわち、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、前記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帯状シリコン結晶を
製造する装置において、前記の小孔それぞれが成長すべ
き帯状シリコン結晶の幅方向と略垂直な方向に細長い長
円形もしくはだ円形もしくは長方形もしくはこれらに類
する形状であり、かつ、前記小孔それぞ机の下方位置に
前記結晶端支持材を通す案内路を設け、前記案内路それ
ぞれが前記小孔の長さ方向に移動可能であることを特′
毀とするものである。
［発明の実施例］
本発明の実施例を、以下に図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例である帯状シリコン結晶製
造装置の主要部構成図である。第１図の各部材の構成は
、第４図と同じである。すなわち、グラファイト製のる
つぼ１の底に結晶端支持材４ａ、４ｂを通すための小孔
２ａ、２ｂがおいており、るつぼ１にシリコン融液３を
収容する。るつは１の下には加熱用ヒータ（図示せず）
が設置されており、また、るつぼ１の上方にはスリット
間隔０．８５Ｉｌｌの帯状シリコン結晶抑え板６が配置
されている。抑え板６の上方には種結晶５または成長し
た帯状シリコン結晶を引上げるための駆動部（図示せず
）がある。引上げ駆動部以外のこれらの部材はステンレ
ス類の外囲器（図示せず）に組込まれアルゴンガスで外
囲器中を満たすようになっている。
造装置の主要部構成図である。第１図の各部材の構成は
、第４図と同じである。すなわち、グラファイト製のる
つぼ１の底に結晶端支持材４ａ、４ｂを通すための小孔
２ａ、２ｂがおいており、るつぼ１にシリコン融液３を
収容する。るつは１の下には加熱用ヒータ（図示せず）
が設置されており、また、るつぼ１の上方にはスリット
間隔０．８５Ｉｌｌの帯状シリコン結晶抑え板６が配置
されている。抑え板６の上方には種結晶５または成長し
た帯状シリコン結晶を引上げるための駆動部（図示せず
）がある。引上げ駆動部以外のこれらの部材はステンレ
ス類の外囲器（図示せず）に組込まれアルゴンガスで外
囲器中を満たすようになっている。
本発明の特徴は、るつぼ１の底部にあけた小孔２ａ、２
ｂにあって、従来の技術である第４図に示した様な円形
ではなく、２個の小孔２ａ、２ｂそれぞれが成長すべき
帯状シリコン結晶の幅方向と略垂直な方向に長円形とな
っている。本実施例では、２個の小孔２ａ、２ｂの距離
を１００Ｍ、それぞれの小孔２ａ、２ｂの幅を１順、長
さを４履とした。
ｂにあって、従来の技術である第４図に示した様な円形
ではなく、２個の小孔２ａ、２ｂそれぞれが成長すべき
帯状シリコン結晶の幅方向と略垂直な方向に長円形とな
っている。本実施例では、２個の小孔２ａ、２ｂの距離
を１００Ｍ、それぞれの小孔２ａ、２ｂの幅を１順、長
さを４履とした。
本発明のもうひとつの特徴は、外囲器の下方にある支持
材案内路７ａ、７ｂが、るつぼ１の小孔２ａ、２ｂの長
さ方向に移動可能となっている点である。支持材４ａ、
４ｂは案内路７ａ、７ｂを通し下方への張力をかけられ
るようにした。支持材４ａ’、４ｂが外囲器を通る孔も
、案内路７ａ。
材案内路７ａ、７ｂが、るつぼ１の小孔２ａ、２ｂの長
さ方向に移動可能となっている点である。支持材４ａ、
４ｂは案内路７ａ、７ｂを通し下方への張力をかけられ
るようにした。支持材４ａ’、４ｂが外囲器を通る孔も
、案内路７ａ。
７ｂの移動に従って支持材４ａ、４ｂが鉛直になるよう
な形状とした（図示せず）。
な形状とした（図示せず）。
次に、上述の帯状シリコン結晶製造装置を使用して結晶
を成長させる方法について説明する。
を成長させる方法について説明する。
支持材４ａ、４ｂをるつは１の小孔２ａ、２ｂ、案内路
７ａ、７ｂそれぞれに通し、シリコン原料をるつは１に
入れる。外囲器内部の空気をアルゴンガスで置換した後
、ヒータに通電しるつぼ１内のシリコン原料を融解させ
る。種結晶５を抑え板６を通してシリコン融液３上にお
ろし、更にＩ結晶５の両端に支持材４ａ、４ｂを付着さ
せる。この状態で種結晶５を高速で引上げると帯状シリ
コン結晶は成長せず、支持材４ａ、４ｂのみが種結晶５
の両端についてぶらさがった状態となる。次に支持材案
内路７ａ、７ｂをそれぞれ移動せることにより、抑え板
６と種結晶５が平行で、かつ種結晶５および支持材４ａ
、４ｂが鉛直となるように調整し、案内路７ａ、７ｂを
固定する。
７ａ、７ｂそれぞれに通し、シリコン原料をるつは１に
入れる。外囲器内部の空気をアルゴンガスで置換した後
、ヒータに通電しるつぼ１内のシリコン原料を融解させ
る。種結晶５を抑え板６を通してシリコン融液３上にお
ろし、更にＩ結晶５の両端に支持材４ａ、４ｂを付着さ
せる。この状態で種結晶５を高速で引上げると帯状シリ
コン結晶は成長せず、支持材４ａ、４ｂのみが種結晶５
の両端についてぶらさがった状態となる。次に支持材案
内路７ａ、７ｂをそれぞれ移動せることにより、抑え板
６と種結晶５が平行で、かつ種結晶５および支持材４ａ
、４ｂが鉛直となるように調整し、案内路７ａ、７ｂを
固定する。
第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の装置主要部の
上面図であり、抑え板６と小孔２ ａ、 ２ ｂの鉛直
性のずれの例を示したものである。これらの例の様に、
抑え板６と小孔２ａ、２ｂの位置がずれた場合でも、案
内路７ａ、７ｂを移動させることにより支持材４ａ、４
ｂおよび種結晶５の鉛直性を保たせることができる。支
持材４ａ、４ｂの鉛直出しは、例えば、支持材下方に荷
重をかけ、支持材が案内路内壁に触れないようにするな
どすればよい。
上面図であり、抑え板６と小孔２ ａ、 ２ ｂの鉛直
性のずれの例を示したものである。これらの例の様に、
抑え板６と小孔２ａ、２ｂの位置がずれた場合でも、案
内路７ａ、７ｂを移動させることにより支持材４ａ、４
ｂおよび種結晶５の鉛直性を保たせることができる。支
持材４ａ、４ｂの鉛直出しは、例えば、支持材下方に荷
重をかけ、支持材が案内路内壁に触れないようにするな
どすればよい。
第３図は成長させた帯状シリコン結晶の長さ方向く引上
げ方向）の形状を測定した結果の長さ方向位置く１）−
断面形状（μｌ１１）特性である。測定方法は、帯状シ
リコン結晶の両面に電気マイクロメータをあて、帯状シ
リコン結晶を一定速度でその長さ方向に移動させて、電
気マイクロメータの変位量を記録するというものである
。同図＜ａ ）は従来のようにるつぼ底の小孔が円形で
あり、炉の昇温前に鉛直性の調整を行って結晶成長させ
た場合の結果であり、同図（ｂ ）は本発明の装置によ
り、昇温後に鉛直性を調整して結晶成長した場合である
。同図（ａ ）では、厚さ約４００μｍの結晶に対し、
振幅１５０μｍ弱、周期１５ｃｍ強の波打ちが見られる
が、本発明の装置による結果の同図（ｂ）では、この波
打ちが極めて小さくなっているのがわかる。また、本装
置によれば、波打ちの減少につれて、結晶幅方向の湾曲
もほぼなくなった。
げ方向）の形状を測定した結果の長さ方向位置く１）−
断面形状（μｌ１１）特性である。測定方法は、帯状シ
リコン結晶の両面に電気マイクロメータをあて、帯状シ
リコン結晶を一定速度でその長さ方向に移動させて、電
気マイクロメータの変位量を記録するというものである
。同図＜ａ ）は従来のようにるつぼ底の小孔が円形で
あり、炉の昇温前に鉛直性の調整を行って結晶成長させ
た場合の結果であり、同図（ｂ ）は本発明の装置によ
り、昇温後に鉛直性を調整して結晶成長した場合である
。同図（ａ ）では、厚さ約４００μｍの結晶に対し、
振幅１５０μｍ弱、周期１５ｃｍ強の波打ちが見られる
が、本発明の装置による結果の同図（ｂ）では、この波
打ちが極めて小さくなっているのがわかる。また、本装
置によれば、波打ちの減少につれて、結晶幅方向の湾曲
もほぼなくなった。
［発明の他の実施例］
前述の発明の詳細な説明では、るつは１の底の小孔２ａ
、２ｂそれぞれの形状として長円形としたことを述べた
が、小孔２ａ、２ｂの形状はこの限りではなく、成長す
べき帯状シリコン結晶の幅方向とほぼ垂直な方向に細長
い形状であれば、だ円形、長方形もしくはこれらに類す
る形であってもよい。
、２ｂそれぞれの形状として長円形としたことを述べた
が、小孔２ａ、２ｂの形状はこの限りではなく、成長す
べき帯状シリコン結晶の幅方向とほぼ垂直な方向に細長
い形状であれば、だ円形、長方形もしくはこれらに類す
る形であってもよい。
一方、支持材案内路７ａ、７ｂの移動は、前記小孔の長
さ方向に平行移動するとは限らず、案内路のある点を中
心として、前記小孔の長さ方向に傾けるようにすること
、言い換えれば、成長すべき帯状シリコン結晶の幅方向
と略垂直な面内で案内炉が回転移動するようにしてもよ
い。案内路自体の形状も前述の実施例では単なる円筒形
としたが、もちろんこれに限るわけではない。
さ方向に平行移動するとは限らず、案内路のある点を中
心として、前記小孔の長さ方向に傾けるようにすること
、言い換えれば、成長すべき帯状シリコン結晶の幅方向
と略垂直な面内で案内炉が回転移動するようにしてもよ
い。案内路自体の形状も前述の実施例では単なる円筒形
としたが、もちろんこれに限るわけではない。
［発明の効果コ
これまで述べてきたように、本発明に係る帯状シリコン
結晶の製造装置では、従来るつぼ上の結晶抑え板、結晶
端支持材の鉛直性を保つために複雑な機構を要していた
のに対し、簡易な構造で、かつ極めて容易に前記鉛直性
を得ることができる。
結晶の製造装置では、従来るつぼ上の結晶抑え板、結晶
端支持材の鉛直性を保つために複雑な機構を要していた
のに対し、簡易な構造で、かつ極めて容易に前記鉛直性
を得ることができる。
このため、製造した帯状シリコン結晶の曲りが減少する
。すなわち、平坦性が向上するという効果がある。更に
は、これまで帯状シリコン結晶の平坦性がないために、
結晶成長中に抑え板肉で帯状シリコン結晶がつまり、成
長が中断するといったトラブルがなくなるため生産性も
向上し、コスト低下に寄与することとなる。
。すなわち、平坦性が向上するという効果がある。更に
は、これまで帯状シリコン結晶の平坦性がないために、
結晶成長中に抑え板肉で帯状シリコン結晶がつまり、成
長が中断するといったトラブルがなくなるため生産性も
向上し、コスト低下に寄与することとなる。
第１図は本発明の一実施例を示す帯状シリコン結晶の製
造゛装置の主要部構成図、第２図は本発明の装置の使用
例の説明図、第３図は従来の装置と本発明の装置のそれ
ぞれにより製造した帯状シリコン結晶の引上げ方向の断
面形状比較図、第４図は従来の帯状シリコン結晶製造装
置の主要部構成図である。 １・・・るつぼ、２ａ 、２ｂ・・・小孔、３・・・シ
リコン融液、４ａ 、４ｂ・・・結晶端支持材、５・・
・種結晶、７・・・結晶抑え板、７ａ、７ｂ・・・支持
材案内路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第４図
造゛装置の主要部構成図、第２図は本発明の装置の使用
例の説明図、第３図は従来の装置と本発明の装置のそれ
ぞれにより製造した帯状シリコン結晶の引上げ方向の断
面形状比較図、第４図は従来の帯状シリコン結晶製造装
置の主要部構成図である。 １・・・るつぼ、２ａ 、２ｂ・・・小孔、３・・・シ
リコン融液、４ａ 、４ｂ・・・結晶端支持材、５・・
・種結晶、７・・・結晶抑え板、７ａ、７ｂ・・・支持
材案内路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第４図
Claims (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、前記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
に結晶化させて帯状シリコン結晶を製造する装置におい
て、前記小孔それぞれが成長すべき帯状シリコン結晶の
幅方向と略垂直な方向に細長い形状であり、かつ、前記
小孔それぞれの下方位置に前記結晶端支持材を通す案内
路を設け、前記案内路それぞれが前記小孔の長さ方向に
移動可能であることを特徴とする帯状シリコン結晶の製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25409485A JPS62113793A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 帯状シリコン結晶の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25409485A JPS62113793A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 帯状シリコン結晶の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62113793A true JPS62113793A (ja) | 1987-05-25 |
Family
ID=17260137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25409485A Pending JPS62113793A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 帯状シリコン結晶の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62113793A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8328932B2 (en) | 2007-06-14 | 2012-12-11 | Evergreen Solar, Inc | Ribbon crystal pulling furnace afterheater with at least one opening |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP25409485A patent/JPS62113793A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8328932B2 (en) | 2007-06-14 | 2012-12-11 | Evergreen Solar, Inc | Ribbon crystal pulling furnace afterheater with at least one opening |
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