JPS6251918B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6251918B2 JPS6251918B2 JP11718882A JP11718882A JPS6251918B2 JP S6251918 B2 JPS6251918 B2 JP S6251918B2 JP 11718882 A JP11718882 A JP 11718882A JP 11718882 A JP11718882 A JP 11718882A JP S6251918 B2 JPS6251918 B2 JP S6251918B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- ribbon
- raw material
- temperature part
- crystal
- 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.)
- Expired
Links
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
- C30B11/002—Crucibles or containers for supporting the melt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄膜結晶の製造方法に関するもので
ある。さらに詳しくは、太陽電池等に用いる半導
体材料の低コスト化を目的としたリボン結晶製造
方法に関するものである。
ある。さらに詳しくは、太陽電池等に用いる半導
体材料の低コスト化を目的としたリボン結晶製造
方法に関するものである。
従来より、シリコン太陽電池の低コスト化を目
的としたリボン結晶の製造方法には、EFG
（Edge−defined Film−fed Growth）法や横引
き法等の直接溶融シリコンより単結晶を引き出す
方法や、レーザ・ゾーンリボン法（レーザを用い
たFZ（Floating Zone法））、さらには、フローテ
イング基板成長法等がある。
的としたリボン結晶の製造方法には、EFG
（Edge−defined Film−fed Growth）法や横引
き法等の直接溶融シリコンより単結晶を引き出す
方法や、レーザ・ゾーンリボン法（レーザを用い
たFZ（Floating Zone法））、さらには、フローテ
イング基板成長法等がある。
EFG法では、シリコン融液中へキヤピラリー
ダイを挿入し、このダイ内を濡れて上昇してくる
シリコン融液を、ダイ先端でシリコン単結晶リボ
ンと接触させ引上げる方法であるが、リボンの成
長速度、種結晶への電伝導、固液界面による凝固
潜熱の発生等を考えに入れた固液面形成の動的平
衡が保たれることが必要であり、これらの制御は
非常に困難な技術であつた。
ダイを挿入し、このダイ内を濡れて上昇してくる
シリコン融液を、ダイ先端でシリコン単結晶リボ
ンと接触させ引上げる方法であるが、リボンの成
長速度、種結晶への電伝導、固液界面による凝固
潜熱の発生等を考えに入れた固液面形成の動的平
衡が保たれることが必要であり、これらの制御は
非常に困難な技術であつた。
一方、横引き法では、ごく精密な液面の安全制
御、水平引出時の固液界面が広いことによる液面
の波立等が問題となつていた。
御、水平引出時の固液界面が広いことによる液面
の波立等が問題となつていた。
また、レーザ・ゾーンリボン法は、成形された
多結晶シリコンをレーザを用い局部的に加熱溶
融、再結晶させる方法であるが、レーザをリボン
成長方向と直角に走査させなければならず、あま
り量産的とはいえない。
多結晶シリコンをレーザを用い局部的に加熱溶
融、再結晶させる方法であるが、レーザをリボン
成長方向と直角に走査させなければならず、あま
り量産的とはいえない。
また、フローテイング基板成長法は、シリコン
を飽和状態に含んだ溶融錫の液面にCVD法によ
りシリコン結晶をレオタクシー成長させ、温度勾
配をつけて規定の厚さに積つたシート状結晶を引
き出す方法であるが、CVD工程で時間がかかり
量産性に問題があつた。
を飽和状態に含んだ溶融錫の液面にCVD法によ
りシリコン結晶をレオタクシー成長させ、温度勾
配をつけて規定の厚さに積つたシート状結晶を引
き出す方法であるが、CVD工程で時間がかかり
量産性に問題があつた。
以上述べてきた従来のリボン結晶製造法の欠点
に鑑み、本発明は、高性能リボン結晶を低コスト
で製造することを目的とした薄膜結晶の製造方法
を提供するものである。さらに詳しくは、結晶原
料と媒体（展開物質または浮遊物質）の比重差や
不活性、融点差を利用して媒体表面でリボン結晶
を製造することを特徴とする。
に鑑み、本発明は、高性能リボン結晶を低コスト
で製造することを目的とした薄膜結晶の製造方法
を提供するものである。さらに詳しくは、結晶原
料と媒体（展開物質または浮遊物質）の比重差や
不活性、融点差を利用して媒体表面でリボン結晶
を製造することを特徴とする。
以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。
る。
実施例
不活性ガス（例えばAr、He等）中で、第１図
ｂに示すような温度勾配をつけた第１図ａの溶融
炉１の高温部側２に、結晶原料３（この場合は多
結晶シリコン、融点：1414℃比重：2.33）と展開
物質４（例えば前記シリコンに対して不活性で安
定で、しかもシリコンより低融点で比重の大きな
物質、二酸化ゲルマニウム：融点1116±４℃、比
重；3.1219又は二酸化スズ、融点；1127℃、比
重：6.915）を混合させた状態で投入溶融し、低
温部側５へ流してやる。このとき、結晶原料３と
開展物質４は、互いの比重差により上下に分離さ
れた状態となり、さらに低温部まで行く途中６で
展開物質上へ浮遊した結晶原料（この場合はシリ
コン）が、薄膜として再結晶化される。最後に低
温部端より固（シリコンリボン結晶）液（展開物
質）分離した状態で、結晶のみ引上げてやれば連
続してリボン状の結晶７を製造することができ
る。なお、このとき、シリコンリボン結晶中へ微
量のゲルマニウムやスズが混入しても同じ４族の
為、半導体特性に大きな影響は生じない。
ｂに示すような温度勾配をつけた第１図ａの溶融
炉１の高温部側２に、結晶原料３（この場合は多
結晶シリコン、融点：1414℃比重：2.33）と展開
物質４（例えば前記シリコンに対して不活性で安
定で、しかもシリコンより低融点で比重の大きな
物質、二酸化ゲルマニウム：融点1116±４℃、比
重；3.1219又は二酸化スズ、融点；1127℃、比
重：6.915）を混合させた状態で投入溶融し、低
温部側５へ流してやる。このとき、結晶原料３と
開展物質４は、互いの比重差により上下に分離さ
れた状態となり、さらに低温部まで行く途中６で
展開物質上へ浮遊した結晶原料（この場合はシリ
コン）が、薄膜として再結晶化される。最後に低
温部端より固（シリコンリボン結晶）液（展開物
質）分離した状態で、結晶のみ引上げてやれば連
続してリボン状の結晶７を製造することができ
る。なお、このとき、シリコンリボン結晶中へ微
量のゲルマニウムやスズが混入しても同じ４族の
為、半導体特性に大きな影響は生じない。
また、リボン結晶の厚みは結晶原料と展開物質
の混合比、あるいは引上げ速度で容易にコントロ
ールされる。
の混合比、あるいは引上げ速度で容易にコントロ
ールされる。
さらに低温部端より溶融された状態で流出する
展開物質８は回収して、再び結晶原料を加えて高
温側より投入すれば非常に効率的である。
展開物質８は回収して、再び結晶原料を加えて高
温側より投入すれば非常に効率的である。
以上、実施例で述べたように、本発明の方法
は、シリコン結晶原料に対して不活性、高密度、
低融点の媒体の融液表面のなめらかさを利用し、
その高温部表面でシリコン結晶原料の薄膜化を計
り、低温部で再結晶化及び固液分離を行うことを
特徴としており、いずれもリボン状のシリコン薄
膜結晶を低コスト、高歩留で大量に製造できる。
は、シリコン結晶原料に対して不活性、高密度、
低融点の媒体の融液表面のなめらかさを利用し、
その高温部表面でシリコン結晶原料の薄膜化を計
り、低温部で再結晶化及び固液分離を行うことを
特徴としており、いずれもリボン状のシリコン薄
膜結晶を低コスト、高歩留で大量に製造できる。
第１図ａは本発明の第１の実施例を説明するた
めの溶融炉の概略断面図、第１図ｂはその炉の温
度分布を示す図である。 １……溶融炉、２……高温部側、３……結晶原
料、４，８……展開物質、５……低温部側、７…
…リボン状結晶。
めの溶融炉の概略断面図、第１図ｂはその炉の温
度分布を示す図である。 １……溶融炉、２……高温部側、３……結晶原
料、４，８……展開物質、５……低温部側、７…
…リボン状結晶。
Claims (1)
- １ シリコン結晶原料と前記シリコン結晶原料に
対して不活性で前記シリコンよりも低融点、高比
重を有する媒体を混合させて、少なくとも前記シ
リコン結晶原料の融点より高い温度部分と低い温
度部分を有する溶融炉の前記高い温度部分に投入
し、前記溶融炉内の媒体融液の前記低い温度部分
で固液分離され、かつ表面で再結晶化された薄膜
を前記低い温度部分の媒体融液の表面から取り出
すことを特徴とする薄膜結晶の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117188A JPS598688A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 薄膜結晶の製造方法 |
| JP61284731A JPS62153187A (ja) | 1982-07-06 | 1986-11-28 | 薄膜結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117188A JPS598688A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 薄膜結晶の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61284731A Division JPS62153187A (ja) | 1982-07-06 | 1986-11-28 | 薄膜結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598688A JPS598688A (ja) | 1984-01-17 |
| JPS6251918B2 true JPS6251918B2 (ja) | 1987-11-02 |
Family
ID=14705580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57117188A Granted JPS598688A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 薄膜結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598688A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103025924A (zh) * | 2010-05-06 | 2013-04-03 | 瓦里安半导体设备公司 | 利用弹性与浮力从熔化物表面移离片材 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7855087B2 (en) * | 2008-03-14 | 2010-12-21 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Floating sheet production apparatus and method |
| US7816153B2 (en) * | 2008-06-05 | 2010-10-19 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method and apparatus for producing a dislocation-free crystalline sheet |
| US9567691B2 (en) | 2008-06-20 | 2017-02-14 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Melt purification and delivery system |
| US8545624B2 (en) * | 2008-06-20 | 2013-10-01 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Method for continuous formation of a purified sheet from a melt |
| US7998224B2 (en) * | 2008-10-21 | 2011-08-16 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Removal of a sheet from a production apparatus |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP57117188A patent/JPS598688A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103025924A (zh) * | 2010-05-06 | 2013-04-03 | 瓦里安半导体设备公司 | 利用弹性与浮力从熔化物表面移离片材 |
| CN103025924B (zh) * | 2010-05-06 | 2016-04-06 | 瓦里安半导体设备公司 | 利用弹性与浮力从熔化物表面移离片材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS598688A (ja) | 1984-01-17 |
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