本发明专利技术提供一种多晶硅棒，其熔解所需的能量少，而在用作单晶硅制造原料或铸造法硅锭制造时，可对削减能源成本具有贡献。本发明专利技术的多晶硅棒，是以硅芯线为中心放射状地析出多晶硅，其特征在于：将圆柱状的棒材相对于轴向垂直切割的切割面中，在芯线部分以外的面观察的结晶中，长径为50μm以上的粗大晶粒的面积比例为20％以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种多晶硅棒，其熔解所需的能量少，而在用作单晶硅制造原料或铸造法硅锭制造时，可对削减能源成本具有贡献。本专利技术的多晶硅棒，是以硅芯线为中心放射状地析出多晶硅，其特征在于：将圆柱状的棒材相对于轴向垂直切割的切割面中，在芯线部分以外的面观察的结晶中，长径为50μm以上的粗大晶粒的面积比例为20％以上。【专利说明】多晶娃棒
本专利技术涉及多晶硅棒，特别是涉及优选为被用作基于提拉（Czochralski :CZ)法 的单晶娃制造原料或基于铸造法的娃淀的制造原料的多晶娃棒。
技术介绍
西门子法（Siemens method)是已知作为硅单晶的原料的多晶硅的制造方法。西 门子法是通过将配置于钟罩式（bell jar type)的反应器内部的硅芯线通电，加热至硅的 析出温度，将三氯娃烧（trichlorosilane ;SiHCl3)、甲娃烧（monosilane ;SiH4)等的娃烧化 合物的气体与氢供应到此处，通过化学气相析出法在硅芯在线析出多晶硅，获得高纯度的 多晶硅棒。基于CZ法制造硅单晶的过程中，将多晶硅棒打碎成适当大小，投入熔融坩埚中 熔解，使用种晶拉出单晶硅锭。另外基于铸造法制造硅锭的过程中，同样地将多晶硅棒投入 熔融坩埚中熔解，使熔解液冷却凝固而形成铸锭。 多晶硅棒的熔解的进行，是在非活性气氛下，加热已充填有多晶硅棒的碎片的熔 融坩埚。本申请专利技术人为了提升熔解时的能源效率而进行各种研究，发现随着作为原料的 多晶硅棒的性质状态的不同，熔解所需要的热能会不同。 专利文献1 (特开2008-285403号公报）中，公开以防止多晶硅棒的龟裂、破损等 为目的，降低针状结晶的含量、大部分以微结晶构成的多晶硅棒。 以往技术文献 专利文献 专利文献1 :特开2008-285403号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 然而，像专利文献1以微结晶为主体构成的多晶硅棒，有熔解所需要的时间长、能 量增加的倾向。根据上述理解，推定多晶硅棒的熔解性会受到构成多晶硅棒的晶粒的大小 的影响，本申请专利技术人等进行进一步的研究，发现使构成多晶硅棒的晶粒粗大化，粗大结晶 的比例越多，熔解所需的能量有降低的倾向，促使本专利技术的完成。 本专利技术是基于上述的理解而成，而以提供熔解所需要的能量少、作为单晶硅制造 原料或铸造法硅锭制造原料时可对削减能源成本有贡献的多晶硅棒。 解决课题的方法 达成上述目的的本申请专利技术包含下列要点。 (1) 一种多晶硅棒，其为以硅芯线为中心放射状地析出多晶硅的多晶硅棒，其特征 在于：将圆柱状的棒材相对于轴向垂直切割的切割面中，在芯线部分以外的面观察的结晶 中，长径为50 μ m以上的粗大晶粒的面积比例为20%以上。 (2)如⑴所述的多晶硅棒，其中上述粗大结晶具有50?1000 μ m的平均长径。 (3)如（1)或⑵所述的多晶硅棒，其直径为90?180mm。 (4)如（1)所述的多晶硅棒，其为以硅芯线为中心放射状地析出多晶硅的多晶硅 棒，其芯线以外的析出方向的截面中，截面方向的导热率为100?150W/m · K。 (5)如⑴至⑷任一项所述的多晶娃棒，其是被用作基于提拉（Czochralski)法 的单晶硅制造原料或基于铸造法的硅锭的制造原料。 专利技术的效果 本专利技术的多晶硅棒是具有特有的微结构，导热率高，这意味着与同重量的多晶硅 棒比较，熔解所需的能量较少。因此，本专利技术的多晶硅棒在用作单晶硅制造原料或铸造法硅 锭制造时，可对削减能源成本具有贡献。 【专利附图】【附图说明】 图1是显示本专利技术的一实施方式的多晶硅棒的剖面的概略图。 图2是显示多晶硅棒的制造装置的一例的概略图。 图3是显示实施例中的结晶拍摄部位的一例。 图4是试样2的多晶硅棒剖面中的结晶照片。 图5是试样4的多晶硅棒剖面中的结晶照片。 图6是试样6的多晶硅棒剖面中的结晶照片。 【具体实施方式】 以下，根据实施方式来说明本专利技术。 本专利技术的多晶硅棒20,如在图1显示的剖面的概略图，是以硅芯线10为中心析出 多晶硅而成。多晶硅也称为硅多晶体（polysilicon)，通常是微细的硅结晶的集合体。在本 专利技术的多晶硅棒中，主要由粗大晶粒11构成多晶硅。具体而言，在观察多晶硅棒20的放射 剖面（相对于轴向垂直的剖面）时，芯线10的部分除外的任意的视野中的粗大晶粒11的 面积比例的平均值为20%以上、优选为25%以上、更优选为35%以上。另外，在更适合的 方式中，芯线10的部分除外，任何的区域中的粗大晶粒11的面积比例为20%以上、优选为 25%以上、更优选为35%以上。在此处，粗大晶粒指的是，在相对于多晶硅棒的轴向大致垂 直的切割面中得到观察的晶粒的长径为50 μ m以上的晶粒。 对于粗大晶粒11的在切割面被观察到的形状并无特别限定，会随着在该切割面 中的晶粒的视觉感而有异。例如晶粒本身的形状为针状时，结晶横躺于切割面时，会呈现 针状；另外会通过针状结晶成坚起的情况，变成大致椭圆形、大致圆形。因此，在本专利技术中， 粗大结晶的长径，例如在针状、大致椭圆状等的特异状粒子时，是在观察面的长边方向的结 晶长度，在大致圆形时则相当于其直径。另外，上述粗大结晶的长径平均值优选为50? 1000 μ m、更优选为70?800 μ m。 多晶硅棒20若以上述面积比例含有粗大晶粒，会在熔解条件下迅速熔融，可降低 基于CZ法的单晶硅制造或以坩埚进行的铸造法的硅锭制造中的能源成本。达成这一效果 的原因尚未明朗，但应该是因为在存在较大量的粗大晶粒之下，阻碍导热的晶界变少，导热 效率提高。 粗大结晶的面积比例及其结晶尺寸，是将多晶硅棒剖面拍摄的照片作演算处理求 得。具体而言，首先，相对于轴向垂直切割多晶硅棒20,取得圆盘状的硅片。接下来，研磨观 察面，得到平滑面。研磨之后，视需求作蚀刻处理，进一步提升观察面的平滑性，使观察面中 的拍摄照片的对比鲜明。照片的拍摄可通过连接计算机的相机进行，也可将异地拍摄的照 片数据输入计算机。 关于取得的照片资料的解析，是使用Asahi Kasei Engineering Corporation制 "A像〈夂（商品名）"（该商品名无正式的中文名称，以下直译为"A像君"），以后文叙述的 实施例记载的方法进行粒子解析。通过粒子解析，得到粗大结晶的长径以及粗大晶粒所占 面积比例。 另外，多晶娃棒的直径优选为90mm?180mm、更优选为110mm?160mm。多晶娃棒 的直径越大，一道工序可获得大量的原料。 另外，多晶硅棒的导热率优选为100?150W/m ·Κ、更优选为110?140W/m ·Κ。导 热率越大则导热效率越高，在熔解条件下迅速熔融，应可降低基于CZ法的硅单晶制造及以 坩埚进行的铸造法的硅锭制造中的能源成本。 关于导热率的测定，是使用激光闪光测定法（laser flash method)热常数测定装 置。具体而言，以后文叙述的实施例记载的方法进行，可通过所得的比热、热扩散率及密度 以下式获得。 导热率=比热X热扩散率X密度 如上述的多晶硅棒20,灵活运用在熔解条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多晶硅棒，其为以硅芯线为中心放射状地析出多晶硅的多晶硅棒，其特征在于：将圆柱状的棒材相对于轴向垂直切割的切割面中，在芯线部分以外的面观察的结晶中，长径为50μm以上的粗大晶粒的面积比例为20％以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：石田晴之，井村哲也，相本恭正，
申请(专利权)人：德山株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。