氮化硅粉末、多晶硅铸锭用脱模剂及多晶硅铸锭的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种氮化硅粉末，其能适宜地用作多晶硅铸锭的脱模剂，所述脱模剂即使在升高单向凝固时的硅的熔融温度时、或者增加硅的熔融时间时，多晶硅铸锭的脱模性也良好。提供一种氮化硅粉末，其特征在于，比表面积0.4m

Mold Removal Agent for Silicon Nitride Powder, Polycrystalline Silicon Ingot and Manufacturing Method of Polycrystalline Silicon Ingot

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氮化硅粉末、多晶硅铸锭用脱模剂及多晶硅铸锭的制造方法
本专利技术涉及能够在铸模中形成与铸模的密合性和脱模性良好的脱模层的氮化硅粉末，尤其是涉及适宜作为多晶硅铸锭的脱模剂的氮化硅粉末。
技术介绍
太阳能电池中使用的多晶硅基板通常由使用立式布里兹曼炉使熔融硅单向凝固而制造的多晶硅铸锭来获得。多晶硅基板要求高性能化和低成本化，为了应对该要求，抑制熔融硅的单向凝固时杂质向多晶硅铸锭中的混入和提高多晶硅铸锭的成品率是很重要的。在利用立式布里兹曼法的熔融硅的单向凝固中，使用石英制等的铸模，为了提高多晶硅铸锭的成品率，铸模要求多晶硅铸锭的脱模性良好，通常使用内壁(与熔融硅接触的面)涂布有包含氮化硅粉末的脱模剂的铸模。立式布里兹曼炉在其构造上，热从铸模底面向下方逃逸，因此，铸模在上下方向会产生大的温度梯度，铸模上部的温度相对变高。近年来，面向太阳能电池基板的多晶硅铸锭越来越倾向于大型化，升高温度直至铸模底部的硅(熔点：1414℃)充分熔融时，有时会因布里兹曼炉的构造而使铸模上部的温度变为1500℃以上这样的高温。这种情况下，有时会产生如下的问题：在温度高的铸模上部，多晶硅铸锭的脱模性变差，或脱模层自铸模剥落而附着于多晶硅铸锭等。因此，多晶硅铸锭的脱模层要求：即使在高温、例如1500℃以上进行单向凝固，多晶硅铸锭的脱模性、脱模层与铸模的密合性也良好。基于这样的背景，期望开发出一种氮化硅粉末，其能够形成如下的脱模层，该脱模层即使为了提高能应用于太阳能电池的基板的多晶硅铸锭的成品率而提高单向凝固时的硅的熔融温度时，多晶硅铸锭的脱模性、与铸模的密合性也良好。此外，为了获得长条的多晶硅铸锭而使用在上下方向上尺寸大的铸模时，尤其是铸模上部会长时间暴露在高温下，因此，期望开发出一种氮化硅粉末，该氮化硅粉末能够形成即使单向凝固时的硅的熔融时间长，多晶硅铸锭的脱模性、与铸模的密合性也良好的脱模层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-261832号公报专利文献2：日本特开2013-71864号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1中虽然记载了：将Fe的浓度和D50设定在特定的范围的氮化硅粉末能够形成牢固的脱模层，对于制造太阳能电池的转换效率高的多晶硅有用，但是，其未记载氮化硅粉末的晶体结构、微晶直径，也未记载升高硅的熔融温度、或增加硅的熔融时间时多晶硅铸锭的脱模性、脱模层与铸模的密合性。此外，专利文献2中示出：将粒度分布和β相的比率和特定的金属杂质设定在特定的范围的氮化硅粉末能够减少多晶硅铸锭中的杂质混入量，能够抑制脱模剂的剥落，但是，其仅示出了具有较小的D50和D90的氮化硅粉末、具有50质量％的β相的比率的氮化硅粉末最能够抑制脱模剂的剥落，并未记载氮化硅粉末的微晶直径，也未记载升高硅的熔融温度、或增加硅的熔融时间时多晶硅铸锭的脱模性、脱模层与铸模的密合性。因此，本专利技术的目的在于，提供一种氮化硅粉末，其能够适宜地用作多晶硅铸锭的脱模剂，所述脱模剂即使在升高单向凝固时的硅的熔融温度时、或者增加硅的熔融时间时，多晶硅铸锭的脱模性也良好。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决前述问题而进行了深入研究，发现：使用如下的氮化硅粉末来形成多晶硅铸锭铸造用铸模的脱模层时，即使升高单向凝固时的硅的熔融温度，多晶硅铸锭的脱模性、以及脱模层对铸模的密合性也良好，从而完成了本专利技术，所述氮化硅粉末具有特定的比表面积、特定的β型氮化硅的比例及特定的粒度分布，特定的金属杂质和其以外的金属杂质的含有比例小于特定的比例，微晶直径大于特定的值。即，本专利技术涉及以下的事项。(1)一种氮化硅粉末，其特征在于，通过BET法测定的比表面积为0.4m2/g以上且5m2/g以下，β型氮化硅的比例为70质量％以上，将通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径设为D50、将90％粒径设为D90时，D50为2μm以上且20μm以下，D90为8μm以上且60μm以下，Fe的含有比例为100ppm以下，Al的含有比例为100ppm以下，除Fe及Al以外的金属杂质的含有比例合计为100ppm以下，将使用Williamson-Hall式由β型氮化硅的粉末X射线衍射图案算出的β型氮化硅的微晶直径设为DC时，DC为300nm以上。(2)上述(1)所述的氮化硅粉末，其特征在于，使用Williamson-Hall式由β型氮化硅的粉末X射线衍射图案算出的β型氮化硅的结晶应变为0.8×10-4以下。(3)上述(1)或(2)所述的氮化硅粉末，其特征在于，将由前述比表面积算出的比表面积当量直径设为DBET时，DBET/DC(nm/nm)为5以下。(4)上述(1)～(3)中任一项所述的氮化硅粉末，其特征在于，D50为3μm以上。(5)上述(1)～(4)中任一项所述的氮化硅粉末，其特征在于，D90为50μm以下。(6)上述(1)～(5)中任一项所述的氮化硅粉末，其特征在于，D90为13μm以上。(7)上述(1)～(6)中任一项所述的氮化硅粉末，其特征在于，β型氮化硅的比例大于80质量％。(8)上述(1)～(7)中任一项所述的氮化硅粉末，其特征在于，Fe的含有比例为20ppm以下，Al的含有比例为20ppm以下，除Fe及Al以外的金属杂质的含有比例合计为20ppm以下。(9)上述(1)～(8)中任一项所述的氮化硅粉末，其特征在于，将通过激光衍射散射法测定的体积基准的10％粒径设为D10时，D10为0.5μm以上且8μm以下。(10)一种多晶硅铸锭用脱模剂，其包含上述(1)～(9)中任一项所述的氮化硅粉末。(11)一种硅铸锭的制造方法，其特征在于，其为使容纳在铸模内的熔融硅凝固的多晶硅铸锭的制造方法，作为前述铸模，使用在与前述熔融硅的接触面上涂布有上述(1)～(9)中任一项所述的氮化硅粉末的铸模。专利技术的效果利用本专利技术的氮化硅粉末，能够提供适宜用作多晶硅铸锭的脱模剂的氮化硅粉末，所述脱模剂即使升高单向凝固时的硅的熔融温度、或者增加硅的熔融时间也能够提高多晶硅铸锭的脱模性、以及脱模层与铸模的密合性。附图说明图1是实施例1～13及比较例1～10的氮化硅粉末的制造中使用的燃烧合成反应装置的示意图。具体实施方式对本专利技术的氮化硅粉末的实施方式进行详细说明。(氮化硅粉末)本专利技术的氮化硅粉末的特征在于，其为通过BET法测定的比表面积为0.4m2/g以上且5m2/g以下的氮化硅粉末，β型氮化硅的比例为70质量％以上，将通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径设为D50、将90％粒径设为D90时，D50为2μm以上且20μm以下，D90为8μm以上且60μm以下，Fe的含有比例为100ppm以下，Al的含有比例为100ppm以下，除Fe及Al以外的金属杂质的含有比例合计为100ppm以下，将使用Williamson-Hall式由β型氮化硅的粉末X射线衍射图案算出的β型氮化硅的微晶直径设为DC时，DC为300nm以上。本专利技术的氮化硅粉末通过BET法测定的比表面积为0.4m2/g以上且5m2/g以下。比表面积在该范围时，能够形成与铸模的密合性良好的脱模层。氮化硅粉末通过BET法测定的比表面积也可以为4.0m2/g以下、3.0m2/g以下、2.0m2/g以下。本专利技术的氮化硅粉末的β型氮化硅的比例为70质量％以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅粉末，其特征在于，通过BET法测定的比表面积为0.4m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.12 JP 2016-2407501.一种氮化硅粉末，其特征在于，通过BET法测定的比表面积为0.4m2/g以上且5m2/g以下，β型氮化硅的比例为70质量％以上，将通过激光衍射散射法测定的体积基准的50％粒径设为D50、将90％粒径设为D90时，D50为2μm以上且20μm以下，D90为8μm以上且60μm以下，Fe的含有比例为100ppm以下，Al的含有比例为100ppm以下，除Fe及Al以外的金属杂质的含有比例合计为100ppm以下，将使用Williamson-Hall式由β型氮化硅的粉末X射线衍射图案算出的β型氮化硅的微晶直径设为DC时，DC为300nm以上。2.根据权利要求1所述的氮化硅粉末，其特征在于，使用Williamson-Hall式由β型氮化硅的粉末X射线衍射图案算出的β型氮化硅的结晶应变为0.8×10-4以下。3.根据权利要求1或2所述的氮化硅粉末，其特征在于，将由所述比表面积算出的比表面积当量直径设为DBET时，DBET/DC(nm/nm)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丸卓司，柴田耕司，山尾猛，山田哲夫，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP