本发明专利技术提供一种硅锭制造装置、硅锭的制造方法及硅锭、硅晶圆、太阳能电池和硅零件，所述硅锭制造装置能够制造杂质量较少且杂质量的偏差较小的硅锭，其具有载置于坩埚上的盖，在盖的平面中心附近连接有惰性气体供给构件，盖具有：载置部，载置于坩埚的侧壁上端面；檐部，从坩埚的侧壁外边向外侧突出；及开口部，沿厚度方向贯穿，檐部配置于坩埚的侧壁上端外周边的10％以上区域的外周侧且从侧壁上端外边的突出长度为50mm以上，开口部形成在距坩埚的侧壁上端内边100mm以内的区域，由开口部形成的坩埚的上端内侧区域的露出面积的合计为坩埚的整个上端内侧区域的面积的1.5％以上且10％以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通过使积存于坩埚内的硅熔液单向凝固来制造硅锭的硅锭制造装置、硅锭的制造方法及硅锭、硅晶圆、太阳能电池和硅零件。
技术介绍
例如如专利文献I所记载，前述的硅锭通过切成预定厚度且被切出预定形状而成为硅晶圆。该硅晶圆主要用作太阳能电池用基板的原材料。在此，太阳能电池中，成为太阳能电池用基板的原材料的硅锭的特性对转换效率等性能的影响较大。尤其，若硅锭所含的杂质量较多，则太阳能电池的转换效率会大幅下降。在此，由于硅为凝固时膨胀的金属，因此当进行铸造时，需使硅熔液单向凝固以免 残留于铸块的内部。并且，通过单向凝固，随着凝固的相变化，硅熔液内的杂质根据平衡分凝系数分配至液相侧，坩埚内的杂质从固相(铸块)排出至液相(硅熔液)中，因此能够得到杂质较少的娃锭。并且,专利文献2 4中公开有在坩埚的上部配设有板状盖的娃锭制造装置。在该硅锭制造装置中，成为朝向坩埚内供给氩气的结构。通过该氩气去除从硅熔液中产生的氧化硅气体等，从而防止氧化硅气体与炉内的碳反应。由此，可抑制CO气体产生，且可抑制碳向硅锭中混入。并且，抑制氧化硅气体混入硅熔液中而氧量増加的现象。专利文献I :日本专利公开平10-245216号公报专利文献2 :日本专利公开2000-158096号公报专利文献3 :日本专利公开2004-058075号公报专利文献4 :日本专利公开2005-088056号公报然而，最近要求进ー步提高太阳能电池的转换效率，需要比以往更加降低硅锭中的杂质量。并且，为了从硅晶圆高效地制造太阳能电池用基板，要求硅晶圆的大面积化且硅锭本身也趋于大型化。大面积的硅晶圆中，有在晶圆内的杂质量容易产生偏差而无法稳定地得到太阳能电池用基板之虞。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种能够制造杂质量较少且杂质量的偏差较小的娃锭的娃锭制造装置、娃锭的制造方法及娃锭、可由该娃锭得到的娃晶圆、太阳能电池和硅零件。为了解决这种课题并实现上述目的，本专利技术所涉及的硅锭制造装置具备有保持硅熔液的坩埚、加热该坩埚的加热器及朝向所述坩埚内供给惰性气体的惰性气体供给构件，所述硅锭制造装置的特征在于，具有载置于所述坩埚上的盖，在所述盖的平面中心附近连接有所述惰性气体供给构件，所述盖具备载置部，载置于所述坩埚的侧壁上端面；檐部，从所述坩埚的侧壁外边向外侧突出；及开ロ部，沿厚度方向贯穿，所述檐部配置于所述坩埚的侧壁上端外周边的10%以上区域的外周侧，并且从所述侧壁上端外边的突出长度为50mm以上，所述开ロ部形成在距所述坩埚的侧壁上端内边IOOmm以内的区域，由所述开ロ部形成的所述坩埚的上端内侧区域的露出面积的合计为所述坩埚的整个上端内侧区域的面积的I. 5%以上且10%以下。在该结构的硅锭制造装置中，在盖的平面中心附近连接有惰性气体供给构件，设置于盖的开ロ部形成在距所述坩埚的侧壁上端内边IOOmm以内的区域，因此从惰性气体供给构件供给的惰性气体在坩埚内的硅熔液上通过并从位于坩埚的侧壁上端内边的开ロ部排出。这样，由于设置有惰性气体的通过路径，因此惰性气体不会滞留在坩埚内，能够将从硅熔液中生成的氧化硅气体等可靠地去除至坩埚的外部。在此，由于由所述开ロ部形成的所述坩埚的上端内侧区域的露出面积的合计为所述坩埚的上端内侧面积的I. 5%以上，因此即使在惰性气体的流量较多时，也能够向坩埚的外部排出惰性气体，不会阻碍惰性气体的流动。并且，由于由所述开ロ部形成 的所述坩埚的上端内侧区域的露出面积的合计为所述坩埚的上端内侧面积的10%以下，因此坩埚内的硅熔液不会向外部大量露出即可防止杂质向硅熔液内混入。另外，所述盖具有从所述坩埚的侧壁外边向外侧突出的檐部，所述檐部配设于所述坩埚的侧壁上端的10%以上区域的外周侧，并且从所述侧壁上端外边的突出长度为50mm以上，因此可通过该檐部被加热器加热来抑制从坩埚的侧壁散热。由此，结晶从坩埚的底部朝上方成长而促进单向凝固。因此，在凝固的过程中，坩埚内的杂质会向液相侧浓縮，能够降低娃锭中的杂质量。在本专利技术的硅锭制造装置中，所述盖优选至少朝向所述坩埚的面由碳化硅构成。这时，可抑制从硅熔液中生成的氧化硅气体与盖反应，井能够防止盖的早期劣化。本专利技术的硅锭的制造方法为利用上述硅锭制造装置制造硅锭的方法，其特征在于，利用所述惰性气体供给构件，向所述坩埚内供给11/min以上且1001/min以下流量的惰性气体。根据该结构的硅锭的制造方法，能够通过惰性气体可靠地去除氧化硅气体，井能够制造杂质量较少且杂质量的偏差较小的硅锭。本专利技术的硅锭，其通过上述硅锭制造装置来制造，所述硅锭的特征在于，在同一水平截面上，在至少5处以上的点測定的氧浓度的标准偏差为I. 5以下，在至少5处以上的点測定的碳浓度的标准偏差为3以下。该构成的硅锭中，由于在同一水平截面上的氧浓度的标准偏差被抑制在I. 5以下且碳浓度的标准偏差被抑制在3以下，所以在水平截面内特性会稳定。因此，利用从该硅锭得到的硅晶圆的太阳能电池的转换效率会稳定。本专利技术的硅锭中，优选在同一水平截面上，在至少5处以上的点测定的氧浓度的平均值为5X1017atm/cc以下,在至少5处以上的点测定的碳浓度的平均值为lX1017atm/cc以下。该结构的硅锭中，由于氧浓度的平均值成为5X 1017atm/cc以下且碳浓度的平均值为lX1017atm/cc以下，因此能够提高利用由该硅锭得到的硅晶圆的太阳能电池的转换效率。另外，氧浓度的平均值优选为3X1017atm/cc以下,进ー步优选为lX1017atm/cc以下。并且，碳浓度的平均值优选为O. 71 X 1017atm/cc以下,进一步优选为O. 5 X 1017atm/cc以下。本专利技术的硅晶圆的特征在于，其为将上述硅锭沿水平方向切片而成的硅晶圆，在所述硅晶圆的表面上，在至少5处以上的点測定的氧浓度的标准偏差为I. 5以下，在至少5处以上的点測定的碳浓度的标准偏差为3以下。在该结构的硅晶圆中，由于可抑制表面上的氧浓度及碳浓度的偏差，因此能够构成转换效率稳定的优质的太阳能电池。本专利技术的太阳能电池，其特征在于，利用上述硅晶圆构成。在该结构的太阳能电池中，由于可抑制氧量和碳量的偏差，因此转换效率会稳定。本专利技术的硅零件，其特征在干，由上述硅锭构成。在该结构的硅零件中，氧浓度和碳浓度的偏差较少，因此能够得到稳定的特性。另夕卜，作为硅零件，例如可举出半导体制造装置用部件、CVD装置用部件、退火炉及扩散炉用部 件、液晶制造装置用部件、溅射靶等。根据本专利技术，可以提供能够制造杂质量较少且杂质量的偏差较小的硅锭的硅锭制造装置、硅锭的制造方法及硅锭、可从该硅锭得到的硅晶圆、太阳能电池和硅零件。附图说明图I是作为本专利技术的实施方式的硅锭制造装置的概要截面说明图。图2是具备于图I所示的硅锭制造装置的坩埚及盖部的上面说明图。图3是图2中的X-X截面图。图4是通过图I所示的硅锭制造装置制造的硅锭的立体图。图5是表示图4所示的硅锭的水平截面中的氧浓度及碳浓度的测定点的说明图。图6是具备于作为本专利技术的其他实施方式的硅锭制造装置的坩埚及盖部的上面说明图。图7是具备于作为本专利技术的其他实施方式的硅锭制造装置的坩埚及盖部的上面说明图。图8是实施例中使用的坩埚及盖部的上面说明图。图9是实施例中使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.25 JP 2011-0679601.一种硅锭制造装置，具备有保持硅熔液的坩埚、加热该坩埚的加热器及朝向所述坩埚内供给惰性气体的惰性气体供给构件，所述硅锭制造装置的特征在干， 具有载置于所述坩埚上的盖，在所述盖的平面中心附近连接有所述惰性气体供给构件， 所述盖具有载置部，载置于所述坩埚的侧壁上端面；檐部，从所述坩埚的侧壁外边向外侧突出；及开ロ部，沿厚度方向贯穿， 所述檐部配置于所述坩埚的侧壁上端外周边的10%以上区域的外周侧，且从所述侧壁上端外边的突出长度为50mm以上， 所述开ロ部形成在距所述坩埚的侧壁上端内边IOOmm以内的区域中，由所述开ロ部形成的所述坩埚的上端内侧区域的露出面积的合计为所述坩埚的整个上端内侧区域的面积的I. 5%以上且10%以下。2.如权利要求I所述的硅锭制造装置，其特征在干， 所述盖的至少朝向所述坩埚的面由碳化硅构成。3.ー种利用权利要求I或2所述的硅锭制造装置制造硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：二田伸康，中田嘉信，池田洋，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，三菱材料电子化成株式会社，
类型：发明
国别省市：
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。