JPH10190025A - 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型 - Google Patents
多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型Info
- Publication number
- JPH10190025A JPH10190025A JP34352496A JP34352496A JPH10190025A JP H10190025 A JPH10190025 A JP H10190025A JP 34352496 A JP34352496 A JP 34352496A JP 34352496 A JP34352496 A JP 34352496A JP H10190025 A JPH10190025 A JP H10190025A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- ingot
- casting
- angle
- loss
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型を組立型
とすることなく一体型とし、かつ、インゴットの外周部
を切断するときのロス分を最小限に留める。 【解決手段】多結晶シリコンインゴットを鋳造する容器
型鋳型において、側壁にテーパ角θ＝０．５度以上３度
未満の上方拡大テーパを付し、さらに、鋳型の高さ寸法
と鋳型平面の最大差渡し寸法との比Ｈ／Ｄ＝１．５倍以
下とする。
とすることなく一体型とし、かつ、インゴットの外周部
を切断するときのロス分を最小限に留める。 【解決手段】多結晶シリコンインゴットを鋳造する容器
型鋳型において、側壁にテーパ角θ＝０．５度以上３度
未満の上方拡大テーパを付し、さらに、鋳型の高さ寸法
と鋳型平面の最大差渡し寸法との比Ｈ／Ｄ＝１．５倍以
下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用等の高
純度多結晶シリコンのインゴットを鋳造する鋳型の形状
に関する。
純度多結晶シリコンのインゴットを鋳造する鋳型の形状
に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池用等の高純度多結晶シリコンの
インゴットを製造するときには、シリコンが凝固により
膨張するので、鋳型に大きな応力が生じ、インゴットを
鋳型から抜き出すことが不可能になる問題がある。シリ
コンの密度は溶融状態で２．５ｇ／ｃｍ3 で固体状態で
は２．３３ｇ／ｃｍ3 であり、約７％の体積膨張を生ず
る。そこで、インゴットの抜出しを可能にするために鋳
型の側板を組立式とし、綴じボルトで端部同士を結合す
る技術もある。しかしこのような綴じボルトを用いる鋳
型は作業性が劣るという問題がある。
インゴットを製造するときには、シリコンが凝固により
膨張するので、鋳型に大きな応力が生じ、インゴットを
鋳型から抜き出すことが不可能になる問題がある。シリ
コンの密度は溶融状態で２．５ｇ／ｃｍ3 で固体状態で
は２．３３ｇ／ｃｍ3 であり、約７％の体積膨張を生ず
る。そこで、インゴットの抜出しを可能にするために鋳
型の側板を組立式とし、綴じボルトで端部同士を結合す
る技術もある。しかしこのような綴じボルトを用いる鋳
型は作業性が劣るという問題がある。
【０００３】上記問題点を解決する技術として、実開昭
５８−２２９３６号公報には、石英製るつぼと、石英製
るつぼを収容するカーボンサセプターの側面に開口部に
向かって拡がる３度以上の傾斜を付けたことを特徴とす
る多結晶シリコンインゴットの鋳造用鋳型が開示されて
いる。この技術ではテーパ角が大きいのでインゴットの
外周部を切断するときロス分が大きくなり好ましくな
い。
５８−２２９３６号公報には、石英製るつぼと、石英製
るつぼを収容するカーボンサセプターの側面に開口部に
向かって拡がる３度以上の傾斜を付けたことを特徴とす
る多結晶シリコンインゴットの鋳造用鋳型が開示されて
いる。この技術ではテーパ角が大きいのでインゴットの
外周部を切断するときロス分が大きくなり好ましくな
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記問
題を解決すべく種々実験を繰り返し研究した結果、イン
ゴットの平面積を増加し、高さを減ずることによって、
鋳型のテーパ角を小さくしてもインゴットの抜き取りが
容易にできることを知見し本発明を完成するに至った。
題を解決すべく種々実験を繰り返し研究した結果、イン
ゴットの平面積を増加し、高さを減ずることによって、
鋳型のテーパ角を小さくしてもインゴットの抜き取りが
容易にできることを知見し本発明を完成するに至った。
【０００５】本発明の課題は、多結晶シリコンインゴッ
ト鋳造用鋳型について、これを組立型とすることなく一
体型とし、かつ、製造したインゴットの外周部を切断す
るときのロス分を最小限に留めることができるような鋳
型の形状を提供することを目的とする。
ト鋳造用鋳型について、これを組立型とすることなく一
体型とし、かつ、製造したインゴットの外周部を切断す
るときのロス分を最小限に留めることができるような鋳
型の形状を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、多結晶シリコンインゴット
を鋳造する容器型鋳型において、側壁にテーパ角０．５
度以上３度未満の上方拡大テーパを付したことを特徴と
する多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型である。この
場合に鋳型の高さ寸法を鋳型平面の最大差渡し寸法の
１．５倍以下とすると好適である。ここで鋳型平面の最
大差渡し寸法は、平面図形の最大横断長さをいい、円形
では直径、多角形では頂点を結ぶ最大対角線長さをい
う。
するためになされたもので、多結晶シリコンインゴット
を鋳造する容器型鋳型において、側壁にテーパ角０．５
度以上３度未満の上方拡大テーパを付したことを特徴と
する多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型である。この
場合に鋳型の高さ寸法を鋳型平面の最大差渡し寸法の
１．５倍以下とすると好適である。ここで鋳型平面の最
大差渡し寸法は、平面図形の最大横断長さをいい、円形
では直径、多角形では頂点を結ぶ最大対角線長さをい
う。
【０００７】鋳型容器の形状は、円筒形、四角箱形、そ
の他どのような形状でもよい。側壁面のテーパ角は０．
５度未満では鋳造後インゴットの抜き取りがやはり困難
であり、鋳型を破損する恐れがあるので０．５度以上と
する。一方、３度以上ではロスが大きくなるので３度未
満とする。ロスを減少させる観点からテーパ角は小さい
程好ましく、インゴットの抜き取り困難性との兼合いも
考慮すれば、テーパ角１度〜１．５度が最も好ましい。
の他どのような形状でもよい。側壁面のテーパ角は０．
５度未満では鋳造後インゴットの抜き取りがやはり困難
であり、鋳型を破損する恐れがあるので０．５度以上と
する。一方、３度以上ではロスが大きくなるので３度未
満とする。ロスを減少させる観点からテーパ角は小さい
程好ましく、インゴットの抜き取り困難性との兼合いも
考慮すれば、テーパ角１度〜１．５度が最も好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】多結晶シリコンインゴット鋳造用
鋳型は、通常差渡し寸法が４００〜１０００ｍｍ以上で
ある。本発明では、高さをある程度抑え、鋳型平面の最
大差渡し寸法に対して高さ寸法を１．５倍以下とする。
このとき、理由は明確ではないが、テーパ角を小さくし
ても容易に抜き取ることができる。
鋳型は、通常差渡し寸法が４００〜１０００ｍｍ以上で
ある。本発明では、高さをある程度抑え、鋳型平面の最
大差渡し寸法に対して高さ寸法を１．５倍以下とする。
このとき、理由は明確ではないが、テーパ角を小さくし
ても容易に抜き取ることができる。
【０００９】鋳型の材質は黒鉛でもよく水冷銅でもよ
い。また、黒鉛鋳型の場合には離型剤を塗布することが
好ましい。
い。また、黒鉛鋳型の場合には離型剤を塗布することが
好ましい。
【００１０】
（実施例−１）実施例として直径８００ｍｍφ、高さ８
００ｍｍの円筒形の黒鉛鋳型にテーパ角１度を付し、離
型材として窒化珪素を厚さ０．５ｍｍ内面に施した。比
較例として、これとほぼ同体積のシリコン鋳型で、直径
４６０ｍｍφ×高さ９２０ｍｍの円筒形鋳型に、側壁テ
ーパ角３度を付し、離型剤として窒化珪素を厚さ０．５
ｍｍ内面に施したものを用いた。溶融シリコンを実施例
及び比較例の両鋳型に注湯してインゴットを製造した。
実施例では鋳型からインゴットを容易に抜き取ることが
できたが、比較例では抜き取りが困難であった。また、
実施例では、ウエハ切り出しの際のウエハ歩留りは切断
ロスも含めて４６％であり、比較例の３２％に比べて著
しく向上した。
００ｍｍの円筒形の黒鉛鋳型にテーパ角１度を付し、離
型材として窒化珪素を厚さ０．５ｍｍ内面に施した。比
較例として、これとほぼ同体積のシリコン鋳型で、直径
４６０ｍｍφ×高さ９２０ｍｍの円筒形鋳型に、側壁テ
ーパ角３度を付し、離型剤として窒化珪素を厚さ０．５
ｍｍ内面に施したものを用いた。溶融シリコンを実施例
及び比較例の両鋳型に注湯してインゴットを製造した。
実施例では鋳型からインゴットを容易に抜き取ることが
できたが、比較例では抜き取りが困難であった。また、
実施例では、ウエハ切り出しの際のウエハ歩留りは切断
ロスも含めて４６％であり、比較例の３２％に比べて著
しく向上した。
【００１１】（実施例−２）実施例１と同様鋳型内径８
００ｍｍφで鋳型高さを（鋳型高さ）／（鋳型内径）＝
０．７５、１．０、１．５、１．７、２．０、テーパ角
を０．２°、０．５°、１°、１．４°、１．５°で３
度の鋳型に剥離剤として窒化珪素を０．５ｍｍ塗布し
た。これにシリコンを注湯してインゴットを製造した。
００ｍｍφで鋳型高さを（鋳型高さ）／（鋳型内径）＝
０．７５、１．０、１．５、１．７、２．０、テーパ角
を０．２°、０．５°、１°、１．４°、１．５°で３
度の鋳型に剥離剤として窒化珪素を０．５ｍｍ塗布し
た。これにシリコンを注湯してインゴットを製造した。
【００１２】図１に鋳型の高さと鋳型の直径との比Ｈ／
Ｄ及び側壁のテーパ角θを種々変化させてインゴットを
作製したときのインゴットの抜き易さの関係を示す。図
において、縦軸は側壁のテーパ角θを示し、横軸は鋳型
の高さと鋳型の直径との比Ｈ／Ｄをとって、インゴット
の抜き易さを次の記号で示した。 〇：容易に鋳型からインゴットを抜出可能 △：さほど困難でなくインゴットを抜き出せたが、クラ
ックが入っていた。
Ｄ及び側壁のテーパ角θを種々変化させてインゴットを
作製したときのインゴットの抜き易さの関係を示す。図
において、縦軸は側壁のテーパ角θを示し、横軸は鋳型
の高さと鋳型の直径との比Ｈ／Ｄをとって、インゴット
の抜き易さを次の記号で示した。 〇：容易に鋳型からインゴットを抜出可能 △：さほど困難でなくインゴットを抜き出せたが、クラ
ックが入っていた。
【００１３】 ×：インゴットの抜き出しが困難、または不可能 図１によれば、範囲ＡＢＣＤ内のものが抜出可能であ
り、直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤはぞれぞれ、 直線ＡＢ：インゴットの抜出可能なθを規定する 直線ＢＣ：健全なインゴットの抜出可能なＨ／Ｄを規定
する 直線ＣＤ：インゴットの切断における歩留りにより規定
されるθ を示している。
り、直線ＡＢ、ＢＣ、ＣＤはぞれぞれ、 直線ＡＢ：インゴットの抜出可能なθを規定する 直線ＢＣ：健全なインゴットの抜出可能なＨ／Ｄを規定
する 直線ＣＤ：インゴットの切断における歩留りにより規定
されるθ を示している。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、多結晶シリコンインゴ
ット鋳造用鋳型について側壁のテーパ角を小さくし、凝
固したシリコンの抜き出しに支障を与えることなく、シ
リコンウエハの歩留りを高めることが可能となった。
ット鋳造用鋳型について側壁のテーパ角を小さくし、凝
固したシリコンの抜き出しに支障を与えることなく、シ
リコンウエハの歩留りを高めることが可能となった。
【図１】鋳型の高さと直径との比、側壁のテーパ角及び
インゴットの抜き易さの関係を示すグラフである。
インゴットの抜き易さの関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花澤 和浩 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 阪口 泰彦 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 加藤 嘉英 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 多結晶シリコンインゴットを鋳造する容
器型鋳型において、側壁にテーパ角０．５度以上３度未
満の上方拡大テーパを付したことを特徴とする多結晶シ
リコンインゴット鋳造用鋳型。 - 【請求項２】 鋳型の高さ寸法が鋳型平面の最大差渡し
寸法の１．５倍以下であることを特徴とする請求項１記
載の多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34352496A JPH10190025A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34352496A JPH10190025A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10190025A true JPH10190025A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18362191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34352496A Withdrawn JPH10190025A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10190025A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073129A1 (ja) | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Kyocera Corporation | 鋳型及びその形成方法、並びにその鋳型を用いた多結晶シリコン基板の製造方法 |
| JP2006083024A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Kyocera Corp | 多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、これを用いた多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子 |
| JP2006124230A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Tosoh Quartz Corp | シリコン溶融用容器 |
| US8122934B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-02-28 | Panasonic Corporation | Mold for forming cast rods, casting apparatus, and production method of cast rods |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34352496A patent/JPH10190025A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073129A1 (ja) | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Kyocera Corporation | 鋳型及びその形成方法、並びにその鋳型を用いた多結晶シリコン基板の製造方法 |
| US8221111B2 (en) | 2004-01-29 | 2012-07-17 | Kyocera Corporation | Mold, method of forming the same, and method of producing polycrystalline silicon substrate using the mold |
| JP2006083024A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Kyocera Corp | 多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、これを用いた多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子 |
| JP4726454B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2011-07-20 | 京セラ株式会社 | 多結晶シリコンインゴットの鋳造方法、これを用いた多結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン基板、並びに太陽電池素子 |
| JP2006124230A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Tosoh Quartz Corp | シリコン溶融用容器 |
| JP4712347B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2011-06-29 | 東ソー・クォーツ株式会社 | シリコン溶融用容器 |
| US8122934B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-02-28 | Panasonic Corporation | Mold for forming cast rods, casting apparatus, and production method of cast rods |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6334603B1 (en) | Mold for producing silicon ingot and method for fabricating the same | |
| JP5198731B2 (ja) | シリコンインゴット製造用鋳型及びその形成方法、並びにその鋳型を用いた多結晶シリコン基板の製造方法 | |
| JP3852147B2 (ja) | 太陽電池用多結晶シリコン・インゴットの製造方法 | |
| US6640876B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing copper and/or copper alloy ingot having no shrinkage cavity and having smooth surface without wrinkles | |
| JPH09268067A (ja) | 炭化ケイ素部材の製造方法 | |
| JPH10190025A (ja) | 多結晶シリコンインゴット鋳造用鋳型 | |
| JPH0620589B2 (ja) | 溶融金属の鋳造方法及び押湯スリ−ブ | |
| JPH11240710A (ja) | シリコン鋳造用鋳型 | |
| US3458169A (en) | Hot top for big-end-up ingot molds and method of assembling same | |
| JP4497943B2 (ja) | シリコン鋳造用鋳型とそれを用いたシリコン鋳造装置 | |
| JP3712171B2 (ja) | 雌ネジ部の製造方法及び鋳物部品 | |
| JP2006327912A (ja) | シリコンインゴット形成用鋳型およびシリコンインゴットの製造方法 | |
| JPH09263489A (ja) | シリコン鋳造用鋳型および鋳造法 | |
| JPS61296938A (ja) | 砂型を用いる鋳造方法 | |
| JPH084186Y2 (ja) | 鋳造用の仕切り板 | |
| JP2965230B2 (ja) | 鋳造品の湯口系部離脱方法 | |
| JP2005213088A (ja) | 鋳型およびこれを用いた鋳造装置 | |
| JP2010227965A (ja) | 鋳物の凝固制御方法 | |
| JPH0524132U (ja) | 冷し金 | |
| JPS5919542Y2 (ja) | 碍子キャップ用鋳型 | |
| JPH0866760A (ja) | グレーチングおよびその製造方法 | |
| JP2006272400A (ja) | 鋳造装置および半導体インゴット | |
| Brown | Improved magnesium casting method | |
| JPH0558781A (ja) | 多結晶シリコン半導体の製造方法 | |
| JP2001096354A (ja) | アノード鋳造用鋳型および鋳型の母型 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |