專利名稱：固相片生長基體和固相片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固相片生長基體和固相片的生長方法，更具體地涉及用于使用熔液作為材料形成固相片的固相片生長基體和固相片的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，在半導(dǎo)體材料或金屬材料的熔液中浸漬固相片生長基體從而在固相片生長基體的表面上形成固相片的方法已被研發(fā)(例如專利文獻(xiàn)1和
2)。根據(jù)該方法，以規(guī)則間距布置的多個(gè)固相片生長基體被連續(xù)地浸漬于坩堝中的熔液中。例如，在制造用于太陽能電池的多晶硅片作為固相片的情形，在惰性氣氛中，固相片生長基體被浸漬在坩堝中的熔液中，其中具有添加于其中的例如磷或硼的摻雜劑的高純度硅材料被加熱和熔化。這引起多晶
硅片形成于固相片生長基體的表面上。形成的多晶硅片從固相片生長基體被剝離并且通過激光、切片鋸等被切割為希望的尺寸，從而提供太陽能電池的晶片。
圖16是示意性地示出在日本特開公報(bào)No. 2002-237465 (專利文獻(xiàn)1 )中公開的傳統(tǒng)固相片生長基體的透視圖。參考圖16，在圖中周緣槽10形成于固相片生長基體100的頂表面上，并且切口槽170進(jìn)而形成于圖中的其右側(cè)和左側(cè)。該配置引起位于周緣槽IO的外側(cè)的周邊部12被劃分為兩個(gè)C形部。
圖17是示意性地示出在國際公開No. 04/016836出版物(專利文獻(xiàn)2)中所公開的傳統(tǒng)基板(固相片生長基體)的透視圖。圖18是沿圖17中XVIII-XVIII線所取的截面圖，在硅形成于基板(固相片生長基體)的表面上的狀態(tài)。
參考圖17,溝槽結(jié)構(gòu)F13形成于基板第一表面135A和基板第二表面136A上。該溝槽結(jié)構(gòu)F13起分離在周邊部135a和136a上生長的硅和主要用作產(chǎn)品的板狀硅的部分的作用。由于硅熔液和基板C13(固相片生長基體)之間的表面張力高，所以硅熔液與基板第一表面135A和周邊部135a接觸但
3是不與溝槽結(jié)構(gòu)F13接觸。因而，如在圖18中所示出的，結(jié)晶并且生長于基板第一表面135A的表面上的板狀硅131A和結(jié)晶并且生長于周邊部135a的表面上的硅被夾置在其間的溝槽結(jié)構(gòu)F13所分離。
此外，基板第三表面138A形成于基板C13 (固相片生長基體)上。基板第一表面135A、基板第二表面136A和基板第三表面138A構(gòu)成三面結(jié)構(gòu)，這引起形成的硅被接合在基板C13 (固相片生長基體)中。專利文獻(xiàn)1:日本特開公凈艮No. 2002-237465 (圖7 )專利文獻(xiàn)2:國際公開No. 04/016836出版物(圖13 )

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
但是，在回顧了在上述日本特開公報(bào)No. 2002-237465中所公開的具有切口槽170的固相片生長基體100之后，發(fā)現(xiàn)硅熔液和固相片生長基體100之間的表面張力的作用在圖16中的三叉部30減小，并且因而，硅熔液可以進(jìn)入周緣槽10。ii7v周緣槽IO的熔液凝固從而引起周緣槽IO的效果的喪失。這可以導(dǎo)致在假定作為產(chǎn)品的硅片的邊上的毛刺，膜厚度分布的惡化，硅片中的裂縫等。結(jié)果，硅片需要再次制造，這引起包括生產(chǎn)效率下降和產(chǎn)品成本上升的問題。
此外，還回顧了在上面介紹的國際公開No. 04/016836出版物中所公開的基板C13 (固相片生長基體)。在使用該基板C13 (固相片生長基體)制造板狀多晶硅的方法中，其中形成被溝槽結(jié)構(gòu)F13所包圍的產(chǎn)品的部分并且對(duì)應(yīng)于位于溝槽結(jié)構(gòu)F13的外側(cè)的部分的周邊部135a被浸漬在高純度硅熔液中，從而在被溝槽結(jié)構(gòu)F13所包圍的部分中形成板狀多晶硅。在該情形中，多晶硅也形成于周邊部135a中。此外，如在圖18中所示出的，還是在該圖中的側(cè)面上，硅延伸至等于基板C13 (固相片生長基體)被浸漬在熔液中的深度的長度。
在該周邊部135a中形成的多晶硅在基板C13 (固相片生長基體)從熔液中移出的同時(shí)開始熱收縮。在周邊部135a中形成的多晶硅與在基板C13(固相片生長基體)的側(cè)面部分中形成的多晶硅集成，這避免了從在基板C13 (固相片生長基體)的側(cè)面上的熱收縮導(dǎo)致的變形。應(yīng)力被施加至其中避免了從熱收縮導(dǎo)致的變形的在周邊部135a中形成的多晶硅。該應(yīng)力到達(dá)引起硅破裂的量值，并且因而，多晶硅將從基板C13 (固相片生長基體)的
周邊部135a脫落。該脫落的多晶硅落入坩堝中的熔液或者落在坩堝外面。
落入坩堝的多晶硅將在足夠的時(shí)間之后再熔化。但是，落下的多晶硅花費(fèi)長時(shí)間再熔化，這引起包括生產(chǎn)效率降低和產(chǎn)品成本上升的問題。
此外，如果下一個(gè)基板C13 (固相片生長基體)在再熔化不足的狀態(tài)被浸漬，則被懸浮在熔液中的多晶硅被夾在基板C13 (固相片生長基體)和坩堝之間，這引起基板C13 (固相片生長基體)或用于在熔液中浸漬基板C13(固相片生長基體)的浸漬機(jī)構(gòu)的損壞的問題。
考慮到上述問題進(jìn)行本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供通過其增加生產(chǎn)效率并且制造裝置較小可能被損壞的固相片的制造方法，以及用于所述方法的固相片生長基體。
解決問題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的固相片生長基體包括主面和包圍主面的側(cè)面。主面通過周緣槽被劃分為位于周緣槽外側(cè)的周邊部和位于周緣槽內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)部，并且與周緣槽分離的狹縫槽形成于周邊部的側(cè)面上。
根據(jù)本發(fā)明的固相片生長基體，狹縫槽形成于固相片生長基體的側(cè)面上。這引起在落入坩堝中的熔液內(nèi)的脫落物中也形成狹縫部。該脫落物在熔液中優(yōu)先從狹縫部熔化并且立刻成為碎片。因此，可以降低脫落物可以被夾在固相片生長基體和坩堝之間的可能性，這允許避免制造裝置的破損。
此外，與大塊物體的情形相比，碎片化的脫落物立刻完全熔化，這引起縮短了再熔化所需的時(shí)間。因而，多個(gè)固相片生長基體浸漬在坩堝中的熔液的時(shí)間間隔可以被縮短。因而，固相片的生產(chǎn)效率可以^L改善。
根據(jù)本發(fā)明的固相片生長基體，狹縫槽與周緣槽分離，并且因而，不存在其中熔液的表面張力被認(rèn)為不足的連接狹縫槽和周緣槽的部分。因而，可以避免熔液由于表面張力不足而進(jìn)入狹縫槽和周緣槽。
在上述固相片生長基體中，優(yōu)選狹縫槽具有不小于1 mm并且不大于5mm的寬度。
在固相片生長基體用于制造半導(dǎo)體的固相片的情形中，具有不小于1mm的寬度的狹縫槽起避免固相片生長使得其橋接狹縫槽的作用。此外，具有不大于5 mm的寬度的狹縫槽起避免材料熔液進(jìn)入并且填充在狹縫槽中的作用。在上述固相片生長基體中，優(yōu)選狹縫槽具有不小于lmm的深度。 因而，在固相片生長基體用于制造半導(dǎo)體的固相片的情形中，熔液避免
在狹縫槽內(nèi)與固相片生長基體接觸并且生長于其中。
上述固相片生長基體優(yōu)選包括多個(gè)狹縫槽，其中相鄰狹縫槽之間的間距
不小于lmm。
因而，在固相片生長基體100用于制造半導(dǎo)體的固相片的情形，可以避 免固相片生長基體100被損壞。
在制造本發(fā)明的固相片的方法中，上述固相片生長基體^L浸漬在熔液 中，以便在固相片生長基體的主面上使用熔液作為材料生長固相片。
本發(fā)明的制造固相片的方法允許制造固相片，同時(shí)展示上述本發(fā)明的固 相片生長基體的效果。
在上述固相片的制造方法中，優(yōu)選當(dāng)固相片生長基體被浸漬在熔液中 時(shí)，部分狹縫槽被浸漬并且部分狹縫槽不被浸漬。
因而，具有比固相片生長基體被浸漬的深度大的長度的狹縫部可以形成 于上述脫落物上。這提供了具有足夠長度的狹縫的脫落物。
在上述制造固相片的方法中，優(yōu)選固相片生長基體包括多個(gè)狹縫槽，坩 堝包含熔液，并且固相片生長基體^R浸漬在距坩堝的內(nèi)壁比狹縫槽之間的間 距長的距離。
因此，通過狹縫部所獲得的脫落物優(yōu)先在坩堝中熔化并且成為碎片，避
免被夾在固相片生長基體和坩堝之間。
在上述制造固相片的方法中，優(yōu)選要被制造的固相片是半導(dǎo)體。 '因而，半導(dǎo)體固相片可以被制造同時(shí)確保高生產(chǎn)效率并且避免制造裝置 的損壞。
本發(fā)明的效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，與周緣槽分離的狹縫槽形成于固相片生長基體 的周邊部的側(cè)面上。因而，可以改善固相片的生產(chǎn)效率并且可以避免損壞固 相片的制造裝置。


圖1是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中固相片的制造裝置的配置的透 視圖。圖2是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中提供以固相片生長基體的固相 片制造裝置的配置的截面圖。
圖3是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體向熔液移動(dòng)的 方式的透視圖。
圖4是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體沿其在坩堝中
移動(dòng)的路徑的截面圖。
圖5是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中當(dāng)固相片生長基體在熔液中浸 漬最深時(shí)，在固相片生長基體的側(cè)面上固相片生長的方式的截面圖。
圖6是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中固相片在固相片生長基體的側(cè) 面上生長的方式的截面圖。
圖7是示意性地示出在本發(fā)明的對(duì)比實(shí)例中固相片在固相片生長基體的 側(cè)面上生長的方式的截面圖。
圖8是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中在固相片生長基體移出熔液之 后即刻的狀態(tài)的俯視圖。
圖9是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中在固相片生長基體移出熔液之 后即刻的狀態(tài)的截面圖。
圖10是示意性地示出在本發(fā)明的對(duì)比實(shí)例中在固相片生長基體移出熔 液之后即刻的狀態(tài)的截面圖。
圖11是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中在固相片生長基體移出熔液 之后即刻的狀態(tài)的截面&。
圖12是示意性地示出在本發(fā)明的對(duì)比實(shí)例中在固相片生長基體移出熔 液之后即刻的狀態(tài)的截面圖。
圖13是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中脫落物的透視圖。
圖14是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體沿其在坩堝 中移動(dòng)的路徑的俯視圖。
圖15是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體移出熔液的 時(shí)刻的截面圖。
圖16是示意性地示出在日本特開公報(bào)No. 2002-237465中所公開的固相
片生長基體的配置的透視圖。
圖17是示意性地示出在國際公開No. 04/016836出版物中所公開的形成 基板的板狀硅的透視圖。圖18是取自圖17中XVIII _ XVIII線的示意性截面圖。 參考標(biāo)號(hào)的描述
1主面，2A、 2B側(cè)面，10、 IOA、 10B周緣槽，11內(nèi)側(cè)部，12周邊 部，20狹縫槽，21狹縫部，29接合凹部，30三叉部，100固相片生長 基體，135a、 136a周邊部，135A基板第一表面，136A基板第二表面，138A 基板第三表面，170切口槽，200固相片，201脫落物，501坩堝，502室， 503熔化加熱器，504浸漬機(jī)構(gòu)，506熔液，508基體運(yùn)輸傳送裝置，509裝 置副室，510閘式閥，511裝置主室，C13基板。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
首先參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例的固相片生長基體的配置。 圖1是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體的配置的透視 圖。參考圖1,周緣槽10A形成于固相片生長基體100的主面1的邊緣部的 附近中。該周緣槽IOA將主面1劃分為內(nèi)側(cè)部11和周邊部l2。內(nèi)側(cè)部11 位于周緣槽IOA的內(nèi)側(cè)，提供其中形成用作產(chǎn)品的固相片的區(qū)，并且占據(jù)主 面1的大部分面積。周邊部12位于周緣槽IOA的外側(cè)，以l更例如包圍內(nèi)側(cè) 部11的三側(cè)。主面1被側(cè)面2A和2B包圍。在該情形中，側(cè)面2A對(duì)應(yīng)于 周邊部12的側(cè)面并且側(cè)面2B對(duì)應(yīng)于內(nèi)側(cè)部11的側(cè)面。
狹縫槽20形成于主面1的周邊部12的側(cè)面2A上。該狹纟逢槽20形成得 與周緣槽10A分離。換而言之，周緣槽IOA和狹縫槽以間距ES分離并且不 相互連接。
周緣槽10B形成于周邊部12的側(cè)面2A和內(nèi)側(cè)部11的側(cè)面2B之間的 邊界部中。周緣槽IOA和周緣槽10B連續(xù)地形成。在內(nèi)側(cè)部的側(cè)面2B上， 形成對(duì)應(yīng)于在與內(nèi)側(cè)部11分離的區(qū)中形成的凹部的接合凹部29。
狹縫槽20具有優(yōu)選不小于1 mm并且不大于5 mm的寬度SW。狹縫槽 20具有優(yōu)選不小于1 mm的深度SD。此外，優(yōu)選存在多個(gè)狹縫槽20，其中 優(yōu)選相鄰狹縫槽20之間的間距SS不小于1 mm。優(yōu)選狹縫槽20具有大于或 等于浸漬深度的長度SL,該固相片生長基體100被浸漬在用作固相片原材 料的熔液中至所述浸漬深度。
8周緣槽IOA和10B分別具有優(yōu)選不小于1 mm并且不大于5 mm的寬度 EW。此外，周緣槽10A和10B分別具有優(yōu)選不小于1 mm的深度ED。
隨后將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的提供以固相片生長基體的固 相片制造裝置。
圖2是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中固相片制造裝置的配置的截面 圖。參考圖2,能夠控制內(nèi)部氣氛的室502被閘式閥510分區(qū)為裝置主室511 和裝置副室509。此外，裝置副室509通過另一閘式閥510而連接至外部。 因而，當(dāng)閘式閥510打開時(shí)，固相片生長基體IOO可以被運(yùn)送入和出室502。 基體運(yùn)輸傳送裝置508被布置在裝置副室509和裝置主室511之間以便由此 允許固相片生長基體IOO的運(yùn)輸。
提供浸漬機(jī)構(gòu)504,并且從該浸漬機(jī)構(gòu)504固相片生長基體100可以在 基體運(yùn)輸傳送裝置508的主室511側(cè)上的端部被附著或分離。該浸漬機(jī)構(gòu)504 可以在固相片生長基體IOO從其懸桂的狀態(tài)被移動(dòng)。坩堝501被布置在其中 所述機(jī)構(gòu)可以被移動(dòng)的范圍內(nèi)。坩堝501被提供以熔化加熱器503用于加熱 坩堝501的內(nèi)容，允許材料被加熱并且熔化為熔液506。固相片生長基體100 的主面1被浸漬在該熔液506中以便引起固相片200生長。
隨后將參考圖3 - 12描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固相片的制造工藝。
圖3是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體向熔液移動(dòng)的方 式的透視圖。參考圖3,在固相片生長基體從浸漬機(jī)構(gòu)504被懸掛的狀態(tài)， 固相片生長基體IOO在圖中箭頭方向向坩堝501中的熔液506移動(dòng)。固相片 生長基體100以這樣的方式附著至浸漬機(jī)構(gòu)504,使得圖中對(duì)應(yīng)于下側(cè)的主 面1 (未^L示出的面)和接合凹部29面對(duì)行進(jìn)方向。
圖4是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體在坩堝中沿其移 動(dòng)的路徑的截面圖。參考圖4，浸漬機(jī)構(gòu)504和固相片生長基體IOO如同圖 中通過箭頭所指示的在坩堝內(nèi)移動(dòng)。坩堝501包含固相片材料的被加熱和熔 化的熔液506。隨著固相片生長基體IOO被移動(dòng)，固相片生長基體100的主 面被浸漬在熔液506中并且隨后4皮移出熔液506。
圖5是示意性地示出在本發(fā)明的實(shí)施例中當(dāng)固相片生長基體100在熔液 中浸漬最深時(shí)，固相片在固相片生長基體的側(cè)面上生長的方式的截面圖。參 考圖5,既便在固相片生長基體IOO浸漬最深的狀態(tài)，熔液506的表面的水 平面在狹縫槽20的中點(diǎn)附近。換而言之，部分狹縫槽20被浸漬在熔液506
9中并且部分狹縫槽未^f皮浸漬在熔液506中。
當(dāng)固相片200在其中固相片生長基體被浸漬的部分中生長時(shí)，由于作用 于熔液506上的表面張力，固相片200不在對(duì)應(yīng)于狹縫槽20的部分生長。
圖6是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中固相片在固相片生長基體的側(cè)面 上生長的方式的截面圖。參考圖6，本發(fā)明實(shí)施例的狹縫槽20形成得與周緣 槽IO分離。
如果狹縫槽20具有合適的寬度SW和深度SD，則在對(duì)應(yīng)于狹縫槽20 的部分中固相片200的生長被更可靠地抑制。因此，固相片200形成以具有 被狹縫槽20所分離的部分。
如果狹縫槽20的寬度SW過大，則熔液506和固相生長基體之間的表 面張力不足。因此，熔液506進(jìn)入狹縫槽20從而由此形成固相片200而填 充在狹縫槽20中。例如，在使用半導(dǎo)體材料的熔液506的情形，優(yōu)選狹縫 槽20具有不大于5 mm的寬度以便引起熔液506的表面張力足以起作用。
如果狹縫槽20的寬度過窄，則熔液506的粘度引起固相片200以這樣 的方式生長使得其跨過狹縫槽20,這在固相片200中產(chǎn)生不被狹縫槽20所 分離的部分。例如，在使用半導(dǎo)體材料的熔液506的情形，通過提供具有不 小于1 mm的寬度SW的狹縫槽而可以避免該現(xiàn)象。
由于上述理由，優(yōu)選狹縫槽具有不小于1 mm并且不大于5 mm的寬度 SW。此外，狹縫槽被配置以便具有大約3mm的寬度SW,這在該尺寸范圍 的中間值附近，結(jié)果在對(duì)應(yīng)于狹縫槽20的部分中固相的生長可以被抑制而 更穩(wěn)定。
如果狹縫槽20的深度SD過淺，則進(jìn)入狹縫槽20的熔液506與狹縫槽 20的內(nèi)壁接觸從而引起固相的形成。例如，在采用半導(dǎo)體材料的熔液506 的情形，通過提供具有不小于lmm深度SD的狹縫槽20,該現(xiàn)象可以被避 免。
狹縫槽20之間的間距SS影響固相生長基體100和熔液506之間的熱傳 導(dǎo)率。如果狹縫槽20之間的間距SS過小，則其中狹縫槽20不形成于側(cè)面 2A上的面積被減小。這減小了其中側(cè)面2A和熔液506相互接觸的面積。
從熔液506形成固相需要由固相片生長基體100和熔液506之間足夠的 接觸所引起的熱傳導(dǎo)。認(rèn)為在熱傳導(dǎo)不足并且因而固相在狹縫槽20的周邊 部不形成的情形中，避免熔液506進(jìn)入狹縫槽20的表面張力不起作用。因此，固相形成于狹縫槽20內(nèi)。當(dāng)固相因而形成于狹縫槽20內(nèi)時(shí)，由于其凝 固和膨脹，固相具有大于熔液506的體積。這引起力被施加從而擴(kuò)張狹縫槽 20,這可以導(dǎo)致固相生長基體100的周邊部12的破損。
實(shí)驗(yàn)確定在狹縫槽20之間的間距SS小于1 mm的情形該破損經(jīng)常出現(xiàn)。 因而，優(yōu)選狹縫槽20之間的間距SS不小于1 mm。
優(yōu)選狹縫槽20之間的間距SS的希望的上限值小于或等于當(dāng)固相片生長 基體100浸漬于熔液506中時(shí)固相片生長基體100和坩堝501內(nèi)壁之間的間 距，這^]爭在此后詳細(xì)描述。
圖7是示意性地示出本發(fā)明對(duì)比實(shí)例中固相片在固相片生長基體的側(cè)面 上生長的方式的截面圖。參考圖7，該對(duì)比實(shí)例示出了狹縫槽20的寬度SW 過大和其深度SD過淺的至少一情形的實(shí)例。當(dāng)狹縫槽20的寬度SW過寬時(shí)， 熔液506和固相片基體100之間的表面張力在狹縫槽20中不足，并且因而， 熔液506進(jìn)入狹縫槽20從而由此形成固相。當(dāng)狹縫槽20的深度SD過淺時(shí)， 進(jìn)入狹縫槽20的熔液506與狹縫槽20的內(nèi)壁接觸從而由此形成固相。
圖8是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中固相片生長基體移出熔液之后即 刻狀態(tài)的俯視圖。參考圖8,圖中的箭頭指示其中固相片生長基體IOO和浸 漬機(jī)構(gòu)504移動(dòng)的方向。
圖9是沿圖8中IX-IX線所取的截面圖并且示意性地示出了本發(fā)明的 實(shí)施例中固相片生長基體移出熔液之后即刻的狀態(tài)。參考圖9,隨著浸漬機(jī) 構(gòu)504傾鈄地向上移動(dòng)(在圖中指向左上的實(shí)箭頭)，固相片生長基體100 移出熔液506。形成于固相片生長基體100的表面上的固相片200隨后被環(huán) 境氣氛迅速冷卻。在固相片200的主部中，當(dāng)出現(xiàn)圖中^f皮中空箭頭所指示的 熱收縮時(shí)，由于其右側(cè)的端部不受約束，熱應(yīng)力被釋放。此外，固相片200 通過接合凹部29被接合在固相片生長基體100中并且因而避免由于重力而 掉落。由于在固相片生長基體100的周邊部U上和在周邊部12的側(cè)面SA 上形成的固相物體未被提供以這樣的接合部，所以它們?cè)跓崾湛s期間作為脫 落物201落入熔液506。下面將詳細(xì)描述該脫落物201。
圖10是示意性地示出在本發(fā)明的對(duì)比實(shí)例中固相片生長基體移出熔液 之后即刻狀態(tài)的截面圖，其中所述截面的位置與圖9相同。參考圖10,當(dāng)周 緣槽10A的寬度EW過大時(shí)，熔液506和固相片生長基體IOO之間的表面張 力不足。因此，熔液506進(jìn)入周緣槽IOA從而由此形成固相而填充在周緣槽
iiIOA中。與在圖9中示出的本發(fā)明的實(shí)施例相反，這帶來了固相片200的一 端被接合凹部29所限制而另一端被周緣槽10A所限制的狀態(tài)。當(dāng)熱應(yīng)力如 同圖IO中中空箭頭所指示的、在兩端都以該方式^f支限制的狀態(tài)下被施加時(shí)， 在快速冷卻期間被施加的熱應(yīng)力未被釋放，這引起在固相生長基體100的內(nèi) 側(cè)部11上形成的固相片200的石皮損。
圖11是沿圖8中的XI - XI線所取的截面圖并且示意性地示出了本發(fā)明 的實(shí)施例中固相片生長基體移出熔液之后即刻的狀態(tài)。參考圖11,形成于固 相片生長基體IOO上的固相片200被環(huán)境氣氛迅速冷卻。在固相片200的主 部中，當(dāng)如同被圖中中空箭頭所指示的熱收縮出現(xiàn)并且熱應(yīng)力被釋放時(shí)，固 相片200被接合凹部29接合并且因而避免掉落，如同在圖9中所描述的。 由于在位于周緣槽10A的外側(cè)的周邊部12上形成的固相物體未以該方式接 合，所以它在熱收縮期間作為脫落物落入熔液506。下面將詳細(xì)描述該脫落 物201。
圖12是示意性地示出本發(fā)明的對(duì)比實(shí)例中固相片生長基體移出熔液之 后即刻狀態(tài)的截面圖，其中其截面的位置與圖11中相同。參考圖12,當(dāng)周 緣槽10A的寬度EW過大時(shí)，熔液506和固相片生長基體之間的表面張力不 足。因此，熔液506進(jìn)入周緣槽IOA從而由此形成固相而填充周緣槽IOA。 與在圖11中示出的本發(fā)明的實(shí)施例相反，這帶來了固相片200的兩端都被 周緣槽10A所限制。當(dāng)熱應(yīng)力如同圖12中中空箭頭所指示的、在兩端都以 該方式被限制的狀態(tài)下被施加時(shí)，在快速冷卻期間被施加的熱應(yīng)力未被釋 放，這引起在固相生長基體100的內(nèi)側(cè)部11上形成的固相片200的破損。
如在圖9中所示出的通過浸漬機(jī)構(gòu)504從熔液506中被拉起的固相片生 長基體IOO通過如同在圖2中所描述的基體運(yùn)輸傳送裝置508被運(yùn)輸至裝置 副室509。在該情形中，裝置副室509和裝置主室511之間的間式閥510處 于打開狀態(tài)。該閘式閥510被關(guān)閉之后，裝置副室509內(nèi)的氣氛根據(jù)需要被 交換。分離裝置副室509與外部的閘式閥510隨后被打開并且固相片生長基 體IOO被移動(dòng)至外部。形成于被移動(dòng)的固相片生長基體100的內(nèi)側(cè)部11的 表面上的固相片200被剝離并根據(jù)用作的產(chǎn)品而恰當(dāng)?shù)厍懈睢?br> 隨后參考圖13詳細(xì)描述在上述制造工藝中的脫落物201。圖13是示意 性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中脫落物的透視圖。參考圖13，狹縫部21也形成 于對(duì)應(yīng)于固相片生長基體的狹縫槽20形成的位置的脫落的固相片200中的
12部分中。此外，脫落物21具有大致等于狹縫槽20的寬度SW的狹縫寬度。 該脫落物201由于其在狹縫部21中減小了的寬度而強(qiáng)度弱。因而，當(dāng)脫落 物201從固相片生長基體100的周邊部掉落時(shí)，它在對(duì)應(yīng)于多個(gè)狹縫部21 的數(shù)個(gè)位置被分為數(shù)片，它隨后作為多個(gè)脫落物落入熔液506。
在本發(fā)明實(shí)施例中所使用的坩堝501的內(nèi)側(cè)部尺寸將在隨后參考圖14 和15描述。
圖14是示意性地示出本發(fā)明的上述中固相片生長基體在坩堝中沿其移 動(dòng)的路徑的俯視圖。參考圖14，假定在固相片生長基體100在熔敘506中移 動(dòng)時(shí)固相片生長基體100和坩堝501的內(nèi)壁之間的距離MS比狹縫槽20之 間的間距SS長。
圖15是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例中在固相片生長基體移出熔液時(shí) 刻的截面圖。參考圖15,假定在固相片生長基體100移出熔液506時(shí)固相片 生長基體100和坩堝501的內(nèi)壁之間的距離MS比狹縫槽20之間的間距SS 長。
根據(jù)本實(shí)施例，如在圖1和6中所示出的，狹縫槽20形成于固相片生 長基體IOO的周邊部12的側(cè)面2A上。因此，如在圖13中所示出的，狹縫 部21在制造工藝中形成于固相片200的脫落物201中。以下將描述該狹縫 部21的操作和效果。
首先，如果狹縫部21形成于脫落物201中，則熔液506通過已經(jīng)落入 熔液506的脫落物201的狹縫部21進(jìn)入。這引起其中熔液506和脫落物201 相互接觸的面積增加，結(jié)果脫落物201在短時(shí)間內(nèi)再熔化。因而，再熔化所 需的時(shí)間被縮短并且生產(chǎn)效率纟皮改善。
此外，當(dāng)具有L形截面的脫落物201以L形角部側(cè)向上落入熔液506 時(shí)，在該角部中包含室502中的氣氛，結(jié)果熔液506可以對(duì)于包含于其中的 氣氛給出浮力。在本實(shí)施例中，由于該包含的氣氛可以通過上述狹縫部21 被釋放，所以浮力被減小。因而，如果脫落物201具有比熔液506大的比重， 則確保脫落物201沉入熔液506中并且在短時(shí)間內(nèi)再熔化。此外，既便在脫 落物201具有比熔液506小的比重的情形，如果浮力被減小，則浸漬于熔液 506中的脫落物的201的面積增加，從而由此實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的再熔化。因而， 再熔化所需的時(shí)間被縮短并且生產(chǎn)效率被改善。
此外，脫落物201優(yōu)先,人狹縫部21再熔化，這比在脫落物201完全熔
13化的期間完成的時(shí)間段短。在該時(shí)間點(diǎn)上，脫落物201^C碎為分別具有大致 對(duì)應(yīng)于固相生長基體100中狹縫槽20之間的間距SS的長度的碎片。該碎片 化引起再熔化的加速。另外，該碎片化可以避免脫落物201夾在固相片生長 基體100和坩堝501之間的事件的出現(xiàn)。
根據(jù)本實(shí)施例，如在圖1和6中所示出的，狹縫槽20和周緣槽IOA相 互分離地形成。如果狹縫槽20和周緣槽IOA相互結(jié)合，則在其結(jié)合部中熔 液506的表面張力不足，并且因而，熔液506進(jìn)入狹縫槽20和周緣槽IOA。 相反，如果狹縫槽20和周緣槽IOA相互分離，則可以避免熔液506進(jìn)入。
根據(jù)本實(shí)施例，優(yōu)選如在圖5中所示出的，假定固相片生長基體IOO處 于狹縫槽20具有浸漬在熔液506中的部分和不浸漬熔液506中的部分的狀 態(tài)。因而，確保具有如在圖13中所示出的一端開放的狹縫部21形成。
根據(jù)本實(shí)施例，優(yōu)選狹縫槽20具有不小于1 mm并且不大于5 mm的寬 度SW。在固相片生長基體IOO用于制造半導(dǎo)體固相片的情形中，這允許可 靠地形成于脫落物201中的狹縫部21。
根據(jù)本實(shí)施例的固相片生長基體100，優(yōu)選狹縫槽20具有不小于1 mm 的深度SD。在固相片生長基體100用于制造半導(dǎo)體固相片的情形中，這允 許可靠地形成于脫落物201中的狹縫部21。
根據(jù)本實(shí)施例，優(yōu)選存在多個(gè)狹縫槽20,其中上述相鄰狹縫槽20之間 的間距不小于l mm。因而，在固相片生長基體IOO用于制造半導(dǎo)體固相片 的情形中，可以避免固相片生長基體IOO破損。
根據(jù)本實(shí)施例，優(yōu)選當(dāng)固相片生長基體100被浸漬坩堝501中的熔液506 中時(shí)，分別在圖14和15中所示出的固相片生長基體IOO和坩堝501之間的 間距MS和MF,分別被假定為比固相片生長基體100的狹縫槽20之間的間 距SS長。這避免了具有小于或等于狹縫槽20之間間距SS的物體夾在固相 片生長基體IOO和坩堝501之間。在本實(shí)施例中，在較早階段由于狹縫部21 的影響，落入熔液506中的脫落物201破裂為分別具有小于或等于狹縫槽20 之間的間距SS的碎片。因而，脫落物201可以被避免夾在固相片生長基體 100和坩堝501之間從而引起制造裝置的破損。
根據(jù)本實(shí)施例，固相片優(yōu)選是半導(dǎo)體。這允許制造對(duì)于太陽能電池等有 用的多晶 硅片。此外，由于熔液506被用作半導(dǎo)體材料的熔液506,所以當(dāng) 狹縫槽20具有不小于1 mm并且不大于5mm的寬度SW和不小于1 mm的深度SD時(shí)，最合適的表面張力被施加至熔液506從而確保狹縫部21形成于 脫落物201中。 實(shí)例
以下將描述具體實(shí)例，其中描述了使用固相片生長基體制造用于太陽能 電池的半導(dǎo)體固相片，并且描述了使用固相片生長基體制造固相片的方法。
參考圖1，制備由石墨制成的固相片生長基體100。固相片生長基體100 具有正方板形式的通常的外形。該板狀正方形具有150 mm的邊長Wl和20 mm的厚度H。此外，內(nèi)側(cè)部11中相對(duì)周緣槽10A之間的區(qū)域的長度W2 是132 mm。形成于側(cè)面2A上的狹縫槽20具有3 mm的寬度SW、 2 mm的 深度SD和15mm的長度SL,并且狹縫槽20之間的間距SS是12 mm。周 緣槽10A和10B分別具有3 mm的寬度EW和2 mm的深度ED。
參考圖2,硅材料的硼濃度被調(diào)整使得獲得的固相片200可以具有2f2.cm 的電阻率。該硅材料被引入由高純度石墨制成的坩堝501。坩堝501被布置 在室502的裝置主室511中。
當(dāng)室502被抽真空之后，Ar氣體被引入作為氣氛。假定室502處于穩(wěn) 定狀態(tài)，其中壓力坤支設(shè)置為800 hPa同時(shí)Ar氣體從室502的頂部以100L/min 被連續(xù)地提供。
隨后位于坩堝501周圍的硅熔化加熱器503的控制熱電偶的設(shè)定溫度被 設(shè)置為1500°C。這引起硅材料處于完全熔化的狀態(tài)。隨著被引入的硅材料被 熔化引起體積的減小，引入添加的硅材料，以便達(dá)到硅熔液506的預(yù)定的水 平的高度。設(shè)置溫度隨后被改變至143(TC并且保持30分鐘，用于穩(wěn)定熔液 506的溫度。
固相片生長基體100被附著至浸漬機(jī)構(gòu)504的尖端。固相片生長基體100 隨后被浸漬在硅熔液506中至大約10 mm的深度。這引起固相片200在固 相片生長基體100的表面上生長。
固相片生長基體100隨后通過基體運(yùn)輸傳送裝置508被運(yùn)輸至裝置副室 509。然后，分離裝置副室509和裝置主室511的閘式閥510被關(guān)閉并且裝 置副室509通過旋轉(zhuǎn)泵被抽真空以便與大氣空氣交換。具有形成于其上的固 相片200的固相片生長基體100隨后被移出裝置副室509。
形成于固相片生長基體IOO上的固相片200可以被容易地剝離。從內(nèi)側(cè) 部11的區(qū)獲得的具有132 x 132 mm的固相片200使用激光切割裝置被切割
15為具有126 x 126 mm的面積的部分。
隨后使用通過該激光切割所獲得的具有126x 126 mm面積的固相片200 制造太陽能電池。上述固相片200被硝酸和氫氟酸的混合溶液蝕刻，并且隨 后受到使用氫氧化鈉溶液的堿性蝕刻。通過P0C13擴(kuò)散在p型基板上隨后形 成n層。在硅固相片200的表面上形成的PSG膜被氫氟酸去除之后，使用 等離子體CVD (化學(xué)氣相沉積)法，以便在作為太陽能電池的光接收表面 的n層上形成氮化硅膜。形成于作為太陽能電池的后表面的表面上的n層通 過使用硝酸和氬氟酸的混合溶液的蝕刻而被去除。因而，p型基板被暴露， 在其上使用絲網(wǎng)印刷法印刷Al膏并且隨后燒制，從而由此同時(shí)形成背面電 極和p+層。然后，焊料涂層被施加以便獲得太陽能電池。
用該方式制造的100片太陽能電池的電池性能在AM1.5(100 mW/cm2) 的輻照下被測量并且獲得了杰出的結(jié)果。具體地，平均開路電壓是580 mV, 平均短路電流是30.8mA/cm2,平均填充因子是0.736,并且平均轉(zhuǎn)換效率是 13.1%。
應(yīng)當(dāng)理解在此公開的實(shí)施例在各方面都是示意性而非限制性的。本發(fā)明 的范圍由權(quán)利要求的條款，而不是上述描述所界定，并且旨在包括權(quán)利要求 的范圍和涵義之內(nèi)的任何改進(jìn)和等效含義。
工業(yè)應(yīng)用性 本發(fā)明可以初
的固相片生長基體和使用固相片生長基體制造固相片的方法<
權(quán)利要求
1. 一種固相片生長基體(100)包括主面(1)和包圍所述主面(1)的側(cè)面(2A，2B)，所述主面(1)被周緣槽(10A)劃分為位于所述周緣槽(10A)外側(cè)的周邊部(12)和位于所述周緣槽(10A)內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)部(11)，并且與所述周緣槽(10A)分離的狹縫槽(20)形成于所述周邊部(12)的所述側(cè)面(2A)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的固相片生長基體(100),其中所述狹縫槽(20) 具有不小于1 mm并且不大于5 mm的寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的固相片生長基體(100),其中所述狹縫槽(20) 具有不小于1 mm的深度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的固相片生長基體(100 ),包括多個(gè)所述狹縫槽(20 ), 其中相鄰的所述狹纟逢槽(20)之間的間距不小于lmm。
5. —種制造固相片(200)的方法，在熔液(506)中浸漬根據(jù)權(quán)利要 求1的所述固相片生長基體(100),以便在所述固相片生長基體(100)的 所述主面(1)上使用所述熔液(506)作為材料而生長固相片(200)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的所述固相片(200)的制造方法，其中當(dāng)所述固相 片生長基體(100)被浸漬在所述熔液(506)中時(shí)，所述狹縫槽(20)的一 部分被浸漬并且所述狹縫槽(20)的一部分未被浸漬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的所述固相片(200)的制造方法，其中所述固相片生 長基體(100 )包括多個(gè)所述狹縫槽(20 ),坩堝(501 )包含所述熔液(506 ), 并且所述固相片生長基體(100)被浸漬在距所述坩堝(501)的內(nèi)壁比所述 狹縫槽(20)之間的間距長的距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的所述固相片(200)的制造方法，其中所述固相片 (200)是半導(dǎo)體。
全文摘要
一種固相片生長基體(100)設(shè)置有主面(1)和包圍所述主面(1)的側(cè)面(2A，2B)。所述主面(1)被周緣槽(10A)劃分為周緣槽(10A)外側(cè)的周邊部(12)和周緣槽(10A)內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)部(11)。在周邊部(12)的側(cè)面(2A)上，形成與周緣槽(10A)分離的狹縫槽(20)。
文檔編號(hào)C30B29/06GK101466877SQ20078002203
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者吉田浩司 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社