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JP4444482B2 - Crystalline silicon production equipment - Google Patents
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JP4444482B2 JP2000333704A JP2000333704A JP4444482B2 JP 4444482 B2 JP4444482 B2 JP 4444482B2 JP 2000333704 A JP2000333704 A JP 2000333704A JP 2000333704 A JP2000333704 A JP 2000333704A JP 4444482 B2 JP4444482 B2 JP 4444482B2
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surrounding furnace
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surrounding
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浩司 続橋
明仁 矢野尾
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Mitsubishi Materials Techno Corp
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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコン融液を冷却して一方向に徐々に凝固させる結晶シリコン製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
多結晶シリコン太陽電池は、今日最も多く製造されている太陽電池である。多結晶シリコン太陽電池の発電素子(ソーラー・セル)の最も重要な性能は、エネルギー変換効率である。このエネルギー変換効率は、基板が有する結晶粒界および結晶粒内の結晶の配向性に大きく左右される。これらは、ソーラー・セル内のキャリアの寿命の短縮や移動度の低下の原因となって、エネルギー変換効率を低下させるためである。そのため、エネルギー変換効率を向上させるためには、多結晶シリコンの製造において、その結晶粒界をできるだけ少なくする、言い換えると、結晶粒径をできるだけ大きな結晶粒に成長させること、そして、その結晶粒内の配向性を向上させることが重要である。
【0003】
多結晶シリコンを製造する方法で代表的なものに、一方向凝固法がある。この方法では、ルツボを配置したチャンバー内にアルゴンガス等の不活性ガスを充満させておき、ルツボに収容した原料の固体シリコンをルツボの上下に配置した加熱手段により加熱してシリコン融液とし、次いで、ルツボの下方の加熱手段の作動を停止するとともに、該ルツボの底部に不活性ガスを吹き付けるようにしながら流通させ、シリコン融液内にルツボの底部から上部方向へ正の温度勾配を付与して、シリコン融液を底部から徐々に冷却・凝固させることにより、結晶を上方へと成長させていく。この方法によれば、太陽電池用ウェハとして十分な数ミリ以上の結晶粒径を有する多結晶シリコンインゴットが得られることが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の一方向凝固法を採用する従来技術は、冷却時、加熱手段による制御とアルゴンガス等の不活性ガスの流通による吸熱とを行ってシリコン融液を冷却しているものの、これらの冷却だけではシリコン融液の固化に限界があり、冷却に長時間かかるという問題があった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑み、シリコン融液の冷却時間のより短縮化を図ることができる結晶シリコン製造装置を提供するのを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては、以下の手段を採用した。
本発明では、チャンバー内に、シリコン融液を収容するルツボと、そのルツボを載置する載置台と、ルツボおよび載置台を包囲する包囲炉と、包囲炉内でルツボの上方位置および下方位置に各々配置され、固体シリコンを加熱してシリコン融液を生成する上,下加熱部とを備えた結晶シリコン製造装置において、包囲炉の底部に形成された下開口を開閉する下部開閉機構と、前記下開口を介し包囲炉内の熱を吸熱する吸熱板とを有し、前記吸熱板は、チャンバーと共に、チャンバー内を流通する冷却水用の冷却水路を形成していることを特徴とする。
【0007】
このように、包囲炉の下開口を開閉する下部開閉機構、および下部開閉機構の下方に配置された吸熱板を有することにより、下開口が開いたとき、吸熱板が包囲炉内の熱を下開口を通して吸熱するので、包囲炉内の冷却効率が高まり、冷却時間を確実に短縮化させることができる。また、前記吸熱板は、チャンバーと共に、チャンバー内を流通する冷却水用の冷却水路を形成しており、冷却水が吸熱板を冷却することにより吸熱板の吸熱作用を助長するので、その吸熱作用を良好に保つことができる。
【0008】
請求項2記載の本発明では、前記下加熱部は、前記包囲炉の下開口と対向する位置を避けるよう間隔を空けて配設されており、吸熱板による吸熱を阻害することなく、冷却効果を高めることができる。
【0010】
請求項記載の本発明では、前記包囲炉の側板部に形成された上開口を開閉する上部開閉機構を有することを特徴とする。
上部開閉機構による開動作により、包囲炉内の上部側からも放熱されるので、冷却時間の短縮化がいっそう高まる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
結晶シリコン製造装置1は、図1及び図2に示すように、チャンバー2内に、シリコン融液3を収容するルツボ4と、そのルツボ4を載置する載置台5と、ルツボ4および載置台5を包囲する包囲炉6と、包囲炉6内でルツボ4の上方位置および下方位置に各々配置され、固体シリコン3aを加熱してシリコン融液3を生成する上加熱部7a,下加熱部7bとが設けられている。
【0012】
チャンバー2を構成する壁の内部には中空部2aが形成され、そこに冷却水を流すことによって、個体シリコン3aの溶融後のチャンバー2およびその内部の冷却を効率的に行えるようになっている。載置台5は断熱材5aを介しルツボ4を載置している。
【0013】
包囲炉6は、図2に示すように、複数の断熱材により天板部61と底板部62とそれらの周囲を囲む側板部63とを有して形成され、例えば正面から見て図1に示す如き円筒状で、かつ側面から見て図2に示すように四角の形状をなしている。また、包囲炉6の下部には支持部64が相対向して設けられ、この支持部64上にチルプレート8を介し載置台5を支持している。
包囲炉6の天板部61には、この天板部61を貫通して流入ノズル20が配管されている。流入ノズル20は不活性ガスであるアルゴンガスを包囲炉6内に流入させるものであり、チャンバー2の外部に設置された昇降機構20aの駆動により、シリコン融液3に対する距離を変更できるようになっている。
【0014】
上加熱部7aおよび下加熱部7bは、ルツボ4の長さ方向に沿って複数配設されたヒータで構成されている。また、下加熱部7bは、チルプレート8より下方位置にあって、かつ包囲炉6の支持部64の間に配設されている。
【0015】
そして、包囲炉6には載置台5の下方位置に下開口9が形成され、その下開口9を開閉する下部開閉機構10を有している。この下部開閉機構10は、下開口9を開閉するシャッター11と、このシャッター11を包囲炉6の底板部62の底面に沿い互いに離間する方向に開動作させるアクチュエータ12とを具備し、固体シリコン3aの加熱時、図1に示すように、アクチュエータ12の駆動によりシャッター11が下開口9を閉じた状態にしておき、シリコン融液3の冷却時、図3に示すように、アクチュエータ12の駆動を解除し、シャッター11を開くようにしている。このシャッター11も断熱機能を果たせるようカーボンで形成されている。
【0016】
包囲炉6のシャッター11の下方位置に吸熱板13が設けられている。吸熱板13は、包囲炉6内の輻射熱を吸熱するためのものであって、チャンバー2の下部において下開口9およびシャッター11と対向する位置に取付けられ、カーボンで形成されている。
【0017】
また、吸熱板13は、チャンバー2内を流通する冷却水用の冷却水路14を形成している。即ち、吸熱板13はチャンバー2の底面と適宜の空間をもって配置されており、冷却水路14は、チャンバー2内の中空部2a及びチャンバー2の底面と吸熱板13との間の空間によりチャンバー2内全体を包囲するように形成されている。
なお、チャンバー2の底部にはチャンバー2及び吸熱板13を貫通する冷却ノズル21が設けられている。冷却ノズル21は、シリコン融液3の冷却時、アルゴンガスをチルプレート8に向けて吹き付けるように包囲炉6内に下方から流入する。
【0018】
さらに、包囲炉6には、図2に示すように、側板部63の上部に上開口15が設けられ、この上開口15を開閉する上部開閉機構16をも有している。この上部開閉機構16は、側板部63の外面にヒンジを介し開閉可能に取付けられた開閉扉17と、この開閉扉17にピポット継手19を介し連結されたアクチュエータ18とを具備している。そして、固体シリコン3aの加熱時には、開閉扉17が図2に示す実線の如く側板部63の上開口15を閉じた状態にしておき、シリコン融液3の冷却時、アクチュエータ18の駆動により、開閉扉17を鎖線に示す如く開くようにしている。
【0019】
またさらに、包囲炉6およびチャンバー2の上部には排気ポート22が配管されている。この排気ポート22は、シリコン融液3の冷却時、下方から包囲炉6内にアルゴンガスが流入したとき、そのガスを排気するためのものである。
なお、図1において、23は観察用のビューポート、24は温度センサー、25は上,下加熱部7a,7bの配線類を通すポートである。
【0020】
上記構成の結晶シリコン製造装置1を用いて、結晶シリコンを製造する場合には、まず、ルツボ4内に原料のチップ状の固体シリコン3aを収容する。このとき、下部開閉機構10のシャッター11が図1に示す如く下開口9を閉じると共に、上部開口部16の開閉扉17が包囲炉6の開口15を閉じておく。
次いで、包囲炉6内に流入ポート20からアルゴンガスを流入し、所定圧のガス雰囲気に保ち、その状態で上加熱部7a,下加熱部7bを作動して包囲炉6内を昇温させ、溶融温度に達した時点でルツボ4内の固体シリコン3aが溶融することにより、シリコン融液3が生成される。因みに、シリコンの溶解温度は1480℃である。
そして、シリコン溶液3が生成されると、このシリコン溶液3を冷却することにより、シリコンが凝固して結晶化されることとなる。
【0021】
上記冷却に際し、ルツボ4内のシリコン溶液3を下部から上方へ一方向に凝固させるため、上加熱部7aを作動状態のままとして下加熱部7bの作動を停止した後、下部開閉機構10によりシャッター11を図3に示す如く開くと、包囲炉6内の熱が下開口9から吸熱板13に吸熱される。これにより、包囲炉6内はシリコンの溶融温度から1000℃程度まで降下する。
【0022】
また上記冷却時、チャンバー2の中空部2aには冷却水が流通していることにより、包囲炉6内の熱が吸熱板13からチャンバー2内の冷却水に伝わる。
この場合、冷却ノズル21によりアルゴンガスが下方から流入し、チルプレート8側を冷却する一方、包囲炉内のアルゴンガスが排気ポート22から排気されることにより、包囲炉6内の熱をアルゴンガスとともに排出する。
【0023】
そうして包囲炉6内の下部が1000℃以下に降下すると、ルツボ4内のシリコン融液3が凝固し始める。このシリコン融液3が凝固し始めると、上加熱部7aの作動も停止することにより、ルツボ4内のシリコン融液3が下部から上部にかけて徐々に凝固する。
さらに、上部開閉機構16の開閉扉17を開き、包囲炉6内の熱を上開口15からもチャンバー2と包囲炉6との間の空間に放散させることにより、包囲炉6内の全体がアルゴンガスの吸熱によって冷却される。
【0024】
本実施形態では、包囲炉6の下開口9を開閉する下部開閉機構10、および下部開閉機構10のシャッター11の下方に配置された吸熱板13を有し、シャッター11が開いたとき、吸熱板2が包囲炉6内の熱を下開口9を介して吸熱するようにしているので、包囲炉6内の冷却効率が高まり、冷却時間を確実に短縮化させることができる。
【0025】
しかも、吸熱板13がチャンバー2の下部壁と共に冷却水路14を形成し、冷却水が吸熱板13を冷却することにより吸熱板13の吸熱作用を助長するので、吸熱板13の吸熱作用を良好に保つことができる。
【0026】
また、包囲炉6には下部開閉機構10のみならず、上部開閉機構16も設けられ、包囲炉6内の上部側も吸熱するので、冷却時間の短縮化がいっそう高められる。しかも、冷却ノズル21によって包囲炉6に下開口9よりアルゴンガスを流入させると共に、排気ポート22から包囲炉6内の上部の熱を排気するので、これによってなおいっそうの短縮化を図ることもできる。
【0027】
さらに、下加熱部7bは、下開口9と対向する位置を避けるよう、互いに間隔を空けて配設されているので、吸熱板13による吸熱作用を下加熱部7bが阻害することなく、冷却効果を高めることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1記載の発明によれば、包囲炉の下開口を開閉する下部開閉機構、および下開口の下方に配置された吸熱板を有し、下開口が開いたとき、吸熱板が包囲炉内の熱を下開口を介して吸熱するようにしているので、包囲炉内の冷却効率が高まり、冷却時間を確実に短縮化させることができる効果がある。また、冷却水が吸熱板を冷却することにより吸熱板の吸熱作用を助長するので、吸熱板の吸熱作用を良好に保つことができる。
【0029】
請求項2記載の発明によれば、下加熱部が互いに間隔を空けて配設されていると、これによっても冷却効果を高めることができる。
【0031】
請求項記載の発明によれば、上部開閉機構による開動作により、包囲炉内の上部側も吸熱されるので、冷却時間の短縮化がいっそう高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による結晶シリコン製造装置の一実施形態を示す正断面図である。
【図2】 図1の結晶シリコン製造装置の側断面図である。
【図3】 下部開閉機構により下開口を開いた状態を示す要部の正断面拡大図である。
【符号の説明】
1 結晶シリコン製造装置
2 チャンバー
3 シリコン融液
4 ルツボ
5 載置台
6 包囲炉
9 下開口
10 下部開閉機構
11 シャッター
12 アクチュエータ
13 吸熱板
16 上部開閉機構
17 開閉扉
18 アクチュエータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a crystalline silicon manufacturing apparatus that cools and gradually solidifies a silicon melt in one direction.
[0002]
[Prior art]
Polycrystalline silicon solar cells are the most commonly produced solar cells today. The most important performance of a power generation element (solar cell) of a polycrystalline silicon solar cell is energy conversion efficiency. This energy conversion efficiency greatly depends on the crystal grain boundaries of the substrate and the crystal orientation in the crystal grains. These are for reducing the energy conversion efficiency due to the shortening of the life of the carrier in the solar cell and the decrease of the mobility. Therefore, in order to improve the energy conversion efficiency, in the manufacture of polycrystalline silicon, the crystal grain boundary is reduced as much as possible, in other words, the crystal grain size is grown as large as possible, and It is important to improve the orientation.
[0003]
A typical method for producing polycrystalline silicon is a unidirectional solidification method. In this method, the chamber in which the crucible is arranged is filled with an inert gas such as argon gas, and the solid silicon of the raw material contained in the crucible is heated by heating means arranged above and below the crucible to form a silicon melt, Next, while stopping the operation of the heating means below the crucible, the inert gas is blown to the bottom of the crucible, and a positive temperature gradient is applied in the silicon melt upward from the bottom of the crucible. Then, the silicon melt is gradually cooled and solidified from the bottom to grow the crystal upward. According to this method, it is known that a polycrystalline silicon ingot having a crystal grain size of several millimeters or more sufficient as a solar cell wafer can be obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the conventional technology adopting the above-mentioned unidirectional solidification method cools the silicon melt by performing control by a heating means and heat absorption by circulation of an inert gas such as argon gas at the time of cooling, Cooling alone has a limit in solidifying the silicon melt, and there is a problem that it takes a long time for cooling.
[0005]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a crystalline silicon manufacturing apparatus capable of further shortening the cooling time of a silicon melt.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
In the present invention, the crucible for storing the silicon melt in the chamber, the mounting table for mounting the crucible, the surrounding furnace for surrounding the crucible and the mounting table, and the upper and lower positions of the crucible in the surrounding furnace. A lower opening / closing mechanism configured to open and close a lower opening formed in a bottom portion of an enclosing furnace, in each of the crystalline silicon manufacturing apparatuses, each of which is disposed and generates a silicon melt by heating solid silicon, and a lower heating unit; the heat in the surrounding furnace through the lower opening have a heat absorbing plate for absorbing heat, the heat absorbing plate, together with the chamber, characterized in that it forms a cooling water passage for cooling water circulating in the chamber.
[0007]
Thus, by having the lower opening / closing mechanism that opens and closes the lower opening of the surrounding furnace, and the heat absorbing plate arranged below the lower opening / closing mechanism, the heat absorbing plate reduces the heat in the surrounding furnace when the lower opening is opened. Since heat is absorbed through the opening, the cooling efficiency in the surrounding furnace is increased, and the cooling time can be surely shortened. In addition, the endothermic plate, together with the chamber, forms a cooling water passage for the cooling water flowing through the chamber, and the cooling water promotes the endothermic action of the endothermic plate by cooling the endothermic plate. Can be kept good.
[0008]
In this invention of Claim 2, the said lower heating part is arrange | positioned at intervals so that the position facing the lower opening of the said surrounding furnace may be avoided, and it is a cooling effect, without inhibiting the heat absorption by a heat sink. Can be increased.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an upper opening / closing mechanism for opening / closing an upper opening formed in a side plate portion of the surrounding furnace.
Due to the opening operation by the upper opening / closing mechanism, heat is also radiated from the upper side in the surrounding furnace, so that the cooling time is further shortened.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the crystalline silicon manufacturing apparatus 1 includes a crucible 4 that contains a silicon melt 3 in a chamber 2, a mounting table 5 on which the crucible 4 is mounted, a crucible 4 and a mounting table. An enclosing furnace 6 that surrounds 5, and an upper heating section 7 a and a lower heating section 7 b that are respectively disposed above and below the crucible 4 within the enclosing furnace 6 and that heat the solid silicon 3 a to generate the silicon melt 3. And are provided.
[0012]
A hollow portion 2a is formed inside the wall constituting the chamber 2, and cooling water is allowed to flow therethrough to efficiently cool the chamber 2 after melting the solid silicon 3a and the inside thereof. . The mounting table 5 mounts the crucible 4 via a heat insulating material 5a.
[0013]
As shown in FIG. 2, the surrounding furnace 6 has a top plate portion 61, a bottom plate portion 62, and a side plate portion 63 surrounding the periphery of the top plate portion 61, a bottom plate portion 62, and a side plate portion 63 surrounding them. As shown in FIG. 2, it has a cylindrical shape as shown in FIG. A support portion 64 is provided opposite to the lower part of the surrounding furnace 6, and the mounting table 5 is supported on the support portion 64 via the chill plate 8.
An inflow nozzle 20 is piped through the top plate 61 in the top plate 61 of the surrounding furnace 6. The inflow nozzle 20 allows an argon gas, which is an inert gas, to flow into the surrounding furnace 6, and the distance to the silicon melt 3 can be changed by driving an elevating mechanism 20 a installed outside the chamber 2. ing.
[0014]
The upper heating unit 7 a and the lower heating unit 7 b are constituted by a plurality of heaters arranged along the length direction of the crucible 4. Further, the lower heating part 7 b is located below the chill plate 8 and is disposed between the support parts 64 of the surrounding furnace 6.
[0015]
The surrounding furnace 6 has a lower opening 9 formed at a position below the mounting table 5 and a lower opening / closing mechanism 10 for opening and closing the lower opening 9. The lower opening / closing mechanism 10 includes a shutter 11 that opens and closes the lower opening 9 and an actuator 12 that opens the shutter 11 in a direction away from each other along the bottom surface of the bottom plate portion 62 of the surrounding furnace 6. As shown in FIG. 1, the shutter 11 closes the lower opening 9 by driving the actuator 12 as shown in FIG. 1, and when the silicon melt 3 is cooled, the actuator 12 is driven as shown in FIG. The shutter 11 is opened. The shutter 11 is also made of carbon so as to perform a heat insulating function.
[0016]
An endothermic plate 13 is provided at a position below the shutter 11 of the surrounding furnace 6. The heat absorbing plate 13 is for absorbing the radiant heat in the surrounding furnace 6, and is attached to a position facing the lower opening 9 and the shutter 11 in the lower part of the chamber 2 and is made of carbon.
[0017]
Further, the heat absorbing plate 13 forms a cooling water passage 14 for cooling water flowing through the chamber 2. That is, the endothermic plate 13 is arranged with an appropriate space with the bottom surface of the chamber 2, and the cooling water channel 14 is formed in the chamber 2 by the space between the hollow portion 2 a in the chamber 2 and the bottom surface of the chamber 2 and the endothermic plate 13. It is formed so as to surround the whole.
A cooling nozzle 21 that penetrates the chamber 2 and the heat absorbing plate 13 is provided at the bottom of the chamber 2. The cooling nozzle 21 flows into the surrounding furnace 6 from below so that argon gas is blown toward the chill plate 8 when the silicon melt 3 is cooled.
[0018]
Further, as shown in FIG. 2, the surrounding furnace 6 has an upper opening 15 provided on the upper side of the side plate portion 63, and also has an upper opening / closing mechanism 16 that opens and closes the upper opening 15. The upper opening / closing mechanism 16 includes an opening / closing door 17 attached to the outer surface of the side plate portion 63 via a hinge so as to be opened and closed, and an actuator 18 connected to the opening / closing door 17 via a pivot joint 19. When the solid silicon 3a is heated, the open / close door 17 keeps the upper opening 15 of the side plate portion 63 closed as shown by the solid line in FIG. 2, and when the silicon melt 3 is cooled, the actuator 18 is driven to open and close the door. The door 17 is opened as shown by the chain line.
[0019]
Furthermore, an exhaust port 22 is piped on the upper part of the surrounding furnace 6 and the chamber 2. This exhaust port 22 is for exhausting the argon gas when it flows into the surrounding furnace 6 from below when the silicon melt 3 is cooled.
In FIG. 1, 23 is a view port for observation, 24 is a temperature sensor, and 25 is a port through which wirings of the upper and lower heating units 7a and 7b are passed.
[0020]
When crystal silicon is manufactured using the crystal silicon manufacturing apparatus 1 having the above-described configuration, first, raw material chip-shaped solid silicon 3 a is accommodated in the crucible 4. At this time, the shutter 11 of the lower opening / closing mechanism 10 closes the lower opening 9 as shown in FIG. 1, and the opening / closing door 17 of the upper opening 16 closes the opening 15 of the surrounding furnace 6.
Next, argon gas is flowed into the surrounding furnace 6 from the inflow port 20 and maintained in a gas atmosphere at a predetermined pressure. In this state, the upper heating section 7a and the lower heating section 7b are operated to raise the temperature in the surrounding furnace 6; When the melting temperature is reached, the solid silicon 3a in the crucible 4 is melted, whereby the silicon melt 3 is generated. Incidentally, the melting temperature of silicon is 1480 ° C.
When the silicon solution 3 is generated, the silicon solution 3 is cooled, so that silicon is solidified and crystallized.
[0021]
At the time of the cooling, in order to solidify the silicon solution 3 in the crucible 4 in one direction from the lower part to the upper part, the upper heating part 7a is kept in an operating state, and the lower heating part 7b is stopped, and then the lower opening / closing mechanism 10 When 11 is opened as shown in FIG. 3, the heat in the surrounding furnace 6 is absorbed by the heat absorbing plate 13 from the lower opening 9. Thereby, the inside of the surrounding furnace 6 falls from the melting temperature of silicon to about 1000 ° C.
[0022]
Further, at the time of cooling, the cooling water flows through the hollow portion 2 a of the chamber 2, so that the heat in the surrounding furnace 6 is transferred from the heat absorbing plate 13 to the cooling water in the chamber 2.
In this case, argon gas flows in from the lower side by the cooling nozzle 21 to cool the chill plate 8 side, while the argon gas in the surrounding furnace is exhausted from the exhaust port 22, so that the heat in the surrounding furnace 6 is changed to argon gas. It discharges with it.
[0023]
Then, when the lower part in the surrounding furnace 6 falls to 1000 ° C. or lower, the silicon melt 3 in the crucible 4 starts to solidify. When the silicon melt 3 starts to solidify, the operation of the upper heating unit 7a is also stopped, so that the silicon melt 3 in the crucible 4 is gradually solidified from the lower part to the upper part.
Further, the opening / closing door 17 of the upper opening / closing mechanism 16 is opened, and the heat in the surrounding furnace 6 is also dissipated from the upper opening 15 into the space between the chamber 2 and the surrounding furnace 6 so that the entire inside of the surrounding furnace 6 is argon. Cooled by endothermic gas.
[0024]
In this embodiment, it has a lower opening / closing mechanism 10 that opens and closes the lower opening 9 of the surrounding furnace 6, and a heat absorption plate 13 disposed below the shutter 11 of the lower opening / closing mechanism 10, and when the shutter 11 is opened, the heat absorption plate 2 absorbs the heat in the surrounding furnace 6 through the lower opening 9, so that the cooling efficiency in the surrounding furnace 6 is increased and the cooling time can be shortened reliably.
[0025]
In addition, the endothermic plate 13 forms a cooling water passage 14 together with the lower wall of the chamber 2, and the cooling water promotes the endothermic action of the endothermic plate 13 by cooling the endothermic plate 13, so that the endothermic action of the endothermic plate 13 is improved. Can keep.
[0026]
In addition, not only the lower opening / closing mechanism 10 but also the upper opening / closing mechanism 16 is provided in the surrounding furnace 6, and the upper side in the surrounding furnace 6 absorbs heat, so that the cooling time can be further shortened. In addition, argon gas is allowed to flow into the surrounding furnace 6 from the lower opening 9 by the cooling nozzle 21 and the heat in the upper part of the surrounding furnace 6 is exhausted from the exhaust port 22, so that further shortening can be achieved. .
[0027]
Furthermore, since the lower heating part 7b is spaced apart from each other so as to avoid the position facing the lower opening 9, the lower heating part 7b does not impede the endothermic action by the heat absorbing plate 13, and the cooling effect Can be increased.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the lower opening / closing mechanism that opens and closes the lower opening of the surrounding furnace, and the heat absorbing plate disposed below the lower opening, when the lower opening is opened, Since the heat absorbing plate absorbs the heat in the surrounding furnace through the lower opening, the cooling efficiency in the surrounding furnace is increased, and there is an effect that the cooling time can be surely shortened. Moreover, since the cooling water promotes the endothermic action of the endothermic plate by cooling the endothermic plate, the endothermic action of the endothermic plate can be kept good.
[0029]
According to the second aspect of the present invention, when the lower heating parts are arranged at intervals, the cooling effect can be enhanced also by this.
[0031]
According to the third aspect of the present invention, by an opening operation by the upper opening and closing mechanism, the upper portion of the surrounding furnace is also sucked heat, increasing shortening of cooling time further.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of an apparatus for producing crystalline silicon according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the crystalline silicon manufacturing apparatus of FIG.
FIG. 3 is an enlarged front sectional view of a main part showing a state in which a lower opening is opened by a lower opening / closing mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystalline silicon manufacturing apparatus 2 Chamber 3 Silicon melt 4 Crucible 5 Mounting stand 6 Surrounding furnace 9 Lower opening 10 Lower opening / closing mechanism 11 Shutter 12 Actuator 13 Endothermic plate 16 Upper opening / closing mechanism 17 Opening / closing door 18 Actuator

Claims (3)

チャンバー内に、シリコン融液を収容するルツボと、そのルツボを載置する載置台と、ルツボおよび載置台を包囲する包囲炉と、包囲炉内でルツボの上方位置および下方位置に各々配置され、固体シリコンを加熱してシリコン融液を生成する上,下加熱部とを備えた結晶シリコン製造装置において、
包囲炉の底部に形成された下開口を開閉する下部開閉機構と、前記下開口を介し包囲炉内の熱を吸熱する吸熱板とを有し、
前記吸熱板は、チャンバーと共に、チャンバー内を流通する冷却水用の冷却水路を形成していることを特徴とする結晶シリコン製造装置。
In the chamber, a crucible for storing the silicon melt, a mounting table for mounting the crucible, a surrounding furnace for surrounding the crucible and the mounting table, and an upper position and a lower position of the crucible in the surrounding furnace, In a crystalline silicon manufacturing apparatus having a lower heating unit and heating a solid silicon to produce a silicon melt,
A lower closing mechanism for opening and closing the lower opening formed in the bottom of the surrounding furnace, and a heat absorption plate absorbs heat in the surrounding furnace through the lower opening possess,
The heat absorbing plate forms a cooling water channel for cooling water flowing through the chamber together with the chamber.
前記下加熱部は、前記包囲炉の下開口と対向する位置を避けるよう間隔を空けて配設されていることを特徴とする請求項1記載の結晶シリコン製造装置。  2. The crystalline silicon manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the lower heating unit is disposed at an interval so as to avoid a position facing the lower opening of the surrounding furnace. 前記包囲炉の側板部に形成された上開口を開閉する上部開閉機構を有することを特徴とする請求項1または2に記載の結晶シリコン製造装置。Crystalline silicon manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it has an upper opening and closing mechanism for opening and closing the upper opening formed in the side plate portion of the surrounding furnace.
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JP2013116842A (en) * 2011-12-05 2013-06-13 Real Green Material Technology Corp Crystal growth furnace, and method for operating the same
CN102758252B (en) * 2012-08-07 2016-02-17 晶科能源有限公司 A kind of polycrystalline silicon ingot casting method
CN109097829A (en) * 2018-08-03 2018-12-28 湖南红太阳光电科技有限公司 The preparation method of casting monocrystalline silicon heat insulation bottom board, casting monocrystalline silicon growth apparatus and casting monocrystalline silicon

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