JP2016056050A - Inspection method of single crystal silicon ingot, production method of single crystal silicon material using the same, and manufacturing method of electronic device - Google Patents
Inspection method of single crystal silicon ingot, production method of single crystal silicon material using the same, and manufacturing method of electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016056050A JP2016056050A JP2014182809A JP2014182809A JP2016056050A JP 2016056050 A JP2016056050 A JP 2016056050A JP 2014182809 A JP2014182809 A JP 2014182809A JP 2014182809 A JP2014182809 A JP 2014182809A JP 2016056050 A JP2016056050 A JP 2016056050A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal silicon
- silicon ingot
- lifetime
- inspection
- 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.)
- Pending
Links
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 171
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 35
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 20
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 37
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 26
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPPBZEBXAAZZJH-UHFFFAOYSA-N cadmium telluride Chemical compound [Te]=[Cd] RPPBZEBXAAZZJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- CMWTZPSULFXXJA-VIFPVBQESA-N naproxen Chemical compound C1=C([C@H](C)C(O)=O)C=CC2=CC(OC)=CC=C21 CMWTZPSULFXXJA-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、単結晶シリコンインゴットの検査方法、それを用いた単結晶シリコン材料の製造方法、および該単結晶シリコン材料の用途の製造方法に関する。 本発明は、太陽光発電に用いることができる太陽電池及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting a single crystal silicon ingot, a method for manufacturing a single crystal silicon material using the same, and a method for manufacturing an application of the single crystal silicon material. The present invention relates to a solar cell that can be used for photovoltaic power generation and a method for manufacturing the solar cell.
地球環境に様々な問題を引き起こしている石油などの代替として自然エネルギーの利用が注目されている。その中でも太陽電池は大きな設備を必要とせず、稼働時に騒音などを発生しないことから、日本や欧州などで特に積極的に導入されてきている。 The use of natural energy is attracting attention as an alternative to oil, which is causing various problems in the global environment. Among them, the solar cell does not require a large facility and does not generate noise during operation, and thus has been particularly actively introduced in Japan and Europe.
カドミウムテルルなどの化合物半導体を用いた太陽電池も一部で実用化されているが、物質自体の安全性やこれまでの実績などの面から、シリコンウエハを用いた太陽電池が大部分を占めている。 Solar cells using compound semiconductors such as cadmium tellurium have also been put into practical use, but solar cells using silicon wafers occupy the majority from the standpoints of the safety of the substance itself and the past achievements. Yes.
シリコンウェハには、単結晶シリコンウェハおよび多結晶シリコンウェハの2種類がある。特に最近では住宅用など高効率太陽電池が求められる用途に、主にチョクラルスキー法(以後CZ法)による単結晶シリコンウェハが用いられることが多くなってきている。 There are two types of silicon wafers, a single crystal silicon wafer and a polycrystalline silicon wafer. In particular, recently, single crystal silicon wafers mainly by the Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method) are increasingly used for applications that require high-efficiency solar cells such as residential use.
CZ法では、シリコンの融液にシリコンの種結晶を浸漬し、種結晶を所望の条件で徐々に引き上げることで軸対象の単結晶シリコンインゴットを成長させる。その成長の際、例えば非特許文献1記載の通り、単結晶シリコンインゴット中にいくつかの結晶欠陥の領域が現れることがよく知られている。他の単結晶シリコン成長方法(例えばフローティングゾーン法(FZ法)など)でも同様に成長条件に応じていくつかの結晶欠陥の領域が現れることが知られている。
In the CZ method, a silicon single crystal is immersed in a silicon melt, and the single crystal silicon ingot to be axially grown is grown by gradually pulling up the seed crystal under a desired condition. During the growth, for example, as described in Non-Patent
例えば、非特許文献1には、格子間シリコン欠陥領域(Interstitial defects)、H−バンド、P−バンド、L−バンド、空孔領域(Vacancies)などが挙げられている。これら領域は、その領域中に存在している酸素不純物の形態、点欠陥の種類、点欠陥の凝集有無などによって特徴づけられているが異なっているが、熱処理の影響が異なるという特徴がある。例えば1150℃前後で水蒸気酸化を行うと、上記P−バンド領域に酸化誘起積層欠陥(Oxidation−induced Stacking Fault、OSF)が現れることが知られている。また熱処理条件によっては、H−バンドやL−バンドで、凝集していない原子空孔が酸素の移動を促進し、適当な温度条件下で微小な酸化物凝集を助長することもある。
For example, Non-Patent
単結晶シリコンウェハを用いた単結晶シリコン太陽電池では、バンドギャップよりも高エネルギーのフォトンによって励起された少数キャリアをいかに効率よく外部に取りだせるかが重要である。太陽電池製造後の単結晶シリコンウェハ中に存在する欠陥の種類によっては上記少数キャリアの再結合中心となるものがあり、少数キャリアの外部への取り出し効率を低下させるものがある。前記微小な酸化物やOSFなどの欠陥は少数キャリアの再結合中心となり、太陽電池の特性を大きく下げてしまう原因となる。 In a single crystal silicon solar cell using a single crystal silicon wafer, it is important how efficiently minority carriers excited by photons having a higher energy than the band gap can be taken out. Depending on the type of defects present in the single crystal silicon wafer after manufacturing the solar cell, there are those that become recombination centers of the minority carriers, and there are those that reduce the efficiency of taking out minority carriers to the outside. Defects such as the minute oxides and OSF become minority carrier recombination centers and cause the characteristics of the solar cell to be greatly degraded.
また例えば半導体メモリやICなどの電子デバイスにおいては、OSFなどの影響を受けるだけでなく、デバイスプロセスに投入する前から存在している空孔領域において酸化膜の絶縁耐圧が低下する影響があるなど、欠陥領域によってデバイス特性、製造歩留に影響を与えることが知られている。 Further, for example, electronic devices such as semiconductor memories and ICs are not only affected by OSF, but also have an effect of lowering the withstand voltage of an oxide film in a vacant region existing before being put into a device process. It is known that a defect region affects device characteristics and manufacturing yield.
すなわち、単結晶シリコンを用いてデバイス製造を行う場合には、デバイス製造後に該デバイスに対して特性、製造歩留などを低下させる欠陥が現れにくい結晶欠陥領域を有する単結晶シリコンウェハを用いることが重要である。そのためには、特に単結晶シリコンウェハに存在する結晶欠陥領域を検査する方法が重要となる。 That is, when a device is manufactured using single crystal silicon, it is necessary to use a single crystal silicon wafer having a crystal defect region in which defects that lower the characteristics, manufacturing yield, etc. of the device are difficult to appear after the device is manufactured. is important. For that purpose, a method for inspecting a crystal defect region existing in a single crystal silicon wafer is particularly important.
そのための検査方法として特許文献1では、単結晶シリコンウェハあるいは単結晶シリコンインゴットの薄片中の結晶欠陥領域を、故意の金属汚染と熱処理を用いて調べる方法が開示されている。ここでは、結晶欠陥領域の調査対象となる単結晶シリコンウェハあるいは単結晶シリコンインゴットの薄片を用意し、その試料に対して、故意の金属汚染と熱処理を行う方法が採用されている。
As an inspection method therefor,
また特許文献2では、単結晶シリコンインゴットを成長方向に平行な面でスライスした隣り合う2片の薄片サンプルにつき、異なる故意の金属汚染や熱処理を行い、比較する方法が提案されている。
Further,
また例えば非特許文献2では、酸による選択エッチングを利用した前記OSF領域の評価方法、SC1洗浄によるCOP欠陥の評価方法などについての記載がある。
Further, for example, Non-Patent
しかしながら前記特許文献1記載の方法では、単結晶シリコンウェハあるいは単結晶シリコンの薄片を単結晶シリコンインゴット(以下、検査用サンプルと呼ぶ)から切り出す必要があり、また該検査用サンプルに対し、故意の金属汚染、熱処理あるいはエッチングなどを行う必要がある。そこで検査用に用いられたウェハあるいは薄片はデバイス製造用にもちいることは困難であり、検査に手間およびコストがかかるだけでなく、インゴットの歩留低下、ひいてはデバイスのコストアップにつながる。
However, in the method described in
また上記検査により、デバイス製造に望ましくない結晶欠陥の領域が検査用サンプル中に含まれていることがわかった場合、同様の領域と予想される部分のインゴットを切除し、さらに検査用サンプルの切り出しなどを繰り返す必要が生じ、さらにデバイスのコストアップ要因となる。 In addition, if it is found by the above inspection that a region of crystal defects that are undesirable for device manufacture is included in the inspection sample, the ingot of the portion that is expected to be the same region is excised, and further, the inspection sample is cut out. It becomes necessary to repeat the above, which further increases the cost of the device.
また前記特許文献2記載の方法では、単結晶シリコンインゴットを成長方向に平行な面でスライスした隣り合う2片の薄片サンプルを切り出す工程を含んでおり、単結晶シリコンインゴットの歩留低下やコストアップにつながるという問題がある。また一般的に単結晶シリコンウェハは単結晶シリコンインゴットの成長方向に垂直にスライスするため、この方法では実際にデバイスプロセスに使用する単結晶シリコンウェハ部分を直接評価することはできないという問題もある。
In addition, the method described in
また前記特許文献1記載の方法の場合と同様、上記検査によりデバイス製造に望ましくない結晶欠陥の領域が含まれていることがわかった場合、同様の領域と予想される部分のインゴットを切除し、さらに検査用サンプルの切り出しなどを繰り返す必要が生じるという問題も生じる。
Further, as in the case of the method described in
また非特許文献2に記載の方法では、酸による選択エッチングを利用した前記OSF領域の評価方法、SC1洗浄によるCOP欠陥の評価方法などについての記載があり、その評価方法の前提として特許文献1同様の検査用サンプル切り出しが必要なだけでなく、鏡面研磨など高コストな加工工程も必要となる。
In the method described in
たとえば特許文献1および非特許文献2に記載の方法で用いる検査用サンプルとして、単結晶シリコンインゴットを検査前にマルチワイヤーソーなどでスライス加工された複数の単結晶シリコンウェハの中から適宜選択することも可能である。但しその場合には、検査の結果、デバイス製造に望ましくない結晶欠陥の領域が確認された場合、スライス加工された単結晶シリコンウェハが無駄になることがあり、デバイスのコストアップにつながる可能性がある。
For example, as a sample for inspection used in the methods described in
そこで、本発明では、単結晶シリコンインゴットから検査用サンプルを切り出すことなく、該単結晶シリコンインゴットの結晶欠陥の領域に関する情報を簡便に得ることが可能な単結晶シリコンインゴットの検査方法、それを用いた単結晶シリコン材料の製造方法および電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, a method for inspecting a single crystal silicon ingot that can easily obtain information on the crystal defect region of the single crystal silicon ingot without cutting out a test sample from the single crystal silicon ingot, and using the same It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a single crystal silicon material and a method for manufacturing an electronic device.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、単結晶シリコンインゴットに対しライフタイム測定を行うことで、上記課題を解決することに成功し本発明に至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have succeeded in solving the above-mentioned problems by performing lifetime measurement on a single crystal silicon ingot and have reached the present invention.
かくして、本発明によれば、検査対象となる単結晶シリコンインゴットから検査用サンプルを切断することなく、単結晶シリコンインゴット端面の2以上の点でライフタイム測定を行うことで、該単結晶シリコンインゴットが使用可能領域かどうかを判定することが可能な、単結晶シリコンインゴットの検査方法が提供される。 Thus, according to the present invention, the lifetime measurement is performed at two or more points on the end surface of the single crystal silicon ingot without cutting the inspection sample from the single crystal silicon ingot to be inspected, thereby the single crystal silicon ingot A method for inspecting a single crystal silicon ingot that can determine whether or not is a usable region is provided.
また、本発明によれば、ライフタイム測定工程に渦電流検出方式を用いた、単結晶シリコンインゴットの検査方法が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided a method for inspecting a single crystal silicon ingot using an eddy current detection method in a lifetime measurement process.
また、本発明によれば、単結晶シリコンインゴットの使用可能領域を判定する工程において、得られた2以上のライフタイム値の面内分布形状および得られた2点以上のライフタイム値から計算されるパラメータ(例えば最小値と最大値の比など)の少なくとも一方に基づき判定する、単結晶シリコンインゴットの検査方法が提供される。 Further, according to the present invention, in the step of determining the usable area of the single crystal silicon ingot, it is calculated from the in-plane distribution shape of the obtained two or more lifetime values and the obtained two or more lifetime values. There is provided a method for inspecting a single crystal silicon ingot that is determined based on at least one of the following parameters (for example, a ratio between a minimum value and a maximum value).
また、本発明によれば、検査対象となる単結晶シリコンインゴットから検査用サンプルを切断することなく、単結晶シリコンインゴット端面の2以上の点でライフタイム測定を行うことで、使用可能領域と判定することが可能な、単結晶シリコンインゴットの製造方法が提供される。 Further, according to the present invention, the lifetime is measured at two or more points on the end surface of the single crystal silicon ingot without cutting the inspection sample from the single crystal silicon ingot to be inspected, and thus it is determined as the usable region. A method for producing a single crystal silicon ingot is provided.
また、本発明によれば、上記ライフタイム検査で単結晶シリコンインゴットが使用不可能領域と判定された場合、ライフタイム検査で使用可能領域と判定されるまで、該使用不可能領域の切除と検査を繰り返す単結晶シリコンインゴットの製造方法が提供される。 Further, according to the present invention, when the single-crystal silicon ingot is determined to be an unusable area in the lifetime inspection, the unusable area is excised and inspected until it is determined to be an unusable area in the lifetime inspection. A method for producing a single crystal silicon ingot is provided.
また、本発明によれば、上記2種類の単結晶シリコンインゴットの製造方法を用いて製造された良品の単結晶シリコンインゴットを加工して単結晶シリコン材料を得る、単結晶シリコン材料の製造方法が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a method for producing a single crystal silicon material, wherein a single crystal silicon material is obtained by processing a non-defective single crystal silicon ingot produced using the above-described two kinds of methods for producing a single crystal silicon ingot. Provided.
また、本発明によれば、上記シリコン材料製造方法を用いて製造された単結晶シリコン材料により単結晶シリコン太陽電池等の電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法が提供される。 Moreover, according to this invention, the manufacturing method of an electronic device which manufactures electronic devices, such as a single crystal silicon solar cell, with the single crystal silicon material manufactured using the said silicon material manufacturing method is provided.
本発明によれば、単結晶シリコンインゴットの検査時に、検査対象となる単結晶シリコンインゴットから検査用サンプルを切断することなく、単結晶シリコンインゴット端面の2以上の点でライフタイム測定を行うことで、該単結晶シリコンインゴットが使用可能領域かが判定可能な、単結晶シリコンインゴットの検査方法、および単結晶シリコンインゴットの製造方法を提供することが出来る。 According to the present invention, when a single crystal silicon ingot is inspected, the lifetime is measured at two or more points on the end surface of the single crystal silicon ingot without cutting the inspection sample from the single crystal silicon ingot to be inspected. In addition, it is possible to provide a method for inspecting a single crystal silicon ingot and a method for manufacturing a single crystal silicon ingot that can determine whether the single crystal silicon ingot can be used.
また、上記単結晶シリコンインゴットの製造方法で得られた良品の単結晶シリコンインゴットを加工して単結晶シリコン材料を得る、単結晶シリコン材料の製造方法を提供することが可能となる。ここで単結晶シリコン材料とは、単結晶シリコンブロック(例えばアズグロウン、円筒形状、角柱形状など)、単結晶シリコンウェハなどの総称として用いている。 In addition, it is possible to provide a method for producing a single crystal silicon material, in which a single crystal silicon material is obtained by processing a good single crystal silicon ingot obtained by the method for producing a single crystal silicon ingot. Here, the single crystal silicon material is used as a general term for a single crystal silicon block (for example, as-grown, cylindrical shape, prismatic shape, etc.), a single crystal silicon wafer, and the like.
さらにまた、上記単結晶シリコン材料の製造方法で得られた単結晶シリコン材料により単結晶シリコン太陽電池等の電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法を提供することが可能となる。ここで単結晶シリコン太陽電池とは、単結晶シリコン太陽電池および単結晶シリコ太陽電池モジュールの総称として用いている。 Furthermore, it is possible to provide an electronic device manufacturing method in which an electronic device such as a single crystal silicon solar cell is manufactured using the single crystal silicon material obtained by the above method for manufacturing a single crystal silicon material. Here, the single crystal silicon solar cell is used as a general term for a single crystal silicon solar cell and a single crystal silicon solar cell module.
本発明によれば、デバイス製造後に該デバイスに対して特性、製造歩留などを低下させる欠陥が現れにくい結晶欠陥領域を有する単結晶シリコンウェハを、単結晶シリコンインゴットの状態で簡便に歩留よく検査することが可能となり、単結晶シリコンウェハを用いたデバイスのコスト低減が可能となる。またデバイス特性を低下させる欠陥が現れにくい結晶欠陥領域を用いることで、デバイスひいてはデバイスを含む製品の全体的な特性向上の可能性もある。 According to the present invention, after a device is manufactured, a single crystal silicon wafer having a crystal defect region in which defects that degrade the characteristics, manufacturing yield, etc. of the device are difficult to appear can be easily obtained in a single crystal silicon ingot state. Inspection can be performed, and the cost of a device using a single crystal silicon wafer can be reduced. In addition, by using a crystal defect region in which defects that degrade device characteristics are unlikely to appear, there is a possibility of improving the overall characteristics of the device and thus the product including the device.
また、単結晶シリコンインゴットの検査方法では、ライフタイム測定工程に渦電流検出方式を用いる場合に効果がさらに発揮される。 In addition, the single crystal silicon ingot inspection method is further effective when an eddy current detection method is used in the lifetime measurement process.
また、単結晶シリコンインゴットの検査方法では、使用可能領域を判定する工程において、得られた2点以上のライフタイム値の面内分布形状および得られた2点以上のライフタイム値のうち少なくとも一方から計算されるパラメータ(例えば最小値と最大値の比など)に基づき判定する場合に効果がさらに発揮される。但し、単結晶シリコンインゴットの特性は軸対象であると考えられるため、ライフタイム測定が面内2点の場合には同等でない2点であることが好ましい。 In the method for inspecting a single crystal silicon ingot, in the step of determining the usable area, at least one of the obtained in-plane distribution shape of two or more lifetime values and the obtained two or more lifetime values The effect is further exhibited when the determination is made based on the parameter calculated from (for example, the ratio between the minimum value and the maximum value). However, since the characteristics of the single crystal silicon ingot are considered to be axial objects, it is preferable that the two points are not equivalent when the lifetime measurement is two points in the plane.
以下に、本発明による実施の形態の単結晶シリコンインゴットおよび電子デバイスの検査方法について、図を参照して説明する。 Hereinafter, a method for inspecting a single crystal silicon ingot and an electronic device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
例えば、現在広く用いられているCZ法で引き上げられた単結晶シリコンロッドの大凡の外観は図1に示すようなものであり、その単結晶シリコンロッド1は最上部及び最下部が切り落とされて、ロッドの長さなどに応じて単数又は複数の単結晶シリコンインゴット2(図2)に分割される。その単結晶シリコンインゴット2の大凡の外観は図2に示すようなものである。また、単結晶シリコンロッドは、分割の前に長いロッド状態のまま、円筒形状に研磨し、さらに長さに応じて分割されることもある。
(First embodiment)
For example, the general appearance of a single crystal silicon rod pulled up by the CZ method that is currently widely used is as shown in FIG. 1, and the single
なお、本明細書中においては、図1のように引上げ直後の状態の単結晶シリコンを単結晶シリコンロッド1、該単結晶シリコンロッド1の最上部及び最下部を切り落とした円筒状のもの、あるいはそれを複数の円筒状物に分割したものを単結晶シリコンインゴット2(図2)と呼ぶ。単結晶シリコンインゴットは側面を円筒研磨したもの、アズグロウン状態のものなど側面の状態にはよらず、単結晶シリコンインゴットと呼ぶ。
In the present specification, as shown in FIG. 1, single crystal silicon in a state immediately after the pulling is obtained as a single
本実施の形態の単結晶シリコンインゴットの検査方法においては、図1に示すような単結晶シリコンインゴット端面にて、検査用サンプルを切断することなく、ライフタイム測定を同等でない2点以上で測定する。ここで、測定点としては、例えば円状断面の中心近傍と周辺に近い部分などが好ましい。このようにして測定したライフタイム値を用いて、ライフタイムを測定した端面に近い部分の単結晶シリコンインゴットが使用可能かどうかを判定することが可能である。この検査方法によれば、検査用サンプルの切り出しなどの工程もなく、非常に簡便でコストを低く抑えることが可能である。 In the method for inspecting a single crystal silicon ingot according to the present embodiment, lifetime measurement is measured at two or more points that are not equivalent at the end surface of the single crystal silicon ingot as shown in FIG. 1 without cutting the test sample. . Here, as the measurement point, for example, the vicinity of the center and the vicinity of the periphery of the circular cross section are preferable. Using the lifetime value measured in this manner, it is possible to determine whether or not the single crystal silicon ingot near the end face where the lifetime is measured can be used. According to this inspection method, there is no process such as cutting out a sample for inspection, and it is very simple and can keep costs low.
単結晶シリコンインゴットの性質はほぼ軸対象と考えられるので、このようにして得られたライフタイムのデータは、端面の中心からの距離によって整理するのが適当である。一例として、8インチ単結晶シリコンインゴットの端面を、直径上を20mm毎に測定したデータの例を図3に示す。図3において、横軸は中心を0とした場合の直径上での位置(mm)であり、縦軸はライフタイム値であるMCLT(Arb.unit)である。このように得られた2点以上のライフタイムのデータの面内分布形状および得られた2点以上のライフタイムのデータから計算されるパラメータ(例えば最小値と最大値の比など)の少なくとも一方を利用することで、使用可能領域かどうかを判定することができ、効果的である。 Since the properties of the single crystal silicon ingot are considered to be almost axial objects, it is appropriate to arrange the lifetime data obtained in this way according to the distance from the center of the end face. As an example, FIG. 3 shows an example of data obtained by measuring the end face of an 8-inch single crystal silicon ingot on the diameter every 20 mm. In FIG. 3, the horizontal axis is the position (mm) on the diameter when the center is 0, and the vertical axis is MCLT (Arb.unit) which is a lifetime value. At least one of the in-plane distribution shape of two or more lifetime data obtained in this way and a parameter (for example, the ratio between the minimum value and the maximum value) calculated from the obtained two or more lifetime data By using, it is possible to determine whether or not it is a usable area, which is effective.
上述の通り、端面のライフタイム測定により、測定した端面に近い部分の単結晶シリコンインゴットが使用可能かどうかを判定することができる。一般にライフタイム測定で測定にかかる領域は、測定面から深さ数10mm程度であり、原理的には使用可能かどうかが判定できるのもその領域に限定される。ただし、単結晶シリコンインゴットに関しては、これまでに膨大な研究と経験の蓄積があり、ほぼシミュレーションにより欠陥領域の分布を予測することが可能である。したがって、ライフタイム測定により使用可能か判定できる領域が、ライフタイム測定可能な両端面から数10mm程度ずつであっても、検査対象となっている単結晶シリコンインゴット内全体の欠陥領域の分布は予測でき、検査対象全領域で使用可能か判定することができる。 As described above, it is possible to determine whether or not the portion of the single crystal silicon ingot near the measured end surface can be used by measuring the lifetime of the end surface. In general, a region for measuring in lifetime measurement is about several tens of millimeters from the measurement surface, and in principle, whether or not it can be used can be determined. However, with regard to single crystal silicon ingots, there has been a great deal of research and experience accumulated so far, and it is possible to predict the distribution of defect regions almost by simulation. Therefore, even if the area that can be determined by lifetime measurement is about several tens of millimeters from both end faces where lifetime measurement is possible, the distribution of the defect area in the entire single crystal silicon ingot to be inspected is predicted. It can be determined whether it can be used in the entire region to be inspected.
上記ライフタイム測定には、渦電流検出方式を用いるのが最も効果的である。その理由は、渦電流検出方式では表面のパシベーションなどの影響を受けにくいため、単結晶シリコンインゴット端面に切断した状態のままでも特に処理を施すことなくバルク内の値を反映したデータ採取が可能であるからである。 For the lifetime measurement, it is most effective to use an eddy current detection method. The reason is that the eddy current detection method is not easily affected by surface passivation, etc., so it is possible to collect data that reflects the values in the bulk without any special treatment even when the end surface of the single crystal silicon ingot is cut. Because there is.
上記判定により使用可能領域と判定された(良品)単結晶シリコンインゴットは、良品インゴットとして販売したり、加工の下流工程に流すことができる。本発明により検査工程が簡便になったことでシリコン材料のコストを低減することができる。 The (non-defective) single crystal silicon ingot determined as the usable region by the above determination can be sold as a non-defective ingot or can be flowed to a downstream process. By simplifying the inspection process according to the present invention, the cost of the silicon material can be reduced.
またこのようにして得られた単結晶シリコンウェハは、目的とする電子デバイス製造に適した欠陥領域からなっているため、該電子デバイスの特性および歩留向上が期待できる。電子デバイスとしては、その特性や歩留と欠陥領域との関係が分かっていれば特に限定されないが、例えば単結晶シリコン太陽電池製造においても本発明は効果的に機能する。 Moreover, since the single crystal silicon wafer thus obtained is composed of a defect region suitable for the intended electronic device manufacturing, it is expected that the characteristics and yield of the electronic device are improved. The electronic device is not particularly limited as long as the characteristics and the relationship between the yield and the defect region are known. For example, the present invention functions effectively also in the production of a single crystal silicon solar cell.
(単結晶シリコン材料)
本明細書において「単結晶シリコン材料」とは、本発明の単結晶シリコンインゴットの検査方法により使用可能領域と判定された、良品の単結晶シリコンインゴット、およびその加工物である、単結晶シリコンブロックおよび単結晶シリコンウェハを意味する。
例えば本発明の検査方法の対象物がアズグロウン状態の単結晶シリコンインゴットの場合には、その加工物である円筒研削後の単結晶シリコンインゴットも上記単結晶シリコンブロックに含まれる。また角柱加工したもの、適宜表面を研磨したものなども単結晶シリコンブロックに含まれている。
(Single crystal silicon material)
In the present specification, the “single crystal silicon material” refers to a single crystal silicon block that is a non-defective single crystal silicon ingot that has been determined to be a usable region by the single crystal silicon ingot inspection method of the present invention, and a processed product thereof. And single crystal silicon wafer.
For example, when the object of the inspection method of the present invention is a single crystal silicon ingot in an as-grown state, the single crystal silicon ingot after cylindrical grinding, which is a processed product, is also included in the single crystal silicon block. In addition, a single crystal silicon block includes a prism processed, a surface appropriately polished, and the like.
(第2の実施の形態)
本発明による第2の実施の形態として、電子デバイスの一例として、単結晶シリコン太陽電池に応用した例について説明する。
(Second Embodiment)
As a second embodiment of the present invention, an example applied to a single crystal silicon solar cell will be described as an example of an electronic device.
(単結晶シリコン太陽電池)
本実施の形態の単結晶シリコン太陽電池は、上述の第1の実施の形態により製造された単結晶シリコンウエハを基板として用いて製造され、その中には、様々な構造のものが存在している。色素増感太陽電池は特殊な動作原理によっているが、ごく一般的な太陽電池はPN接合あるいはMIS型などのショットキー接合などを有している。単結晶シリコンウェハを基板として用いた太陽電池でも、通常のホモ接合のPN接合のもの、アモルファスシリコンや化合物(III−V系、I−III−VI2系など)とのヘテロ接合のPN接合のもの、アモルファスシリコン(I層)によるMIS型ショットキー接合、シリコン酸化膜をI層として有するMIS型ショットキー接合など様々な種類のものが存在する。
(Single crystal silicon solar cell)
The single crystal silicon solar cell of the present embodiment is manufactured using the single crystal silicon wafer manufactured according to the first embodiment described above as a substrate, and there are various structures. Yes. Dye-sensitized solar cells are based on a special operating principle, but very common solar cells have a PN junction or a MIS type Schottky junction. Solar cells using a single crystal silicon wafer as a substrate also have ordinary homojunction PN junctions, heterojunction PN junctions with amorphous silicon and compounds (III-V, I-III-VI2, etc.) There are various types such as an MIS Schottky junction using amorphous silicon (I layer) and an MIS Schottky junction having a silicon oxide film as an I layer.
また上記接合が光入射面側にあるもの、光入射面の裏面側にあるもの、集電極が太陽電池表面側裏面側のどちらにもあるもの、PN側電極が裏面側にのみあるものがあり、組み合わせを考えると多くのタイプが存在する。 In addition, there are those where the junction is on the light incident surface side, those on the back surface side of the light incident surface, those where the collector electrode is on the back side of the solar cell surface side, and those where the PN side electrode is only on the back surface side There are many types of combinations.
また、その複数個を電気的に接続して、多結晶シリコン太陽電池モジュールを得る。 Further, a plurality of them are electrically connected to obtain a polycrystalline silicon solar cell module.
本明細書においては、「単結晶シリコン太陽電池セル」と「単結晶シリコン太陽電池モジュール」とを含む概念として、単に「単結晶シリコン太陽電池」と称する。したがって、例えば、「単結晶シリコン太陽電池」と記載されたものがあれば、それは「単結晶シリコン太陽電池セル」および「単結晶シリコン太陽電池モジュール」を含む意味となる。 In this specification, the concept including “single crystal silicon solar battery cell” and “single crystal silicon solar battery module” is simply referred to as “single crystal silicon solar battery”. Therefore, for example, what is described as “single crystal silicon solar cell” is meant to include “single crystal silicon solar cell” and “single crystal silicon solar cell module”.
(第3の実施の形態)
本発明よる第3の実施の形態として、本発明に基づく試験例について説明する。なお、以下に試験例により本発明について具体的に説明するが、この試験例により本発明が限定されるものではない。また、基準となる数値などについても適宜状況に応じて変更することができる。
(Third embodiment)
As a third embodiment according to the present invention, a test example based on the present invention will be described. In addition, although this invention is demonstrated concretely by a test example below, this invention is not limited by this test example. In addition, the reference numerical value can be appropriately changed according to the situation.
(試験例)
ここでは本実施の形態における単結晶シリコン太陽電池の製造方法に関する試験例を以下に詳述する。但し本試験例では、酸素濃度、炭素濃度、比抵抗などの項目については省略し、欠陥領域に関する部分のみに着目する。例えば酸素濃度に応じて、ライフタイムに関する判定基準を変更するなどということも可能である。
(Test example)
Here, a test example relating to the method for manufacturing a single crystal silicon solar cell in the present embodiment will be described in detail below. However, in this test example, items such as oxygen concentration, carbon concentration, and specific resistance are omitted, and only the portion related to the defect region is focused. For example, it is possible to change the determination criterion regarding the lifetime in accordance with the oxygen concentration.
CZ法により8インチ単結晶シリコンロッドを成長させ、上部種結晶部、ショルダー部およびテール部分を切断し、200mmΦに円筒研磨後、後工程で使用するスライス装置のサイズ制限のため、約300mmの単結晶シリコンインゴット3個に分割した。このようにして得られた単結晶シリコンインゴットは成長時の種結晶に近い側から順次A、B、Cと呼び、A、B、Cそれぞれの種結晶に近い端面に「−S」、テール側に「−T」をつけて呼ぶことにした(図2参照)。 An 8-inch single crystal silicon rod is grown by the CZ method, the upper seed crystal part, the shoulder part, and the tail part are cut, polished to a cylinder of 200 mmΦ, and then limited to a size of about 300 mm due to the size limitation of the slicing device used in the subsequent process. Divided into three crystalline silicon ingots. The single crystal silicon ingot thus obtained is called A, B, C sequentially from the side close to the seed crystal at the time of growth, and "-S" on the end surface close to the seed crystal of each of A, B, C, tail side "-T" is added to the name (see Fig. 2).
各端面で直径に沿って中心から20mmごとにライフタイム測定を行った。ライフタイム測定は、Sinton Instruments社のライフタイム測定装置BLS−Iを用いて、Specified MCD=5E14cm−3、Transient mode、800nmのロングパスフィルター越しにフラッシュを照射する条件で行った。本装置は渦電流検出方式を採用しており、光パルス照射後の渦電流の減衰データから特定の少数キャリア濃度(Specified MCD)でのライフタイム値を計算する方法を採用している。 Lifetime measurement was performed every 20 mm from the center along the diameter at each end face. The lifetime measurement was performed using a lifetime measuring apparatus BLS-I manufactured by Sinton Instruments, under the condition of irradiating a flash through a long pass filter of Special MCD = 5E14 cm−3, Transient mode, 800 nm. This apparatus employs an eddy current detection method, and employs a method of calculating a lifetime value at a specific minority carrier concentration (Specified MCD) from eddy current attenuation data after irradiation with a light pulse.
単結晶シリコンロッド1の状態において、シミュレーションやこれまでの経験で分かっているおよその欠陥領域の分布を図4に示す。
In the state of the single
鋭意研究の結果、単結晶シリコン太陽電池セル製造プロセスでは、図4中に示すH−band、L−band領域で、熱処理により太陽電池セル特性低下につながる再結合中心が発生することがわかった。H−band、L−bandが発生する可能性があるのは、単結晶シリコンインゴットA−S面側およびC−T面側の2つである。A−T(B−S)面側、B−T(C−S)面側ではシミュレーション上はH−band、L−bandの発生可能性は低いが、念のため確認を行い、使用可能であることを確認した。 As a result of diligent research, it was found that in the single crystal silicon solar cell manufacturing process, recombination centers are generated in the H-band and L-band regions shown in FIG. There is a possibility that H-band and L-band are generated on the single crystal silicon ingot AS plane side and the CT plane side. On the AT (B-S) side and BT (C-S) side, the possibility of H-band and L-band generation is low in the simulation, but it can be used after confirmation. I confirmed that there was.
別の実験で、図4のX−X’、Y−Y’、Z−Z’切断面でのライフタイム測定データを用意した。データはそれぞれ、図5,6,7のような形状であった。なお、図5,6,7において、横軸は中心を0とした場合の直径上での位置(mm)であり、縦軸はライフタイム値であるMCLT(Arb.unit)である。 In another experiment, lifetime measurement data at the X-X ′, Y-Y ′, and Z-Z ′ cut planes of FIG. 4 were prepared. Each of the data had a shape as shown in FIGS. 5, 6, and 7, the horizontal axis is the position (mm) on the diameter when the center is 0, and the vertical axis is MCLT (Arb.unit) that is a lifetime value.
図5〜7に示すように、単結晶シリコン太陽電池のセル特性低下をもたらさない領域である空孔領域(例えばZ−Z’)では、中心部分から周辺部分に向けて単調減少であった。(但し固液界面の形状や、酸素濃度分布、サーマルドナーの分布などによっては、形状が異なり、中心部から周辺部分に向けて緩やかに増加する場合などもある。同様に断面X−X’、Y−Y’でのライフタイム形状も固液界面の形状や、酸素濃度分布、サーマルドナー分布などの影響を受けるため、そのような場合には、測定で得られたライフタイムデータから、予めそれらの影響を排除するなどすることにより対応可能である。)
上記より、本試験例では、ライフタイム形状および、ライフタイムデータから計算されるパラメータの一例としてライフタイムデータの最小値/最大値を用いて、以下のように欠陥領域を判定した。すなわち、ライフタイムデータがインゴット中心から周辺部に向かうに従って、以下の1〜3のように判定した。
1.単調減少の場合、測定端面は空孔領域であり、使用可能領域と判定
2.単調増加の場合、測定端面は格子間原子領域であり、使用不可能と判定(但し、測定器の誤差も考慮するため、ライフタイム値の面内最小値/最大値が一定の閾値以上の場合には使用可能領域と判定することも考えられる)
3.単調でない場合、測定端面は混合領域(例えば図2中Y−Y'のように面内に複数の欠陥領域を含む面)であるが、ライフタイム値の最小値/最大値が0.7以上なら空孔領域に近く、空孔領域以外の領域の影響は軽微であり、使用可能と判定
測定端面が使用不可能と判定された場合は、端面を切断、再度切断端面にて同様のライフタイム測定を行った。この手順をライフタイムデータから測定端面が使用可能と判定されるまで続けた。
As shown in FIGS. 5 to 7, in the hole region (for example, ZZ ′), which is a region that does not cause deterioration of the cell characteristics of the single crystal silicon solar cell, it was monotonously decreased from the central portion toward the peripheral portion. (However, the shape differs depending on the shape of the solid-liquid interface, the oxygen concentration distribution, the thermal donor distribution, etc., and may increase gradually from the central portion toward the peripheral portion. Similarly, the cross-section XX ′, Since the lifetime shape at YY 'is also affected by the shape of the solid-liquid interface, oxygen concentration distribution, thermal donor distribution, etc., in such a case, from the lifetime data obtained by measurement, these This can be done by eliminating the influence of
From the above, in this test example, the defect area was determined as follows, using the lifetime value and the minimum value / maximum value of the lifetime data as an example of the parameter calculated from the lifetime data. That is, as the lifetime data goes from the center of the ingot toward the peripheral portion, the determination is made as in the following 1-3.
1. In the case of monotonous decrease, the measurement end face is a hole area and is determined as an usable area. In the case of monotonic increase, the measurement end face is an interstitial region, and it is determined that it cannot be used. May be determined as an available area)
3. When not monotonous, the measurement end face is a mixed region (for example, a surface including a plurality of defect regions in the surface as indicated by YY ′ in FIG. 2), but the minimum / maximum lifetime value is 0.7 or more. If the measurement end face is judged to be unusable, it is close to the hole area and the influence of the area other than the hole area is negligible. Measurements were made. This procedure was continued until it was determined from the lifetime data that the measurement end face was usable.
同様検査方法を、A−T(B−S)、B−T(C−S)、C−Tに対してもの行った。
A−Sではライフタイム形状が中心から周辺に向かって単調増加であったため使用不可能と判定し、端面から約30mm切断し(以下、不良部1とする)、端面A−S'にて再度ライフタイム測定を行った。
The same inspection method was performed for AT (BS), BT (CS), and CT.
In A-S, the lifetime shape was monotonically increasing from the center to the periphery, so it was determined that it could not be used, cut about 30 mm from the end face (hereinafter referred to as defective part 1), and again at end face AS ′. Lifetime measurement was performed.
端面A−S’においても再度使用不可能と判定されたため、再度端面から30mm切断(以下、不良部2とする)し同様の検査を繰り返した。新しい端面をA−S''とすると、A−S’’はライフタイムデータがインゴット中心から周辺部に向かって単調減少であり、使用可能と判定した。 Since it was determined that the end surface A-S ′ could not be used again, the end surface was cut again by 30 mm (hereinafter referred to as a defective portion 2), and the same inspection was repeated. Assuming that the new end face is A-S ″, it is determined that A-S ″ is usable because the lifetime data decreases monotonously from the center of the ingot toward the periphery.
次に、上記検査で使用可能と判定された(良品)単結晶シリコンインゴットと、使用不可能と判定された(不良品)単結晶シリコンインゴットを156mm角に角柱加工後、マルチワイヤーソーを用いて約150μm厚の単結晶シリコンウェハとし、通常のダメージ除去、テクスチャエッチングを施した後、単結晶シリコン太陽電池セル製造プロセスへと投入した。 Next, a single crystal silicon ingot that was determined to be usable in the above inspection (non-defective product) and a single crystal silicon ingot that was determined to be unusable (defective product) were processed into a 156 mm square prism using a multi-wire saw. A single crystal silicon wafer having a thickness of about 150 μm was formed, subjected to normal damage removal and texture etching, and then put into a single crystal silicon solar cell manufacturing process.
このようにして得られた単結晶シリコン太陽電池セルの短絡電流(Isc)、開放電圧(Voc)、曲線因子(FF)、最大出力(Pm)、特性歩留は表1の通りであった。 Table 1 shows the short-circuit current (Isc), open-circuit voltage (Voc), fill factor (FF), maximum output (Pm), and characteristic yield of the single crystal silicon solar cell thus obtained.
またそれぞれのロット内から単結晶シリコン太陽電池セル42枚を用いて42直列のモジュールを作製した。作製したモジュールの特性測定の結果を表2に示す。なお、表1、2では良品部での値を100として規格化した。 Further, 42 series modules were prepared from each lot using 42 single crystal silicon solar cells. Table 2 shows the results of measuring the characteristics of the fabricated module. In Tables 1 and 2, the value in the non-defective part is normalized as 100.
表1、2から明らかな通り、本試験例で良品と判断された単結晶シリコンインゴットから作製した単結晶シリコン太陽電池セル、単結晶シリコン太陽電池モジュールは、本試験例で不良と判断された不良部1、2より、全項目において良好な結果が得られており、本試験例の有効さを示す結果が得られた。
As is clear from Tables 1 and 2, single crystal silicon solar cells and single crystal silicon solar cell modules manufactured from single crystal silicon ingots judged as non-defective products in this test example were determined to be defective in this test example. From
上記ではライフタイムの面内分布の最小値/最大値の閾値として0.7としたが、状況に応じて適宜変更すればよい。 In the above description, the threshold value of the minimum value / maximum value of the in-plane distribution of lifetime is set to 0.7, but may be appropriately changed according to the situation.
また端面を切断する場合の厚さとして、本試験例では30mmを採用したが、状況に応じて適宜変更することが可能である。 Moreover, although 30 mm was employ | adopted in this test example as thickness in the case of cut | disconnecting an end surface, it can change suitably according to a condition.
また本試験例では、2回の端面切断で使用可能と判定される領域が現れたが、2回でも使用可能と判断されない場合には、さらに上記サイクルを使用可能領域と判定されるまで繰り返せばよい。 In this test example, an area determined to be usable after two end face cuttings appeared. However, if it is not determined that it can be used even twice, the above cycle should be repeated until it is determined to be an usable area. Good.
また本試験例では円筒研磨後の単結晶シリコンインゴットに対し、ライフタイム測定を行ったが、アズグロウン状態のインゴットで行い、使用可能と判定された後に円筒研磨や角柱加工など行ってもよいし、逆に角柱加工など加工をある程度進めた後に本発明の検査方法を採用することも可能である。 In this test example, lifetime measurement was performed on the single crystal silicon ingot after cylindrical polishing, but it was performed with an ingot in an as-grown state, and after it was determined that it could be used, cylindrical polishing or prismatic processing, etc. Conversely, it is also possible to employ the inspection method of the present invention after a certain degree of processing such as prismatic processing.
また本試験例では、電子デバイスとして単結晶シリコン太陽電池を製造する場合について詳述したが、他の電子デバイスであっても同様の考え方を適用することで対応可能である。 In this test example, the case where a single crystal silicon solar cell is manufactured as an electronic device has been described in detail. However, other electronic devices can be handled by applying the same concept.
また上記では直径に沿って20mm間隔でライフタイム測定を行う例を示したが、単結晶シリコンインゴットの特性は基本的には軸対象であり、中心からの距離が異なる2点以上の複数点でライフタイム測定を行えば、同様の検査が可能となる。 Moreover, although the example which performs a lifetime measurement at intervals of 20 mm along a diameter was shown above, the characteristic of a single crystal silicon ingot is basically an axis object, and is a plurality of two or more points with different distances from the center. If lifetime measurement is performed, the same inspection can be performed.
また例えばCZ法による引上げ装置において、高純化処理を行っていないカーボン系の断熱材などを用いると、単結晶シリコンインゴット側面に不純物が付着、拡散するためか、単結晶シリコンインゴット周辺部では周辺に向かってライフタイムが減少する傾向が見られることがある。ここで観測されるライフタイムの変化は、結晶中の欠陥領域によるものではないため、周辺部分のライフタイム低下は判定に用いない、あるいは測定しないなどにより対応可能である。 Also, for example, in a pulling apparatus using the CZ method, if a carbon-based heat insulating material that has not been highly purified is used, impurities may adhere to and diffuse on the side surface of the single crystal silicon ingot, or in the periphery of the single crystal silicon ingot. In some cases, the lifetime tends to decrease. The change in the lifetime observed here is not due to a defect region in the crystal. Therefore, the decrease in the lifetime of the peripheral portion can be dealt with by not using it for the determination or not measuring it.
本発明によれば、様々な電子デバイスに基板として利用される単結晶シリコンウェハを簡便に、特性が良好な電子デバイスを、歩留よく製造することが可能となり、該電子デバイスの普及に寄与することが可能である。 According to the present invention, it becomes possible to easily manufacture a single crystal silicon wafer used as a substrate for various electronic devices with good yield, and contribute to the spread of the electronic devices. It is possible.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 単結晶シリコンロッド
2 単結晶シリコンインゴット
1 Single
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014182809A JP2016056050A (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Inspection method of single crystal silicon ingot, production method of single crystal silicon material using the same, and manufacturing method of electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014182809A JP2016056050A (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Inspection method of single crystal silicon ingot, production method of single crystal silicon material using the same, and manufacturing method of electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016056050A true JP2016056050A (en) | 2016-04-21 |
Family
ID=55757367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014182809A Pending JP2016056050A (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Inspection method of single crystal silicon ingot, production method of single crystal silicon material using the same, and manufacturing method of electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016056050A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107255572A (en) * | 2017-05-12 | 2017-10-17 | 宜昌南玻硅材料有限公司 | The minority carrier life time methods of sampling of silicon ingot in fritting casting ingot process |
WO2019017190A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | 株式会社Sumco | Method for evaluating silicon wafer manufacturing process and silicon wafer manufacturing method |
CN109844966A (en) * | 2016-09-08 | 2019-06-04 | 法国原子能及替代能源委员会 | Method for sorting silicon wafer according to the body life time of silicon wafer |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06177218A (en) * | 1992-12-09 | 1994-06-24 | Hitachi Ltd | Measuring device for free-carrier life and the like of semiconductor |
JPH111393A (en) * | 1997-02-13 | 1999-01-06 | Samsung Electron Co Ltd | Method of manufacturing single crystal silicon ingot and wafer by adjusting pulling speed profile in hot zone, ingot and wafer manufactured thereby |
JP2002145698A (en) * | 2000-09-07 | 2002-05-22 | Siltron Inc | Single crystal silicon wafer, ingot and manufacturing method thereof |
JP2013077682A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Napuson Kk | Method for forming ohmic contact between silicon and electrode, method for measuring lifetime in silicon and lifetime measuring head |
JP2014058414A (en) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Jnc Corp | Method for producing silicon single crystal for evaluation |
-
2014
- 2014-09-09 JP JP2014182809A patent/JP2016056050A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06177218A (en) * | 1992-12-09 | 1994-06-24 | Hitachi Ltd | Measuring device for free-carrier life and the like of semiconductor |
JPH111393A (en) * | 1997-02-13 | 1999-01-06 | Samsung Electron Co Ltd | Method of manufacturing single crystal silicon ingot and wafer by adjusting pulling speed profile in hot zone, ingot and wafer manufactured thereby |
JP2002145698A (en) * | 2000-09-07 | 2002-05-22 | Siltron Inc | Single crystal silicon wafer, ingot and manufacturing method thereof |
JP2013077682A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Napuson Kk | Method for forming ohmic contact between silicon and electrode, method for measuring lifetime in silicon and lifetime measuring head |
JP2014058414A (en) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Jnc Corp | Method for producing silicon single crystal for evaluation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SINTON INSTRUMENTS: "Product Note BLS-1/BCT-400 - Superior Bulk Silicon Characterization", HTTP://WWW.SINTONINSTRUMENTS.COM/SINTON-INSTRUMENTS-BLS-BCT.HTML, JPN6017050072, 31 December 2011 (2011-12-31), US, pages 1 - 2 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109844966A (en) * | 2016-09-08 | 2019-06-04 | 法国原子能及替代能源委员会 | Method for sorting silicon wafer according to the body life time of silicon wafer |
CN109844966B (en) * | 2016-09-08 | 2023-02-17 | 法国原子能及替代能源委员会 | Method for sorting silicon wafers according to their bulk lifetime |
CN107255572A (en) * | 2017-05-12 | 2017-10-17 | 宜昌南玻硅材料有限公司 | The minority carrier life time methods of sampling of silicon ingot in fritting casting ingot process |
CN107255572B (en) * | 2017-05-12 | 2020-04-21 | 宜昌南玻硅材料有限公司 | Minority carrier life sampling method of silicon ingot in semi-molten ingot process |
WO2019017190A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | 株式会社Sumco | Method for evaluating silicon wafer manufacturing process and silicon wafer manufacturing method |
JP2019021760A (en) * | 2017-07-18 | 2019-02-07 | 株式会社Sumco | Silicon wafer manufacturing process evaluation method and silicon wafer manufacturing method |
US11626331B2 (en) | 2017-07-18 | 2023-04-11 | Sumco Corporation | Method of evaluating silicon wafer manufacturing process and method of manufacturing silicon wafer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cuevas et al. | High minority carrier lifetime in phosphorus-gettered multicrystalline silicon | |
CN109844966B (en) | Method for sorting silicon wafers according to their bulk lifetime | |
Nos et al. | Quality control method based on photoluminescence imaging for the performance prediction of c-Si/a-Si: H heterojunction solar cells in industrial production lines | |
CN101973072A (en) | Method for manufacturing silicon rod for slicing by processing polycrystalline silicon ingot | |
Tilli | Silicon wafers preparation and properties | |
JP2016056050A (en) | Inspection method of single crystal silicon ingot, production method of single crystal silicon material using the same, and manufacturing method of electronic device | |
Sopori et al. | Characterizing damage on Si wafer surfaces cut by slurry and diamond wire sawing | |
Seigneur et al. | Effect of diamond wire saw marks on solar cell performance | |
Baierhofer et al. | Defect reduction in SiC epilayers by different substrate cleaning methods | |
Liu et al. | Gettering of transition metals in high-performance multicrystalline silicon by silicon nitride films and phosphorus diffusion | |
JP2020077807A (en) | MANUFACTURING METHOD OF SiC EPITAXIAL WAFER | |
Strothkämper et al. | Microscopic mobilities and cooling dynamics of photoexcited carriers in polycrystalline CuInSe 2 | |
JP5885195B2 (en) | Crystal quality evaluation method and crystal quality evaluation apparatus for Si crystal | |
CN108198907B (en) | Silicon wafer determination method and device | |
CN103236406B (en) | A kind of method detecting polycrystalline silicon wafer dislocation density | |
Salinger | Measurement of solar cell parameters with dark forward IV characteristics | |
Schmid et al. | Influence of different transition metal contaminations on degradation and regeneration in mc-Si | |
CN108315819A (en) | A kind of polycrystalline mixes gallium silicon chip and preparation method thereof and solar cell | |
JP6003447B2 (en) | Method for evaluating metal contamination of semiconductor substrate and method for manufacturing semiconductor substrate | |
Rahman et al. | Temperature effect of photovoltaic module under partial shading operation condition | |
Kirichenko et al. | Advanced methods of increasing and monitoring the lifetime of nonequilibrium minority charge carriers in master dies for high-performance silicon solar cells | |
Maus et al. | Impact of POCl3 diffusion process parameters on oxygen precipitation in Czochralski-grown silicon | |
Chin et al. | Insights into bulk defects in n-type monocrystalline silicon wafers via temperature-dependent micro-photoluminescence spectroscopy | |
JP5172008B1 (en) | Inspection method and manufacturing method of polycrystalline silicon wafer and use thereof | |
Domínguez et al. | Influence of different surface treatments on multicrystalline silicon wafers for defect characterization by LBIC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20161104 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180109 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180731 |