專(zhuān)利名稱(chēng)：硅熔體接觸構(gòu)件及其制法、以及晶體硅的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造太陽(yáng)能電池等中使用的晶體硅的有益的硅熔體接觸構(gòu)件及其制造方法，還涉及使用該硅熔體接觸構(gòu)件的晶體硅的制造方法。具體涉及表面具有使相對(duì)于熔融的硅熔體的疏液性大幅增大的多孔燒結(jié)體層的硅熔體接觸構(gòu)件。
背景技術(shù)：
用作太陽(yáng)能電池材料的晶體硅(Si)被所有太陽(yáng)能電池的85%以上的制品所使用。該太陽(yáng)能電池由于不排出溫室氣體，因此作為對(duì)地球環(huán)境友好的發(fā)電方式近年來(lái)需求急速擴(kuò)大。然而，與火力發(fā)電等其它的發(fā)電相比較，利用太陽(yáng)能電池發(fā)電的發(fā)電成本(圓/W)高，所以強(qiáng)烈需要降低其發(fā)電成本。晶體娃以往是采用提拉法(Czochralsi method)、浮動(dòng)區(qū)域娃精煉法(floatingzone method)由硅熔體通過(guò)結(jié)晶生長(zhǎng)法而形成圓柱狀或塊狀晶體來(lái)制造的。為了形成太陽(yáng)能電池材料，需要將它們切斷成晶片狀，但采用該切割過(guò)程制造的晶體硅的50%以上將成為切斷屑等廢棄物(切斷損失部分)，從而成為低成本化的障礙之一。出于消除晶體硅的切斷損失部分而降低制造成本的目的，開(kāi)發(fā)了球形晶體硅的制造方法。該方法是利用熔體因表面張力而成為球形的原理使一定量的硅熔體從高處落下來(lái)制造球形晶體硅的方法。還提出了在平面上排列有該球形晶體硅的結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，如果研究太陽(yáng)光的聚光方法還能夠提高發(fā)電效率。

然而，采用從高處落下的方法(落下法)得到的球形晶體硅因制造時(shí)較大的溫度梯度而成為微細(xì)的多晶，發(fā)電效率差，另外有晶體缺陷的比例也大。為此，實(shí)際情況是:將采用落下法得到的球形硅再次加熱、熔解，然后冷卻而形成球形晶體硅，以此減少多晶硅的晶粒的數(shù)量，存在諸如增加工序而使成本提高的問(wèn)題。還研究了不采用落下法而采用別的方法來(lái)制造球形晶體硅。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載了下述方法，在高純度陶瓷或石英玻璃等容器的凹坑中容納粉末硅，將該粉末硅加熱熔解后，使其凝固來(lái)制造球形晶體硅。容器的表面通過(guò)涂布不易與硅熔體潤(rùn)濕的物質(zhì)而形成脫模層。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載了下述方法，在底板表面的凹部中載置硅材料，將其加熱熔融后，使其凝固來(lái)制造球形晶體硅。底板的凹部表面附著形成有不易與硅熔體潤(rùn)濕的氧化硅等的膜?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2008-143754號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008-239438號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
如上所述，對(duì)于使用球形晶體硅的太陽(yáng)能電池，雖然隱含著通過(guò)消除晶體硅的切斷損失部分而使太陽(yáng)能電池的制造成本大幅降低的可能性，但從制造成本的降低考慮，利用落下法制造球形硅并不理想。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2中球形晶體硅的制造也存在著下述的問(wèn)題。首先，雖然用于熔融/凝固硅的容器、底板的表面通過(guò)涂布不易與硅熔體反應(yīng)的氮化硅等物質(zhì)(脫模材料)或者形成覆膜而相對(duì)于硅熔體具有疏液性，但這些具有疏液性的層薄，在耐久性方面存在問(wèn)題。此外，每次制造晶體硅而涂布形成脫模層的情況下，晶體硅的制造工序增加而使制造成本上升。此外，具有疏液性的覆膜層出現(xiàn)缺損的情況下，不僅對(duì)球形晶體硅的球形造成不良影響，而且存在硅較深地滲入底板并固著、晶體硅中混入來(lái)自底板的雜質(zhì)等的可能性。

本發(fā)明的目的在于提供下述硅熔體接觸構(gòu)件，其可使相對(duì)于硅熔體的疏液性大幅增大、并使該疏液性持久持續(xù)、且適合于晶體硅的制造。另外，本發(fā)明的目的在于提供利用該硅熔體接觸構(gòu)件有效地制造晶體硅、特別是高結(jié)晶性的球形晶體硅的方法。用于解決問(wèn)題的方案本發(fā)明人等著眼于硅熔體的潤(rùn)濕性及陶瓷材料的多孔性，對(duì)多孔體的孔徑大小及其深度、孔的空間分布、多孔體的厚度變動(dòng)等進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表面形成有由特定的材質(zhì)形成且具有特定的孔結(jié)構(gòu)的多孔燒結(jié)體層的構(gòu)件相對(duì)于硅熔體顯示了優(yōu)異的疏液性，并且該構(gòu)件即使與硅熔體反復(fù)接觸也能夠持續(xù)長(zhǎng)期地維持其特性，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，其表面存在由燒結(jié)體構(gòu)成且形成有源自有機(jī)顆粒的形狀的孔的多孔燒結(jié)體層，該燒結(jié)體如下得到:將含有由熱分解性樹(shù)脂顆粒形成的平均粒徑I 25 μ m的有機(jī)顆粒及以氮化硅為主要成分的燒結(jié)性粉末的混合物成形為成形體，燒成該成形體直至前述有機(jī)顆粒消失，進(jìn)而燒結(jié)前述燒結(jié)性粉末而得到燒結(jié)體。對(duì)于上述硅熔體接觸構(gòu)件的方案，優(yōu)選的是:(I)前述多孔燒結(jié)體層形成在陶瓷基板等基體上；(2)前述基體的用來(lái)形成多孔燒結(jié)體層的表面由氮化硅構(gòu)成；(3)前述多孔燒結(jié)體層的厚度為5 500 μ m ;(4)前述多孔燒結(jié)體層在其表面以30 80%的孔占有面積比例分散存在大小為平均當(dāng)量圓直徑I 25 μ m的孔；(5)前述多孔燒結(jié)體層以2質(zhì)量％以上且小于50質(zhì)量％的比例含有二氧化硅；(6)前述多孔燒結(jié)體層的表面存在的孔的平均深度為5 μ m以上。本發(fā)明還提供晶體硅的制造方法，其特征在于，在上述各硅熔體接觸構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層的表面冷卻硅熔體進(jìn)行結(jié)晶。對(duì)于上述晶體硅的制造方法的方案，優(yōu)選的是:( I)前述硅熔體是使固體硅在多孔燒結(jié)體層上熔融而得到的；(2)前述晶體硅是球形晶體硅，在硅熔體構(gòu)件的表面使硅熔體以液滴的狀態(tài)存在并在因其表面張力而球形化的狀態(tài)下冷卻而進(jìn)行結(jié)晶；(3)前述晶體硅是板狀晶體硅，使用兩片硅熔體構(gòu)件以各構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層位于內(nèi)側(cè)并夾著硅熔體狀態(tài)冷卻硅熔體而進(jìn)行結(jié)晶。本發(fā)明進(jìn)一步提供硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法，其特征在于，在基體上涂布燒結(jié)體用分散液，該燒結(jié)體用分散液是在有機(jī)溶劑中含有以氮化硅粉末為主要成分的燒結(jié)性粉末及相對(duì)于100體積份該燒結(jié)性粉末為40 400體積份的平均粒徑I 25 μ m的熱分解性樹(shù)脂顆粒的分散液，然后通過(guò)干燥去除有機(jī)溶劑，接著進(jìn)行熱分解而去除上述熱分解性樹(shù)脂顆粒，進(jìn)而以1100 1700°C的溫度燒結(jié)前述燒結(jié)性粉末而形成多孔燒結(jié)體層。對(duì)于上述硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法的方案，優(yōu)選的是:(I)前述基體的用來(lái)形成多孔燒結(jié)體層的表面由氮化硅構(gòu)成；(2)以氮化硅粉末為主要成分的燒結(jié)性粉末以2質(zhì)量％以上且小于50質(zhì)量％的比例含有二氧化硅。發(fā)明的效果本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件至少其表面是由以氮化硅為主要成分的多孔燒結(jié)體層形成的，發(fā)揮相對(duì)于硅熔體優(yōu)異的疏液性。此外，與僅由該多孔燒結(jié)體構(gòu)成構(gòu)件的情況相比較，在陶瓷基板等基體上形成上述多孔燒結(jié)體層的情況下不易產(chǎn)生變形、裂紋等，并且憑借前述多孔燒結(jié)體層發(fā)揮相對(duì)于硅熔體優(yōu)異的疏液性。因此，通過(guò)將所述構(gòu)件用作晶體硅制造用構(gòu)件，能夠在大面積的成形面上任意且有效地制造球形晶體硅或大型的板狀晶體硅。另外，用作晶體娃制造用構(gòu)件時(shí)，如上所述，由于具有相對(duì)于娃熔體優(yōu)異的疏液性，因此還具有諸如構(gòu)件與硅熔體的接觸面少、所得到的晶體硅的雜質(zhì)混入極少的效果。此夕卜，由于該構(gòu)件的表面是燒結(jié)體，因此能夠以原樣的狀態(tài)反復(fù)用于晶體硅的制造，工業(yè)價(jià)值聞。


圖1是原料硅熔解前后的照片。圖2是顯示實(shí)施例1中的球形晶體硅的制造方法的概要的示意圖。圖3是顯示實(shí)施例5中的球形晶體硅的制造方法的概要的示意圖。圖4是實(shí)施例1 (試樣號(hào)10)中得到的硅熔體接觸構(gòu)件表面的SEM照片。圖5是比較例I (試樣號(hào)2)中得到的構(gòu)件表面的SEM照片。圖6是使用實(shí)施例1的硅熔體接觸構(gòu)件制造的板狀晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。圖7是使用比較例I的硅熔體接觸構(gòu)件制造的板狀晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。圖8是使用比較例I (試樣號(hào)2)的構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。圖9是使用實(shí)施例4(試樣號(hào)7)的硅熔體接觸構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。圖10是使用實(shí)施例4 (試樣號(hào)8)的硅熔體接觸構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。圖11是使用實(shí)施例4 (試樣號(hào)9)的硅熔體接觸構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。圖12是顯示實(shí)施例1 中的板狀晶體硅的制造方法的概要的示意圖。圖13是顯示實(shí)施例5中的板狀晶體硅的制造方法的概要的示意圖。
圖14是實(shí)施例5中得到的硅熔體接觸構(gòu)件表面的SEM照片。圖15是實(shí)施例5中得到的硅熔體接觸構(gòu)件的截面的SEM照片。圖16是顯示實(shí)施例5中得到的硅熔體接觸構(gòu)件的深度合成結(jié)果的圖。圖17是實(shí)施例5中得到的球形晶體硅的照片。圖18是實(shí)施例5中得到的板狀晶體硅的照片。圖19是實(shí)施例6中得到的硅熔體接觸構(gòu)件表面的SEM照片。圖20是實(shí)施例6中得到的硅熔體接觸構(gòu)件的截面的SEM照片。圖21是顯示實(shí)施例6中得到的硅熔體接觸構(gòu)件的深度合成結(jié)果的圖。圖22是實(shí)施例6中得到的球形晶體硅的照片。圖23是實(shí)施例7中得到的硅熔體接觸構(gòu)件的截面的SEM照片。
具體實(shí)施例方式[硅熔體接觸構(gòu)件]本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件的特征在于，至少其表面存在形成有源自有機(jī)顆粒的形狀的孔的多孔燒結(jié)體層，該多孔燒結(jié)體層如下得到:將含有由熱分解性樹(shù)脂顆粒形成的有機(jī)顆粒、及以氮化硅為主要成分的燒結(jié)性粉末的混合物的成形體燒成直至前述有機(jī)顆粒消失，進(jìn)而通過(guò)燒結(jié)前述燒結(jié)性粉末結(jié)而得到。所述多孔燒結(jié)體層以氮化硅為主要成分并與后述的孔結(jié)構(gòu)協(xié)同作用對(duì)于發(fā)揮相對(duì)于硅熔體優(yōu)異的疏液性是必要的。多孔燒結(jié)體層中的氮化硅的比例為55質(zhì)量％以上、特別優(yōu)選為70質(zhì)量％以上。在前述多孔燒結(jié)體層中，除了氮化硅以外的成分只要是能夠構(gòu)成燒結(jié)體的成分就不作特別的限制，在后述的制造方法中，優(yōu)選具有抑制燒結(jié)時(shí)的收縮而維持形成的孔的形狀的作用的成分，具體而言為二氧化硅。為了發(fā)揮抑制收縮效果，所述二氧化硅為2質(zhì)量％以上的比例、特別優(yōu)選為10質(zhì)量％以上的比例。過(guò)多存在時(shí)，由于降低前述氮化硅的相對(duì)于娃熔體的疏液性，因此優(yōu)選為小于50質(zhì)量％的比例、特別優(yōu)選為45質(zhì)量％以下的比例、進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量％以下的比例。作為源自前述有機(jī)顆粒的形狀的孔，本發(fā)明的多孔燒結(jié)體層優(yōu)選在其表面以30 80%的孔占有面積比例分散存在大小為平均當(dāng)量圓直徑I 25 μ m的孔。其中，對(duì)于上述多孔燒結(jié)體層的表面，存在孔的面積比例(以下也稱(chēng)為孔占有面積比例)如下算出:將用掃描電子顯微鏡拍攝的照片電子數(shù)據(jù)化，使用Asahi KaseiEngineering Corporation社制圖像處理軟件“A像君”算出。算出方法為:選擇任意的分析對(duì)象范圍，通過(guò)二值化處理分類(lèi)成孔的部分和非孔的部分，各部分的面積由該面積中所含的像素?cái)?shù)積算。然后，通過(guò)將存在孔的面積除以總面積(存在孔的面積+不存在孔的面積)來(lái)算出存在孔的面積比例。另外，平均當(dāng)量圓直徑也由上述圖像算出平均值。本發(fā)明的多孔燒結(jié)體層憑借以前述氮化硅為主要成分的材質(zhì)以及存在上述孔的特征而相對(duì)于硅熔體產(chǎn)生疏液性(不易潤(rùn)濕)，從而能夠反復(fù)地制造后述的球形、板狀晶體硅。本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件與硅熔體的接觸角為140度以上、是疏液性非常大的構(gòu)件。如圖4、圖14所示 ，本發(fā)明的多孔燒結(jié)體層在其表面分散存在著大量的孔。各孔呈圓形且獨(dú)立地存在，還存在一部分孔多個(gè)連結(jié)。優(yōu)選的是，從正上方看多孔燒結(jié)體層的表面時(shí)該孔的平均當(dāng)量圓直徑平均為I 25 μ m、優(yōu)選為2 15 μ m。即，上述平均當(dāng)量圓直徑小于I μ m時(shí)，由于毛細(xì)管現(xiàn)象造成硅熔體容易滲入多孔燒結(jié)體內(nèi)部而減少相對(duì)于硅熔體的疏液性，因而不優(yōu)選。超過(guò)25 μ m時(shí)，由于熔體因硅熔體的自重而容易進(jìn)入孔內(nèi)部，因而不優(yōu)選。另外，在前述多孔燒結(jié)體層的表面形成的孔的“孔占有面積比例”小于30%時(shí)，多孔燒結(jié)體層的表面與硅熔體的接觸面積增大而難以發(fā)揮充分的疏液性。超過(guò)80%時(shí)，用來(lái)與硅熔體接觸并支撐的面積減少，從而硅熔體容易進(jìn)入孔內(nèi)。另外，存在多孔燒結(jié)體層的強(qiáng)度顯著降低的傾向。本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件只要在其表面具有多孔燒結(jié)體層，就不對(duì)其它的結(jié)構(gòu)作特別的限定。即，整片該構(gòu)件可以是由多孔燒結(jié)體層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，或者也可以是在陶瓷基板等基體上形成有多孔燒結(jié)體層的結(jié)構(gòu)。多孔燒結(jié)體層中存在的各孔通常沿深度方向形成連通孔。例如，在陶瓷基板上形成有多孔燒結(jié)體層的情況下，如圖15、圖20所示，深度方向上形成連通孔，該連通孔從多孔燒結(jié)體層的表面達(dá)到陶瓷基板。為了有效地發(fā)揮多孔燒結(jié)體層表面的硅熔體的疏液性，該連通孔的深度(垂直于燒結(jié)體層的表面的方向的長(zhǎng)度)優(yōu)選設(shè)為5μπι以上、特別優(yōu)選設(shè)為20μπι以上。即，所述連通孔的深度小于5μπι時(shí)，存在相對(duì)于硅熔體的疏液性降低的傾向。因此，多孔燒結(jié)體層的厚度考量該連通孔的深度進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，適合為ΙΟμπι以上、優(yōu)選為20 μ m以上。然而，即便過(guò)度加厚多孔燒結(jié)體層的厚度但效果已達(dá)到極限，由于不經(jīng)濟(jì)，因而其厚度優(yōu)選設(shè)為500 μ m以下。本發(fā)明的多孔燒結(jié)體層的表面極為平滑，一般其表面的厚度變動(dòng)幅度以絕對(duì)值計(jì)為5 7μπι左右。本發(fā)明中，基體作為用于保持硅熔體接觸構(gòu)件的強(qiáng)度的支撐體而起作用。該基體只要是能夠形成多孔燒結(jié)體層 的材質(zhì)就不被特別的限制，適合使用陶瓷、碳材料。作為上述陶瓷，可以使用公知的陶瓷材料，從高熔點(diǎn)、強(qiáng)度、易獲得的方面考慮，一般為氧化鋁或氮化鋁，也可以?xún)?yōu)選使用氮化硅、石英玻璃。另外，對(duì)于上述基體的形狀不作特別的限制，根據(jù)用途適當(dāng)確定即可。具體而言，可以設(shè)為板狀、罐狀、筒狀等任意的形狀。對(duì)于由陶瓷形成的且呈板狀形狀的陶瓷基板進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。對(duì)于該陶瓷基板的厚度不作特別的限定，可為0.5mm以上、優(yōu)選為Imm以上、更優(yōu)選為3mm以上，如此可作為基板充分發(fā)揮作用。對(duì)于該基板的表面狀態(tài)不作特別的限定，考慮到與其上形成的多孔燒結(jié)體層的密合性、多孔燒結(jié)體層的表面的平滑性，表面粗糙度優(yōu)選以Ra值計(jì)為I ΙΟμπι左右。前述陶瓷基板是由氮化硅以外的陶瓷形成的情況下，優(yōu)選用來(lái)形成多孔燒結(jié)體層的基板的表面由氮化硅構(gòu)成。即，由于前述陶瓷基板與多孔燒結(jié)體層各自的熱膨張率不一定相同，因此存在因熱膨張率的差造成剝落而使二者分離的情況。這樣的情況下，通過(guò)由氮化硅構(gòu)成陶瓷基板的表面，可以抑制所述問(wèn)題。該由氮化硅形成的表面的厚度通常從2 30 μ m的范圍中選擇、優(yōu)選從5 30 μ m的范圍中選擇。另外，由氮化娃形成陶瓷基板的表面時(shí)，優(yōu)選的方式是，根據(jù)需要在該氮化硅中添加適當(dāng)量(例如，2 50質(zhì)量％)的二氧化硅作為促進(jìn)燒結(jié)而防止燒結(jié)時(shí)的收縮的成分。上述陶瓷基板和多孔燒結(jié)體層的構(gòu)成對(duì)于其它形狀或其它材質(zhì)的基體也能適用。
[硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法]本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件基本如下地得到:將含有以氮化硅粉末為主要成分的燒結(jié)性粉末及相對(duì)于100體積份該燒結(jié)性粉末為40 400體積份的平均粒徑I 25 μ m的熱分解性樹(shù)脂顆粒的燒結(jié)體用混合物成形而得到的成形體燒成使前述熱分解性樹(shù)脂顆粒消失，進(jìn)而以1100 1700°C的溫度燒結(jié)前述燒結(jié)性粉末而得到。所得到的燒結(jié)體中形成有源自該熱分解性樹(shù)脂顆粒的形狀的孔。另外，在 作為支撐體的基體上形成多孔燒結(jié)體層時(shí)，從多孔燒結(jié)體層的厚度的控制、制法的容易性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選的是后述的方法，即使用有機(jī)溶劑中分散有上述混合物的燒結(jié)體用分散液。硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法中，對(duì)于作為前述燒結(jié)性粉末的主要成分的氮化硅粉末的純度、粒徑、粒度分布等不作特別的限定，考慮到以制造太陽(yáng)能電池用晶體硅為目的，純度優(yōu)選為99.99%以上。平均粒徑優(yōu)選為0.2 I μ m，可以直接使用具有所述性狀的市售
品O另外，燒結(jié)性粉末中的氮化硅的比例只要為主要成分、即超過(guò)50質(zhì)量％就可發(fā)揮效果，為了形成相對(duì)于硅熔體發(fā)揮更加優(yōu)異的疏液性的多孔燒結(jié)體層，優(yōu)選為55質(zhì)量％以上、特別優(yōu)選為70質(zhì)量％以上。另一方面，燒結(jié)性粉末中的除了氮化硅以外的成分只要是具有燒結(jié)性的粉體就不被特別的限制，優(yōu)選具有促進(jìn)燒結(jié)而抑制燒結(jié)時(shí)的收縮的作用的成分，具體而言，優(yōu)選二氧化硅。即，欲使用不含二氧化硅粉末的燒結(jié)體用混合物或分散液來(lái)形成多孔燒結(jié)體層時(shí)，在后述的熱分解性樹(shù)脂顆粒被去除后的燒結(jié)中，收縮劇烈，無(wú)法穩(wěn)定地形成孔，不優(yōu)選。因此，為了發(fā)揮抑制燒結(jié)時(shí)的收縮的效果，優(yōu)選的是，所述二氧化硅以2質(zhì)量％以上的比例使用、尤其是以10質(zhì)量％以上的比例使用。然而，由于過(guò)多地存在時(shí)使前述氮化娃相對(duì)于娃熔體的疏液性降低，因而優(yōu)選為小于50質(zhì)量％的比例,特別優(yōu)選的是,45質(zhì)量％以下的比例、進(jìn)一步為40質(zhì)量％以下的比例。上述二氧化硅的純度優(yōu)選為99.99%以上。平均粒徑可以為0.05 2 μ m、優(yōu)選為
0.2 I μ m，可以直接使用具有所述性狀的市售品。熱分解性樹(shù)脂顆粒是經(jīng)過(guò)后述的熱分解、燒結(jié)工序起到用來(lái)生成前述規(guī)定的孔的作用的成分。即，熱分解性樹(shù)脂顆粒的粒徑反映燒結(jié)后的多孔燒結(jié)體層中的孔的直徑，另夕卜，配合量反映前述孔占有面積比例。因此，作為熱分解性樹(shù)脂顆粒，使用平均粒徑為I 25 μ m、優(yōu)選為3 20 μ m的樹(shù)脂顆粒，為了使平均表面基準(zhǔn)面積的孔的總面積的比率為規(guī)定的值，必要的是，相對(duì)于100體積份燒結(jié)性粉末，配合40 400體積份的熱分解性樹(shù)脂顆粒。構(gòu)成前述顆粒的熱分解性樹(shù)脂只要是在規(guī)定溫度下熱分解的樹(shù)脂就不作特別的限制，但不優(yōu)選的是，熱分解及燒結(jié)后殘留在多孔燒結(jié)體層中并在之后混入制造的晶體硅中而造成污染。另外，熱分解性樹(shù)脂顆粒的比重與燒結(jié)性粉末的比重相同或比其更小，可在涂布前述分散液時(shí)使熱分解性樹(shù)脂顆粒確實(shí)存在于多孔燒結(jié)體層的表面，優(yōu)選。因此，作為熱分解性樹(shù)脂，優(yōu)選聚烯烴、聚苯乙烯等烴系樹(shù)脂、苯代三聚氰胺-甲醛縮聚物、丙烯酸酯系樹(shù)脂。特別優(yōu)選的是，燒結(jié)后來(lái)自樹(shù)脂的碳的殘留少的丙烯酸酯系樹(shù)脂。
作為這樣的丙烯酸酯系樹(shù)脂，市售有交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯的圓球顆粒(SEKISnPLASTICS C0., LTD.制“MBX系列”)、交聯(lián)聚甲基丙烯酸丁酯的圓球顆粒(SEKISH PLASTICSC0., LTD.制“BMX系列”)、甲基丙烯酸(酯)系樹(shù)脂的顆粒(SEKISUI PLASTICS C0., LTD.制“Techpolymer IBM-2”、交聯(lián)聚苯乙烯的圓球顆粒(SEKISUI PLASTICS C0., LTD.制“SBX 系列”)、交聯(lián)聚丙烯酸酯的圓球顆粒(SEKISUI PLASTICS C0., LTD.制“ARX系列”、交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯的圓球顆粒(SEKISUI PLASTICS C0., LTD.制“SSX (單分散)系列”)等各種粒徑、粒度分布的丙烯酸酯系樹(shù)脂，因而根據(jù)本發(fā)明的目的使用即可。在作為支撐體的基體上形成多孔燒結(jié)體層時(shí)，優(yōu)選的是，使用在有機(jī)溶劑中分散有上述各成分的燒結(jié)體用分散液。S卩，預(yù)先使以氮化硅粉末為主要成分的燒結(jié)性粉末及相對(duì)于100體積份該燒結(jié)性粉末為40 400體積份的平均粒徑I 25 μ m的熱分解性樹(shù)脂顆粒在有機(jī)溶劑中分散來(lái)制備燒結(jié)體用分散液。在陶瓷基板上涂布該分散液后，通過(guò)干燥去除有機(jī)溶劑，接著進(jìn)行熱分解而去除上述熱分解性樹(shù)脂顆粒。之后，進(jìn)行燒結(jié)而形成多孔燒結(jié)體層。上述制造方法中，作為陶瓷基板，優(yōu)選使用之前例示的材質(zhì)的基板。陶瓷基板由氮化硅以外的陶瓷形成的情況下，作為由氮化硅構(gòu)成用來(lái)形成多孔燒結(jié)體層的表面的方法，可列舉出下述方法:在陶瓷基板上涂布在有機(jī)溶劑中分散有氮化硅粉末的分散液、或者在該粉末中添加二氧化硅粉末并在有機(jī)溶劑中分散而得到的分散液，然后在100 700°C下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。對(duì)于使用的有機(jī)溶劑不作特別的限定，以制造太陽(yáng)能電池用晶體硅為目的時(shí)，為了防止雜質(zhì)(原子)的混入，優(yōu)選由碳原子、氫原子、根據(jù)需要的氧原子構(gòu)成的易蒸發(fā)性的有機(jī)溶劑。具體而言，作為優(yōu)選的溶劑可例示出:甲苯等烴系溶劑；正辛醇、乙二醇等醇系溶劑。對(duì)于上述有機(jī)溶劑的使用量不作特別的限定，可以使燒結(jié)體用分散液為適合于后述的涂布方法的粘度地適當(dāng)確定。

除了上述必要成分，燒結(jié)體用混合物或燒結(jié)體用分散液中還可以適當(dāng)配合例如氧化鎂、氧化釔等燒結(jié)助劑、以分散液的分散穩(wěn)定為目的的分散劑等添加劑。對(duì)于燒結(jié)性粉末及熱分解性樹(shù)脂顆粒、根據(jù)需要配合的添加劑及有機(jī)溶劑的混合順序以及混合方法不作特別的限定。所制備的燒結(jié)體用混合物可采用壓制成形等方法進(jìn)行成形而成為成形體。該成形體首先將熱分解性樹(shù)脂顆粒熱分解，接著以1100 1700°C的溫度進(jìn)行燒成而使其燒結(jié)，從而形成多孔的燒結(jié)體。將成形體中的熱分解性樹(shù)脂顆粒熱分解而使其消失的操作也可以在用于燒結(jié)的燒成過(guò)程中進(jìn)行。其中，優(yōu)選的是，進(jìn)行燒結(jié)前，在比熱分解性樹(shù)脂顆粒的熱分解溫度高50 300°C的溫度下進(jìn)行燒成而將熱分解性樹(shù)脂顆粒熱分解從而使其消失。關(guān)于熱分解時(shí)的氣氛，熱分解性樹(shù)脂顆粒能夠分解的氣氛就可沒(méi)有特別限制地實(shí)施。為了有效地去除因分解而生成的碳，一般優(yōu)選的是，在氧氣的存在下實(shí)施、通常在空氣中實(shí)施。通過(guò)前述操作去除熱分解性樹(shù)脂顆粒而形成的具有多孔體骨架的成形體接著在1100 1700°C下、優(yōu)選在1100 1550°C下、特別優(yōu)選在1400 1530°C下加熱而使其燒結(jié)，從而形成目標(biāo)的多孔燒結(jié)體。通過(guò)采用該燒成溫度，能夠減少所得到的多孔燒結(jié)體中的變形、裂紋的發(fā)生。燒結(jié)時(shí)的氣氛優(yōu)選在不活性氣氛下、例如氮?dú)獾葰夥障逻M(jìn)行。燒結(jié)時(shí)間為I小時(shí)以上、優(yōu)選進(jìn)行2小時(shí)以上。進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，由于存在表面形成的孔小、崩塌等的可能性，因而優(yōu)選設(shè)為30小時(shí)以下。本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法中，為了在作為支撐體的基體上形成多孔燒結(jié)體層而使用燒結(jié)體用分散液時(shí)，在陶瓷基板等基體表面按規(guī)定的厚度地涂布該分散液。對(duì)于涂布方法不作特別的限制，可采用旋轉(zhuǎn)涂布法、浸涂法、輥涂法、模涂法、澆涂法、噴霧法等方法，從外觀品位、膜厚控制的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)涂布法。其中，如旋轉(zhuǎn)涂布法那樣，通過(guò)一次涂布未得到足夠的厚度的情況下，在涂布前述分散液后，可以通過(guò)反復(fù)進(jìn)行使有機(jī)溶劑干燥然后進(jìn)行再次涂布的方法來(lái)形成具有期望厚度的層。在基體上涂布規(guī) 定厚度的燒結(jié)體用分散液后，通過(guò)干燥去除有機(jī)溶劑。干燥的條件優(yōu)選的是在有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)以上的溫度下進(jìn)行加熱。接著，通過(guò)在熱分解性樹(shù)脂顆粒的分解溫度以上的溫度下進(jìn)行加熱來(lái)分解去除熱分解性樹(shù)脂顆粒，從而形成包含源自上述熱分解性樹(shù)脂顆粒的多孔體的骨架的層。進(jìn)而在前述燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒成，從而在基板上形成多孔燒結(jié)體層。通過(guò)干燥去除前述溶劑、上述熱分解性樹(shù)脂顆粒的去除以及燒結(jié)可以在同一裝置內(nèi)改變氣氛氣體、溫度而連續(xù)地進(jìn)行，也可以在不同的裝置中依次進(jìn)行。[晶體硅的制造方法]在前述本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層的表面使硅原料熔解得到的熔體冷卻進(jìn)行結(jié)晶從而制造晶體硅。對(duì)于硅熔體，可以在保持為硅的熔點(diǎn)溫度以上的溫度的多孔燒結(jié)體層的表面載置另行熔解得到的熔體；也可以在多孔燒結(jié)體層的表面載置規(guī)定量的固體硅，然后使用高頻線圈、電阻加熱式加熱器等加熱裝置保持為硅的熔點(diǎn)1414°C以上的溫度、優(yōu)選為1420 1480°C地進(jìn)行熔解。對(duì)于上述的熔解工序以及熔解后的冷卻結(jié)晶工序、退火處理工序等后續(xù)工序的任一者，必要的是，在盡量減少了水分及氧氣的非活性氣體氣氛、例如高純度氬氣氣氛等下進(jìn)行。對(duì)于固體硅不作特別的限定，可以使用采用結(jié)晶生長(zhǎng)法或落下法等已知的制造方法得到的硅的粉末、塊狀物、破碎物等。不論其結(jié)晶性。為了采用本發(fā)明制造太陽(yáng)能電池用晶體硅，固體硅的純度為99.9999%以上即可。冷卻結(jié)晶可以通過(guò)由熔體狀態(tài)在能夠結(jié)晶的條件下適當(dāng)實(shí)施冷卻來(lái)進(jìn)行。一般優(yōu)選以50 300°C /小時(shí)的冷卻速度冷卻至約700°C。出于減少結(jié)晶應(yīng)變、晶界的缺陷從而提高結(jié)晶性的目的，對(duì)于冷卻結(jié)晶而得到的結(jié)晶性的硅，優(yōu)選進(jìn)行退火處理，所述退火處理為:在冷卻途中維持規(guī)定溫度；或者冷卻后再加熱并維持溫度。所述退火溫度適宜為900 1350°C，時(shí)間適宜為I 24小時(shí)。冷卻速度較快的情況下，上述退火特別有效。以下分為球形晶體硅和板狀晶體硅并詳述各自的制造方法。制造球形晶體硅時(shí)，在硅熔體接觸構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層的表面上拉開(kāi)適當(dāng)間隔地載置固體硅。此時(shí)，優(yōu)選的是，對(duì)于多孔燒結(jié)體層的表面存在的各個(gè)硅的量，調(diào)整其載置量以使熔體為5mg lg。之后，采用前述方法進(jìn)行熔解時(shí)，因硅熔體的表面張力和多孔燒結(jié)體層的表面的疏液性而球形化。圖1顯示硅的熔解前與熔解后球形化的狀態(tài)的照片。另外，供給硅到多孔燒結(jié)體層上并不限定于以前述固體狀的供給，也可以通過(guò)將另行熔解得到的硅熔體滴加到多孔燒結(jié)體層的表面、優(yōu)選滴加到已加熱至硅的熔點(diǎn)以上的多孔燒結(jié)體層的表面來(lái)進(jìn)行。球形化后根據(jù)前述的方法進(jìn)行冷卻結(jié)晶、退火處理以及冷卻從而得到球形晶體硅。圖2和圖3示意性地顯示其制造過(guò)程。采用該方法得到的球形硅是金屬光澤明顯的晶體娃。另外，其晶形大多為雙晶。上述球形硅的碳原子、氧原子的殘留濃度低，此外氮原子、鐵原子的殘留濃度低，可以以該狀態(tài)直接用作太陽(yáng)能電池用晶體硅。球形的晶體的大小可以通過(guò)控制固體硅的使用量、熔體之間的間隔等來(lái)任意掌控，通常可以得到粒徑為I 5_的球形晶體硅。另一方面，制造板狀晶體硅時(shí)，水平保持的至少兩片硅熔體接觸構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層間夾著固體硅，并在上側(cè)的硅熔體接觸構(gòu)件之上放置壓鐵進(jìn)行熔解。圖12和圖13示意性地顯示其制造過(guò)程。另外，采用垂直保持的單方向性凝固法也可以制造板狀晶體硅。之后的結(jié)晶及其以后的工序按照球形晶體硅的制造方法進(jìn)行?？梢愿鶕?jù)使用的硅熔體接觸構(gòu)件的大小、形狀、固體硅的使用量、壓鐵的重量等來(lái)控制板狀晶體硅的大小、厚度。本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件不僅對(duì)于上述晶體硅的制造有用，而且作為處理硅的熔體的容器(例如硅熔融用坩堝、鋼錠制造用澆注用容器)的構(gòu)成構(gòu)件也是有用的。在所述用途中，優(yōu)選的是，使用陶瓷基板上形成有多孔燒結(jié)體層的硅熔體接觸構(gòu)件，以該構(gòu)件的陶瓷基板作為結(jié)構(gòu)材料、以多孔燒結(jié)體層作為內(nèi)表面地構(gòu)成容器。

實(shí)施例以下舉出本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體的說(shuō)明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例任何限制。另外，實(shí)施例中所說(shuō)明的特征的組合并不全部都是本發(fā)明的解決手段所必須的。實(shí)施例1[硅熔體接觸構(gòu)件的制造]以粒徑0.1 5 μ m的氮化硅粉末為30質(zhì)量％、粒徑1.8 2 μ m的無(wú)定形二氧化硅粉末為20質(zhì)量％、平均粒徑5 μ m的熱分解性樹(shù)脂顆粒(SEKISH PLASTICS C0.，LTD.制Techpolymer “SSX-105” ;交聯(lián)聚甲基丙烯酸甲酯)為50質(zhì)量％地進(jìn)行稱(chēng)量，用氧化鋁乳缽混合10分鐘。將混合后的粉末以8kN壓制成形，從而形成直徑20mm、厚度IOmm的圓板狀成形體。使用馬弗爐(電爐)將該成形體在大氣中、500°C下加熱3小時(shí)、1100°C下加熱6小時(shí)，蒸發(fā)去除有機(jī)化合物球形顆粒，從而得到硅熔體接觸構(gòu)件(表I試樣號(hào)10)。圖4顯示所得到的硅熔體接觸構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層表面的掃描電子顯微鏡照片(SEM)0倍率為1000倍，照片上表示有代表IOym長(zhǎng)度的線段。確認(rèn)了所制作的構(gòu)件在其表面以60%的孔占有面積比例分散存在大小為平均當(dāng)量圓直徑5 μ m的孔。認(rèn)為該孔隙的存在使相對(duì)于硅熔體的疏液性提高，使硅熔體對(duì)于硅熔體接觸構(gòu)件的滲入大幅減少。[球形晶體硅的制造]在制作的硅熔體接觸構(gòu)件上放置IOmg硅片，使用管狀電爐進(jìn)行硅片的熔解。氣氛使用高純度氬氣(G2)，用純化裝置進(jìn)行水分和氧氣的去除。硅片的熔解采用在1480°C下保持6分鐘進(jìn)行，冷卻速度設(shè)為150°C /小時(shí)。硅固化成直徑約2mm的球形。硅熔體與構(gòu)件的接觸角約為160度。固化的晶體硅與構(gòu)件的剝離非常容易。未觀察到硅滲入構(gòu)件表面。硅表面的雜質(zhì)少且?guī)в薪饘俟鉂伞板狀晶體硅的制造]
圖6顯示制造板狀晶體硅時(shí)的所得到的板狀晶體硅及使用后的硅熔體接觸構(gòu)件的狀態(tài)。硅熔體接觸構(gòu)件的表面基本未確認(rèn)到硅的滲入。認(rèn)為本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件即使稍微出現(xiàn)硅滲入構(gòu)件，也僅為用砂紙摩擦構(gòu)件的表面即可去除硅的程度，滲入的深度也極小。因此，可以反復(fù)多次使用。通過(guò)改變制造條件,可以得到控制在邊長(zhǎng)為15mm、厚度為250 800μηι之間的各種板狀晶體硅。比較例I[硅熔體接觸構(gòu)件的制造]不添加熱分解性樹(shù)脂顆粒，以粒徑0.1 5 μ m的氮化硅粉末為60質(zhì)量％、粒徑
1.8 2 μ m的無(wú)定形二氧化硅粉末為40質(zhì)量％地進(jìn)行稱(chēng)量，用氧化鋁乳缽混合10分鐘。將混合后的粉末以8kN壓制成形,從而形成直徑20mm、厚度IOmm的圓板狀成形體。使用馬弗爐將該成形體在大氣中、500°C下加熱3小時(shí)、1100°C下加熱6小時(shí)，從而得到燒結(jié)體構(gòu)件(表I試樣號(hào)2)。圖5顯不所得到 的燒結(jié)體構(gòu)件的表面的掃描電子顯微鏡照片(SEM)。構(gòu)件表面觀察到凹凸，但沒(méi)有確認(rèn)到孔隙的存在。[球形晶體硅的制造]使用制作的燒結(jié)體構(gòu)件與實(shí)施例1同樣地操作來(lái)制造球形晶體硅。晶體硅固化成直徑約2_的球形。硅熔體與構(gòu)件的接觸角約為160度。固化的硅與構(gòu)件的剝離性好，但比實(shí)施例1差。觀察到硅滲入構(gòu)件表面。幾乎整個(gè)硅表面被雜質(zhì)覆蓋，基本看不到金屬光澤。所得到的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片示于圖8。[板狀晶體硅的制造]圖7顯示制造板狀晶體硅時(shí)的所得到的板狀晶體硅及使用后的構(gòu)件的狀態(tài)。雖然使用該構(gòu)件也能夠制作板狀晶體硅，但硅滲入構(gòu)件表面較嚴(yán)重。由該結(jié)果可知，本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件確實(shí)具有防止硅的滲入的效果。由觀察存在滲入的構(gòu)件的斷裂面的結(jié)果可知，硅熔體浸透至距構(gòu)件表面至少170μπι的深度。此外，還觀察到了滲入的硅熔體與構(gòu)件的氮化硅及二氧化硅成分的反應(yīng)。因此，從構(gòu)件中去除滲入的硅極為困難，無(wú)法再利用。比較例2不配合熱分解性樹(shù)脂顆粒，而按照表I的試樣號(hào)1、3所示的原料配合，除此之外，與比較例I同樣地操作，制造了燒結(jié)體構(gòu)件。使用所得到的各燒結(jié)體構(gòu)件同樣地制造球形晶體硅。其結(jié)果一并示于表I。實(shí)施例2[硅熔體接觸構(gòu)件的制造]使熱分解性樹(shù)脂顆粒的混合比例小于實(shí)施例1。即，使用了 42質(zhì)量％的粒徑0.1 5 μ m的氮化硅粉末、28質(zhì)量％的粒徑1.8 2 μ m的無(wú)定形二氧化硅粉末、30質(zhì)量％的平均粒徑5微米的熱分解性樹(shù)脂顆粒，除此之外，與實(shí)施例1同樣地操作，制造了硅熔體接觸構(gòu)件(表I試樣號(hào)5)。確認(rèn)了所制作的構(gòu)件在其表面以30%的孔占有面積比例分散存在大小為平均當(dāng)量圓直徑5 μ m的孔。[球形晶體硅的制造]使用制作的硅熔體接觸構(gòu)件與實(shí)施例1同樣地操作，制造了球形晶體硅。晶體硅固化成直徑約2mm的球形。硅熔體與構(gòu)件的接觸角約為160度。固化的晶體硅從構(gòu)件上的剝離非常容易，且只觀察到少許硅滲入構(gòu)件表面。晶體硅表面的雜質(zhì)稍多、金屬光澤少。由該實(shí)施例2與實(shí)施例1的比較可知，配合的熱分解性樹(shù)脂顆粒的量理想為50質(zhì)量％。實(shí)施例3[硅熔體接觸構(gòu)件的制造]實(shí)施例3是添加了氧化鎂(MgO)作為燒結(jié)助劑的例子，以粒徑0.1 5 μ m的氮化硅粉末為30質(zhì)量％、粒徑1.8 2 μ m的無(wú)定形二氧化硅粉末為20質(zhì)量％、粒徑5微米的有機(jī)化合物球形顆粒為50質(zhì)量％地進(jìn)行稱(chēng)量，在其中添加整體的3質(zhì)量％份的氧化鎂并用氧化招乳缽混合10分鐘。將混合后的粉末以8kN壓制成形,從而形成直徑20mm、厚度IOmm的圓板狀成形體。使用馬弗爐將該成形體在大氣中、500°C下加熱3小時(shí)、在1100°C下加熱6小時(shí)而蒸發(fā)去除熱分解性樹(shù)脂顆粒，然后在高純度氬氣(G2)氣氛下、1400°C下燒成6小時(shí)，從而得到硅熔體接觸構(gòu)件(表I試樣號(hào)12)。確認(rèn)了所制作的構(gòu)件在其表面以50%的孔占有面積比例分散存在大小為平均當(dāng)量圓直徑4 μ m的孔。通過(guò)配合燒結(jié)助劑，使硅熔體接觸構(gòu)件的強(qiáng)度提高。另外，通過(guò)進(jìn)行1400°C以上的正式燒成，晶體硅制造時(shí)能夠減少混入晶體硅的雜質(zhì)量，從而清楚地體現(xiàn)晶體硅表面的硅原本的金屬光澤。[球形晶體硅的制造]使用制作的硅熔體接觸構(gòu)件與實(shí)施例1同樣的操作來(lái)制造球形晶體硅。晶體硅固化成直徑約2_的球形。硅熔體與構(gòu)件的接觸角約為140度，與不添加燒結(jié)助劑的情況相比較，確認(rèn)了疏液性稍稍降低。固化的硅從構(gòu)件上剝離容易，且只觀察到少許硅滲入構(gòu)件表面。硅表面的雜質(zhì)少、且?guī)в薪饘俟鉂伞?shí)施例4除了按照表I的試樣號(hào)4、6、7、8、9、11、13、14、15所不的原料配合以外，與實(shí)施例1
同樣地操作，制造了硅熔體接觸構(gòu)件。確認(rèn)了所制作的構(gòu)件在其表面分散存在表2所示的孔占有面積比例、平均當(dāng)量圓直徑大小的孔。使用所得到的各硅熔體接觸構(gòu)件同樣地制造了球形晶體娃。其結(jié)果一并不于表I。圖9是使用試樣號(hào)7的硅熔體接觸構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片，圖10是使用試樣號(hào)8的硅熔體接觸構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片，圖11是使用試樣號(hào)9的硅熔體接觸構(gòu)件制造的球形晶體硅的實(shí)體顯微鏡照片。使用采用熱分解性樹(shù)脂顆粒制作的本發(fā)明的硅熔體接觸構(gòu)件時(shí)，確認(rèn)了晶體硅表面的雜質(zhì)少且金屬光澤明顯。此外可知，提高了燒成溫度的硅熔體接觸構(gòu)件(試樣號(hào)9)的金屬光澤明顯且雜質(zhì)量更少。使用試樣號(hào)8、9的構(gòu)件制造球形晶體硅時(shí)，雖然確認(rèn)到硅滲入構(gòu)件表面，但比試樣號(hào)1、2、3小。

[表 I]
權(quán)利要求
1.一種硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，其表面存在由燒結(jié)體構(gòu)成且形成有源自有機(jī)顆粒的形狀的孔的多孔燒結(jié)體層，該燒結(jié)體如下得到:將含有由熱分解性樹(shù)脂顆粒形成的平均粒徑I 25 μ m的所述有機(jī)顆粒及以氮化硅為主要成分的燒結(jié)性粉末的混合物成形為成形體，燒成該成形體直至所述有機(jī)顆粒消失，進(jìn)而燒結(jié)所述燒結(jié)性粉末而得到燒結(jié)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，所述多孔燒結(jié)體層形成在基體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，所述基體的用來(lái)形成多孔燒結(jié)體層的表面由氮化娃構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，所述多孔燒結(jié)體層的厚度為 5 500 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，所述多孔燒結(jié)體層在其表面以30 80%的孔占有面積比例分散存在大小為平均當(dāng)量圓直徑I 25 μ m的孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，所述多孔燒結(jié)體層以2質(zhì)量％以上且小于50質(zhì)量％的比例含有二氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的硅熔體接觸構(gòu)件，其特征在于，所述多孔燒結(jié)體層的表面存在的孔的平均深度為5 μ m以上。
8.一種晶體硅的制造方法，其特征在于，在權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的硅熔體接觸構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層的表面冷卻硅熔體，進(jìn)行結(jié)晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體硅的制造方法，其特征在于，所述硅熔體是使固體硅在多孔燒結(jié)體層上熔融而得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的晶體硅的制造方法，其特征在于，所述晶體硅是球形晶體硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體硅的制造方法，其特征在于，所述晶體硅是板狀晶體硅，使用兩片硅熔體接觸構(gòu)件以各構(gòu)件的多孔燒結(jié)體層位于內(nèi)側(cè)并夾著硅熔體的狀態(tài)冷卻該硅熔體而進(jìn)行結(jié)晶。
12.—種硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法，其特征在于，在基體上涂布燒結(jié)體用分散液，該燒結(jié)體用分散液是在有機(jī)溶劑中含有以氮化硅粉末為主要成分的燒結(jié)性粉末及相對(duì)于100體積份該燒結(jié)性粉末為40 400體積份的平均粒徑I 25 μ m的熱分解性樹(shù)脂顆粒的分散液，然后通過(guò)干燥去除該有機(jī)溶劑，接著進(jìn)行熱分解而去除上述熱分解性樹(shù)脂顆粒，進(jìn)而以1100 1700°C的溫度燒結(jié)所述燒結(jié)性粉末而形成多孔燒結(jié)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法，其特征在于，所述基體的用來(lái)形成多孔燒結(jié)體層的表面由氮化娃構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的硅熔體接觸構(gòu)件的制造方法，其特征在于，以氮化硅粉末為主要成分的燒結(jié)性粉末以2質(zhì)量％以上且小于50質(zhì)量％的比例含有二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明提供下述硅熔體接觸構(gòu)件，其可使相對(duì)于硅熔體的疏液性大幅增大、并使該疏液性持久持續(xù)、且適合于晶體硅制造，本發(fā)明還提供利用該硅熔體接觸構(gòu)件有效地制造晶體硅、特別是高結(jié)晶性的球形晶體硅的方法。該硅熔體接觸構(gòu)件為其表面存在具有大量孔隙(優(yōu)選的是，以30～80%的孔占有面積比例分散著大小為平均當(dāng)量圓直徑1～25μm的孔，各孔連結(jié)形成深度5μm以上的連通孔)的、以氮化硅為主要成分的厚度10～500μm的多孔燒結(jié)體層，優(yōu)選的是，該燒結(jié)體層在氮化鋁等陶瓷基板上存在。
文檔編號(hào)H01L31/04GK103154332SQ201280003251
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者小松隆一, 伊東洋典, 東正信 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人山口大學(xué), 株式會(huì)社德山