[發(fā)明專利]漿料用氮化硅粉末及其制造方法、離型材用氮化硅粉末漿料及其制造方法、離型材用氮化硅粉末、離型材、以及多結(jié)晶硅鑄造用鑄模及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580008245.1
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN105980299B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山尾猛;本田道夫;治田慎輔
• 申請（專利權(quán)）人: 宇部興產(chǎn)株式會社
• 主分類號: C01B21/068
• 分類號: C01B21/068;B22C3/00;C01B33/02;C10M103/06;C10N40/36
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314
• 代理人: 程偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可以低成本制造高光電轉(zhuǎn)換效率的多結(jié)晶硅錠且形成有離型層的多結(jié)晶硅鑄造用鑄模及其制造方法、用以形成該離型層的離型材用氮化硅粉末漿料及其制造方法、以及構(gòu)成該離型層的離型材。

進(jìn)而涉及一種用以獲得該離型材用氮化硅粉末漿料的漿料用氮化硅粉末及其制造方法、以及構(gòu)成離型材的離型材用氮化硅粉末。

背景技術(shù)

作為用以形成太陽電池的半導(dǎo)體基板的一種，廣泛使用多結(jié)晶硅，其生產(chǎn)量逐年遞增。此種多結(jié)晶硅通常是通過向石英制或可分割的石墨制鑄模內(nèi)澆注熔融硅后使之凝固的方法、或者使鑄模內(nèi)所收容的硅原料熔融且使之凝固的方法進(jìn)行制造。近年來，尤其需求低價格的多結(jié)晶硅基板，為了滿足此要求，必須使多結(jié)晶硅錠實(shí)現(xiàn)低成本化。并且，為此重要的是開發(fā)可以低成本制造能夠高良率地制造多結(jié)晶硅錠的鑄模的技術(shù)。

對高良率地制造多結(jié)晶硅錠而言所必須的是多結(jié)晶硅錠自鑄模的離型性較佳、離型時多結(jié)晶硅錠不會產(chǎn)生缺陷等。通常在多結(jié)晶硅鑄造用鑄模的內(nèi)表面形成有離型層，以提高多結(jié)晶硅錠自鑄模的離型性，并抑制雜質(zhì)自鑄模混入至多結(jié)晶硅錠內(nèi)。因此，為了優(yōu)化多結(jié)晶硅錠自鑄模的離型性，必須在鑄模內(nèi)表面形成離型性較佳的致密離型層。又，在鑄模內(nèi)表面形成離型性較佳的致密離型層的同時所必需的是以低成本制造方法于鑄模形成離型層。作為該離型層的材料(離型材)，一般鑒于熔點(diǎn)較高、對硅錠的污染較少的特征而使用氮化硅、碳化硅、氧化硅等高純度粉末或這些粉末的混合粉末，關(guān)于由這些粉末所構(gòu)成的離型材或?qū)㈦x型材被覆于鑄模表面而形成離型層的方法、使用形成有離型層的鑄模制造硅錠的方法，自先前以來就有大量研究開發(fā)。

例如專利文獻(xiàn)1中揭示有如下硅錠制造用鑄模的制造方法，即，將氮化硅粉末在大氣下于700～1300℃進(jìn)行表面氧化處理，混合平均粒徑20μm左右的二氧化硅后，添加作為粘合劑的聚乙烯醇(以下有時記載為PVA)水溶液，進(jìn)行混練而形成坯土狀，進(jìn)而滴加粘合劑水溶液而制成漿料，將所制造的漿料涂布于鑄模，在160～260℃進(jìn)行熱處理(干燥)，反復(fù)進(jìn)行上述步驟10次。

專利文獻(xiàn)2中揭示有如下多結(jié)晶硅鑄造用鑄模的制造方法，即，對收容于石墨坩堝內(nèi)的非晶質(zhì)氮化硅粉末進(jìn)行煅燒而獲得平均粒徑不同的氮化硅粉末，將調(diào)配有上述氮化硅粉末的漿料涂布于鑄模，加以干燥后在大氣下于1100℃進(jìn)行煅燒。并且專利文獻(xiàn)2中記載：通過形成于鑄模側(cè)粒徑較小的氮化硅粒子的比例較大且于熔融硅側(cè)粒徑較大的氮化硅粒子的比例較大的離型層，可抑制多結(jié)晶硅錠與鑄模表面發(fā)生固著，或抑制多結(jié)晶硅錠于離型時產(chǎn)生缺陷、破損，而高良率地獲得高品質(zhì)硅錠。

專利文獻(xiàn)1日本特開2010-195675號公報

專利文獻(xiàn)2國際公開第2012/090541號

專利文獻(xiàn)3日本特開平9-156912號公報。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所欲解決的問題

然而，專利文獻(xiàn)1記載的鑄模的制造方法需要實(shí)施將氮化硅粉末預(yù)先于700～1300℃的高溫大氣中進(jìn)行熱處理的步驟、將氮化硅粉末與二氧化硅進(jìn)行混合的步驟、對所獲得的混合粉末添加粘合劑水溶液而進(jìn)行混練的步驟、進(jìn)而將其稀釋而制備漿料的步驟等多個步驟。需要用以對氮化硅粉末進(jìn)行氧化處理的設(shè)備，且繁雜步驟較多，鑄模的制造成本變高。又，將離型材涂布后的熱處理溫度設(shè)為300℃以下，但若為該溫度，則難以將源自粘合劑的C(碳)自離型層去除，因此C(碳)會自離型層混入至熔融硅中并作為雜質(zhì)而殘留于多結(jié)晶硅錠。即便將此種多結(jié)晶硅錠用作基板，太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率也不會變高。為了獲得含C(碳)量較少的多結(jié)晶硅錠，必須提高離型材涂布后的熱處理溫度，進(jìn)而多結(jié)晶硅錠的制造成本變高。