(57)【要約】【課題】従来と比べて少ない塗布量でも離型材が剥離してシリコン融液中に混入することを抑制して、離型材が鋳型に強固に付着して鋳型が再使用できなくなることを低減したシリコン鋳造用鋳型およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の一形態に係るシリコン鋳造用鋳型は、鋳型１の内側表面に離型材層２を設けたシリコン鋳造用鋳型であって、離型材層２は、平均粒径が下記式を満足する第１酸化珪素、第２酸化珪素および窒化珪素を含んでいる。第１の酸化珪素の平均粒径＜窒化珪素の平均粒径＜第２の酸化珪素の平均粒径【選択図】図１
2014141399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型の内側表面に離型材層を設けたシリコン鋳造用鋳型であって、
前記離型材層は、下記式を満足する第１の酸化珪素、第２の酸化珪素および窒化珪素を含んでいるシリコン鋳造用鋳型。
第１の酸化珪素の平均粒径＜窒化珪素の平均粒径＜第２の酸化珪素の平均粒径
【請求項２】
前記第１の酸化珪素、前記第２の酸化珪素および前記窒化珪素のそれぞれの平均粒径は粒度分布測定法によって判別されて、前記第１の酸化珪素の平均粒径を示すピークと前記第２の酸化珪素の平均粒径を示すピークとの間に前記窒化珪素の平均粒径を示すピークが存在する請求項１に記載のシリコン鋳造用鋳型。
【請求項３】
前記鋳型が黒鉛製である請求項１または２に記載のシリコン鋳造用鋳型。
【請求項４】
前記第１の酸化珪素の平均粒径が０．３μｍ以下、前記第２の酸化珪素の平均粒径が１０μｍ以上５０μｍ以下であり、
前記離型材層における前記第１の酸化珪素の含有量は、前記離型材層に含まれる酸化珪素の総質量を１００質量部とした場合に１質量部以上１０質量部以下であり、
かつ、前記離型材層における前記窒化珪素の含有量は、前記離型材層に含まれる酸化珪素の総質量を１００質量部とした場合に１００質量部以上３００質量部以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のシリコン鋳造用鋳型。
【請求項５】
前記第１の酸化珪素が非晶質である請求項１乃至４のいずれかに記載のシリコン鋳造用鋳型。
【請求項６】
前記第１の酸化珪素はＢＥＴ法による比表面積が１０ｍ２／ｇ以上３００ｍ２／ｇ以下である請求項１乃至５のいずれかに記載のシリコン鋳造用鋳型。
【請求項７】
鋳型の内側表面に、下記式を満足する第１の酸化珪素、第２の酸化珪素および窒化珪素を含んでいる離型材層を設けるシリコン鋳造用鋳型の製造方法。
第１の酸化珪素の平均粒径＜窒化珪素の平均粒径＜第２の酸化珪素の平均粒径
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン鋳造用鋳型およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子を構成する半導体基板として例えば多結晶シリコン基板が用いられている。多結晶シリコン基板は、多結晶シリコンインゴットをスライス装置などを用いて所定の厚みに切断することによって得られる。多結晶シリコンインゴットは、高温で加熱溶融させたシリコン融液を鋳型内に注湯して凝固させる方法、または、シリコン原料を鋳型内に入れて溶解した後に凝固させる方法（鋳造法）によって製造できる。
【０００３】
鋳型は、通常、内表面に離型材を塗布したものが用いられる。離型材は、凝固後のシリコンインゴットを鋳型から取り出した後、鋳型材と一緒に処分されるか、あるいは、鋳型材から剥離した後に処分される。離型材は産業廃棄物として廃棄されるので、環境への負荷および製造コストの削減という観点からも、離型材の使用量の削減が求められている。
【０００４】
このため、窒化珪素と酸化珪素を２８：７２〜７５：２５の質量比率で混合した離型材を鋳型に塗布・乾燥して形成して、酸化珪素成分をガラス化させて内部に窒化珪素粉末を固着させる技術が提案されている（下記の特許文献１を参照）。なお、通常、窒化珪素の平均粒径は０．５μｍ程度であり、酸化珪素の平均粒径は窒化珪素よりも大きく２０μｍ程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７５８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鋳造後も離型材粒子形状はある程度維持しているため、離型材粒子体積に対しその粒同士の接着面が小さく、コスト低減のために離型材塗布量を少なくすると離型材層の強度が低下しやすい。
【０００７】
そこで本発明は、従来と比べて少ない塗布量でも離型材が剥離してシリコン融液中に混入することを抑制して、離型材が鋳型に強固に付着して鋳型が再使用できなくなることを低減したシリコン鋳造用鋳型およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係るシリコン鋳造用鋳型は、鋳型の内側表面に離型材層を設けたシリコン鋳造用鋳型であって、前記離型材層は、平均粒径が下記式を満足する第１酸化珪素、第２酸化珪素および窒化珪素を含んでいる。
第１の酸化珪素の平均粒径＜窒化珪素の平均粒径＜第２の酸化珪素の平均粒径
また、本発明の一形態に係るシリコン鋳造用鋳型の製造方法は、鋳型の内側表面に、下記式を満足する第１の酸化珪素、第２の酸化珪素および窒化珪素を含んでいる離型材層を設ける。
第１の酸化珪素の平均粒径＜窒化珪素の平均粒径＜第２の酸化珪素の平均粒径
【発明の効果】
【０００９】
上記構成のシリコン鋳造用鋳型およびその製造方法によれば、窒化珪素粉末の周囲を第
１の酸化珪素粉末が取り巻くように存在する。これにより、窒化珪素粉末同士を強く結合することができて、離型材が剥離してシリコン融液中に混入するのを低減できる。
【００１０】
また、離型材層に第２酸化珪素を含有させることによって、離型材層が鋳型に強固に付着して鋳型が再使用できなくなることを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係るシリコン鋳造用鋳型を説明する図であり、（ａ）はシリコン鋳造用鋳型の一例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）を水平面に対して垂直方向に切断した様子を示す断面図である。
【図２】本発明の一形態に係るシリコン鋳造用鋳型に設けた離型材層において、窒化珪素、第１の酸化珪素および第２の酸化珪素を混在させたときの構造を概念的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るシリコン鋳造用鋳型およびその製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は模式的に示したものであるので、図示されている各構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更できる。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、鋳型１は、例えば、黒鉛または炭素繊維強化材料等のカーボン材などからなる。また鋳型１は、例えば、１つの底部材１０１と４つの側部材１０２とを組み合わせた、分割および組み立てが可能な分割型鋳型などで構成される。なお、鋳型１の材料としては、前記材料以外に酸化珪素の焼結体、石英または溶融シリカ等を用いることも可能である。また鋳型１として、前記分割型鋳型に限らず底部と側部とを一体に成形した一体型鋳型を用いても構わない。
【００１４】
底部材１０１と側部材１０２は、ボルト（不図示）と、底部材１０１および側部材１０２が嵌合する枠部材（不図示）とで固定することによって分割可能に組み立てられる。また、底部材１０１および側部材１０２の少なくとも一面には凹凸加工を施すことが好ましい。これにより、後述する鋳型部材への離型材スラリーの接着性、定着性を向上させることができる。
【００１５】
鋳型１の内側表面には、鋳型１を何度も繰り返して使用することができるように、後で詳述する離型材層２が設けられている。なお、離型材層２の作製方法の詳細についても後述するが、離型材の粉末の所定量を秤量して、これを例えば１０質量％のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液に混合し、撹拌すれば、離型材の粉末をスラリー状とすることができる。スラリー状としたものを鋳型１の内側表面に塗布し、乾燥することによって、鋳型１の内側表面に離型材層２を設けることができる。
【００１６】
次に、離型材層２を設けた鋳型１を０．９ｋＰａ以上１２ｋＰａ以下に減圧したアルゴン（Ａｒ）雰囲気中に置く。そして、鋳型１をシリコン融液と同程度か若干低い温度で加熱してシリコン融液を注湯する。その後、鋳型１の底部から冷却してシリコン融液を凝固させた後、固化したシリコンを鋳型１から取り出してシリコンインゴットを得る。なお、鋳型１内にシリコン原料を入れ、これを直接溶解した後、鋳型１の底部から徐々に降温させてシリコン融液を鋳型１の底部から徐々に凝固させてもよい。なお、シリコンインゴットを得た後、鋳型１の構成部材は離型材層２をへらなどで除去した後、再度、鋳型１の内側表面を離型材層２で被覆し、複数回繰り返し使用することができる。
【００１７】
本実施形態においては、鋳型１の内側表面に設けられた離型材層２は、下記式を満足する少なくとも第１の酸化珪素、第２の酸化珪素および窒化珪素を含んでいる。
【００１８】
第１の酸化珪素の平均粒径＜窒化珪素の平均粒径＜第２の酸化珪素の平均粒径。
【００１９】
つまり、窒化珪素の平均粒径は第１の酸化珪素の平均粒径よりも大きく、第２の酸化珪素の平均粒径は窒化珪素の平均粒径よりも大きい。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態において用いる窒化珪素２０１としては、シリコンジイミドの熱分解法で得られる球状粉末を用いることが望ましい。この方法によれば、粒度分布の幅が狭く、大きさの揃った窒化珪素２０１が得られる。そのため、後述する方法によって離型材層２が焼成されたときに、窒化珪素２０１の粒径のバラツキによって、粒子が凝集したり融着したりすることを抑制することができて、離型材層２の強度を安定させることができる。なお、窒化珪素２０１としては、平均粒径が０．１μｍ以上５μｍ以下の球状粉末を用いることが好ましく、さらに０．１μｍ以上１μｍ以下の球状粉末を用いることが好ましい。
【００２１】
そして、窒化珪素２０１を酸化雰囲気下で熱処理することで、酸化改質処理を施して、表面に非晶質の酸化珪素皮膜２０１ａを形成するとよい。酸化改質処理は、７００℃以上１２００℃以下の温度範囲で所定時間窒化珪素粉末を処理することによって、窒化珪素２０１の表面に非晶質の酸化珪素皮膜２０１ａを形成するとよい。酸化珪素皮膜２０１ａの膜厚は１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲とすることが望ましい。
【００２２】
例えば、１μｍの平均粒径を有する窒化珪素２０１を、大気雰囲気下、７００℃以上１３００℃以下の加熱温度で所定時間加熱することによって、約２０ｎｍの厚みの非晶質の酸化珪素皮膜２０１ａを窒化珪素２０１の表面に形成することができる。
【００２３】
このような方法によって、酸化改質処理を施した窒化珪素２０１の表面の酸化珪素皮膜２０１ａは、大気中の水分などに由来するＳｉ−ＯＨ（シラノール基）が形成されている。そして、相互の窒化珪素２０１のＳｉ−ＯＨ（シラノール基）間でＳｉ−Ｏ−Ｓｉ（シロキサン結合）が生じるので、窒化珪素２０１同士の密着性が大幅に改善され、離型材層２が強固なものになる。
【００２４】
本実施形態において用いる酸化珪素２０２には、窒化珪素２０１よりも平均粒径が小さい第１の酸化珪素２０２ａと、窒化珪素２０１よりも平均粒径が大きい第２の酸化珪素２０２ｂとが含まれている。
【００２５】
酸化珪素２０２は、例えば、石英ガラスを粉砕して得られた粉末を分級することで得ることができる。また、酸化珪素２０２として、可燃ガスと助燃ガス、例えば水素ガスと酸素ガスとの高温火炎中に、四塩化珪素を噴射して加熱処理して得られる非晶質の球状の酸化珪素粉末を用いてもよい。また、一般的に沈降法またはゲル化法と呼ばれる湿式のシリカ合成法で得られた酸化珪素粉末を用いてもよい。例えば、酸化珪素粉末を水酸化ナトリウム水溶液などと混合して得られた珪酸アルカリ水溶液と硫酸などの酸とを混合して、酸化珪素を析出させて得られた酸化珪素粉末を用いてもよい。
【００２６】
図２に示すように、窒化珪素２０１の周囲を第１の酸化珪素２０２ａが取り巻くように存在しているので、窒化珪素２０１同士を強く結合させることができる。また、第２の酸化珪素２０２ｂを含有させることによって、離型材が鋳型１の内側表面に強固に付着して鋳型１が再使用できなくなることを低減することができる。
【００２７】
窒化珪素２０１および酸化珪素２０２のそれぞれの平均粒径は粒度分布測定法によって判別できる。例えばレーザ回折式粒度分布測定装置を用いて水を溶媒として粒度分布を体
積基準で測定した結果から求めることができる、例えば、平均粒径は測定対象となる粒子径（最小粒子径：ｄ１、最大粒子径：ｄｎ＋１）の測定範囲をｎ分割したそれぞれの粒子径区間の代表粒子径Ｄｉと、 それぞれの粒子径区間に対応する粒度分布比率Ｙｉとの積
の総和の式、すなわち、Σ[ｉ＝１，ｎ]Ｄｉ・Ｙｉから求めることができる。
【００２８】
また、平均粒径の異なる複数の粒子を含む試料について、レーザ回折式粒度分布測定装置によって粒度分布を測定すると、粒度分布においてそれぞれの粒子の平均粒径に対応したピークが現れる。本実施形態においては、第１の酸化珪素２０２ａの平均粒径を示すピークと第２の酸化珪素２０２ｂの平均粒径を示すピークとの間に窒化珪素２０１の平均粒径を示すピークが存在する。窒化珪素２０１の平均粒径は０．１μｍ以上１μｍ以下程度であればよい。
【００２９】
第１の酸化珪素２０２ａの平均粒径は０．３μｍ以下であることが望ましい。離型材粒子体積に対しその粒子同士の接着面が大きくなり、コスト低減のために離型材塗布量を低減しても離型材層２の強度を低下しにくくすることができる。
【００３０】
第２の酸化珪素２０２ｂの平均粒径は１０μｍ以上５０μｍ以下であることが望ましい。第１の酸化珪素２０２ａの存在によって、離型材塗布時に作製するスラリーの粘度が大きくなるのを低減することができて、塗布時の作業性を向上させることができる。また、離型材層２中の空隙が少なくならないようにして、離型材層２の断熱性が低下するのを抑制し鋳型１内で均一な温度制御がしやすいようにできる。
【００３１】
また、鋳型１の材料として黒鉛製等のカーボン材を用いた場合、本実施形態の離型材層２を用いることによって鋳型１の構成部材の酸化消耗を低減して、作製したシリコンインゴット中の酸素濃度の増加を低減することができる。
【００３２】
また、第１の酸化珪素２０２ａおよび第２酸化珪素２０２ｂは非晶質であることが望ましい。なぜなら、第１の酸化珪素２０２ａは非晶質であることによって、上述の製法により平均粒径の揃った粒子を作製できて窒化珪素２０１同士をより強く結合させることができるからである。
【００３３】
また、離型材層２ｂ中の第１の酸化珪素２０２ａの含有量は、酸化珪素２０２の総質量を１００質量部とした場合に１質量部以上３０質量部以下であることが望ましい。なぜなら、離型材層２ｂ中の第１の酸化珪素２０２ａの含有量を調整することによって、窒化珪素２０１同士をより強く結合させることができて、離型材塗布時に作製するスラリーの粘度が大きくなるのを低減でき、塗布時の作業性を向上させることができるからである。
【００３４】
また、離型材層２中の窒化珪素２０１の含有量は、酸化珪素２０２の総質量を１００質量部とした場合に１００質量％以上３００質量％以下であることが望ましい。なぜなら、離型材層２中の窒化珪素２０１の含有量を前記範囲にすることによって、窒化珪素２０１と酸化珪素２０２との固着効果が顕著になり、離型材層２の強度の低下を低減することができるからである。また、離型材層２中の窒化珪素２０１の含有量を前記範囲にすることによって、離型材層２が鋳型１に強固に付着することを低減できる。これにより、鋳型１が離型材を介してシリコンインゴットに付着して鋳型１からシリコンインゴットを脱型するときに、シリコンインゴットの一部に欠けが発生することを低減できる。
【００３５】
離型材層２中の酸化珪素２０２ａのＢＥＴ法による比表面積は１５から３００ｍ２／ｇであることが好ましい。なぜなら、比表面積が１５ｍ２／ｇよりも大きいと離型材層２の結合が向上して離型材層２の強度が向上し、比表面積が３００ｍ２／ｇよりも小さいと離型材スラリーの粘度上昇が低減できるので離型材の塗布性が良好となるからである。
【００３６】
次に、本実施形態の離型材層２の形成方法について説明する。
【００３７】
上述の方法によって作製した窒化珪素２０１と酸化珪素２０２とを所定の混合比で５質量％以上１５質量％以下のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液に混合・撹拌して、離型材スラリーを作製する。この離型材スラリーを鋳型１の内側表面に塗布、乾燥することによって、本実施形態のシリコン鋳造用鋳型の離型材層２を形成することができる。
【００３８】
ＰＶＡの重合度は３００以上２０００以下であり、酸化珪素２０２の総質量（１００質量部）に対するＰＶＡの質量部は５以上２０以下の範囲であることが望ましい。なぜなら、ＰＶＡの重合度が３００以上の場合、鋳造工程で離型材層２が加熱され焼結が進む際に、離型材層２の密度が低くなり、層の断熱性が向上するからであり、また、ＰＶＡの重合度が２０００以下の場合、離型材スラリーの粘度が低くなり、塗布性が向上するからである。また、ＰＶＡの質量部が５以上の場合、塗布した離型材層の強度が十分に得られ、離型材層と鋳型部材との付着力が十分に得られる。このため、鋳造中に離型材層の一部が鋳型部材から剥離して、それがシリコン中へ混入して異物不良を発生させる恐れが低減する。ＰＶＡの質量部が２０以下の場合、離型材スラリーの粘度が低下し、塗布性が向上するため好ましい。
【００３９】
離型材スラリーの塗布方法としては、刷毛もしくはへらを用いてもよいし、またはスプレーなどを用いて鋳型１の内側表面に塗布してもよい。塗布したスラリーの乾燥方法としてはホットプレート上で加熱することによって乾燥させてもよいし、熱風を吹き付けることで乾燥させてもよいし、ランプヒーターもしくはセラミックヒーターを用いて乾燥させてもよく、または、ラミネート装置を用いて加熱圧着させる方法でも可能である。
【００４０】
離型材層２は０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の厚さの範囲内で形成することが望ましい。離型材層２の厚さがこの範囲内であれば、離型材層２の乾燥時間が短くて済む上に、完全に鋳型１の内側表面を被覆することができて、シリコン融液と鋳型１の構成部材とが直接接触することがない。
【００４１】
なお、これらの離型材層２を必要な厚みとするためには、塗布する量を変更したり、塗布して乾燥した後に繰り返し重ねて、同一の離型材スラリーを塗布・乾燥を行えばよい。
【００４２】
脱型後の鋳型１は、その表面から離型材層２をへらなどで除去して、複数回繰り返し使用することができる。また、除去した離型材層２も、窒化珪素２０１および酸化珪素２０２を含有しているため、除去した離型材層２を粉砕、分散および洗浄等の処理をすることによって、窒化珪素２０１および酸化珪素２０２を含有した離型材粉末とすることができる。さらに、この離型材粉末に新たな窒化珪素２０１と第２の酸化珪素２０２ｂ、およびバインダーと溶剤を規定量追加して離型材スラリーを作製することができる。
【００４３】
なお、本実施形態は上述の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更が可能である。
【００４４】
例えば、上述の説明では、窒化珪素２０１がイミド熱分解法によって製造された場合について説明したが、金属珪素の直接窒化法で得られる窒化珪素を用いることも可能である。ただし、直接窒化法による窒化珪素は、直接窒化反応時に生成する粗大粉末の未粉砕粒子を多く含み、粒度分布の幅が広い。このため、加熱焼成後の凝集粒子および融着粒子のうち少なくとも一方の粒径制御が困難となる恐れがある。そこで、適宜、例えば分級などの手段によって、粒度分布の幅を狭く抑えることが望ましい。
【００４５】
また上述の説明では、鋳型１の材質として黒鉛を主成分として含むものについて説明したが、この場合、高純度黒鉛の単体材料に限るものではない。鋳型１の材料として炭素繊維によって強化した黒鉛材料を用いてもよい。さらに、黒鉛以外に溶融酸化珪素などを用いた鋳型を用いてもよい。また、分割型の鋳型の代わりに一体型の鋳型を用いても構わない。
【実施例】
【００４６】
以下、本実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
【００４７】
平均粒径が０．８μｍの窒化珪素２０１と、所定の平均粒径を有する第１の酸化珪素２０２ａと、所定の平均粒径を有する第２の酸化珪素２０２ｂとを混合し、さらに重合度５００で酸化珪素（第１の酸化珪素と第２の酸化珪素）の総量１００に対する質量比が１０のポリビニルアルコールを含んだ水溶液で攪拌混合して離型材スラリー得た。なお、用いた第１の酸化珪素２０２ａのＢＥＴ法による比表面積は８から４００ｍ２／ｇのものを用いた。そして、得られた離型材スラリーを黒鉛製の鋳型１の内側表面にへらで塗布した後、ホットプレート上で乾燥させ、約２．０ｍｍの厚さの離型材層２を得た。
【００４８】
窒化珪素２０１および酸化珪素２０２の平均粒径は、レーザー回折散乱法によって粒度分布の測定によって判別して求めた。酸化改質処理で表面に非晶質の酸化珪素皮膜２０１ａを形成した窒化珪素も同様に粒度分布の測定ができて、平均粒径を求めた。
【００４９】
上述の方法によって作製した鋳型１を１Ｐａに減圧したアルゴン雰囲気中に置いた。そして、黒鉛ヒータを使用して約１０００℃に加熱した状態で鋳型１内にシリコン融液６８ｋｇを注湯し、鋳型１の底部からシリコン融液を徐々に凝固させた。冷却後固化したシリコンインゴットを鋳型１から取り出し、シリコンインゴットをスライスしてシリコンウエハとした。
【００５０】
また、離型材層２の形成の際、窒化珪素２０１および酸化珪素２０２の含有質量比、平均粒径を変えて表１に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．１９の条件でシリコンインゴットを作製した。
【００５１】
そして、離型材スラリーの粘度等に起因する塗布性、鋳型１と離型材層２および離型材層２とシリコンインゴットとの剥離性（離型性）、離型材層２の強度（離型材強度）、および断熱性に係わるシリコンインゴットの形状異常の評価（断熱性）を評価して、これらの評価項目の評価結果を総合して、各製造条件で作製したシリコンインゴットの判定を行った。この結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2014141399.tif 000003
【００５３】
なお、表１中に示した窒化珪素の質量比は酸化珪素（第１の酸化珪素と第２の酸化珪素）の総量１００に対する質量比を示している。また、条件Ｎｏ．６の第１の酸化珪素は平均粒径が０．１μｍ未満であり、粒径が測定装置の測定下限未満の粒子が多いため、平均粒径の算定ができなかった。
【００５４】
表１において「塗布性」は離型材スラリーの粘度異常による離型材層２の厚み不良等に起因するシリコンインゴットの欠け等の異常の有無を示した項目である。○は異常が無かったものであり、△は異常が軽微であり許容できたものであり、×は許容できなかったものである。
【００５５】
また、「離型性」は、シリコンインゴットに離型材が固着することに起因するシリコンインゴットの欠け等の有無を目視で判断して示した項目である。この項目で○は固着が無かったものであり、△は固着が軽微であり許容できたものであり、×は許容できなかったものである。
【００５６】
また、「離型材強度」は、離型材層２の破損によってシリコンインゴットが鋳型１に固着して発生した欠け等の有無を目視で判断して示した項目である。○は欠けが無かったものであり、△は欠けが軽微であり許容できたものであり、×は許容できなかったものである。
【００５７】
さらに、「断熱性」は、離型材層２の熱伝導が大きいことによる熱応力によって発生したクラック等、離型材層２の断熱に係わる異常の有無をインゴット切断後の目視検査で判断して示した項目である。○は異常が無かったものであり、△は異常が軽微で許容できたものであり、×は許容できなかったものである。
【００５８】
判定は次のようにして行った。「塗布性」、「離型性」、「離型材強度」および「断熱性」の一つでも×（許容できないもの）があれば×と判定した。また、「離型材強度」が△であれば△と判定した。また、「塗布性」、「離型性」および「断熱性」において、２つ以上△があれば△と判定した。そして上記以外を○と判定した。
【００５９】
これらの結果より、条件Ｎｏ．２−４、６、８、９，１１、１７，１８は、特に優れた特性の太陽電池素子を作製することが可能なシリコンインゴットが得られると思われるため判定が○であった。
【００６０】
また、条件Ｎｏ．５，７，１０，１２，１６は判定が△であった。
【００６１】
さらに、本発明の範囲外である条件Ｎｏ．１，１３−１５は判定が×であった。
【００６２】
レーザー回折散乱法によって、本発明の範囲内である条件Ｎｏ．２−１２，１６−１９の場合、第１の酸化珪素２０２ａの平均粒径を示すピークと第２の酸化珪素２０２ｂの平均粒径を示すピークとの間に窒化珪素２０１の平均粒径を示すピークが存在することを確認した。
【００６３】
また、本発明の範囲内である条件２−１２，１６−１９の場合は、第１の酸化珪素２０２ａのＢＥＴ法による比表面積は１５から３００ｍ２／ｇであった。
【００６４】
以上のように、本発明の範囲内である条件Ｎｏ．２−１２，１６−１９のシリコンインゴットは、すべて許容範囲内の結果が得られたのに対して、本発明の範囲外である条件Ｎｏ．１，１３−１５のシリコンインゴットについては、いずれかの評価項目が×の結果となり、本発明の効果が確認された。
【符号の説明】
【００６５】
１：鋳型
２：離型材層
１０１：底部材
１０２：側部材
２０１：窒化珪素
２０１a：酸化珪素皮膜
２０２：酸化珪素
２０２ａ：第１の酸化珪素
２０２ｂ：第２の酸化珪素
【図１】
2014141399.tif 000004
【図２】
2014141399.tif 000005