三菱電機、ワイヤ放電加工で太陽電池用ウエハーのスライスに成功

　１５日、三菱電機は、標準的な１５０ｍｍ角サイズの太陽電池用シリコンウエハーをワイヤ放電加工でスライスすることに世界で初めて成功したと発表した。

　世界的な環境保護意識の高まりにより、再生可能エネルギー源としての太陽電池に注目が集まっているが、太陽電池の需要が急増するのにつれて原料となるシリコンの需給関係が逼迫し、普及の妨げになりかねない状況となっており、より少ないシリコンで太陽電池を製造するために、シリコンブロックからシリコンウエハーを薄く、狭い切り代でスライスする方法が求められていた。

　一般に、太陽電池用シリコンウエハーは、マルチワイヤソーで一度に多数スライスされるが、この方法では、研磨砥粒をワイヤでシリコンに押し付けながら切断するため、切り出すウエハーの厚さを薄くするとウエハーが折損する可能性が高くなり、ワイヤを細くすると断線しやすくなるため、切り代の低減にも限界があるという。

　ワイヤ放電加工は、ワイヤと加工対象物の微小な間隙に発生させたパルス放電の熱で加工対象物を溶かし去る非接触加工で、切削加工の困難な工具鋼や超硬合金の高精度加工に広く用いられており、太陽電池用シリコンを狭い切り代で薄くスライスする加工への適用が期待されていたが、現在金型加工などに広く普及しているワイヤ放電加工機では、体積抵抗率が高く、パルス放電しにくい太陽電池用シリコンなどの半導体材料を加工できなかったという。

　同社は、今回、従来のワイヤ放電加工機で太陽電池用シリコンを加工できない原因が、シリコンの高い電気抵抗だけでなく、電流がシリコンからワイヤへの一方向にしか流れない性質にもあることを見出し、太陽電池向けシリコン加工専用の単極性電源を開発して、多結晶シリコンブロックから、太陽電池として標準的な１５０ｍｍ角ウエハーのスライス加工に成功した。

　この技術により、現在主流のマルチワイヤソー加工に比べ、シリコンブロックから薄いウエハーを狭い切り代でスライス加工してシリコンを有効利用し、シリコン素材を有効に活用できる可能性が期待されるとしている。