JP2005047782A - Cooling vessel for manufacturing silicon, and method for using the cooling vessel - Google Patents

Cooling vessel for manufacturing silicon, and method for using the cooling vessel Download PDF

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田 開 行 小
Junichiro Nakajima
島 淳一郎 中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling vessel for manufacturing silicon, which is used for accommodating and cooling a silicon melt when polycrystalline silicon is manufactured from the silicon melt, and which enables easy exfoliation of the polycrystalline silicon after solidification and the manufacturing of the polycrystalline silicon in which contamination from the surface of a base material is extremely reduced. <P>SOLUTION: The vessel for manufacturing silicon is used for accommodating and cooling the silicon melt when the polycrystalline silicon is manufactured from the silicon melt, and in the vessel, the face for accepting the silicon melt is constituted from tungsten. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、シリコン融液を収容し冷却して多結晶シリコンを製造する際に用いられるシリコン製造用冷却容器およびその利用方法に関する。より詳しくは、シリコン融液の受面がタングステンによって構成されている冷却容器、および該容器にシリコン融液を収容し冷却する工程を含む多結晶シリコンの製造方法に関する。   The present invention relates to a cooling vessel for producing silicon used for producing polycrystalline silicon by containing and cooling a silicon melt and a method for using the same. More specifically, the present invention relates to a cooling container in which a receiving surface of a silicon melt is made of tungsten, and a method for producing polycrystalline silicon including a step of storing and cooling the silicon melt in the container.

従来から、半導体または太陽光発電用電池の原料として用いられる多結晶シリコンを製造する方法は種々知られている。たとえば、ベルジャー内部に配置されたシリコン棒の表面を加熱し、これにトリクロロシラン(SiHCl3;以下、TCSともいう)、モノシ
ラン(SiH4)などのクロロシラン類と水素等の還元性ガスとを含むシリコン析出用原
料ガスを接触させて多結晶シリコンを析出させるシーメンス法と呼ばれる方法などが挙げられる。
Conventionally, various methods for producing polycrystalline silicon used as a raw material for semiconductors or photovoltaic power generation batteries are known. For example, the surface of a silicon rod arranged inside a bell jar is heated, and this contains chlorosilanes such as trichlorosilane (SiHCl 3 ; hereinafter referred to as TCS) and monosilane (SiH 4 ) and a reducing gas such as hydrogen. Examples thereof include a method called a Siemens method in which polycrystalline silicon is deposited by bringing a silicon deposition source gas into contact therewith.

上記シーメンス法は、高純度なシリコンが得られることを特徴としており、最も一般的な方法として実施されているが、析出がバッチ式であるため、種となるシリコン棒の設置、通電加熱、析出、冷却、取り出し、ベルジャーの洗浄などの極めて煩雑な手順を行なわなければならないという問題点がある。   The Siemens method is characterized in that high-purity silicon can be obtained, and is the most common method. However, since the deposition is batch-type, the installation of a silicon rod as a seed, current heating, deposition There is a problem that extremely complicated procedures such as cooling, taking out, and cleaning of the bell jar must be performed.

上記問題に対して、シリコンを連続して安定に製造できる反応装置として、シリコンの融点以上に加熱可能である筒状容器内に、シリコン析出用原料ガスを供給するとともに、該筒状容器を加熱してシリコンを析出させ、析出したシリコンを筒状容器の下端より連続的に溶融して落下させて回収する多結晶シリコン製造用の反応装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   In response to the above problems, as a reaction apparatus capable of continuously and stably producing silicon, a raw material gas for silicon deposition is supplied into a cylindrical container that can be heated to a temperature higher than the melting point of silicon, and the cylindrical container is heated. Thus, a reactor for producing polycrystalline silicon has been proposed in which silicon is deposited, and the deposited silicon is continuously melted and dropped from the lower end of a cylindrical container to recover (see, for example, Patent Document 1).

上記シリコン製造装置において、シリコン融液を収容し冷却する容器の基材としては、一般的にはグラファイト、石英ガラス、窒化珪素などの非金属材料またはステンレス鋼、銅、モリブデンなどの金属材料が用いられる(たとえば、特許文献2参照)。しかしながら、容器の基材が非金属材料の場合には、固化した多結晶シリコンの剥離が容易ではなく、一方、容器の基材が金属材料の場合には、固化した多結晶シリコンの剥離は容易であるが、シリコン融液の強い反応性により、基材の材質がシリコン中に混入して、得られる多結晶シリコンを汚染させるという問題点がある。
特開2002−29726号公報 特開2002−316813号公報
In the silicon manufacturing apparatus, as a base material for a container for storing and cooling the silicon melt, generally a non-metallic material such as graphite, quartz glass, or silicon nitride, or a metallic material such as stainless steel, copper, or molybdenum is used. (For example, refer to Patent Document 2). However, when the container base material is a non-metallic material, the solidified polycrystalline silicon is not easily peeled. On the other hand, when the container base material is a metal material, the solidified polycrystalline silicon is easily peeled off. However, due to the strong reactivity of the silicon melt, there is a problem that the material of the base material is mixed in the silicon and contaminates the resulting polycrystalline silicon.
JP 2002-29726 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-316813

本発明の目的は、シリコン融液から多結晶シリコンを製造する際に用いられるシリコン融液を収容し冷却する容器において、固化後の多結晶シリコンの剥離が容易であり、基材表面からの汚染が極めて少ない多結晶シリコンを製造することができるシリコン製造用冷却容器を提供することにある。   It is an object of the present invention to easily separate the polycrystalline silicon after solidification in a container for storing and cooling the silicon melt used when producing polycrystalline silicon from the silicon melt, and to contaminate the substrate surface. It is an object of the present invention to provide a cooling vessel for producing silicon that can produce polycrystalline silicon with very little.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、各種材料の中でも、高融点金属であるタングステンは、タングステン表面に付着したシリコンの剥離性が良いこと、シリコン融液との接触によるシリコン中へのタングステンの拡散が少ないこと、また、シリコン融液との接触によりタングステンがシリコン中に極少量混入しても、シリコン中
におけるタングステンの偏析係数は非常に小さいため、該シリコンを再溶融することにより、混入したタングステンの大部分を容易に分離することができること、さらに、高い硬度を有するため、シリコン融液の固化の際、あるいは多結晶シリコンの取り出しの際に、タングステン表面が削られて多結晶シリコンに混入する量が少ないことを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that tungsten, which is a refractory metal, has good releasability of silicon adhering to the tungsten surface among various materials. The diffusion of tungsten into silicon due to contact is small, and even if a very small amount of tungsten is mixed into silicon due to contact with the silicon melt, the segregation coefficient of tungsten in silicon is very small. By re-melting, most of the mixed tungsten can be easily separated, and since it has high hardness, the surface of the tungsten can be removed when the silicon melt is solidified or when polycrystalline silicon is taken out. As a result, the inventors found that the amount mixed into the polycrystalline silicon by cutting was small, and the present invention was completed.

すなわち、本発明に係るシリコン製造用冷却容器は、シリコン融液から多結晶シリコンを製造する際に、シリコン融液を収容し冷却する容器であって、該容器におけるシリコン融液の受面が、タングステンによって構成されていることを特徴としている。   That is, the cooling vessel for producing silicon according to the present invention is a vessel that contains and cools the silicon melt when producing polycrystalline silicon from the silicon melt, and the receiving surface of the silicon melt in the vessel is It is characterized by being made of tungsten.

上記シリコン製造用冷却容器におけるシリコン融液との受面は、金属タングステンのコーティングによって形成されていてもよく、または、該冷却容器の基材に金属タングステン板を積層することによって形成されていてもよい。   The receiving surface with the silicon melt in the cooling vessel for silicon production may be formed by coating metal tungsten, or may be formed by laminating a metal tungsten plate on the base material of the cooling vessel. Good.

また、本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は、上記のようなシリコン融液との受面がタングステンによって構成されている冷却容器に、シリコン融液を収容し冷却する工程を含むことを特徴としている。   In addition, the method for producing polycrystalline silicon according to the present invention includes a step of accommodating and cooling the silicon melt in a cooling vessel in which the receiving surface with the silicon melt as described above is made of tungsten. It is said.

本発明のシリコン製造用冷却容器およびシリコン製造方法によれば、固化した多結晶シリコンを容器から容易に剥離することができ、かつ、容器からの汚染が極めて少ない多結晶シリコンを製造することができる。   According to the cooling container for silicon production and the silicon production method of the present invention, solidified polycrystalline silicon can be easily peeled off from the container, and polycrystalline silicon can be produced with very little contamination from the container. .

以下、本発明に係るシリコン製造用冷却容器およびその利用方法について具体的に説明する。   Hereinafter, the cooling container for manufacturing silicon according to the present invention and a method for using the same will be described in detail.

本発明におけるシリコン製造用冷却容器とは、シリコン融液から多結晶シリコンを製造する際に、シリコン融液を収容し冷却する容器である。   The cooling vessel for producing silicon in the present invention is a vessel for containing and cooling the silicon melt when producing polycrystalline silicon from the silicon melt.

より具体的には、TCSなどのクロロシラン類と水素とを含むシリコン析出用原料ガスを、加熱したシリコン析出用基材(たとえば、グラファイト等の炭素材料からなる基材)に接触させてシリコンを析出させ、析出したシリコンを溶融して落下させたシリコン融液を収容し冷却する容器である。なお、上記冷却容器に収容されるシリコン融液は、シリコン融液を少なくとも一部含有するものであり、例えば、すべてがシリコン融液でもよく、シリコン融液と固体シリコンが混在するものであってもよい。このようなシリコン融液と固体シリコンが混在する態様として、
(1) 落下前に、シリコン融液に固体シリコンが一部含まれている状態、
(2) 落下前に、固体シリコンにシリコン融液が一部含まれている状態、
(3) 落下の途中で冷却された固体シリコンがシリコン融液に一部含まれている状態、
(4) 落下の途中で冷却された固体シリコンにシリコン融液が一部含まれている状態
などが挙げられる。
More specifically, silicon deposition material gas containing chlorosilanes such as TCS and hydrogen and hydrogen is contacted with a heated silicon deposition substrate (for example, a substrate made of a carbon material such as graphite) to deposit silicon. It is a container that accommodates and cools the silicon melt that has been deposited and melted and dropped. Note that the silicon melt contained in the cooling container contains at least a part of the silicon melt. For example, all of the silicon melt may be a silicon melt, and the silicon melt and solid silicon are mixed. Also good. As an aspect in which such silicon melt and solid silicon are mixed,
(1) Before dropping, the silicon melt partially contains solid silicon,
(2) A state in which silicon melt is partially contained in solid silicon before dropping,
(3) The silicon melt partially contains solid silicon cooled in the middle of dropping,
(4) A state in which the silicon melt is partially contained in the solid silicon cooled in the middle of dropping.

本発明に係るシリコン製造用冷却容器は、該容器におけるシリコン融液の受面(接触面)が、タングステンによって構成されている。   In the cooling container for producing silicon according to the present invention, the receiving surface (contact surface) of the silicon melt in the container is made of tungsten.

シリコン製造用冷却容器は、シリコン融液を収容し冷却した後、固化した多結晶シリコンを容器から取り出す際に、多結晶シリコンの剥離性が良いことが要求されている。固化したシリコンの剥離性は、シリコン融液が接触する冷却容器受面の材質の融点、熱膨張率、熱伝導度、シリコンとの反応性などによって異なってくる。   The cooling container for silicon production is required to have good peeling properties of polycrystalline silicon when the solidified polycrystalline silicon is taken out from the container after the silicon melt is accommodated and cooled. The peelability of the solidified silicon varies depending on the melting point, the thermal expansion coefficient, the thermal conductivity, the reactivity with silicon, and the like of the material of the cooling vessel receiving surface with which the silicon melt contacts.

具体的には、グラファイト、石英ガラス、シリコンなどの非金属材料にシリコン融液が接触すると、固化したシリコンが非金属材料に強く付着または融着することが多いが、タングステン、モリブデン、ステンレス鋼などの金属材料にシリコン融液が接触すると、固化したシリコンは容易に剥離することができる。そのため、シリコン融液を収容し冷却する容器の材質としては、タングステンなどの金属材料が好ましい。   Specifically, when silicon melt comes into contact with non-metallic materials such as graphite, quartz glass, and silicon, solidified silicon often adheres or fuses strongly to non-metallic materials, but tungsten, molybdenum, stainless steel, etc. When the silicon melt comes into contact with the metal material, the solidified silicon can be easily peeled off. Therefore, a metal material such as tungsten is preferable as a material for the container for storing and cooling the silicon melt.

金属材料の中でもタングステン、タンタル、モリブデンなどは、シリコンよりも高い融点を有する高融点金属であり、シリコン融液との反応性が比較的低く、シリコン中に拡散する量が少ない。したがって、上記冷却容器におけるシリコン融液の受面をタングステンなどの高融点金属によって構成することにより、該受面からシリコンへの汚染は、他の比較的融点の低い金属材料、たとえばステンレス鋼などよりも大幅に少ないため、より高純度の多結晶シリコンが得られる。   Among metal materials, tungsten, tantalum, molybdenum, and the like are refractory metals having a melting point higher than that of silicon, have a relatively low reactivity with a silicon melt, and have a small amount of diffusion into silicon. Therefore, by configuring the receiving surface of the silicon melt in the cooling vessel with a high melting point metal such as tungsten, contamination of the silicon from the receiving surface to other relatively low melting metal materials such as stainless steel, etc. Therefore, polycrystalline silicon with higher purity can be obtained.

冷却容器の材質による多結晶シリコンの汚染の態様として、シリコン融液が固化する際に起こる体積収縮によって接触面が削られたり、固化した多結晶シリコンを取り出す際に接触面が削られたりして、容器の材質がシリコン中に混入することが考えられる。そのため、上記冷却容器の受面を構成する材料は、高い硬度を有することが好ましい。   As a form of contamination of the polycrystalline silicon due to the material of the cooling container, the contact surface is scraped by volume shrinkage that occurs when the silicon melt is solidified, or the contact surface is scraped when the solidified polycrystalline silicon is taken out. The material of the container may be mixed in the silicon. Therefore, it is preferable that the material constituting the receiving surface of the cooling container has high hardness.

上記高融点金属の中でも、タングステンは、タンタル、モリブデンなどよりも高い硬度を有していることから、上記冷却容器の受面をタングステンによって構成することにより、受面が削られることによる多結晶シリコンの汚染を低減することができる。   Among the above refractory metals, tungsten has higher hardness than tantalum, molybdenum, etc., so that the receiving surface of the cooling vessel is made of tungsten, so that polycrystalline silicon is formed by cutting the receiving surface. Contamination can be reduced.

また、極少量のタングステンが多結晶シリコン中に混入しても、該多結晶シリコンを再溶融してシリコンを固化させることにより、タングステン成分を容易に分離することができる。これは、シリコン中におけるタングステンの偏析係数が5×10-8以下と非常に低いためである。 Even if a very small amount of tungsten is mixed in the polycrystalline silicon, the tungsten component can be easily separated by remelting the polycrystalline silicon and solidifying the silicon. This is because the segregation coefficient of tungsten in silicon is as low as 5 × 10 −8 or less.

上記のように、シリコン製造用冷却容器の受面をタングステンによって構成することにより、多結晶シリコンを容易に取り出すことができるとともに、該多結晶シリコンの汚染を極めて少なくすることができる。   As described above, when the receiving surface of the cooling vessel for producing silicon is made of tungsten, the polycrystalline silicon can be easily taken out and contamination of the polycrystalline silicon can be extremely reduced.

本発明に係るシリコン製造用冷却容器は、金属タングステンそのものを加工して製作してもよく、あるいは他の基材からなる容器におけるシリコン融液の受面をタングステンによって形成してもよい。上記他の基材としては、特に限定されないが、加工性の良い鉄、ステンレス鋼、銅などの金属材料、またはグラファイト、石英ガラス、窒化ケイ素などの非金属材料などが挙げられる。   The cooling vessel for producing silicon according to the present invention may be manufactured by processing metal tungsten itself, or the receiving surface of the silicon melt in a vessel made of another substrate may be formed of tungsten. Although it does not specifically limit as said other base material, Nonmetallic materials, such as metal materials, such as iron, stainless steel, and copper with good workability, or graphite, quartz glass, silicon nitride, etc. are mentioned.

上記他の基材からなる容器の受面をタングステンによって形成する方法としては、冷却容器の基材に金属タングステンをコーティングする方法、金属タングステン板を積層する方法などが挙げられる。   Examples of the method of forming the receiving surface of the container made of the other base material with tungsten include a method of coating the base material of the cooling container with metal tungsten, a method of laminating a metal tungsten plate, and the like.

冷却容器の基材に金属タングステンをコーティングする方法としては、たとえば、めっき、溶射などが挙げられる。   Examples of the method for coating metallic tungsten on the base material of the cooling container include plating and thermal spraying.

タングステンによるコーティング層の厚みは、一般的には10μm以上、好ましくは100μm以上であることが望ましい。コーティング層の厚みが10μm未満であると、磨耗などによりコーティング層の剥離または基材の露出などが生じやすくなり、剥離したコーティング層の混入による汚染または露出した基材からの汚染などにより、多結晶シリコンの純度が低下する場合がある。   The thickness of the coating layer made of tungsten is generally 10 μm or more, preferably 100 μm or more. If the thickness of the coating layer is less than 10 μm, the coating layer may be peeled off or the substrate may be exposed due to wear or the like, and polycrystal due to contamination due to contamination of the peeled coating layer or contamination from the exposed substrate. The purity of silicon may be reduced.

冷却容器の基材に金属タングステン板を積層する方法は特に制限されず、たとえば、タングステンの密度は非常に高いことから金属タングステン板の重さを利用して、そのまま冷却容器内部に置いて積層させてもよく、あるいは、接着、爆発圧着などの方法により積層させてもよい。   The method of laminating the metal tungsten plate on the base material of the cooling container is not particularly limited. For example, the density of tungsten is very high, so the weight of the metal tungsten plate is utilized and the metal tungsten plate is placed and laminated as it is inside the cooling container. Alternatively, they may be laminated by a method such as adhesion or explosive pressure bonding.

冷却容器に積層させる金属タングステン板の厚さは、0.1mm以上、好ましくは1mm以上であることが望ましい。金属タングステン板の厚さが0.1mm未満であると、たとえば、冷却容器に金属タングステン板を置いて積層させた場合、タングステン板の重量が不足するため、シリコン融液が落下した衝撃でタングステン板の位置ずれなどが起こり、露出した基材からの汚染などにより、多結晶シリコンの純度が低下する場合がある。   The thickness of the metal tungsten plate laminated on the cooling container is desirably 0.1 mm or more, preferably 1 mm or more. If the thickness of the metal tungsten plate is less than 0.1 mm, for example, when the metal tungsten plate is placed in a cooling container and laminated, the tungsten plate is insufficient in weight. In some cases, the purity of the polycrystalline silicon may decrease due to contamination from the exposed base material.

冷却容器の大きさおよび形状などは、シリコン製造装置の大きさ、形状、処理能力などに応じて適宜設定することが好ましい。   The size and shape of the cooling container are preferably set as appropriate according to the size, shape, processing capacity, etc. of the silicon manufacturing apparatus.

本発明に係る多結晶シリコンの製造方法は、上記のようなシリコン融液の受面がタングステンによって構成されている冷却容器に、シリコン融液を収容し冷却する工程を含む。   The method for producing polycrystalline silicon according to the present invention includes a step of storing and cooling the silicon melt in a cooling vessel in which the receiving surface of the silicon melt is made of tungsten.

より具体的には、TCSなどのクロロシラン類と水素とを含むシリコン析出用原料ガスを、1300℃以上に加熱したシリコン析出用基材に接触させてシリコンを析出させる工程、析出したシリコンを溶融して落下させる工程、落下したシリコン融液を、シリコン融液の受面がタングステンによって構成されている冷却容器に収容し冷却する工程を含む方法により多結晶シリコンを製造することが好ましい。   More specifically, a silicon deposition source gas containing chlorosilanes such as TCS and hydrogen and hydrogen is brought into contact with a silicon deposition substrate heated to 1300 ° C. or more to deposit silicon, and the deposited silicon is melted. It is preferable to manufacture polycrystalline silicon by a method including a step of dropping and a step of storing and cooling the dropped silicon melt in a cooling vessel in which the receiving surface of the silicon melt is made of tungsten.

上記冷却容器に収容したシリコン融液を冷却する方法としては、放置による自然冷却でもよいが、冷却時間が長くなる場合には、シリコン融液が落下する途中において冷却ガスを導入して冷却を促進する方法、冷却容器に冷却装置を設けて冷却する方法などが挙げられる。   As a method of cooling the silicon melt stored in the cooling container, natural cooling by leaving may be used. However, when the cooling time becomes long, cooling gas is introduced during the fall of the silicon melt to promote cooling. And a method of cooling by providing a cooling device in the cooling container.

上記冷却ガスとしては、シリコンと実質的に反応しないガス、たとえば、水素ガス、テトラクロロシランなどが挙げられる。   Examples of the cooling gas include gases that do not substantially react with silicon, such as hydrogen gas and tetrachlorosilane.

上記冷却装置による冷却の方法としては、たとえば、内部に水、熱媒油、アルコールなどの冷媒液体を流通させる流路を設けて冷却する液体ジャケット方式などが挙げられる。〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例により何ら限定されるものではない。
Examples of the cooling method using the cooling device include a liquid jacket method in which a cooling medium such as water, heat transfer oil, alcohol, or the like is provided inside to cool the cooling liquid. 〔Example〕
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all by these Examples.

<剥離性評価試験>
シリコン融液を収容した容器からの固化した多結晶シリコンの剥離性を評価するための試験を、以下の方法に従って行なった。
<Peelability evaluation test>
A test for evaluating the peelability of solidified polycrystalline silicon from a container containing a silicon melt was performed according to the following method.

滴加量を調整することができる滴下口を底面に設けたグラファイトからなる容器中で、純度11Nの高純度多結晶シリコンを加熱し、1600℃のシリコン融液を調製した。次に、表1に示した各材質からなる20cm角の板材(厚さ2mm)の同一箇所(中心付近)に、板材表面から100cmの高さより1600℃で調製したシリコン融液を、容器底面の滴下口から一滴づつ10滴程度(約4g)滴下して室温で放置した後、充分に固化したシリコン付着物の剥離性を評価した。なお、剥離性が良好なものを○とし、剥離性が悪いものを×とした。その結果を表1に示す。   High purity polycrystalline silicon having a purity of 11N was heated in a vessel made of graphite having a dropping port capable of adjusting the dropping amount on the bottom to prepare a 1600 ° C. silicon melt. Next, a silicon melt prepared at 1600 ° C. from a height of 100 cm from the surface of the plate material was applied to the same location (near the center) of a 20 cm square plate material (thickness 2 mm) made of each material shown in Table 1. After about 10 drops (about 4 g) were dropped from the dropping port and allowed to stand at room temperature, the peelability of the sufficiently solidified silicon deposit was evaluated. In addition, the thing with favorable peelability was set to (circle), and the thing with bad peelability was set to x. The results are shown in Table 1.

Figure 2005047782
Figure 2005047782

表1から明らかなように、タングステン、タンタル、モリブデンおよびステンレスの金属材料からなる板材(実施例1および比較例1〜3)においては、固化したシリコンの剥離性は良好であったが、石英ガラス、グラファイトおよびシリコンの非金属材料からなる板材(比較例4〜6)においては、固化したシリコンは板材に強く付着または融着しており剥離性が悪かった。   As is clear from Table 1, in the plate materials (Example 1 and Comparative Examples 1 to 3) made of metal materials of tungsten, tantalum, molybdenum and stainless steel, the peelability of the solidified silicon was good. In the plate materials made of non-metallic materials of graphite and silicon (Comparative Examples 4 to 6), the solidified silicon was strongly adhered or fused to the plate material, and the peelability was poor.

<汚染性評価試験>
シリコン製造用冷却容器にシリコン融液を収容し冷却して多結晶シリコンを製造する際に、シリコン融液と接触する容器の受面を構成する材質の成分による多結晶シリコンの汚染を評価する試験を、以下の方法に従って行なった。
<Contamination evaluation test>
Test for evaluating contamination of polycrystalline silicon due to components of the material constituting the receiving surface of the container in contact with the silicon melt when the silicon melt is accommodated in a cooling container for silicon production and cooled to produce polycrystalline silicon. Was carried out according to the following method.

表2に示した各材質からなる5cm×5cm×5cmの容器に、上記と同様に調製した1600℃のシリコン融液を連続的に70g滴下して室温で放置した。固化したシリコン中に混入した容器の材質由来の不純物量を、高周波誘導結合プラズマ質量分析装置(SPQ−8000H、セイコーインスツルメンツ(株)社製)を使用して分析した。その結果を表2に示す。   To a 5 cm × 5 cm × 5 cm container made of each material shown in Table 2, 70 g of a 1600 ° C. silicon melt prepared in the same manner as described above was continuously dropped and allowed to stand at room temperature. The amount of impurities derived from the material of the container mixed in the solidified silicon was analyzed using a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (SPQ-8000H, manufactured by Seiko Instruments Inc.). The results are shown in Table 2.

Figure 2005047782
Figure 2005047782

表2から明らかなように、最も不純物の取り込み量が少なかった容器の材質はタングステンであり、一般的に用いられるステンレス鋼と比較して、シリコン中に混入した不純物量は極めて少ない。また、高融点金属であるタンタルおよびモリブデンと比較しても、シリコン中に混入した不純物量は大幅に低い。


As apparent from Table 2, the material of the container having the smallest amount of impurities taken up is tungsten, and the amount of impurities mixed in silicon is extremely small as compared with commonly used stainless steel. In addition, the amount of impurities mixed in silicon is significantly lower than that of refractory metals tantalum and molybdenum.


Claims (4)

シリコン融液から多結晶シリコンを製造する際に、シリコン融液を収容し冷却する容器であって、該容器におけるシリコン融液の受面が、タングステンによって構成されていることを特徴とするシリコン製造用冷却容器。   A silicon manufacturing method for storing and cooling a silicon melt when manufacturing polycrystalline silicon from a silicon melt, wherein the receiving surface of the silicon melt in the container is made of tungsten. Cooling container. 上記冷却容器におけるシリコン融液の受面が、タングステンのコーティングによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のシリコン製造用冷却容器。   2. The cooling vessel for producing silicon according to claim 1, wherein the receiving surface of the silicon melt in the cooling vessel is formed by a coating of tungsten. 上記冷却容器におけるシリコン融液の受面が、該冷却容器の基材にタングステン板を積層することによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のシリコン製造用冷却容器。   2. The cooling container for producing silicon according to claim 1, wherein the receiving surface of the silicon melt in the cooling container is formed by laminating a tungsten plate on a base material of the cooling container. シリコン融液の受面がタングステンによって構成されている冷却容器にシリコン融液を収容し冷却する工程を含むことを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。


A method for producing polycrystalline silicon, comprising a step of storing and cooling a silicon melt in a cooling vessel in which a receiving surface of the silicon melt is made of tungsten.


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JP2007130687A (en) * 2005-08-09 2007-05-31 Mitsubishi Materials Corp Crucible for melt-casting high purity silicon
CN115000218A (en) * 2022-06-01 2022-09-02 保定嘉盛光电科技股份有限公司 Ultrathin crystalline silicon solar cell and preparation method thereof

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