JP2005206441A - 高純度Si製造用原材料及びその製造方法 - Google Patents
高純度Si製造用原材料及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005206441A JP2005206441A JP2004016999A JP2004016999A JP2005206441A JP 2005206441 A JP2005206441 A JP 2005206441A JP 2004016999 A JP2004016999 A JP 2004016999A JP 2004016999 A JP2004016999 A JP 2004016999A JP 2005206441 A JP2005206441 A JP 2005206441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sio
- ppm
- raw material
- purity
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Abstract
【解決手段】 質量割合で、リンが7ppm以下、かつ、ボロンが0.3ppm以下、かつ、ヒ素およびアンチモンおよびガリウムおよびインジウムがそれぞれ0.1ppm以下、かつ、その他の金属不純物が20ppm以下であり一酸化珪素を主成分とする高純度シリコン製造用原材料及びその製造方法である。
【選択図】 図2
Description
また、特許文献3では、
SiO + H2 → Si + H2O (2)
なる反応でSiOからSiの得られることを示している。
また、SiOを得る方法としては、例えば、特許文献4に示されるように、次の2つの反応による手法が知られている。
C + SiO2 → SiO + CO (4)
これは、高温低圧下で発生する大きな吸熱反応である。
2Si + O2 → 2SiO (5)
なる反応により、SiO微粉末を得ることが開示されている。
SiH4 + O → 2SiO + H2 (6)
なる反応により、SiO微粉末を得ることが開示されている。
QP:PのSiOへの吸着速度 QSiO:SiOの凝縮速度
さらに、QP、QSiOは、統計力学の一般的な教科書に記載されている分子運動論によれば、それぞれ次の性質がある。
QSiO ∝ αSiO・Ssio・pSiO (9)
αP:PのSiOへの吸着速度係数 αSiO:SiOの凝縮速度係数
SSiO:固体SiO表面積 p:分圧
αは、対象となる気相物質(P、SiO)分子が、SiO表面に衝突した際にSiO表面に凝縮または吸着される確率であり、本発明者らの実験、調査の結果、一般的に次の条件が成り立つことが判明した。
従って、凝縮容器内においては、まず、SiOが凝縮し、次に、P蒸気が吸着される傾向となる。SiOの凝縮により、気相中のP濃度が上昇すると、式(8)、(9)より、QPが相対的にQSiOよりも大きくなっていくので、式(7)より、SiO表面でのP濃度は徐々に増大する。このまま長時間、P蒸気を凝縮容器中に放置しておけば、いずれは気相中の全てのP蒸気がSiO固体表面に吸着され、最終的に得られるSiO中のP濃度は、凝縮容器中に流入したSiOでのものと同一になる。ここで、「長時間」といっているのは、P蒸気分子のSiO固体表面への総衝突回数が充分に多いことを意味している。
次に、作業圧力上限値の3000Paは、(3)式による反応の操業温度範囲における代表的な飽和蒸気圧である。従って、この圧力超での反応は、他の何らかの非凝縮性ガスが生成または流入していることを意味するので、操業に好適ではないと判断して、この圧力を上限値とした。また、作業圧力の下限値については、本発明の原理上は、存在しない。しかし、工業的に0.1Pa未満の真空を実現するためには、油拡散ポンプ等の特殊な真空ポンプを必要とするため、巨額の設備費用及び作業費用が必要になる。一方、作業圧力を0.1Pa未満に設定しても、SiOの製造上、特段の利点はないので、経済的合理性を考慮して、作業圧力は、0.1Pa以上であることが望ましい。
市販の純度99.9999999%のシラン(SiH4)ガス、市販高純度水素ガス、市販高純度酸素ガスおよび次の微量不純物成分蒸気を燃焼炉に吹き込み、炉内で燃焼させることにより、Pが7ppm、Bが0.3ppm、As、Sb、Ga、Inがそれぞれ0.1ppm、Feが15ppm、Alが4ppm、その他の金属成分が1ppmであるSiO微粉250kgを得た。SiO製造に使用した不純物成分は、高純度試薬として市販されている、P、As、Sb、B、Ga、Inおよび市販金属Si(純度97%)を適宜配合したものを用いた。
実施例1と同様の方法でSiOを製造する際に、Fe蒸気のみ、第1発明範囲外の量を吹き込み、Pが7ppm、Bが0.3ppm、As、Sb、Ga、Inがそれぞれ0.1ppm、Feが2000ppm、Alが4ppm、その他の金属成分が1ppmであるSiO微粉250kgを得た。このSiOから、実施例1と同様の方法で40kgのSiを得た。このSiの不純物分析を行った結果は、表1に示すとおりであり、太陽電池基板用Siの成分基準値を満足しなかった。
実施例1と同様の方法でSiOを製造する際に、B蒸気のみ、第1発明範囲外の量を吹き込み、Pが7ppm、Bが0.4ppm、As、Sb、Ga、Inがそれぞれ0.1ppm、Feが15ppm、Alが4ppm、その他の金属成分が1ppmであるSiO微粉250kgを得た。このSiOから、実施例1と同様の方法で40kgのSiを得た。このSiの不純物分析を行った結果は、表1に示すとおりであり、太陽電池基板用Siの成分基準値を満足しなかった。
実施例1と同様の方法でSiOを製造する際に、Ga蒸気のみ、第1発明範囲外の量を吹き込み、Pが7ppm、Bが0.3ppm、As、Sb、Inがそれぞれ0.1ppm、Gaが0.5ppm、Feが15ppm、Alが4ppm、その他の金属成分が1ppmであるSiO微粉250kgを得た。このSiOから、実施例1と同様の方法で40kgのSiを得た。このSiの不純物分析を行った結果は、表1に示すとおりであり、太陽電池基板用Siの成分基準値を満足しなかった。
実施例1と同様の方法でSiOを製造する際に、As蒸気のみ、第1発明範囲外の量を吹き込み、Pが7ppm、Bが0.3ppm、Ga、Sb、Inがそれぞれ0.1ppm、Asが0.8ppm、Feが15ppm、Alが4ppm、その他の金属成分が1ppmであるSiO微粉250kgを得た。このSiOから、実施例1と同様の方法で40kgのSiを得た。このSiの不純物分析を行った結果は、表1に示すとおりであり、太陽電池基板用Siの成分基準値を満足しなかった。
次に、第2および第4発明の実施例を示す。
SiO生成原料として、半導体製造時に発生した純度99.9%(Fe濃度1000ppm、Al濃度0.1ppm、P濃度0.02ppm、B濃度5ppm)の屑Siを平均径0.5mmに粉砕したもの50kgと平均径5mmで純度99%(Fe濃度8000ppm、Al濃度2000ppm、P濃度0.5ppm、B濃度1ppm)の天然けい砂150kgを混合したものを用いた。その他のSiO製造操業条件は、実施例2と同様である。SiO中の不純物元素が「その他金属」成分以外は、SiOの基準範囲内であったので、当該SiOから製造されたSiの精錬として真空脱Pを省略し、凝固精製のみ実施した。このSiの不純物分析を行った結果は、表1に示すとおりであり、太陽電池基板用Siの成分基準値を満足した。
SiO生成原料として、半導体製造時に発生した純度99.99%(Fe濃度90ppm、Al濃度0.1ppm、P濃度0.01ppm、B濃度0.5ppm)の品質不合格Siを平均径0.5mmに粉砕したもの50kgと平均径5mmで純度99%(Fe濃度8000ppm、Al濃度2000ppm、P濃度1ppm、B濃度1ppm)の天然けい砂150kgを混合したものを用いた。その他のSiO製造操業条件は、実施例2と同様である。SiO中の不純物元素は、全てSiOの基準範囲内であったので、当該SiOから製造されたSiの精錬を省略した。このSiの不純物分析を行った結果は、表1に示すとおりであり、太陽電池基板用Siの成分基準値を満足した。
次に、第2発明の比較例を説明する。
次に、第3および第4発明の実施例を説明する。
次に第4発明の比較例を説明する。
2 ・・・Si粒―SiO2粒混合原料、
3 ・・・るつぼ、
4 ・・・加熱装置、
5 ・・・SiOガス、
6 ・・・凝縮容器、
7 ・・・固体SiO、
8 ・・・真空ポンプ、
9 ・・・圧力計、
10・・・不純物蒸気。
Claims (4)
- 質量割合で、リンを7ppm以下、ボロンを0.3ppm以下ヒ素、アンチモン、ガリウム、インジウムをそれぞれ0.1ppm以下、かつ、その他の金属不純物の合計を20ppm以下含有する一酸化珪素である高純度シリコン製造用原材料。
- 反応容器内で不純物を1ppm以上含むシリコンと二酸化珪素を主成分とする固体材料の混合物を、1400℃以上1800℃以下の温度範囲で3000Pa以下の圧力のもとに両物質間の接触面における反応により一酸化珪素ガスを生成させ、さらにこのガスを冷却して一部の一酸化珪素をバルク状に固化した後、回収するとともに、他の一酸化珪素を排気することを特徴とする高純度シリコン製造用原材料の製造方法。
- 反応容器内で、カーボンと二酸化珪素を主成分とする材料の混合物を、1300℃以上1800℃以下の温度範囲で5000Pa以下の圧力のもとに両物質間の接触面における反応により一酸化珪素ガス及び一酸化炭素ガスを生成させ、さらにこのガスを冷却して一酸化珪素の一部をバルク状に固化した後、回収するとともに、他の一酸化珪素を排気することを特徴とする高純度シリコン製造用原材料の製造方法。
- 前記排気する一酸化珪素が、生成する一酸化珪素に対して質量割合で少なくとも1%である請求項2または3に記載の高純度シリコン製造用原材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004016999A JP2005206441A (ja) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | 高純度Si製造用原材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004016999A JP2005206441A (ja) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | 高純度Si製造用原材料及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005206441A true JP2005206441A (ja) | 2005-08-04 |
Family
ID=34901978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004016999A Pending JP2005206441A (ja) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | 高純度Si製造用原材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005206441A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013005741A1 (ja) | 2011-07-04 | 2013-01-10 | 太平洋セメント株式会社 | シリカとカーボンからなる粒子、及び、シリカとカーボンの混合物の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62123009A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ケイ素の製造方法および製造装置 |
WO1999033749A1 (fr) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Nippon Steel Corporation | PROCEDE DE PREPARATION DE Si EXTREMEMENT PUR, ET EQUIPEMENT POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE |
-
2004
- 2004-01-26 JP JP2004016999A patent/JP2005206441A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62123009A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ケイ素の製造方法および製造装置 |
WO1999033749A1 (fr) * | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Nippon Steel Corporation | PROCEDE DE PREPARATION DE Si EXTREMEMENT PUR, ET EQUIPEMENT POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013005741A1 (ja) | 2011-07-04 | 2013-01-10 | 太平洋セメント株式会社 | シリカとカーボンからなる粒子、及び、シリカとカーボンの混合物の製造方法 |
KR20140033179A (ko) * | 2011-07-04 | 2014-03-17 | 다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤 | 실리카와 카본을 포함하는 입자 및 실리카와 카본의 혼합물의 제조 방법 |
US9556035B2 (en) | 2011-07-04 | 2017-01-31 | Taiheiyo Cement Corporation | Particles formed of silica and carbon, and method for producing mixture of silica and carbon |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111893347B (zh) | A2b型储氢合金及其制备方法和应用以及含有机物氢气提纯方法 | |
JP6956251B2 (ja) | シリコン材料のダイヤモンドワイヤー切断時に副生したシリコンスラッジを利用してシリコン含有製品を製造する方法 | |
CN101379227A (zh) | 晶体组合物、装置及其制备方法 | |
WO2005123583A1 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法およびその製造方法によって製造される太陽電池用多結晶シリコン | |
US6814779B2 (en) | Process for producing high-purity metals | |
WO2006107020A1 (ja) | 高純度無水塩化アルミニウム及びその製造方法 | |
WO2010029894A1 (ja) | 高純度結晶シリコン、高純度四塩化珪素およびそれらの製造方法 | |
JP2023500975A (ja) | アルミニウム含有合金粉末の製造方法及びその使用、ならびに合金リボン | |
JP7437813B2 (ja) | 真空熱還元法による高純度金属リチウムの製造法 | |
CN109970068A (zh) | 利用高熵合金提纯多晶硅的方法 | |
CN107322003B (zh) | 一种制备低杂质含量钨粉的工业方法 | |
Louzguine et al. | Nanoquasicrystalline phase produced by devitrification of Hf–Pd–Ni–Al metallic glass | |
WO2007077957A1 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
JP2005206441A (ja) | 高純度Si製造用原材料及びその製造方法 | |
KR20080083580A (ko) | 고체 상품을 제조하는 방법 및 장치 | |
CN103922344B (zh) | 回收制备太阳能级硅材料的方法 | |
Mei et al. | Purification of metallurgical grade silicon via the Mg-Si alloy refining and acid leaching process | |
JPH01108322A (ja) | 蒸留精製方法 | |
JP5217162B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
WO2007013644A1 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
JP2005206440A (ja) | 高純度シリコン製造方法 | |
JP2005225729A (ja) | SiOの精製装置、かかる装置を用いるSiOの精製方法及び高純度シリコンの製造方法 | |
JP2005225691A (ja) | 高純度SiO固体の製造方法及び製造装置 | |
JP5534434B2 (ja) | シリコンの精製方法 | |
JP4672264B2 (ja) | SiOの精製方法及び得られたSiOを用いる高純度シリコンの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061127 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101214 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110405 |