JP2005336045A - 多結晶シリコンの製造方法 - Google Patents
多結晶シリコンの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005336045A JP2005336045A JP2004381254A JP2004381254A JP2005336045A JP 2005336045 A JP2005336045 A JP 2005336045A JP 2004381254 A JP2004381254 A JP 2004381254A JP 2004381254 A JP2004381254 A JP 2004381254A JP 2005336045 A JP2005336045 A JP 2005336045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- polycrystalline silicon
- raw material
- material gas
- mol
- 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.)
- Granted
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 60
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 claims abstract description 50
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 78
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 45
- HOHCZXBQTZMSEL-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl.Cl[SiH](Cl)Cl HOHCZXBQTZMSEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 16
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 15
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 13
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-2,2-bis(chloromethyl)propane Chemical compound ClCC(CCl)(CCl)CCl KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
【課題】 ポリマー化合物およびシリコン微粉末の発生が少ない多結晶シリコンの製造方法を提供する。
【手段】 原料ガスのトリクロロシランの熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に、四塩化珪素を１〜５０mol％を含有させることにより、または塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、あるいは上記所定量の四塩化珪素と塩化水素を共に含有させることによってシリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することができ、さらに、析出する多結晶シリコンの平均リン濃度を低減し、かつリン濃度の変動を抑制することができる多結晶シリコンの製造方法。
【選択図】 なし
【手段】 原料ガスのトリクロロシランの熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に、四塩化珪素を１〜５０mol％を含有させることにより、または塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、あるいは上記所定量の四塩化珪素と塩化水素を共に含有させることによってシリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することができ、さらに、析出する多結晶シリコンの平均リン濃度を低減し、かつリン濃度の変動を抑制することができる多結晶シリコンの製造方法。
【選択図】 なし
Description
本発明は半導体材料として用いられる多結晶シリコン（以下、ポリシリコンとも云う）の製造方法に関する。より詳しくは、多結晶シリコンの反応工程において副生するシリコン微粉末や高沸点シラン化合物の発生量を低減すると共に析出する多結晶シリコン中のリン濃度を低減した製造方法に関する。
半導体級純度のポリシリコンを製造する方法としては、三塩化シラン（SiHCl3：トリクロロシラン、ＴＣＳ）の熱分解および水素還元による製造法（シーメンス法）が従来から知られている。この製造法は、塩化水素と金属シリコンを反応させて粗三塩化シランを製造し、これを蒸留等によって精製し、赤熱するシリコン棒を備えた加熱反応炉に精製したトリクロロシランガスを導入し、このトリクロロシランの熱分解（４SiHCl3 → Si＋３SiCl4＋２H2）および水素還元（SiHCl3＋H2→ Si＋３HCl）によってポリシリコンを赤熱したシリコン棒表面に析出させて、棒状の高純度ポリシリコンを製造する方法である。
上記シーメンス法では、反応式に示すように、原料のトリクロロシラン反応によってシリコン微粉末や四塩化珪素（４ＣＳ）、塩化水素、および高沸点のシラン化合物（ポリマー化合物と略称する）が副生する。従来、シーメンス法の反応効率が低く、反応後の排ガスに多量の未反応のトリクロロシランと共に多くの上記副生物が含まれているため、排ガスを回収して蒸留精製し、水素を分離して反応炉に戻し、水素を分離した排ガスを更に蒸留精製して未反応のトリクロロシランを四塩化珪素と分離し、これを反応炉に循環して再利用している。
しかし、排ガスを再利用する過程で、排ガス中に含まれているシリコン微粉末やポリマー化合物は反応炉や排ガス管の冷却部分に析出するため、回収が難しく、大部分がロスになるうえ、管路を閉塞する原因になる。従って、シリコン微粉末やポリマー化合物の副生をできるだけ抑制することが求められるが、これまで有効な手段が見出されていない。従来は、発生したポリマー化合物の除去に関する技術が開発されているに過ぎない（特許文献１、２）。
特許第２８１８７８０号公報
特開２００３−０９５６３５号公報
本発明は、従来のポリシリコンの製造における上記問題を解決したものであり、ポリマー化合物およびシリコン微粉末の発生を抑制したポリシリコンの製造方法を提供する。さらに、本発明の製造方法によれば析出する多結晶シリコン中のリン濃度を低減することができる。
本発明は多結晶シリコンを製造する以下の製造方法に関する。
（１）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を１〜５０mol％含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
（２）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中のリン濃度を低減すると共にリン濃度の変動を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
（３）上記(2)の方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する製造方法。
（４）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
（５）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素１〜５０mol％および塩化水素０.０５〜５mol％を含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制する上記(1)または(4)に記載する多結晶シリコンの製造方法。
（６）上記(5)の方法において、原料ガス中に四塩化珪素４〜１０mol％および塩化水素０.０５〜５mol％を含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制すると共に、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する多結晶シリコンの製造方法。
（７）上記(1)〜(6)の何れかに記載する製造方法において、原料ガス中に含有させる四塩化珪素および／または塩化水素が、多結晶シリコンの反応炉から排出された排ガスを精製分離する工程から抜き出したものである多結晶シリコンの製造方法。
（１）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を１〜５０mol％含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
（２）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中のリン濃度を低減すると共にリン濃度の変動を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
（３）上記(2)の方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する製造方法。
（４）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
（５）原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素１〜５０mol％および塩化水素０.０５〜５mol％を含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制する上記(1)または(4)に記載する多結晶シリコンの製造方法。
（６）上記(5)の方法において、原料ガス中に四塩化珪素４〜１０mol％および塩化水素０.０５〜５mol％を含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制すると共に、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する多結晶シリコンの製造方法。
（７）上記(1)〜(6)の何れかに記載する製造方法において、原料ガス中に含有させる四塩化珪素および／または塩化水素が、多結晶シリコンの反応炉から排出された排ガスを精製分離する工程から抜き出したものである多結晶シリコンの製造方法。
〔具体的な説明〕
本発明の製造方法は、原料ガスのトリクロロシランの熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に、四塩化珪素を１〜５０mol％を含有させることにより、または塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、あるいは上記所定量の四塩化珪素と塩化水素を共に含有させることによってシリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法である。
本発明の製造方法は、原料ガスのトリクロロシランの熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に、四塩化珪素を１〜５０mol％を含有させることにより、または塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、あるいは上記所定量の四塩化珪素と塩化水素を共に含有させることによってシリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法である。
また、本発明の製造方法は、原料ガスのトリクロロシランの熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中のリン濃度を低減すると共にリン濃度の変動を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法であり、具体的には例えば、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する多結晶シリコンの製造方法である。
トリクロロシランの熱分解ないし水素還元によってポリシリコンを製造する方法（シーメンス法）では、原料ガスのトリクロロシランと水素とを加熱反応炉に導入し、炉内の赤熱したシリコン棒表面でトリクロロシランの熱分解ないし水素還元が進み、ポリシリコンが析出する。本発明の製造方法は、この原料ガスにあらかじめ上記所定量の四塩化珪素および／または塩化水素を導入してトリクロロシランの熱分解ないし水素還元の反応を行わせる。
原料ガスに導入される四塩化珪素および／または塩化水素の量は、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制するためには、原料ガス中の四塩化珪素の濃度は１〜５０mol％が適当であり、１０〜３０mol％が好ましい。また、塩化水素の濃度は０.０５〜５mol％が適当であり、好ましくは、塩化水素の濃度は、四塩化珪素を導入せずに塩化水素を導入する場合には０.５〜０.８mol％が適当であり、四塩化珪素導入下では１〜３mol％が好ましい。なお、この四塩化珪素および塩化水素の濃度が上記範囲より低いとシリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制する効果が十分ではなく、一方、これらの濃度が上記範囲より高いとポリシリコンの生成効率が低下するので好ましくない。
また、本発明の上記製造方法においては、原料ガス中の四塩化珪素の量を４〜１０mol％に調整することによって、多結晶シリコン中の平均リン濃度を低減することができると共にリン濃度の変動を抑制することができる。具体的には例えば、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制することができる。原料ガスに四塩化珪素を含有させないで多結晶シリコンを析出させた場合、その含有リン濃度は概ね０.０３〜０.０５ppbaであり、本発明の製造方法によれば従来のものより含有リン濃度の少ない多結晶シリコンを得ることができる。
原料のトリクロロシランガス中に含有させる四塩化珪素および／または塩化水素は、ポリシリコンの反応炉から排出された排ガスを精製分離する工程から抜き出したものを利用することができる。トリクロロシランの熱分解ないし水素還元においては、ポリシリコンが析出すると共に副生成物として四塩化珪素および塩化水素が発生し、排ガスには未反応のトリクロロシランと共に四塩化珪素および塩化水素が含まれている。例えば、蒸留精製前の上記排ガスには一般に未反応のトリクロロシランが５０〜６０mol％、四塩化珪素が４０〜３０mol％、塩化水素が０〜３mol％および水素が含まれている。
通常、原料ガスの生成効率を高めるため、この排ガスを回収して蒸留精製し、水素を分離して反応炉に戻し、水素を分離した排ガスを更に蒸留精製して未反応のトリクロロシランを四塩化珪素と分離し、これを反応炉に循環して再利用している。本発明の製造方法は、この排ガスを蒸留精製して水素を分離する工程、あるいは蒸留精製によって未反応のトリクロロシランを分離する工程で、四塩化珪素および塩化水素を含むガス分を抜き出して利用し、原料ガスの四塩化珪素および／または塩化水素の濃度が上記範囲内になるように原料ガスに導入すればよい。
排ガスの蒸留精製によって回収した水素および未反応のトリクロロシランは、通常の製造方法と同様に、これを反応炉に戻して再利用する。因みに、蒸留精製によって排ガスから回収したトリクロロシランにも四塩化珪素や塩化水素が僅かに混在しているが、この量は僅かであり概ね２ppm以下である。一方、本発明の製造方法において、原料ガスのトリクロロシランに導入される四塩化珪素および塩化水素の量は、例えば、おのおの１〜５０mol％、０.０５〜５mol％であり、排ガスから回収したトリクロロシランガスに含まれる四塩化珪素の約50,000〜150,000倍量、塩化水素の約5,000〜15,000倍量である。
原料ガスに四塩化珪素および／または塩化水素を添加する場合、あらかじめ原料ガスに四塩化珪素や塩化水素を添加した後に原料ガスを反応炉に導入してもよく、または原料ガス中の四塩化珪素濃度および／または塩化水素濃度が上記範囲になるように、原料ガスと並列に四塩化珪素および塩化水素を反応炉に導入してもよい。
排ガスの精製工程から抜き出した四塩化珪素や塩化水素のガスは概ね常温程度であるので、これを反応炉に導入すると、炉内のガス温度が低下する。そこで、シリコン棒に流す電流を調整して反応中のシリコン棒表面の温度低下を防止するのが適当である。
本発明の製造方法によれば、原料ガスに四塩化珪素および/または塩化水素を所定量含有させることによって、トリクロロシランの熱分解反応ないし水素還元によるポリシリコンの生成において、ポリシリコンの生成効率を実質的に低下させずに、シリコン微粉末および高沸点シラン化合物の発生を抑制することができる。また、原料ガス中の四塩化珪素の含有量を調整することによって、析出する多結晶シリコンの平均リン含有量を低減し、またリン濃度の変動を抑制することができる。
また、本発明の製造方法においては、原料ガス（ＴＣＳ）に四塩化珪素（４ＣＳ）を導入することによって４ＣＳ原単位が低下する。４ＣＳ原単位は析出したシリコン単位量当たりの反応炉から排出された４ＣＳ量である。先に述べたように、反応炉内ではポリシリコンの析出に伴って四塩化珪素が副生するので、原料ガスに四塩化珪素を導入しても４ＣＳ原単位が低減することは反応炉での４ＣＳ発生量を抑制されることを示している。
以下に、本発明を実施例によって具体的に示す。
Ｕ字型に組んだシリコン棒（8.5mm角、全長195cm）を反応炉にセットし、その表面温度が１０００℃程度になるように電流を流しながら、原料ガスを炉内に供給し、１００時間反応させてポリシリコンを製造した。また、炉内にはＳＵＳ板を置き、反応炉から取り出したＳＵＳ板について反応前後の重量変化を測定した。このＳＵＳ板にはシリカが付着しており、これは炉内の反応で生成したポリマー化合物が付着し、大気に触れて酸化して生じたシリカ分、および炉内反応で生じた粉末シリコンが付着したものと考えられ、この重量増加が多いほどポリマー化合物および粉末シリコンの発生量が多いことを示している。四塩化珪素(４ＣＳ)の導入量とポリマー化合物等の発生量、および４ＣＳ導入量に対する４ＣＳ原単位（析出したシリコン単位量当たりの４ＣＳ量）、ポリマー化合物等の発生量、およびシリコン収率を表１に示した。
表１に示すように、原料ガスに導入する４ＣＳ添加量が増加するのに比例してポリマー化合物等の発生量が減少する。具体的には、４ＣＳ無添加のときにポリマー化合物等の発生量が１.８(g/25cm2)である場合に、原料ガスに４ＣＳを１０mol％、１５mol％添加すると、ポリマー化合物等の発生量は約３/５、約１/２に減少し、４ＣＳ添加量が２０mol％、３０mol％のときはポリマー化合物等の発生量は約２/５以下に減少する。
また、表１に示すように、原料ガスに４ＣＳを４mol％〜２０mol％導入すると、ポリマー化合物等の発生量は１.８ｇから０.７ｇに次第に減少する。一方、シリコン収率は概ね１０％前後と変わらない。なお、４ＣＳ導入量に比例して４ＣＳ原単位も減少しており、４ＣＳの発生も抑制されることを示している。
４ＣＳと共に表２に示す量の塩化水素を原料ガスに導入した以外は実施例１と同様にしてポリシリコンを製造した。この結果を表２に示した。４ＣＳと共に塩化水素を原料ガスに導入することによってポリマー化合物等の発生量が減少し、一方、シリコン収率は実質的に変わらないことが確認された。
Ｕ字型に組んだシリコン棒（８.５mm角、全長195cm）を反応炉にセットし、その表面温度が１０００℃程度になるように電流を流しながら原料ガスを炉内に供給し、１００時間反応させて多結晶シリコンを製造した。また、反応中は所定量の四塩化珪素（４ＣＳ）を反応容器内に添加し、添加量はガスクロマトグラフにて成分分析確認を行った。反応が終了した多結晶シリコンロッドについて、ＰＬ（フォトルミネッセンス）によって平均リン濃度およびリン濃度の変動範囲を測定した。この結果を表３に示した。
表３に示すように、原料ガスに導入する四塩化珪素の添加量が４mol％未満の場合には、多結晶シリコン中の平均リン濃度が０.０３ppbaであり、また０.０３ppbaを超えるバッチ数が２８.２％と多く、リン濃度が００４ppba、０.０５ppbaを超えるバッチ数も多く、リン濃度の変動幅が大きい。一方、原料ガスに導入する四塩化珪素の添加量が４〜１０mol％の場合には、多結晶シリコン中の平均リン濃度が０.０２２ppbaと低く、また、０.０３ppbaを超えるバッチ数が５.６％と低い。また、リン濃度が００４ppba、０.０５ppbaを超えるバッチ数も大幅に少なく、リン濃度の変動幅が小さい。
Claims (7)
- 原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を１〜５０mol％含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
- 原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中のリン濃度を低減すると共にリン濃度の変動を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
- 請求項２の方法において、原料ガス中に四塩化珪素を４〜１０mol％含有させることによって、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する製造方法。
- 原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に塩化水素を０.０５〜５mol％含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
- 原料ガスのトリクロロシラン(三塩化シラン)の熱分解および水素還元によって多結晶シリコンを製造する方法において、原料ガス中に四塩化珪素１〜５０mol％および塩化水素０.０５〜５mol％を含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制する請求項１または４に記載する多結晶シリコンの製造方法。
- 請求項５の方法において、原料ガス中に四塩化珪素４〜１０mol％および塩化水素０.０５〜５mol％を含有させることによって、シリコン微粉末ないし高沸点シラン化合物の発生を抑制すると共に、多結晶シリコン中の平均リン濃度を０.０３ppba以下に低減し、リン濃度の変動範囲を０.０４ppba以下に抑制する多結晶シリコンの製造方法。
- 請求項１〜６の何れかに記載する製造方法において、原料ガス中に含有させる四塩化珪素および／または塩化水素が、多結晶シリコンの反応炉から排出された排ガスを精製分離する工程から抜き出したものである多結晶シリコンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004381254A JP4831285B2 (ja) | 2004-04-30 | 2004-12-28 | 多結晶シリコンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004136568 | 2004-04-30 | ||
| JP2004136568 | 2004-04-30 | ||
| JP2004381254A JP4831285B2 (ja) | 2004-04-30 | 2004-12-28 | 多結晶シリコンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005336045A true JP2005336045A (ja) | 2005-12-08 |
| JP4831285B2 JP4831285B2 (ja) | 2011-12-07 |
Family
ID=35490011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004381254A Active JP4831285B2 (ja) | 2004-04-30 | 2004-12-28 | 多結晶シリコンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4831285B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008059706A1 (fr) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Procédé de production de silicium polycristallin et installation de production de silicium polycristallin |
| WO2009018713A1 (fr) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Xuzhou Southeast Polysilicon R & D Ltd | Procédés et dispositifs améliorés servant à préparer trichloro-hydrosilicium et polysilicium |
| JP2010006689A (ja) * | 2008-05-28 | 2010-01-14 | Mitsubishi Materials Corp | トリクロロシラン製造装置及び製造方法 |
| US7935327B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-05-03 | Hemlock Semiconductor Corporation | Silicon production with a fluidized bed reactor integrated into a siemens-type process |
| US20130280533A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Wacker Chemie Ag | Granular polycrystalline silicon and production thereof |
| CN104928761A (zh) * | 2014-03-19 | 2015-09-23 | 新特能源股份有限公司 | 一种硅片母合金的制备方法 |
| WO2017221952A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 多結晶シリコンロッド及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4986219A (ja) * | 1972-12-21 | 1974-08-19 | ||
| JPS52133022A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Mitsubishi Metal Corp | Production of high purity silicon |
| JPH02279513A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-15 | Osaka Titanium Co Ltd | 高純度多結晶シリコンの製造方法 |
-
2004
- 2004-12-28 JP JP2004381254A patent/JP4831285B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4986219A (ja) * | 1972-12-21 | 1974-08-19 | ||
| JPS52133022A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Mitsubishi Metal Corp | Production of high purity silicon |
| JPH02279513A (ja) * | 1989-04-20 | 1990-11-15 | Osaka Titanium Co Ltd | 高純度多結晶シリコンの製造方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8609058B2 (en) | 2006-08-30 | 2013-12-17 | Hemlock Semiconductor Corporation | Silicon production with a fluidized bed reactor integrated into a Siemens-type process |
| US7935327B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-05-03 | Hemlock Semiconductor Corporation | Silicon production with a fluidized bed reactor integrated into a siemens-type process |
| JP2008143774A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-06-26 | Mitsubishi Materials Corp | 多結晶シリコンの製造方法および多結晶シリコン製造設備 |
| US8017099B2 (en) | 2006-11-14 | 2011-09-13 | Mitsubishi Materials Corporation | Method for producing polycrystalline silicon, and facility for producing polycrystalline silicon |
| WO2008059706A1 (fr) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Procédé de production de silicium polycristallin et installation de production de silicium polycristallin |
| WO2009018713A1 (fr) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Xuzhou Southeast Polysilicon R & D Ltd | Procédés et dispositifs améliorés servant à préparer trichloro-hydrosilicium et polysilicium |
| JP2010006689A (ja) * | 2008-05-28 | 2010-01-14 | Mitsubishi Materials Corp | トリクロロシラン製造装置及び製造方法 |
| US20130280533A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Wacker Chemie Ag | Granular polycrystalline silicon and production thereof |
| US8802046B2 (en) * | 2012-04-19 | 2014-08-12 | Wacker Chemie Ag | Granular polycrystalline silicon and production thereof |
| CN104928761A (zh) * | 2014-03-19 | 2015-09-23 | 新特能源股份有限公司 | 一种硅片母合金的制备方法 |
| CN104928761B (zh) * | 2014-03-19 | 2018-02-23 | 新特能源股份有限公司 | 一种硅片母合金的制备方法 |
| WO2017221952A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 多結晶シリコンロッド及びその製造方法 |
| US11306001B2 (en) | 2016-06-23 | 2022-04-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Polycrystalline silicon rod and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4831285B2 (ja) | 2011-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4740646B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
| TWI602780B (zh) | 受碳化合物污染的氯矽烷或氯矽烷混合物的後處理方法 | |
| JP5101532B2 (ja) | クロロシランコンビナート内での高沸点化合物の再利用 | |
| JP5442780B2 (ja) | クロロシランの蒸留による精製方法 | |
| JP2009149502A (ja) | 転換反応ガスの分離回収方法。 | |
| JP2009167093A (ja) | 多結晶シリコンの堆積方法 | |
| JP5317707B2 (ja) | クロロシラン統合プラント内での高沸点化合物の再利用方法 | |
| JP4659797B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
| KR101948332B1 (ko) | 실질적인 폐쇄 루프 공정 및 시스템에 의한 다결정질 실리콘의 제조 | |
| JP4831285B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
| US10207932B2 (en) | Trichlorosilane purification system and method for producing polycrystalline silicon | |
| JP2006169012A (ja) | ヘキサクロロジシラン及びその製造方法 | |
| JP5573852B2 (ja) | 不活性ガスを用いたベンディングシステムによるホウ素化合物量を低減した多結晶シリコンの製造装置および製造方法 | |
| JP5742622B2 (ja) | トリクロロシラン製造方法及び製造装置 | |
| CN110589837A (zh) | 分离卤代硅烷的方法 | |
| US20180141819A1 (en) | Primary distillation boron reduction | |
| KR20170027824A (ko) | 클로로실레인의 정제 방법 | |
| WO2011024257A1 (ja) | アミン化合物によるクロロシラン類の精製 | |
| US20130121908A1 (en) | Method for producing trichlorosilane with reduced boron compound impurities | |
| JP2006176357A (ja) | ヘキサクロロジシランの製造方法 | |
| JP2012076993A (ja) | ホウ素化合物の不純物を減じたトリクロロシラン製造方法 | |
| JP2010132536A (ja) | トリクロロシランの製造方法および用途 | |
| JP5333725B2 (ja) | トリクロロシランの製造方法および利用方法 | |
| KR102618387B1 (ko) | 할로실란 함유 조성물내 보론 화합물의 함량을 감소시키는 방법 | |
| TW202035285A (zh) | 純化氯矽烷類的製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061110 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070428 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090501 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090519 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090717 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100728 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100913 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110824 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110906 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4831285 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |