JP2007326721A - 粒状半導体の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融半導体を落下させる落下管水平断面にガス供給ノズルユニット5を設置し、ガス導入ノズルの中心軸を、落下管の水平断面に対して成す角θが下方向へ0°を超え60°迄の角度を成し、且つ、ノズル開口中心と同心円中心を結ぶ線分に対して成す角φが0°を超え45°迄の角度になるように設置することにより、導入されるガスは落下管の垂直中心軸に対して螺旋状になって回収装置へ向かって進行し、シリコーンオイルの分解物及び蒸発物は、導入したガス流及び排気ポンプの引力で落下管の上部へ流れることはなく、排気口から回収装置の外へ排気される。
【選択図】図3
Description
(1)溶融した半導体材料を溶融ルツボの底部より吐出させ、落下管中を落下させながら冷却・凝固させ、落下管の下部に配置されたシリコーンオイル中に粒状半導体を回収する粒状半導体の製造方法において、不活性ガスを落下管中を下方向へ向かって螺旋状に降下させることを特徴とする粒状半導体の製造方法。
(2)落下管中に不活性ガスを下方向へ向かって螺旋状に導入すると同時にシリコーンオイルが配置された回収装置の近傍にて同量の不活性ガスを排気する粒状半導体の製造方法。
(3)前記シリコーンオイルは、室温から250℃の間の一定温度に制御されている粒状半導体の製造方法。
(4)前記半導体材料は、シリコンである粒状半導体の製造方法。
(5)底部にノズルを有する溶融ルツボを含み半導体材料を溶解する溶解炉と、溶融ルツボ底部から吐出した溶融半導体を落下させる落下管と、前記落下管を落下する間に凝固した粒状半導体をシリコーンオイルにより回収する回収装置と、を有する粒状半導体製造装置において、
落下管の内壁に不活性ガスを下方向へ向かって螺旋状に降下させる不活性ガス供給ノズル及び前記供給ノズルと回収装置の間又は回収装置の近傍に排気口を備え前記供給ガスと同じ流量で落下管中の圧力が一定になるように排気することを特徴とする粒状半導体の製造装置。
(6)前記の不活性ガス供給ノズルは、少なくとも一個、落下管の水平断面の同心円周上に設けられ、前記ノズル開口の中心軸は、落下管の水平断面に対して成す角(θと定義する)が下方向へ0°を超え60°迄の角度をなすとともに、不活性ガス供給ノズル開口中心と同心円中心を結ぶ線分に対して成す角(φと定義する)が0°を超え45°迄の角度をなすように配置されている粒状半導体の製造装置。
(7)前記の不活性ガス供給ノズルは、落下管の水平断面の同心円周上に、複数個等間隔に配置されている粒状半導体の製造装置。
(8)前記の不活性ガス供給ノズルの断面は、先細となっている粒状半導体の製造装置。
粒状シリコンの製造装置を図1に示す。シリコン原料を溶解する溶解炉1と、落下管2と、回収装置3で構成されている。
シリコン原料は、ルツボ11に貯留し、溶解炉の加熱ヒータ15によって融点以上の温度まで加熱し、溶解させる。
Ar、Heなどの不活性ガスによってルツボ内部に圧力を印加して、ルツボの底のノズル13から融液12を吐出させる。
回収装置3において、回収材料は蒸気圧及び揮発性が低く、耐熱性の高いシリコーンオイル4を使用する。シリコーンオイル4は、シリコーンオイル容器41に入っている。
シリコンの吐出を開始する前、或いは吐出の開始時にガス供給ユニット5のガス供給ノズル51より落下管内の雰囲気ガスと同じ組成のガスを一定の流量で導入し、回収装置3とガス供給ノズル51の間、或いは回収装置3に設置した排気口31より排気ポンプで排気して、落下管内の圧力が一定になるように制御する。
落下する粒状シリコンの熱によって発生したシリコーンオイルの分解物及び蒸発物は、導入したガス流及び排気ポンプの引力で落下管の上部へ流れることはなく排気口31から回収装置の外へ排気される。
落下する粒状シリコンの温度、単位時間の落下量(落下速度)及びサイズによってガス供給ノズルユニット5を落下管中に多段に設置してもよい。
落下する粒状シリコンの量によってオイル導入チューブ43よりオイルを入れながら、チューブ44より排出し、容器内のシリコーンオイルの量が一定になるように循環させる。オイル導入チューブ43及びオイル排出チューブ44は、ステンレス乃至テフロン材料を使用し、オイルに不純物が混入しないようにする。
まず、120gのシリコン原料を石英ルツボ11に入れ、回収装置3内のシリコーンオイル容器41に耐熱温度の高いシリコーンオイル4を1kg供給した。溶解炉1、ルツボ11、落下管2及び回収装置3を1Paまで排気した後高純度のアルゴンガスで置換し、1気圧の雰囲気にした。
同時に、回収装置内に設置した温度制御装置を稼働して、シリコーンオイルの温度を50℃に制御した。
なお粒状シリコンに高い結晶性が要求されない場合には、結晶制御装置の設置は、省略してもよい。
2 落下管
3 回収装置
4 シリコーンオイル
5 ガス供給ノズルユニット
11 石英ルツボ
12 シリコン融液
13 ノズル
14 シリコン融液滴
15 加熱ヒータ
16 溶解炉の炉心管
31 排気口
41 シリコーンオイル容器
42 温度制御装置
43 オイル導入チューブ
44 オイル排出チューブ
51 ガス供給ノズル
Claims (8)
- 溶融した半導体材料を溶融ルツボの底部より吐出させ、落下管中を落下させながら冷却・凝固させ、落下管の下部に配置されたシリコーンオイル中に粒状半導体を回収する粒状半導体の製造方法において、不活性ガスを落下管中を下方向へ向かって螺旋状に降下させることを特徴とする粒状半導体の製造方法。
- 落下管中に不活性ガスを下方向へ向かって螺旋状に導入すると同時にシリコーンオイルが配置された回収装置の近傍にて同量の不活性ガスを排気することを特徴とする請求項1に記載の粒状半導体の製造方法。
- 前記シリコーンオイルは、室温から250℃の間の一定温度に制御されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の粒状半導体の製造方法。
- 前記半導体材料は、シリコンであることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の粒状半導体の製造方法。
- 底部にノズルを有する溶融ルツボを含み半導体材料を溶解する溶解炉と、溶融ルツボ底部から吐出した溶融半導体を落下させる落下管と、前記落下管を落下する間に凝固した粒状半導体をシリコーンオイルにより回収する回収装置と、を有する粒状半導体製造装置において、
落下管の内壁に不活性ガスを下方向へ向かって螺旋状に降下させる不活性ガス供給ノズル及び前記供給ノズルと回収装置の間又は回収装置の近傍に排気口を備え前記供給ガスと同じ流量で落下管中の圧力が一定になるように排気することを特徴とする粒状半導体の製造装置。 - 前記の不活性ガス供給ノズルは、少なくとも一個、落下管の水平断面の同心円周上に設けられ、前記ノズル開口の中心軸は、落下管の水平断面に対して下方向へ0°を超え60°迄の角度をなすとともに、不活性ガス供給ノズル開口中心と同心円中心を結ぶ線分に対して0°を超え45°迄の角度をなすように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の粒状半導体の製造装置。
- 前記の不活性ガス供給ノズルは、落下管の水平断面の同心円周上に、複数個等間隔に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の粒状半導体の製造装置。
- 前記の不活性ガス供給ノズルの断面は、先細となっていることを特徴とする請求項5、6又は7に記載の粒状半導体の製造装置。
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