JP2021143091A5

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Publication number: JP2021143091A5
Application number: JP2020042895A
Authority: JP
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2040-03-12

Description

前記シリコン原料Ｓの洗浄では、洗浄液Ｌとして例えばフッ酸、硝酸、或いは過酸化水素水等の薬液が使用されるため、シリコン原料Ｓを収容する樹脂製容器５０としては耐薬液性のテフロン（登録商標）、ポリプロピレン、或いは塩化ビニール等の樹脂が一般に用いられている。 In the cleaning of the silicon raw material S , a chemical solution such as hydrofluoric acid, nitric acid, or hydrogen peroxide solution is used as the cleaning solution L. Therefore, the resin container 50 for accommodating the silicon raw material S is a chemical resistant Teflon (registered). Resins such as (trademark), polypropylene, or vinyl chloride are generally used.

しかしながら、前記シリコン原料Ｓの収容容器として樹脂材料を使用すると、シリコン原料Ｓと樹脂との擦れにより樹脂異物がシリコン原料Ｓに付着する。そのため、この原料を溶解した際にシリコン溶融液に炭素成分が混入し、結晶の炭素濃度が上昇するという課題があった。 However, when the resin material is used as the container for the silicon raw material S , the resin foreign matter adheres to the silicon raw material S due to the rubbing between the silicon raw material S and the resin. Therefore, when this raw material is melted, a carbon component is mixed in the silicon melt, and there is a problem that the carbon concentration of the crystal increases.

図１は、本発明のシリコン原料の洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the silicon raw material cleaning device of the present invention. 図２は、図１のシリコン原料洗浄装置が備えるシリコン原料収容容器の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a silicon raw material storage container included in the silicon raw material cleaning device of FIG. 図２は、図１のシリコン原料洗浄装置が備えるシリコン原料収容容器の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a silicon raw material storage container included in the silicon raw material cleaning device of FIG. 図４は、実施例の結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of the examples. 図５（ａ）、（ｂ）は、従来のシリコン原料の洗浄方法を説明するための断面図である。5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views for explaining a conventional cleaning method of a silicon raw material.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のシリコン原料の洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、図１のシリコン原料洗浄装置が備えるシリコン原料収容容器の斜視図であり、図３はその断面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the silicon raw material cleaning device of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a silicon raw material storage container included in the silicon raw material cleaning device of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view thereof.

シリコン原料を収容するシリコン原料収容装置２０は、図２、図３に示すように外側容器を形成する樹脂製容器（例えばＰＴＦＥ製）２１と、この樹脂製容器２１の内側の全面に配置されたシリコン製板部材２２とを備えている。
前記樹脂製容器２１は、酸洗浄槽１に浸漬されることになるため、耐薬液性の例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により形成されている。
前記樹脂製容器２１とシリコン製板部材２２とには、複数の貫通孔２１ａ、２２ａが形成されており、シリコン原料収容容器２０が酸洗浄槽１中に浸漬された場合には、前記貫通孔２１ａ、２２ａから容器２０中に浸入した洗浄液によりシリコン原料Ｓが洗浄されることになる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the silicon raw material accommodating device 20 accommodating the silicon raw material is arranged on a resin container (for example, made of PTFE) 21 forming an outer container and the entire inner surface of the resin container 21. It is provided with a silicon plate member 22.
Since the resin container 21 is immersed in the pickling tank 1, it is formed of a chemical resistant liquid, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene).
A plurality of through holes 21a and 22a are formed in the resin container 21 and the silicon plate member 22, and when the silicon raw material storage container 20 is immersed in the acid cleaning tank 1, the through holes are formed. The silicon raw material S is cleaned by the cleaning liquid that has entered the container 20 from 21a and 22a.

実施例１、比較例１の結果を図４のグラフに示す。
図４のグラフにおいて横軸は固化率、縦軸は炭素濃度（Ｅ１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３）である。
図４のグラフに示すように、シリコン単結晶中の炭素濃度は、比較例１（実線で示す）に対し実施例１（破線で示す）では４０％低減したことが確認できた。
具体的には、ネック部形成以降では、炭素汚染が無いと仮定した場合の、初期融液中の炭素濃度に換算すると、比較例１では、５Ｅ１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３に対し、実施例１では、３Ｅ１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３となり、シリコン原料に付着する炭素異物を低減することにより、２Ｅ１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３の炭素汚染を抑制することができた。 The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in the graph of FIG.
In the graph of FIG. 4, the horizontal axis is the solidification rate and the vertical axis is the carbon concentration (E16atoms / cm ³ ).
As shown in the graph of FIG. 4, it was confirmed that the carbon concentration in the silicon single crystal was reduced by 40% in Example 1 (indicated by the broken line ) as compared with Comparative Example 1 (indicated by the solid line ).
Specifically, when converted to the carbon concentration in the initial melt assuming that there is no carbon contamination after the neck portion is formed, it is 5E15atoms / ^cm3 in Comparative Example 1 and 3E15atoms in Example 1. By reducing the amount of carbon foreign matter adhering to the silicon raw material to / ^cm3 , it was possible to suppress carbon contamination at 2E15atoms / ^cm3 .

シリコン単結晶の抵抗率の目標値は１００Ωｃｍ以下に設定することが多い。そのため、シリコン製板部材の抵抗率を少なくとも１０００Ωｃｍに形成することにより（即ち、ドーパント濃度を、抵抗率が１００Ωｃｍのときのドーパント濃度よりも低くすることにより）、シリコン製板材から発生する欠片が混入した場合でも、シリコン単結晶製品の目標とする抵抗率への影響を小さく抑えることができる。
例えば、シリコン製板部材の抵抗率を少なくとも１０００Ωｃｍに形成した場合、３０ｋｇのシリコン原料を洗浄処理中にシリコン製板部材が欠損して仮に３ｋｇ（１０分の１の量）が混入してもシリコン単結晶の濃度の変化を１０％以下に抑えることができる。 The target value of the resistivity of a silicon single crystal is often set to 100 Ωcm or less. Therefore, by forming the resistivity of the silicon plate member to at least 1000 Ωcm (that is, by making the dopant concentration lower than the dopant concentration when the resistivity is 100 Ωcm) , fragments generated from the silicon plate material are mixed. Even in this case, the influence on the target resistivity of the silicon single crystal product can be suppressed to a small extent.
For example, when the resistivity of the silicon plate member is formed to be at least 1000 Ωcm, even if the silicon plate member is damaged during the cleaning process of 30 kg of silicon raw material and 3 kg (1/10 amount) is mixed, silicon is mixed. The change in the concentration of the single crystal can be suppressed to 10% or less.