JP3508167B2 - Silicon purification method and silicon pretreatment device - Google Patents

Silicon purification method and silicon pretreatment device

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JP3508167B2
JP3508167B2 JP18518393A JP18518393A JP3508167B2 JP 3508167 B2 JP3508167 B2 JP 3508167B2 JP 18518393 A JP18518393 A JP 18518393A JP 18518393 A JP18518393 A JP 18518393A JP 3508167 B2 JP3508167 B2 JP 3508167B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等用の原料と
して使用することができる高純度シリコンとする処理を
行う前の、予備処理としてボロンの除去を主体として行
うシリコンの精製方法およびシリコンの予備処理装置
関するものである。
The present invention relates to a process for producing high-purity silicon that can be used as a raw material for solar cells and the like.
Before the removal, pre-treatment mainly includes boron removal.
The present invention relates to a method for purifying silicon and a pretreatment device for silicon .

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば太陽電池に使用されるシリコンで
は、比抵抗 0.1Ωcm以上のものが使用されるが、このよ
うなシリコンではシリコン中に含有される不純物は ppm
オーダまで除去されている必要がある。これに対して従
来種々の方法が検討されており、不純物としてはボロン
及び炭素が最も除去しにくい元素であることが知られて
いる。
2. Description of the Related Art For example, silicon used for solar cells has a specific resistance of 0.1 Ωcm or more. In such silicon, impurities contained in the silicon are ppm.
The order must be removed. On the other hand, various methods have been conventionally studied, and it is known that boron and carbon are the most difficult elements to remove as impurities.

【0003】特開平4-228414号公報では、シリカあるい
はシリカを主成分とする容器内に溶融シリコンを保持
し、これにプラズマジェットを噴射しシリコン中のボロ
ンと炭素を除去する方法が開示されている。また、特開
平4-193706号公報では、底部にガス吹込み羽口を有する
シリカを主体とする容器内でシリコンを溶解し、該羽口
からガスを吹き込み同様にシリコン中のボロンと炭素を
除去する方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-228414 discloses a method in which molten silicon is held in a container containing silica or silica as a main component, and a plasma jet is jetted onto the container to remove boron and carbon in the silicon. I have. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-193706, silicon is dissolved in a silica-based container having a gas injection tuyere at the bottom, and boron and carbon in the silicon are similarly removed by blowing gas from the tuyere. A method for doing so is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4-228414号公報に開示されている方法では、ボロンと炭
素の除去反応がシリコン浴のプラズマジェット照射部で
進行するために処理時間の短縮には限度がある。また、
特開平4-193706号公報に開示されている方法では、容器
の底に設置した羽口からガスを吹き込んでボロンと炭素
を除去するので、極く短時間で溶融シリコンからこれら
を除去しようとするとガスの吹込み量を増大する必要が
ある。この結果シリコン浴の攪拌が強化されて羽口が著
しく損傷して炉の寿命が短くなるので、羽口の損傷を抑
えながら処理するためには処理時間の短縮に限度があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-228414, the reduction of the processing time is limited because the removal reaction of boron and carbon proceeds in the plasma jet irradiation part of the silicon bath. Also,
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-193706, boron and carbon are removed by blowing gas from a tuyere provided at the bottom of the container, so that it is necessary to remove these from molten silicon in a very short time. It is necessary to increase the amount of gas blown. As a result, the stirring of the silicon bath is strengthened and the tuyere is significantly damaged, shortening the life of the furnace. Therefore, there is a limit to the reduction of the processing time in order to perform the treatment while suppressing the damage to the tuyere.

【0005】本発明は上記の問題を解決するために、上
記の処理を行う前の予備処理として好適なボロンの除去
を主体としたシリコンの精製方法およびシリコンの予備
処理装置を提供することを目的とする。すなわち、本発
明で提供されるシリコンの予備処理装置を用い、シリコ
ンの精製方法を実施することにより上記処理の負担が軽
減され、最終的にボロンを除去する時間が短縮されるこ
とになる。
[0005] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for purifying silicon by removing boron, which is suitable as a pretreatment before the above-mentioned treatment, and a method for preparating silicon.
It is an object to provide a processing device . That is, by using the silicon pretreatment apparatus provided by the present invention and performing the silicon purification method, the burden of the above treatment is reduced, and the time for finally removing boron is shortened.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
シリコンの精製方法は、シリコンの精製を行う反応容器
内において、 Ar ガスを導入しつつ、原料シリコンを溶解
・保持用容器の中で溶解して溶融シリコンとし、所定量
の水蒸気を含む Ar ガスを導入して、前記溶解・保持用容
器の下方に1vol%以上 40vol %以下の水蒸気を含むAr
ガス雰囲気層を形成し、該雰囲気層中に前記溶解・保持
容器から溶融シリコンを滴下させ、滴下シリコンを受け
容器で受けると共に、滴下シリコン中のボロンと前記水
蒸気とが反応して生成された酸化ガスおよび使用後のガ
スのガス排出を行い、前記原料シリコンを精製すること
を特徴とするシリコンの精製方法である。あるいはさら
前記滴下シリコンに向けて水滴を照射することを特徴
とするシリコンの精製方法であり、さらに望ましくは、
前記滴下シリコンの液滴の平均直径が30mm以下であるシ
リコンの精製方法である。また、本発明に係るシリコン
の予備処理装置は、シリコンの精製を行う反応容器であ
る、チャンバ内の上部に、原料シリコンを溶解、保持す
る容器が設けられ、該溶解・保持用容器は、溶融シリコ
ンを滴下できるように構成されており、一方、前記チャ
ンバ内の下部に、滴下後シリコンを受ける受け容器が設
けられ、さらに前記チャンバには、その上部に前記 Ar
ス導入口が設置されていると共に、前記溶解・保持用容
器の直下に相当する高さ方向中間位置に H 2O Ar 混合ガ
ス導入口が設置され、その下部にガス排出口が設置され
ていることを特徴とするシリコンの予備処理装置であ
る。
That is, according to the present invention, there is provided:
The silicon purification method is a reaction vessel that purifies silicon
In inner, while introducing Ar gas, dissolved material silicon
・ Dissolved in a holding vessel to form molten silicon
Ar gas containing water vapor is introduced, and the dissolution / holding volume is introduced.
Ar containing 1 vol % or more and 40 vol % or less water vapor below the vessel
Forming a gas atmosphere layer, and dissolving and holding the gas atmosphere layer in the gas atmosphere layer;
Drop molten silicon from the container and receive the dropped silicon.
While receiving in a container, the boron in the drip silicon and the water
Oxidizing gas generated by the reaction with steam and gas after use
Perform gas emissions scan, Ru purification methods der silicon characterized that you purifying the raw material silicon. Alternatively a further method for purifying silicon which is characterized that you irradiated water droplets toward the dropping silicon, more preferably,
A method for purifying silicon, wherein the average diameter of the droplets of the dropped silicon is 30 mm or less. Further, the silicon according to the present invention
Is a reaction vessel for purifying silicon.
Dissolve and hold raw silicon in the upper part of the chamber
The melting / holding container is provided with a molten silicon.
Is configured to allow dripping of the
A receiving container for receiving silicon after dripping is installed in the lower part of the chamber.
The chamber is further provided with an Ar gas
And a dissolving / holding vessel
In the height direction intermediate position directly below the vessel H 2 O - Ar mixed gas
Gas inlet, and a gas outlet underneath.
A silicon pretreatment device characterized in that
You.

【0007】[0007]

【作用】まず、本発明のシリコンの精製方法の実施態様
について説明する。以下に言う、不活性ガスとは、 Ar
スのことである。本発明に係るシリコンの精製方法は、
反応容器内において原料シリコンを、 Ar ガスを導入しつ
つ、チャンバ内の上部に設けた溶解・保持用容器中で溶
解し、保持する原料シリコンの溶解・保持過程と、所定
量の水蒸気を含む Ar ガスを導入して、溶解・保持用容器
の下方に形成した水蒸気を含む Ar ガス雰囲気層中に溶融
シリコンを滴下する溶融シリコンの滴下過程を経て精製
するようにしている。 (i)溶解し、保持する溶解・保持過程での作用) 原料となるシリコンを、シリカを主成分とする容器、あ
るいは黒鉛を主成分とする容器などの中で溶解、保持す
る。ここで、溶融シリコンの保持温度は特に限定されな
い。
First, an embodiment of the method for purifying silicon of the present invention will be described. The inert gas referred to below is Ar gas
That is. Silicon purification method according to the present invention,
The raw material silicon in the reaction vessel, quality introducing Ar gas
First, melt in the melting and holding vessel provided at the top of the chamber.
Dissolve and hold the raw silicon to be melted and held
Ar gas containing a certain amount of water vapor is introduced and used for dissolution and holding
In the Ar gas atmosphere layer containing water vapor formed below
Purification through the dropping process of molten silicon
I am trying to do it. (I) Dissolution and Retention in Dissolution and Retention Process) Silicon as a raw material is dissolved and retained in a container mainly composed of silica or a container mainly composed of graphite. Here, the holding temperature of the molten silicon is not particularly limited.

【0008】(ii)溶融シリコンの滴下過程を含む以
降の過程での作用 溶融シリコンの滴下は、容器の底及び/又は横壁部に設
置されている排出口から、あるいは容器を傾動させるこ
とによって容器の上部から溶融シリコンを所定の速度で
流出させることによって行うことができる。溶融シリコ
ンを保持する容器の下方には、水蒸気を含む不活性ガス
の層が形成されており、滴下した溶融シリコンはこのガ
ス層を通過し、ガス層の下方に設置してある別の容器で
受けられる。その結果滴下し、容器内に入ったシリコン
に含有されるボロン濃度は滴下前の溶融シリコンに含有
されるボロン濃度よりも低減する。
(Ii) Including the step of dropping molten silicon
In the process of descent, dropping of molten silicon is performed by discharging molten silicon at a predetermined speed from a discharge port provided at the bottom and / or the side wall of the container or from the top of the container by tilting the container. Can be done by Under the container holding the molten silicon, a layer of an inert gas containing water vapor is formed, and the dropped molten silicon passes through this gas layer and is passed through another container installed below the gas layer. Can be received. As a result, the concentration of boron contained in the silicon that has been dropped and entered into the container is lower than the concentration of boron contained in the molten silicon before the addition.

【0009】シリコン中のボロンは気相中の水蒸気と反
応して酸化ガスとして除去されると考えられる。このた
め、効率よくボロンを除去するには滴下される溶融シリ
コンの界面積を大きくする必要がある。従って、滴下さ
れる溶融シリコンの液滴の平均直径はできるだけ小さい
方がよく、30mm以下が望ましい。これより大きく又は連
続した流れになると、滴下後のシリコンのボロン濃度は
滴下前の溶融シリコンのボロン濃度とほぼ等しくボロン
除去の効果がなくなる。
It is considered that boron in silicon reacts with water vapor in a gas phase and is removed as an oxidizing gas. Therefore, in order to efficiently remove boron, it is necessary to increase the boundary area of the molten silicon dropped. Therefore, it is preferable that the average diameter of the molten silicon droplet to be dropped is as small as possible and desirably 30 mm or less. If the flow becomes larger or continuous, the boron concentration of silicon after dropping is almost equal to the boron concentration of molten silicon before dropping, and the effect of removing boron is lost.

【0010】滴下する溶融シリコンが通過する不活性ガ
ス層中の水蒸気の濃度が1vol%未満ではボロンの除去に
ほとんど効果がないので、1vol%以上の水蒸気濃度が要
求される。不活性ガス層中の水蒸気の濃度が高すぎる
と、滴下するシリコンの酸化も著しくなり、シリコンの
歩留りが低下する。このため、水蒸気濃度は、40vol %
以下、さらに望ましくは20vol %以下である。
If the concentration of water vapor in the inert gas layer through which the molten silicon drops passes is less than 1 vol%, there is almost no effect on removing boron, so that a water vapor concentration of 1 vol% or more is required. If the concentration of the water vapor in the inert gas layer is too high, oxidation of the dripped silicon also becomes remarkable, and the yield of silicon decreases. Therefore, the water vapor concentration is 40 vol%
The content is more preferably 20 vol% or less.

【0011】本発明では、滴下シリコンに向けて水滴を
照射することによって、ボロンの除去をより効率的にな
し得る。
In the present invention, water droplets are directed toward the drip silicon.
By Rukoto be irradiated, it can make removal of boron more efficiently.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明を実施する際に用いる装置の縦
断面図の一例である。(i)溶解・保持過程で、 シリコン1はシリカ坩堝2内
で抵抗式ヒータ3によって加熱溶融され、保持される。
坩堝上方のチャンバ11に設置されたAr導入口4からシ
リコンの酸化を防ぐためにArが流されている。坩堝2の
底に設置されている滴下孔はストッパ5で塞がれてい
る。(ii)溶融シリコンの滴下過程を含む以降の過程で、
シリコンの滴下を始めるときはストッパ5を上方に持ち
上げ、滴下孔とストッパ5の先端との距離を適当に調整
し、滴下シリコン6の大きさを調整する。
FIG. 1 is an example of a longitudinal sectional view of an apparatus used in carrying out the present invention. (I) In the melting and holding process, the silicon 1 is heated and melted by the resistance heater 3 in the silica crucible 2 and held.
Ar is flowed from Ar inlet 4 installed in the chamber 11 of the crucible above how to prevent oxidation of the silicon. A drip hole provided at the bottom of the crucible 2 is closed by a stopper 5. (Ii) In the subsequent steps including the dropping step of molten silicon,
When starting the dropping of silicon, the stopper 5 is lifted upward, the distance between the dropping hole and the tip of the stopper 5 is appropriately adjusted, and the size of the dropping silicon 6 is adjusted.

【0013】この滴下シリコン6は、溶解・保持用容器
であるシリカ坩堝2の下方に設置した坩堝台7上のシリ
カ製の受け坩堝8で受けられ、蓄積される。シリカ坩堝
2の直下に相当するチャンバ11の高さ方向中間位置に
設置してあるガス導入口9からH2O −Ar混合ガスを流
す。ガス導入口4と9から導入されたガスは最終的に
ャンバ11の下部に設置してあるガス排出口10からチ
ャンバ11の外に排出される。また、水滴発生器12か
ら水滴13が照射され、ここを滴下シリコンが通過す
る。
The dripped silicon 6 is used as a dissolving / holding container.
Is received and accumulated in a silica receiving crucible 8 on a crucible table 7 installed below the silica crucible 2 . From a gas inlet 9 which had been <br/> placed in the height direction intermediate position of the chamber 11 directly below the silica crucible 2 flowing H 2 O -Ar gas mixture. Gas introduced from the gas inlet 4 and 9 finally Ji
The gas is exhausted from the chamber 11 through a gas exhaust port 10 provided at a lower portion of the chamber 11. In addition, a water droplet 13 is irradiated from a water droplet generator 12, and the dropping silicon passes therethrough.

【0014】 (比較例) 図1に概略を示した装置によって、 2kgのシリコンを、
内径 150mm、深さ 150mmのシリカ坩堝2内で抵抗式ヒー
タ3によって加熱溶融した。坩堝上部に設置されたAr導
入口4からシリコンの酸化を防ぐためにArを25l/min チ
ャンバ11内に流す。次にストッパ5を持ち上げて溶融
シリコンを滴下させ、受け坩堝8で回収した。このとき
の滴下中のシリコンの平均径は20mmであった。滴下前の
シリコンのボロン濃度と、滴下し回収したシリコンのボ
ロン濃度を表1に示す。
(Comparative Example) [0014] 2 kg of silicon was obtained by the apparatus schematically shown in FIG.
It was heated and melted by a resistance heater 3 in a silica crucible 2 having an inner diameter of 150 mm and a depth of 150 mm. Ar flows into the chamber 11 at a rate of 25 l / min to prevent oxidation of silicon from the Ar inlet 4 provided at the top of the crucible. Next, the stopper 5 was lifted and molten silicon was dropped, and was collected in the receiving crucible 8. At this time, the average diameter of the silicon being dropped was 20 mm. Table 1 shows the boron concentration of silicon before dropping and the boron concentration of silicon dropped and collected.

【0015】(実施例1) 比較例と全く同一の装置によって、 2kgのシリコンを加
熱溶融した。坩堝上部に設置されたAr導入口4からArを
10l/min チャンバ11内に流し、溶融用坩堝2の直下に
設置してあるガス導入口9から1vol%H2O −Ar混合ガス
を15l/min 流した。この状態でストッパ5を持ち上げて
溶融シリコンを滴下させ、受け坩堝8で回収した。この
ときの滴下中のシリコンの平均径は20mmであった。滴下
前のシリコンのボロン濃度と、滴下後に回収したシリコ
ンのボロン濃度を表1に示す。
Example 1 2 kg of silicon was heated and melted by the same apparatus as in the comparative example. Ar is introduced from the Ar inlet 4 located above the crucible.
The mixture was flowed into the chamber 11 at a flow rate of 10 l / min, and a mixed gas of 1 vol% H 2 O—Ar was flowed at a flow rate of 15 l / min from a gas inlet 9 provided immediately below the melting crucible 2. In this state, the stopper 5 was lifted and molten silicon was dropped, and was collected in the receiving crucible 8. At this time, the average diameter of the silicon being dropped was 20 mm. Table 1 shows the boron concentration of silicon before dropping and the boron concentration of silicon recovered after dropping.

【0016】(実施例2) 比較例と全く同一の装置によって、 2kgのシリコンを加
熱溶融した。坩堝上部に設置されたAr導入口4からArを
10l/min チャンバ11内に流し、溶解用坩堝2の直下に
設置してあるガス導入口9から5vol%H2O −Ar混合ガス
を15l/min 流した。この状態でストッパ5を持ち上げて
溶融シリコンを滴下させ、受け坩堝8で回収した。この
ときの滴下中のシリコンの平均径は15mmであった。滴下
前のシリコンのボロン濃度と、滴下後に回収したシリコ
ンのボロン濃度を表1に示す。
Example 2 2 kg of silicon was melted by heating using the same apparatus as in the comparative example. Ar is introduced from the Ar inlet 4 located above the crucible.
The mixture was supplied into the chamber 11 at a flow rate of 10 l / min, and a mixed gas of 5 vol% H 2 O—Ar was supplied at a flow rate of 15 l / min from a gas inlet 9 provided immediately below the melting crucible 2. In this state, the stopper 5 was lifted and molten silicon was dropped, and was collected in the receiving crucible 8. At this time, the average diameter of the silicon being dropped was 15 mm. Table 1 shows the boron concentration of silicon before dropping and the boron concentration of silicon recovered after dropping.

【0017】(実施例3) 比較例と全く同一の装置によって、 2kgのシリコンを加
熱溶解した。坩堝上部に設置されたAr導入口4からArを
10l/min チャンバ11内に流し、溶解用坩堝2の直下に
設置してあるガス導入口9から5vol%H2O −Ar混合ガス
を15l/min 流した。この状態でストッパ5を持ち上げて
溶融シリコンを滴下させ、受け坩堝8で回収した。この
とき水滴発生器12から約50μm の水滴13が照射さ
れ、ここを滴下するシリコンが通過した。このときの滴
下中のシリコンの平均径は10mmであった。滴下前のシリ
コンのボロン濃度と、滴下し回収したシリコンのボロン
濃度を表1に示す。
Example 3 2 kg of silicon was heated and melted using the same apparatus as in the comparative example. Ar is introduced from the Ar inlet 4 located above the crucible.
The mixture was supplied into the chamber 11 at a flow rate of 10 l / min, and a mixed gas of 5 vol% H 2 O—Ar was supplied at a flow rate of 15 l / min from a gas inlet 9 provided immediately below the melting crucible 2. In this state, the stopper 5 was lifted and molten silicon was dropped, and was collected in the receiving crucible 8. At this time, a water droplet 13 of about 50 μm was irradiated from the water droplet generator 12, and the silicon dripped there passed. At this time, the average diameter of the silicon being dropped was 10 mm. Table 1 shows the boron concentration of silicon before dropping and the boron concentration of silicon dropped and collected.

【0018】(実施例4) 比較例と全く同一の装置によって、 2kgのシリコンを加
熱溶解した。坩堝上部に設置されたAr導入口4からArを
10l/min チャンバ11内に流し、溶解用坩堝2の直下に
設置してあるガス導入口9から水蒸気濃度を 1〜60vol
%まで変化させたH2O −Ar混合ガスを15l/min 流した。
この状態でストッパ5を持ち上げて溶融シリコンを滴下
させ、受け坩堝8で回収した。このときの滴下中のシリ
コンの平均径は25mmであった。H2O −Ar混合ガス中の水
蒸気濃度と滴下前後のシリコン中のボロン濃度の比の関
係、ならびにH2O −Ar混合ガス中の水蒸気濃度と酸化物
を除去したシリコンの歩留りとの関係を図2に示す。
Example 4 2 kg of silicon was heated and melted using the same apparatus as in the comparative example. Ar is introduced from the Ar inlet 4 located above the crucible.
10 l / min Flow into the chamber 11, and adjust the water vapor concentration from 1 to 60 vol through the gas inlet 9 installed immediately below the melting crucible 2.
% Of H 2 O—Ar mixed gas was flowed at 15 l / min.
In this state, the stopper 5 was lifted and molten silicon was dropped, and was collected in the receiving crucible 8. At this time, the average diameter of the silicon being dropped was 25 mm. Ratio relationship H 2 O -Ar boron concentration in the silicon before and after dropping the water vapor concentration in the mixed gas, as well as the relationship between the H 2 O -Ar water vapor concentration in the mixed gas and yield of silicon to remove oxide As shown in FIG.

【0019】(実施例5) 比較例と全く同一の装置によって、 2kgのシリコンを加
熱溶解した。坩堝上部に設置されたAr導入口4からArを
10l/min チャンバ11内に流し、溶解用坩堝2の直下に
設置してあるガス導入口9から5vol%H2O −Ar混合ガス
を15l/min 流した。この状態でストッパ5を持ち上げて
溶融シリコンを滴下させ、受け坩堝8で回収した。この
とき、滴下孔とストッパ5の先端との距離を調整し、滴
下シリコン6の平均粒径を 5〜50mmまで変化させた。滴
下中のシリコンの大きさと滴下前後のシリコン中のボロ
ン濃度の比の関係を図3に示す。
Example 5 2 kg of silicon was heated and melted using the same apparatus as in the comparative example. Ar is introduced from the Ar inlet 4 located above the crucible.
The mixture was supplied into the chamber 11 at a flow rate of 10 l / min, and a mixed gas of 5 vol% H 2 O—Ar was supplied at a flow rate of 15 l / min from a gas inlet 9 provided immediately below the melting crucible 2. In this state, the stopper 5 was lifted and molten silicon was dropped, and was collected in the receiving crucible 8. At this time, the distance between the dropping hole and the tip of the stopper 5 was adjusted to change the average particle size of the dropping silicon 6 from 5 to 50 mm. FIG. 3 shows the relationship between the size of silicon during dropping and the ratio of the boron concentration in silicon before and after dropping.

【0020】本発明の実施例では、表1からわかるよう
に、シリコン中のボロンは必ずしも太陽電池用として十
分な量まで低減されないが、これに前記した従来技術を
併用することにより十分な結果を得ることができる。
In the examples of the present invention, as can be seen from Table 1, boron in silicon is not always reduced to a sufficient amount for solar cells, but sufficient results can be obtained by using the above-mentioned prior art together. Obtainable.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によってシリコンから除去しにく
いボロンを予め容易に低減しておくことができるので、
前記した特開平4-228414号公報や特開平4-193706号公報
などで開示されるボロン除去処理の負担が軽減され、最
終的にボロンを除去する時間が短縮される。
According to the present invention, boron which is difficult to remove from silicon can be easily reduced in advance.
The burden of the boron removal processing disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-284414 and 4-193706 is reduced, and the time for finally removing boron is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施する際に用いる装置の一例を示す
縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an apparatus used when carrying out the present invention.

【図2】H2O −Ar混合ガス中の水蒸気濃度と滴下前後の
シリコン中のボロン濃度の比の関係ならびにH2O −Ar混
合ガス中の水蒸気濃度と酸化物を除去したシリコンの歩
留りとの関係を示すグラフ。
[Figure 2] and the yield of H 2 O -Ar relationship and H 2 O -Ar water vapor concentration in the gas mixture the ratio of boron concentration in the silicon before and after dropping the water vapor concentration in the mixed gas and the silicon removal of the oxide The graph which shows the relationship.

【図3】滴下シリコンの大きさと滴下前後のシリコン中
のボロン濃度の比の関係を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the size of silicon dropped and the ratio of the concentration of boron in silicon before and after dropping.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン 2 シリカ坩堝(溶解・保持用容器) 3 抵抗式ヒータ 4 Ar導入口 5 ストッパ 6 滴下シリコン6’滴下後シリコン 7 坩堝台 8 受け坩堝(受け容器) 9 H2O −Ar混合ガス導入口 10 ガス排出口 11 チャンバ(反応容器) 12 水滴発生器 13 水滴1 silicon 2 silica crucible (container dissolution and retention) 3 resistive heater 4 Ar inlet 5 stopper 6 dropping silicon 6 'after dropping silicon 7 crucible base 8 receiving crucible (receiving container) 9 H 2 O -Ar mixed gas inlet Reference Signs List 10 Gas outlet 11 Chamber (reaction vessel) 12 Water drop generator 13 Water drop

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 浩二 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (72)発明者 寺嶋 久榮 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 英国特許897730(GB,B) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 33/037 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Koji Nishikawa, Inventor 1 at Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Engineering Co., Ltd. (56) References UK Patent 897730 (GB, B) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C01B 33/037

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコンの精製を行う反応容器内におい
て、 Ar ガスを導入しつつ、原料シリコンを溶解・保持用
容器の中で溶解して溶融シリコンとし、所定量の水蒸気
を含む Ar ガスを導入して、前記溶解・保持用容器の下方
1vol%以上 40vol %以下の水蒸気を含むArガス雰囲
気層を形成し、該雰囲気層中に前記溶解・保持容器から
溶融シリコンを滴下させ、滴下シリコンを受け容器で受
けると共に、滴下シリコン中のボロンと前記水蒸気とが
反応して生成された酸化ガスおよび使用後のガスのガス
排出を行い、前記原料シリコンを精製することを特徴と
するシリコンの精製方法。
1. A method for purifying silicon in a reaction vessel.
For dissolving and holding raw silicon while introducing Ar gas
Dissolved in a container to form molten silicon, and a predetermined amount of steam
While introducing Ar gas containing, lower container the dissolution and retention
1 vol% or more, Ar gas containing 40 vol% or less of water vapor Kiri囲
A vapor layer is formed, and molten silicon is dropped into the atmosphere layer from the melting / holding container , and the dropped silicon is received in the container.
At the same time, the boron in the drip silicon and the water vapor
Oxidizing gas generated by reaction and used gas
Evacuate method for purifying silicon which is characterized that you purifying the raw material silicon.
【請求項2】 前記滴下シリコンに向けて水滴を照射す
ることを特徴とする請求項1記載のシリコンの精製方
法。
2. The method for purifying silicon according to claim 1, wherein a water droplet is irradiated to the silicon drop.
【請求項3】 前記滴下シリコンの液滴の平均直径が30
mm以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のシ
リコンの精製方法。
3. The method according to claim 1, wherein the average diameter of the silicon droplets is 30.
The method for purifying silicon according to claim 1 or 2, wherein the diameter is not more than mm.
【請求項4】 シリコンの精製を行う反応容器である、
チャンバ内の上部に、原料シリコンを溶解、保持する容
器が設けられ、該溶解・保持用容器は、溶融シリコンを
滴下できるように構成されており、一方、前記チャンバ
内の下部に、滴下後シリコンを受ける受け容器が設けら
れ、さらに前記チャンバには、その上部に前記 Ar ガス導
入口が設置されていると共に、前記溶解・保持用容器の
直下に相当する高さ方向中間位置に H 2O Ar 混合ガス導
入口が設置され、その下部にガス排出口が設置されてい
ることを特徴とするシリコンの予備処理装置。
4. A reaction vessel for purifying silicon,
In the upper part of the chamber, a vessel for melting and holding the raw material silicon
Vessel is provided, and the melting and holding vessel
The chamber is configured to allow dripping, while the chamber
In the lower part of the inside, a receiving container for receiving silicon after dripping is provided.
The chamber is further provided with the Ar gas
An inlet is installed and the dissolution / holding vessel is
H 2 O in a height direction intermediate position directly below - Ar mixed gas guide
There is an inlet and a gas outlet below it.
A silicon pre-processing apparatus.
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