JP4379163B2 - 高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法 - Google Patents
高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4379163B2 JP4379163B2 JP2004070053A JP2004070053A JP4379163B2 JP 4379163 B2 JP4379163 B2 JP 4379163B2 JP 2004070053 A JP2004070053 A JP 2004070053A JP 2004070053 A JP2004070053 A JP 2004070053A JP 4379163 B2 JP4379163 B2 JP 4379163B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strontium
- slurry
- average particle
- layer
- particle size
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 45
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 45
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 131
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 58
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 51
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 42
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims description 35
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 30
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 20
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N strontium nitrate Chemical compound [Sr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DHEQXMRUPNDRPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003438 strontium compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Description
この発明は、高純度シリコン原料を溶解し凝固させて高純度のシリコンインゴットを製造するのに用いられるるつぼの製造方法に関するものである。
高純度シリコン原料を溶解し凝固させて高純度シリコンインゴットを製造するのに用いられるるつぼの製造方法の一つとして、
（ａ）コロイダルシリカに、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末を添加して得られたスラリーを作製し、
（ｂ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｃ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたスタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｃ）で構成された高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法が知られている。
（ａ）コロイダルシリカに、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末を添加して得られたスラリーを作製し、
（ｂ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｃ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたスタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｃ）で構成された高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法が知られている。
上記の従来るつぼにおいて、石英ガラスるつぼ本体の内側に形成された内層は、るつぼの内壁から剥離しやすいところから、高純度シリコン原料をるつぼ内で溶解し凝固させて高純度シリコンインゴットを作製する際に、シリコン溶湯が凝固時に収縮し高純度シリコンインゴットの外周がるつぼ内壁面に引っ張られる現象が発生しても、前記内層はるつぼ内面から剥離し、それによって高純度シリコンインゴットに内部応力が残留せず、従って、高純度シリコンインゴット製造時の内部応力割れが発生することはないので歩留まりが向上し、さらにこの内部応力残留の少ない径の大きな優れた高純度シリコンインゴットを作製することができるとされている（特許文献１参照）。
特開平１１−２４４９８８号公報
しかし、上記の従来の石英ガラスるつぼ本体の内側に内層を形成してなる高純度シリコンインゴット製造用るつぼは、前記内層に０．２ｐｐｍ程度の微量のボロンが不可避不純物として含まれているために、この従来るつぼを用いて高純度シリコン原料を溶解し凝固して高純度シリコンインゴットを製造すると、前記内層中に不可避不純物として含有するボロンが溶解中に溶解シリコンに混入し、かつ前記ボロンの混入割合は溶解条件によって変化することから、前記高純度シリコンインゴットに別途合金成分としてドープ含有されるボロンの含有量が影響を受け、この結果所定のボロン含有量の高純度シリコンインゴットを安定して作製することは難しかった。
そこで、本発明者らは、上記るつぼ内層からのボロン混入のない高純度シリコンインゴットを製造すべく研究を行なった結果、
（ａ）上記の高純度シリコンインゴット製造用るつぼにおいて、石英ガラスるつぼ本体の内側に形成した内層にストロンチウムを含有させたるつぼを用いて、高純度シリコン原料を充填し、溶解し、凝固して得られた高純度シリコンインゴットは、前記内層に不可避不純物として含まれるボロンをストロンチウムが固定することから、内層に含まれるボロンが溶解シリコンに混入することが著しく抑制されるようになること。
（ｂ）上記内層中のボロンはストロンチウムと主としてＳｒＢ６の形の化合物として固定されると考えられるので、前記内層に不可避不純物として含まれるボロンをあらかじめ原子％で測定しておき、その測定値（原子％）の少なくとも１／６の量のストロンチウムを含有させる必要があるが、内層にストロンチウムが多く入りすぎるとストロンチウムそのものがコンタミになる可能性があるところから、その上限は、内層を構成するシリカに対し０．１原子％であることが好ましいこと。
以上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果が得られたのである。
（ａ）上記の高純度シリコンインゴット製造用るつぼにおいて、石英ガラスるつぼ本体の内側に形成した内層にストロンチウムを含有させたるつぼを用いて、高純度シリコン原料を充填し、溶解し、凝固して得られた高純度シリコンインゴットは、前記内層に不可避不純物として含まれるボロンをストロンチウムが固定することから、内層に含まれるボロンが溶解シリコンに混入することが著しく抑制されるようになること。
（ｂ）上記内層中のボロンはストロンチウムと主としてＳｒＢ６の形の化合物として固定されると考えられるので、前記内層に不可避不純物として含まれるボロンをあらかじめ原子％で測定しておき、その測定値（原子％）の少なくとも１／６の量のストロンチウムを含有させる必要があるが、内層にストロンチウムが多く入りすぎるとストロンチウムそのものがコンタミになる可能性があるところから、その上限は、内層を構成するシリカに対し０．１原子％であることが好ましいこと。
以上（ａ）および（ｂ）に示される研究結果が得られたのである。
この発明は、上記の研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）（ａ）平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカが水中に懸濁してなるコロイダルシリカ、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末、平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末、および平均粒径：５０〜３００μｍの微細酸化ストロンチウム粉末を用意し、
（ｂ）上記コロイダルシリカに、上記超微粉溶融シリカ粉末と上記超微粉酸化ストロンチウム粉末を添加して得られたストロンチウム含有スラリーを作製し、
（ｃ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への上記微細溶融シリカ砂、または前記微細溶融シリカ砂と上記微細酸化ストロンチウム粉末の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、ストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｄ）上記内層に含有するストロンチウム（Ｓｒ）の全含有割合を、前記内層中に不可避不純物として含有するボロン（Ｂ）の全含有量に対する原子割合（Ｓｒ／Ｂ）で１／６以上にして、全シリカ含有量に対する割合で０．１原子％以下とし、
（ｅ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｅ）で構成した高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法。
（２）（ａ）平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカが水中に懸濁してなるコロイダルシリカ、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末、および平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂、さらに炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、および水酸化ストロンチウムのうちの１種からなるストロンチウム化合物を用意し、
（ｂ）上記コロイダルシリカに、上記超微粉溶融シリカ粉末と、上記ストロンチウム化合物を添加して得られたストロンチウム含有スラリーを作製し、
（ｃ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への上記微細溶融シリカ砂の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、ストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｄ）上記内層に含有するストロンチウム（Ｓｒ）の全含有割合を、前記内層中に不可避不純物として含有するボロン（Ｂ）の全含有量に対する原子割合（Ｓｒ／Ｂ）で１／６以上にして、全シリカ含有量に対する割合で０．１原子％以下とし、
（ｅ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｅ）で構成した高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法。
以上（１）および（２）の高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法に特徴を有するものである。
（１）（ａ）平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカが水中に懸濁してなるコロイダルシリカ、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末、平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末、および平均粒径：５０〜３００μｍの微細酸化ストロンチウム粉末を用意し、
（ｂ）上記コロイダルシリカに、上記超微粉溶融シリカ粉末と上記超微粉酸化ストロンチウム粉末を添加して得られたストロンチウム含有スラリーを作製し、
（ｃ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への上記微細溶融シリカ砂、または前記微細溶融シリカ砂と上記微細酸化ストロンチウム粉末の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、ストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｄ）上記内層に含有するストロンチウム（Ｓｒ）の全含有割合を、前記内層中に不可避不純物として含有するボロン（Ｂ）の全含有量に対する原子割合（Ｓｒ／Ｂ）で１／６以上にして、全シリカ含有量に対する割合で０．１原子％以下とし、
（ｅ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｅ）で構成した高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法。
（２）（ａ）平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカが水中に懸濁してなるコロイダルシリカ、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末、および平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂、さらに炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、および水酸化ストロンチウムのうちの１種からなるストロンチウム化合物を用意し、
（ｂ）上記コロイダルシリカに、上記超微粉溶融シリカ粉末と、上記ストロンチウム化合物を添加して得られたストロンチウム含有スラリーを作製し、
（ｃ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への上記微細溶融シリカ砂の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、ストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｄ）上記内層に含有するストロンチウム（Ｓｒ）の全含有割合を、前記内層中に不可避不純物として含有するボロン（Ｂ）の全含有量に対する原子割合（Ｓｒ／Ｂ）で１／６以上にして、全シリカ含有量に対する割合で０．１原子％以下とし、
（ｅ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｅ）で構成した高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法。
以上（１）および（２）の高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法に特徴を有するものである。
この発明の石英ガラスるつぼ本体の内側に形成した内層にストロンチウムを含有させたるつぼを用いて、高純度シリコンインゴットを製造することにより、前記内層に不可避不純物として含まれるボロンがストロンチウムによって固定され、前記内層に含まれるボロンが溶解シリコンに混入することが著しく抑制されるようになるので、前記溶解シリコンへのボロンドープ含有量が実質的にそのままインゴットのボロン含有量となる高純度シリコンインゴットを製造することができる。
実施例１
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末［ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ（１．２８×１０ −５ 原子％）］、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂［ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ（１．１７×１０ −５ 原子％）］および平均粒径：１．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末を用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに対して前記用意した平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合してスラリーを作製した。このスラリーに含まれるボロンは０．２ｐｐｍ（１．１１×１０ −５ 原子％）であったので、このスラリーにさらに先に用意した平均粒径：１．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末：０．２ｐｐｍ（１．３７×１０ −５ 原子％）（スラリーに含まれるボロン量の１／１に相当）を添加することによりストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明高純度シリコンインゴット製造用るつぼ（以下、本発明るつぼという）１を作製した。
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末［ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ（１．２８×１０ −５ 原子％）］、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂［ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ（１．１７×１０ −５ 原子％）］および平均粒径：１．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末を用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに対して前記用意した平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合してスラリーを作製した。このスラリーに含まれるボロンは０．２ｐｐｍ（１．１１×１０ −５ 原子％）であったので、このスラリーにさらに先に用意した平均粒径：１．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末：０．２ｐｐｍ（１．３７×１０ −５ 原子％）（スラリーに含まれるボロン量の１／１に相当）を添加することによりストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明高純度シリコンインゴット製造用るつぼ（以下、本発明るつぼという）１を作製した。
実施例２
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末（ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ）、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂（ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ）および炭酸ストロンチウムを用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに前記用意した炭酸ストロンチウムを１００ｐｐｍ（ｗｔ換算）溶解することにより炭酸ストロンチウム含有コロイダルシリカを作製した。この炭酸ストロンチウム含有コロイダルシリカ：３０容量％に対して平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合しストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明るつぼ２を作製した。
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末（ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ）、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂（ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ）および炭酸ストロンチウムを用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに前記用意した炭酸ストロンチウムを１００ｐｐｍ（ｗｔ換算）溶解することにより炭酸ストロンチウム含有コロイダルシリカを作製した。この炭酸ストロンチウム含有コロイダルシリカ：３０容量％に対して平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合しストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明るつぼ２を作製した。
実施例３
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉シリカ粉末（ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ）、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂（ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ）および硝酸ストロンチウムを用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに前記用意した硝酸ストロンチウムを１００ｐｐｍ（ｗｔ換算）溶解することにより硝酸ストロンチウム含有コロイダルシリカを作製した。この硝酸ストロンチウム含有コロイダルシリカ：３０容量％に対して平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合しストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明るつぼ３を作製した。
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉シリカ粉末（ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ）、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂（ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ）および硝酸ストロンチウムを用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに前記用意した硝酸ストロンチウムを１００ｐｐｍ（ｗｔ換算）溶解することにより硝酸ストロンチウム含有コロイダルシリカを作製した。この硝酸ストロンチウム含有コロイダルシリカ：３０容量％に対して平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合しストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明るつぼ３を作製した。
実施例４
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末（ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ）、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂（ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ）および水酸化ストロンチウムを用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに前記用意した水酸化ストロンチウムを１００ｐｐｍ（ｗｔ換算）溶解することにより水酸化ストロンチウム含有コロイダルシリカを作製した。この水酸化ストロンチウム含有コロイダルシリカ：３０容量％に対して平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合しストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明るつぼ４を作製した。
内径：１７０ｍｍ、外径：１９０ｍｍ、深さ：１５０ｍｍの寸法を有する石英ガラスるつぼ本体を用意した。
さらに、市販の平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末（ボロン含有量：０．２３ｐｐｍ）、平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂（ボロン含有量：０．２１ｐｐｍ）および水酸化ストロンチウムを用意した。
さらに平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカ：３０容量％を含有し、残部：水からなるコロイダルシリカを用意し、このコロイダルシリカに前記用意した水酸化ストロンチウムを１００ｐｐｍ（ｗｔ換算）溶解することにより水酸化ストロンチウム含有コロイダルシリカを作製した。この水酸化ストロンチウム含有コロイダルシリカ：３０容量％に対して平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０容量％を添加混合しストロンチウム含有スラリーを作製した。
前記ストロンチウム含有スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成した。この操作を３回繰り返したのち、最後にストロンチウム含有スラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、本発明るつぼ４を作製した。
従来例
上記実施例で用意したコロイダルシリカに対して前記用意した平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０％を添加混合してスラリーを作製し、前記スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成し、この操作を３回繰り返したのち、最後にスラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、従来高純度シリコンインゴット製造用るつぼ（以下、従来るつぼという）を作製した。
上記実施例で用意したコロイダルシリカに対して前記用意した平均粒径：１．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末：６０％を添加混合してスラリーを作製し、前記スラリーを前記石英ガラスるつぼ本体の内側に塗布してスラリー層を形成し、このスラリー層の表面に平均粒径：１５０μｍの微細溶融シリカ砂を散布してストロンチウム含有スタッコ層を形成し、この操作を３回繰り返したのち、最後にスラリー層を形成し、ついで大気雰囲気中、温度：１０００℃で２時間加熱保持して乾燥し焼成することにより石英ガラスるつぼ本体の内側に、合計厚さが３ｍｍを有する内層を形成し、従来高純度シリコンインゴット製造用るつぼ（以下、従来るつぼという）を作製した。
このようにして作製した本発明るつぼ１〜４および従来るつぼについて、これを構成する内層中に不可避不純物として含有するボロンの挙動を観察する目的で、ボロン含有量：０．０１ｐｐｍ（５．５６×１０ −６ 原子％）未満、抵抗値：２００Ωｍの高純度シリコン原料を装入し、溶解し、凝固させて高純度シリコンインゴットを作製した。この作製した高純度シリコンインゴットの抵抗値および高純度シリコンインゴットに含まれるボロン量をＩＣＰ法により測定し、その結果を表１に示した。
表１に示される結果から、本発明るつぼ１〜４を用いて作製した高純度シリコンインゴットは、従来るつぼを用いて作製した高純度シリコンインゴットに比べてボロン濃度の増加が見られないところから、本発明るつぼ１〜４を用いれば、インゴット溶解時のるつぼ内層からのボロンの混入が見られないことが分かる。
さらに、作製した高純度シリコンインゴットの表面に付着している本発明るつぼ１〜４および従来るつぼの内層に含まれるボロン量をＩＣＰ法により測定し、インゴット製造前後の内層に含まれるボロン量を表２に示した。
表２に示される結果から、高純度シリコンインゴット製造後の本発明るつぼ１〜４の内層に含まれるボロン量は、高純度シリコンインゴット製造前と比較してほとんど変化が見られないが、従来るつぼを使用して高純度シリコンインゴットを製造した場合、製造後の従来るつぼの内層に含まれるボロン量は、製造前と比較して大きく減少し、内層に含まれるボロンの高純度シリコンインゴットへの混入が大きいことがわかる。
Claims (2)
- （ａ）平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカが水中に懸濁してなるコロイダルシリカ、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末、平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉酸化ストロンチウム粉末、および平均粒径：５０〜３００μｍの微細酸化ストロンチウム粉末を用意し、
（ｂ）上記コロイダルシリカに、上記超微粉溶融シリカ粉末と上記超微粉酸化ストロンチウム粉末を添加して得られたストロンチウム含有スラリーを作製し、
（ｃ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への上記微細溶融シリカ砂、または前記微細溶融シリカ砂と上記微細酸化ストロンチウム粉末の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、ストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｄ）上記内層に含有するストロンチウム（Ｓｒ）の全含有割合を、前記内層中に不可避不純物として含有するボロン（Ｂ）の全含有量に対する原子割合（Ｓｒ／Ｂ）で１／６以上にして、全シリカ含有量に対する割合で０．１原子％以下とし、
（ｅ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｅ）で構成したことを特徴とする高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法。 - （ａ）平均粒径：１０ｎｍ以下のコロイド状シリカが水中に懸濁してなるコロイダルシリカ、平均粒径：０．２〜４．０μｍの超微粉溶融シリカ粉末、および平均粒径：５０〜３００μｍの微細溶融シリカ砂、さらに炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、および水酸化ストロンチウムのうちの１種からなるストロンチウム化合物を用意し、
（ｂ）上記コロイダルシリカに、上記超微粉溶融シリカ粉末と、上記ストロンチウム化合物を添加して得られたストロンチウム含有スラリーを作製し、
（ｃ）別途用意した石英ガラスるつぼ本体の内側に、上記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによるスラリー層の形成、および前記スラリー層表面への上記微細溶融シリカ砂の散布をそれぞれ１回づつ、あるいは複数回繰り返し施し、さらに前記ストロンチウム含有スラリーの塗布または吹き付けによる最表面スラリー層の形成を行なって、ストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を形成し、
（ｄ）上記内層に含有するストロンチウム（Ｓｒ）の全含有割合を、前記内層中に不可避不純物として含有するボロン（Ｂ）の全含有量に対する原子割合（Ｓｒ／Ｂ）で１／６以上にして、全シリカ含有量に対する割合で０．１原子％以下とし、
（ｅ）上記石英ガラスるつぼ本体の内側に形成されたストロンチウム含有スタッコ層からなる内層を乾燥し、焼成してなる、
上記（ａ）〜（ｅ）で構成したことを特徴とする高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004070053A JP4379163B2 (ja) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | 高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004070053A JP4379163B2 (ja) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | 高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005257184A JP2005257184A (ja) | 2005-09-22 |
| JP4379163B2 true JP4379163B2 (ja) | 2009-12-09 |
Family
ID=35083078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004070053A Expired - Lifetime JP4379163B2 (ja) | 2004-03-12 | 2004-03-12 | 高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4379163B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4841352B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-12-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度シリコン溶解鋳造用るつぼ |
| JP4963893B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2012-06-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 高純度シリコン溶解鋳造用るつぼ |
| JP4931432B2 (ja) * | 2006-02-10 | 2012-05-16 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 多結晶シリコン鋳片製造用の鋳型 |
| JP7383103B1 (ja) | 2022-10-28 | 2023-11-17 | 株式会社ヨータイ | キャスタブル乾式吹付材及びその施工方法 |
-
2004
- 2004-03-12 JP JP2004070053A patent/JP4379163B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005257184A (ja) | 2005-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5452709B2 (ja) | シリコンインゴット鋳造用積層ルツボ及びその製造方法 | |
| US20080260608A1 (en) | Crucible for the Crystallization of Silicon and Process for Making the Same | |
| FI93826C (fi) | Menetelmä itsekantavien keraamisten sekarakenteiden valmistamiseksi | |
| TW200540130A (en) | Crucible for the crystallization of silicon | |
| JP5552435B2 (ja) | Ｂｓａｓ粉末 | |
| TW201512080A (zh) | 多晶矽錠鑄造用鑄模之脫模劑用氮化矽粉末及其製造方法、含有該氮化矽粉末之漿料、多晶矽錠鑄造用鑄模及其製造方法、以及使用該鑄模之多晶矽錠之製造方法 | |
| JP2001198648A (ja) | シリコンインゴット鋳造用鋳型およびその製造方法 | |
| CN103339300A (zh) | 坩埚主体及其形成方法 | |
| JP4379163B2 (ja) | 高純度シリコンインゴット製造用るつぼの製造方法 | |
| NZ227919A (en) | Production of a self-supporting ceramic body which is subsequently coated with a protective layer | |
| RU1809827C (ru) | Способ изготовлени изделий из керамического композиционного материала | |
| CN108541250B (zh) | 多孔碳材料的制造方法以及球状的多孔碳材料 | |
| JP4963893B2 (ja) | 高純度シリコン溶解鋳造用るつぼ | |
| TW513332B (en) | Process for preparing a ceramic molding composition and melting vessel | |
| JP4841352B2 (ja) | 高純度シリコン溶解鋳造用るつぼ | |
| JPS6385060A (ja) | 自己支持セラミック複合材料の製造方法 | |
| ITTO20130531A1 (it) | Metodo per la fabbricazione di compositi a matrice di alluminio tramite infiltrazione senza pressione | |
| JP5610570B2 (ja) | シリカガラスルツボ、シリコンインゴットの製造方法 | |
| JP2002516919A5 (ja) | ||
| TW201343987A (zh) | 單晶矽成長用坩堝、單晶矽成長用坩堝的製法、及單晶矽的製法 | |
| JP5785003B2 (ja) | 複合材料の製造方法 | |
| JP2002137927A5 (ja) | ||
| JP3944700B2 (ja) | 希土類合金溶解用坩堝および希土類合金 | |
| JP4889306B2 (ja) | 離型材を有するシリコン凝固用鋳型 | |
| JP2016160143A (ja) | 耐火物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090721 |
|
| 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: 20090825 |
|
| 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: 20090907 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4379163 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: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |