JP5507512B2 - 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
- JP5507512B2 JP5507512B2 JP2011190451A JP2011190451A JP5507512B2 JP 5507512 B2 JP5507512 B2 JP 5507512B2 JP 2011190451 A JP2011190451 A JP 2011190451A JP 2011190451 A JP2011190451 A JP 2011190451A JP 5507512 B2 JP5507512 B2 JP 5507512B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- silicon
- reactor
- filling
- archimedes number
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
- C01B33/035—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
反応ガスによるブリッジの表面の著しい冷却の結果としての高い熱流の極端な例において、これはシリコンの溶融温度(1413℃)を上回るブリッジの内部の温度をまねきうる。ついで、いわゆる"ブリッジ漏れ(Brueckenauslaufen)"となり、これは不可避に析出プロセスの中断をまねく。
Ar=π*g*L3*Ad*(Tロッド−T壁)/(2*Q2*(Tロッド+T壁))
ここで、gは重力加速度[m/s2]を表し、Lはフィラメントロッドのロッド長さ[m]を表し、Qは運転条件(p,T)下でのガスの体積流量[m3/s]を表し、Adは全てのノズル断面積の和[m2]を表し、Tロッドはロッド温度[K]を表し、かつT壁は壁温度[K]を表す。
1つ又はそれ以上のノズルの断面積は時間的に可変であってもよい。
Arn=n*Ar
本発明による方法は、しかしながら − 既に前に述べたように − リアクター中のロッドの数から独立している。
ダスト堆積は、技術水準と同じかもしくはより高い平均析出速度で殆ど観察されない。
本発明による方法を実施する際に、ロッド漏れ及び/又はブリッジ漏れは生じない。
曲線4は、欧州特許出願公開(EP-A2)第2 067 744号明細書から知られたプロセスについての充填度に依存したアルキメデス数を示す。
本発明による3つの異なるプロセスを示す。
この場合に、アルキメデス数は5.03%の充填度と17.98%の充填度との間で1332から2671に上昇する。
2 例2による曲線、 21、22、23 曲線2の点、
3 例3による曲線、 31、32、33、34 曲線3の点、
4 欧州特許出願公開(EP-A2)第2 067 744号明細書から知られたプロセスによる曲線、 41、42、43、44、45、46 曲線4の点、
5 本発明による範囲の最大限で認められる経過を示す曲線、
6 本発明による範囲の最小限で認められる経過を示す曲線、
7 独国特許出願公開(DE-A1)第29 12 661号明細書に記載されたプロセスによる点
Claims (10)
- シリコンを含有する成分と水素とを含有する反応ガスを、1つ又はそれ以上のノズルを用いて少なくとも1本の加熱されたフィラメントロッドを有するリアクター中へ導通し、前記フィラメントロッド上にシリコンを析出させることを含む多結晶シリコンの製造方法であって、
前記リアクター中の流動条件を説明するアルキメデス数Arn は次式:
Ar=π*g*L 3 *A d *(T ロッド −T 壁 )/(2*Q 2 *(T ロッド +T 壁 ))
(式中、gは重力加速度[m/s 2 ]を表し、Lはフィラメントロッドのロッド長さ[m]を表し、Qは運転条件(p,T)下でのガスの体積流量[m 3 /s]を表し、A d は全てのノズル断面積の和[m 2 ]を表し、T ロッド はロッド温度[K]を表し、かつT 壁 は壁温度[K]を表す)
で表され、該アルキメデス数Ar n が、リアクターの空間容積に対するロッド体積の比[単位:パーセント]で示される充填度FGに依存して、5%までの充填度FGについては下方へは関数Ar=2000×FG−0.6によりかつ上方へは関数Ar=17000×FG−0.9により区切られた範囲内にあり、かつ5%よりも大きい充填度の場合には少なくとも750から多くとも4000までの範囲内であることを特徴とする、多結晶シリコンの製造方法。 - シリコンの析出開始から充填度が4.5〜5.5%まで、アルキメデス数は単調減少し、かつ、より高い充填度ではアルキメデス数は一定である、請求項1に記載の方法。
- シリコンの析出開始から充填度が6.5〜7.5%まで、アルキメデス数は減少し、かつ、より高い充填度ではアルキメデス数は一定であり、シリコンの析出開始から充填度が1〜3%までのアルキメデス数の減少は、4.5%の充填度から6.5〜7.5%の充填度までの場合よりも低下する、請求項1に記載の方法。
- シリコンの析出開始から充填度が4.5〜5.5%まで、アルキメデス数は単調減少し、かつより高い充填度ではアルキメデス数は上昇する、請求項1に記載の方法。
- リアクター容積が、温度が300K〜700Kである壁により区切られている、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- リアクターの壁に向かい合った少なくとも1本のロッドの面でかつこの少なくとも1本のロッドの長さの半分の高さで測定される温度が1150K〜1600Kである、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- シリコン析出後の少なくとも1本のロッドを、リアクターから取り出し、かつ機械加工によりシリコンチャンクへと加工する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 帯域溶融によりシリコン単結晶を製造するための、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法により製造された多結晶シリコンの使用。
- チョクラルスキー法による結晶引上げによりシリコン単結晶を製造するための、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法により製造された多結晶シリコンの使用。
- ブロックキャストによりシリコン結晶を製造するための、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法により製造された多結晶シリコンの使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010040093A DE102010040093A1 (de) | 2010-09-01 | 2010-09-01 | Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium |
DE102010040093.9 | 2010-09-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012051788A JP2012051788A (ja) | 2012-03-15 |
JP5507512B2 true JP5507512B2 (ja) | 2014-05-28 |
Family
ID=44677532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011190451A Active JP5507512B2 (ja) | 2010-09-01 | 2011-09-01 | 多結晶シリコンの製造方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8894766B2 (ja) |
EP (1) | EP2426084B1 (ja) |
JP (1) | JP5507512B2 (ja) |
KR (1) | KR101356678B1 (ja) |
CN (1) | CN102381709B (ja) |
CA (1) | CA2749635C (ja) |
DE (1) | DE102010040093A1 (ja) |
ES (1) | ES2409715T3 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010040093A1 (de) * | 2010-09-01 | 2012-03-01 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium |
DE202012100839U1 (de) * | 2012-03-08 | 2012-06-22 | Silcontec Gmbh | Laborreaktor |
JP5969230B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2016-08-17 | 株式会社トクヤマ | 多結晶シリコンロッド |
DE102012218748B4 (de) | 2012-10-15 | 2014-02-13 | Wacker Chemie Ag | Trocknen von Polysilicium |
DE102013207251A1 (de) * | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium |
DE102013214799A1 (de) | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium |
DE102013215093A1 (de) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Wacker Chemie Ag | Trägerkörper für die Abscheidung von polykristallinem Silicium |
DE102014216325A1 (de) | 2014-08-18 | 2016-02-18 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium |
JP7239692B2 (ja) * | 2018-12-17 | 2023-03-14 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト | 多結晶シリコンの製造方法 |
CN109448800B (zh) * | 2018-12-24 | 2022-12-06 | 内蒙古神舟硅业有限责任公司 | 判断精三氯氢硅质量下滑时间的方法 |
WO2021008693A1 (de) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4148931A (en) | 1976-03-08 | 1979-04-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for depositing elemental silicon semiconductor material from a gas phase |
DE2609564A1 (de) * | 1976-03-08 | 1977-09-15 | Siemens Ag | Verfahren zum abscheiden von elementarem silicium aus der gasphase |
DE2912661C2 (de) | 1979-03-30 | 1982-06-24 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fuer Elektronik-Grundstoffe Mbh, 8263 Burghausen | Verfahren zur Abscheidung von reinem Halbleitermaterial und Düse zur Durchführung des Verfahrens |
JPH08169797A (ja) * | 1994-08-26 | 1996-07-02 | Advanced Silicon Materials Inc | 多結晶シリコン棒の製造方法及び製造装置 |
DE10101040A1 (de) | 2001-01-11 | 2002-07-25 | Wacker Chemie Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Siliciumstabes |
JP3660617B2 (ja) | 2001-10-23 | 2005-06-15 | 住友チタニウム株式会社 | 半導体級多結晶シリコンの製造方法 |
DE10359587A1 (de) | 2003-12-18 | 2005-07-14 | Wacker-Chemie Gmbh | Staub- und porenfreies hochreines Polysiliciumgranulat |
DE102007023041A1 (de) | 2007-05-16 | 2008-11-20 | Wacker Chemie Ag | Polykristalliner Siliciumstab für das Zonenziehen und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102007047210A1 (de) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | Wacker Chemie Ag | Polykristallines Silicium und Verfahren zu seiner Herstellung |
JP5509578B2 (ja) | 2007-11-28 | 2014-06-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 多結晶シリコン製造装置及び製造方法 |
JP5428303B2 (ja) | 2007-11-28 | 2014-02-26 | 三菱マテリアル株式会社 | 多結晶シリコン製造方法 |
DE102010040093A1 (de) * | 2010-09-01 | 2012-03-01 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium |
US20120148728A1 (en) * | 2010-12-09 | 2012-06-14 | Siliken Sa | Methods and apparatus for the production of high purity silicon |
US20130149228A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Siliken Chemicals, S.L. | Method, system and apparatus for controlling particle size in a fluidized bed reactor |
-
2010
- 2010-09-01 DE DE102010040093A patent/DE102010040093A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-08-16 CA CA2749635A patent/CA2749635C/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-08-22 US US13/214,321 patent/US8894766B2/en active Active
- 2011-08-22 ES ES11178308T patent/ES2409715T3/es active Active
- 2011-08-22 EP EP11178308A patent/EP2426084B1/de active Active
- 2011-08-25 KR KR1020110085212A patent/KR101356678B1/ko active IP Right Review Request
- 2011-08-29 CN CN201110261807.7A patent/CN102381709B/zh active Active
- 2011-09-01 JP JP2011190451A patent/JP5507512B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120022667A (ko) | 2012-03-12 |
CA2749635C (en) | 2014-10-21 |
CA2749635A1 (en) | 2012-03-01 |
JP2012051788A (ja) | 2012-03-15 |
ES2409715T3 (es) | 2013-06-27 |
CN102381709A (zh) | 2012-03-21 |
CN102381709B (zh) | 2014-10-22 |
KR101356678B1 (ko) | 2014-01-28 |
US20120048178A1 (en) | 2012-03-01 |
US8894766B2 (en) | 2014-11-25 |
EP2426084A3 (de) | 2012-04-25 |
DE102010040093A1 (de) | 2012-03-01 |
EP2426084A2 (de) | 2012-03-07 |
EP2426084B1 (de) | 2013-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5507512B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
US7105053B2 (en) | Energy efficient method for growing polycrystalline silicon | |
JP5657737B2 (ja) | 多結晶シリコンロッドおよびそれの製造方法 | |
JP2013224254A (ja) | 粒状多結晶シリコンおよびその製造 | |
JP5940680B2 (ja) | 多結晶シリコンロッドおよびポリシリコンを生成するための方法 | |
JP6181620B2 (ja) | 多結晶シリコン製造用反応炉、多結晶シリコン製造装置、多結晶シリコンの製造方法、及び、多結晶シリコン棒または多結晶シリコン塊 | |
JP5684345B2 (ja) | 多結晶シリコンの堆積のための方法 | |
JP6934025B2 (ja) | シリコン析出用芯線、該芯線の製造方法、および多結晶シリコンの製造方法 | |
JP5642755B2 (ja) | 多結晶シリコンを析出させるための装置及び方法 | |
JP6337389B2 (ja) | 炭化珪素粉粒体の製造方法 | |
TW201326476A (zh) | 形成多晶矽的方法 | |
JP6870085B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
JP4801601B2 (ja) | シリコンの製造方法 | |
KR20110138248A (ko) | 광전지 등급 규소 금속의 제조 방법 | |
JPS58185426A (ja) | 高純度シリコンの製造方法 | |
WO2013080575A1 (ja) | 高純度シリコンの製造方法および高純度シリコン | |
JPWO2013080575A1 (ja) | 高純度シリコンの製造方法および高純度シリコン |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20121204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20121207 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20121207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131029 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140128 |
|
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: 20140218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140319 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5507512 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |