JPH05124809A - シリコンの凝固精製法 - Google Patents
シリコンの凝固精製法Info
- Publication number
- JPH05124809A JPH05124809A JP31180391A JP31180391A JPH05124809A JP H05124809 A JPH05124809 A JP H05124809A JP 31180391 A JP31180391 A JP 31180391A JP 31180391 A JP31180391 A JP 31180391A JP H05124809 A JPH05124809 A JP H05124809A
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- JP
- Japan
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- silicon
- ingot
- solidification
- metallic silicon
- refining
- Prior art date
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- Withdrawn
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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
- C01B33/037—Purification
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 凝固精製の歩留りを上げることが出来るシリ
コンの凝固精製法を提供する。 【構成】 金属シリコン３の純度を上げるために金属シ
リコン３の液相を一方向から徐々に凝固することによっ
て元の金属シリコン３の液相よりも不純物濃度の低い金
属シリコン３の鋳塊を得るようにした凝固精製法におい
て、金属シリコン３中の不純物濃度が要求される値に近
付いたときに凝固した金属シリコン３の鋳塊の一部を電
子銃５から発射する電子ビームで再溶解した後に、再度
水冷銅鋳型２で凝固させるようにしたものである。
コンの凝固精製法を提供する。 【構成】 金属シリコン３の純度を上げるために金属シ
リコン３の液相を一方向から徐々に凝固することによっ
て元の金属シリコン３の液相よりも不純物濃度の低い金
属シリコン３の鋳塊を得るようにした凝固精製法におい
て、金属シリコン３中の不純物濃度が要求される値に近
付いたときに凝固した金属シリコン３の鋳塊の一部を電
子銃５から発射する電子ビームで再溶解した後に、再度
水冷銅鋳型２で凝固させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属シリコンの純度を
上げるためのシリコンの凝固精製法に関する。
上げるためのシリコンの凝固精製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属の純度を上げるために凝固精
製法が行われている。この方法は、溶液の固相線と液相
線が図４に示すような関係にある場合、凝固の際に不純
物が固相から排出され液相側に移行することを利用する
もので、金属を一方向から徐々に凝固することによっ
て、元の液相よりも不純物濃度の低い鋳塊が得られる。
そして、液相中に排出された不純物は最後に凝固する部
分に濃縮され、その部分は切断され廃棄される。
製法が行われている。この方法は、溶液の固相線と液相
線が図４に示すような関係にある場合、凝固の際に不純
物が固相から排出され液相側に移行することを利用する
もので、金属を一方向から徐々に凝固することによっ
て、元の液相よりも不純物濃度の低い鋳塊が得られる。
そして、液相中に排出された不純物は最後に凝固する部
分に濃縮され、その部分は切断され廃棄される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたシ
リコンの凝固精製法においては、凝固精製後の鋳塊のう
ち不純物が濃縮された部分は捨てられてしまうため歩留
りが悪いという問題点を有していた。本発明は、従来の
技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、凝固精製の歩留りを上
げることが出来るシリコンの凝固精製法を提供しようと
するものである。
リコンの凝固精製法においては、凝固精製後の鋳塊のう
ち不純物が濃縮された部分は捨てられてしまうため歩留
りが悪いという問題点を有していた。本発明は、従来の
技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、凝固精製の歩留りを上
げることが出来るシリコンの凝固精製法を提供しようと
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、金属の純度を上げるために金属を一方向から徐
々に凝固することによって元の液相よりも不純物濃度の
低い固相の鋳塊を得るようにした凝固精製法において、
前記固相中の不純物濃度が要求される値に近付いたとき
に前記固相の一部を再溶解した後に再度凝固させるよう
にしたものである。
発明は、金属の純度を上げるために金属を一方向から徐
々に凝固することによって元の液相よりも不純物濃度の
低い固相の鋳塊を得るようにした凝固精製法において、
前記固相中の不純物濃度が要求される値に近付いたとき
に前記固相の一部を再溶解した後に再度凝固させるよう
にしたものである。
【０００５】
【作用】再溶解処理によって精製が促され歩留りが向上
する。
する。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明に係るシリコンの凝固精製法を
実施するためのインゴット製造装置の説明図、図２は本
発明に係るシリコンの凝固精製法によるシリコンインゴ
ット中のＡｌ濃度分布を示す図である。
説明する。図１は本発明に係るシリコンの凝固精製法を
実施するためのインゴット製造装置の説明図、図２は本
発明に係るシリコンの凝固精製法によるシリコンインゴ
ット中のＡｌ濃度分布を示す図である。
【０００７】インゴット製造装置は、図１に示すように
チャンバー１とチャンバー１の中に配置した水冷銅鋳型
２と水冷銅鋳型２に金属シリコン３を供給する振動フィ
ーダ４と金属シリコン３を電子ビームで加熱する電子銃
５と鋳塊を下方に引張る引下装置６等から構成されてい
る。引下装置６の引下速度は、ステッピングモータ７を
駆動部８を介してコンピュータ９によって制御されてい
る。
チャンバー１とチャンバー１の中に配置した水冷銅鋳型
２と水冷銅鋳型２に金属シリコン３を供給する振動フィ
ーダ４と金属シリコン３を電子ビームで加熱する電子銃
５と鋳塊を下方に引張る引下装置６等から構成されてい
る。引下装置６の引下速度は、ステッピングモータ７を
駆動部８を介してコンピュータ９によって制御されてい
る。
【０００８】シリコンの凝固精製法は、１／１００００
〜１／１０００ｍｂａｒに減圧したチャンバー１内で金
属シリコン３を振動フィーダ４で水冷銅鋳型２に供給
し、電子銃５から発射する電子ビームで金属シリコン３
を溶解する。これを水冷銅鋳型２で凝固させながら、凝
固した鋳塊を引下装置６により２ｍｍ／分の速度で下方
に引張り、直径３５ｍｍの円柱状インゴットを製造す
る。この際、図２に示すインゴットの基部からの長さｘ
がインゴットの基部から上部までの所定の長さＩの７割
（ｘ／Ｉ＝０．７）になった時点で電子銃５の出力を５
ｋＷから６．５ｋＷに上げ、既に凝固しているインゴッ
トの上端部の一部分に、より多くの熱量を投入して再溶
解して再度凝固させる。
〜１／１０００ｍｂａｒに減圧したチャンバー１内で金
属シリコン３を振動フィーダ４で水冷銅鋳型２に供給
し、電子銃５から発射する電子ビームで金属シリコン３
を溶解する。これを水冷銅鋳型２で凝固させながら、凝
固した鋳塊を引下装置６により２ｍｍ／分の速度で下方
に引張り、直径３５ｍｍの円柱状インゴットを製造す
る。この際、図２に示すインゴットの基部からの長さｘ
がインゴットの基部から上部までの所定の長さＩの７割
（ｘ／Ｉ＝０．７）になった時点で電子銃５の出力を５
ｋＷから６．５ｋＷに上げ、既に凝固しているインゴッ
トの上端部の一部分に、より多くの熱量を投入して再溶
解して再度凝固させる。
【０００９】このような再溶解処理によって、図２に示
すようにインゴット中のＡｌ濃度を示すＣｘ／Ｃｏは、
インゴットの基部からの長さｘがインゴットの基部から
上部までの所定の長さＩの７割（ｘ／Ｉ＝０．７）の所
で再び下がっている。従って、要求されるＡｌ濃度がＣ
ｘ／Ｃｏ＝０．２以下であるとすれば、この再溶解処理
によってｘ／Ｉ＝０．８の所でＡｌ濃度が再びＣｘ／Ｃ
ｏ＝０．２となっているので歩留りは、７０％から８０
％へと向上したことになる。図２において、ＣｏはＡ
ｌ：１８００ｐｐｍであり、■印は直径３５ｍｍの円柱
状インゴットの中心部、□は同じく縁部におけるデータ
を示す。
すようにインゴット中のＡｌ濃度を示すＣｘ／Ｃｏは、
インゴットの基部からの長さｘがインゴットの基部から
上部までの所定の長さＩの７割（ｘ／Ｉ＝０．７）の所
で再び下がっている。従って、要求されるＡｌ濃度がＣ
ｘ／Ｃｏ＝０．２以下であるとすれば、この再溶解処理
によってｘ／Ｉ＝０．８の所でＡｌ濃度が再びＣｘ／Ｃ
ｏ＝０．２となっているので歩留りは、７０％から８０
％へと向上したことになる。図２において、ＣｏはＡ
ｌ：１８００ｐｐｍであり、■印は直径３５ｍｍの円柱
状インゴットの中心部、□は同じく縁部におけるデータ
を示す。
【００１０】一般に、凝固が一方向に進行している場
合、凝固界面近傍の不純物の濃度分布は、凝固界面で固
相から排出された不純物が液相中に拡散するため、図３
（ａ）に示された形をとる。凝固が一方向に進行する途
中で固相の一部を再溶解すると液相側の凝固界面極近の
不純物濃度ＣLが図３（ｂ）に示すように低下する。図
３（ｂ）に示すように凝固界面極近の液相中の不純物濃
度ＣLが低下したため、この状態から再び一方向に凝固
を進行させると図３（ｃ）に示すように固相中の不純物
濃度ＣSは既に凝固していた固相より低くなる。本発明
に係るシリコンの凝固精製法のメカニズムは、以上のよ
うな原理に基づくものである。
合、凝固界面近傍の不純物の濃度分布は、凝固界面で固
相から排出された不純物が液相中に拡散するため、図３
（ａ）に示された形をとる。凝固が一方向に進行する途
中で固相の一部を再溶解すると液相側の凝固界面極近の
不純物濃度ＣLが図３（ｂ）に示すように低下する。図
３（ｂ）に示すように凝固界面極近の液相中の不純物濃
度ＣLが低下したため、この状態から再び一方向に凝固
を進行させると図３（ｃ）に示すように固相中の不純物
濃度ＣSは既に凝固していた固相より低くなる。本発明
に係るシリコンの凝固精製法のメカニズムは、以上のよ
うな原理に基づくものである。
【００１１】また、凝固精製効率を向上させるために
は、通常凝固速度、温度分布、浴の攪拌の度合などの条
件を最適化するようにしているが、本発明に係るシリコ
ンの凝固精製法は、これらの方法と相互の影響がなく、
従来の凝固精製処理に再溶解工程を付足すだけで簡単に
歩留りを上げられる。
は、通常凝固速度、温度分布、浴の攪拌の度合などの条
件を最適化するようにしているが、本発明に係るシリコ
ンの凝固精製法は、これらの方法と相互の影響がなく、
従来の凝固精製処理に再溶解工程を付足すだけで簡単に
歩留りを上げられる。
【００１２】なお、本実施例では電子銃５による電子ビ
ームで金属シリコン３を溶解しているが、一般的なヒー
タを使用してもよい。電子銃５を使用したのは、操作性
が良く簡単に本発明の再溶解処理が実施できるからであ
る。
ームで金属シリコン３を溶解しているが、一般的なヒー
タを使用してもよい。電子銃５を使用したのは、操作性
が良く簡単に本発明の再溶解処理が実施できるからであ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、凝
固精製の歩留りが上がる。また、凝固精製工程は、通常
最終工程に近い所にあるので歩留り向上の効果は大き
い。更に、凝固精製効率を向上させるための他の方法と
合せて実施できる。
固精製の歩留りが上がる。また、凝固精製工程は、通常
最終工程に近い所にあるので歩留り向上の効果は大き
い。更に、凝固精製効率を向上させるための他の方法と
合せて実施できる。
【図１】本発明に係るシリコンの凝固精製法を実施する
ためのインゴット製造装置の説明図
ためのインゴット製造装置の説明図
【図２】本発明に係るシリコンの凝固精製法によるシリ
コンインゴット中のＡｌ濃度分布を示す図
コンインゴット中のＡｌ濃度分布を示す図
【図３】凝固が一方向に進行している場合の凝固界面近
傍の不純物の濃度分布を示し、図３（ａ）は凝固が一方
向に進行している場合の凝固界面近傍の不純物の濃度分
布を示す図、図３（ｂ）は固相の一部を再溶解した場合
の凝固界面近傍の不純物の濃度分布を示す図、図３
（ｃ）は再び一方向に凝固を進行させた場合の凝固界面
近傍の不純物の濃度分布を示す図
傍の不純物の濃度分布を示し、図３（ａ）は凝固が一方
向に進行している場合の凝固界面近傍の不純物の濃度分
布を示す図、図３（ｂ）は固相の一部を再溶解した場合
の凝固界面近傍の不純物の濃度分布を示す図、図３
（ｃ）は再び一方向に凝固を進行させた場合の凝固界面
近傍の不純物の濃度分布を示す図
【図４】希薄２元合金における固相線と液相線の関係を
示す図
示す図
１…チャンバー、２…水冷銅鋳型、３…金属シリコン、
４…振動フィーダ、５…電子銃、６…引下装置。
４…振動フィーダ、５…電子銃、６…引下装置。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属の純度を上げるために金属を一方向
から徐々に凝固することによって元の液相よりも不純物
濃度の低い固相の鋳塊を得るようにした凝固精製法にお
いて、前記固相中の不純物濃度が要求される値に近付い
たときに前記固相の一部を再溶解した後に再度凝固させ
るようにしたことを特徴とするシリコンの凝固精製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31180391A JPH05124809A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | シリコンの凝固精製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31180391A JPH05124809A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | シリコンの凝固精製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124809A true JPH05124809A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18021621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31180391A Withdrawn JPH05124809A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | シリコンの凝固精製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05124809A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005343779A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Iis Materials:Kk | 電子ビームを用いたスクラップシリコンの精錬装置 |
| JP2008303113A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 珪素の一方向凝固方法 |
| WO2010018831A1 (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | 株式会社アルバック | シリコンの精製方法 |
| US7727502B2 (en) | 2007-09-13 | 2010-06-01 | Silicum Becancour Inc. | Process for the production of medium and high purity silicon from metallurgical grade silicon |
| US8404016B2 (en) | 2008-08-01 | 2013-03-26 | Ulvac, Inc. | Method for refining metal |
| CN103570024A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-12 | 青岛隆盛晶硅科技有限公司 | 多晶硅电子束熔炼过程中减少硅液飞溅的方法 |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP31180391A patent/JPH05124809A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005343779A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Iis Materials:Kk | 電子ビームを用いたスクラップシリコンの精錬装置 |
| JP4655292B2 (ja) * | 2004-06-03 | 2011-03-23 | 株式会社 アイアイエスマテリアル | 電子ビームを用いたスクラップシリコンの精錬装置 |
| JP2008303113A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 珪素の一方向凝固方法 |
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| US8404016B2 (en) | 2008-08-01 | 2013-03-26 | Ulvac, Inc. | Method for refining metal |
| WO2010018831A1 (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-18 | 株式会社アルバック | シリコンの精製方法 |
| CN102112394A (zh) * | 2008-08-12 | 2011-06-29 | 株式会社爱发科 | 硅精制方法 |
| TWI385284B (zh) * | 2008-08-12 | 2013-02-11 | Ulvac Inc | 矽之純化方法 |
| US8409319B2 (en) | 2008-08-12 | 2013-04-02 | Ulvac, Inc. | Silicon purification method |
| JP5315345B2 (ja) * | 2008-08-12 | 2013-10-16 | 株式会社アルバック | シリコンの精製方法 |
| CN103570024A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-12 | 青岛隆盛晶硅科技有限公司 | 多晶硅电子束熔炼过程中减少硅液飞溅的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |