JPH06127920A - 多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法 - Google Patents
多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法Info
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- JPH06127920A JPH06127920A JP30301592A JP30301592A JPH06127920A JP H06127920 A JPH06127920 A JP H06127920A JP 30301592 A JP30301592 A JP 30301592A JP 30301592 A JP30301592 A JP 30301592A JP H06127920 A JPH06127920 A JP H06127920A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動層反応器で製造される多結晶シリコン粒
子中の微量不純物評価用試料として好適な多結晶シリコ
ン粒子棒状成形体及びその製造方法を提供する。 【構成】 多結晶シリコン粒子の棒状成形体からなり、
該シリコン粒子が、シラン化合物の熱分解により生成し
たシリコンをバインダーとして相互に固着されているこ
とを特徴とする多結晶シリコン粒子棒状成形体。筒状容
器内に充填された多結晶シリコン粒子にシラン化合物を
ガス状で接触させるとともに、該シラン化合物を熱分解
してシリコンを該シリコン粒子表面上に析出させること
により、該シリコン粒子相互をその析出シリコンをバイ
ンダーとして固着させることを特徴とする多結晶シリコ
ン粒子棒状成形体の製造方法。
子中の微量不純物評価用試料として好適な多結晶シリコ
ン粒子棒状成形体及びその製造方法を提供する。 【構成】 多結晶シリコン粒子の棒状成形体からなり、
該シリコン粒子が、シラン化合物の熱分解により生成し
たシリコンをバインダーとして相互に固着されているこ
とを特徴とする多結晶シリコン粒子棒状成形体。筒状容
器内に充填された多結晶シリコン粒子にシラン化合物を
ガス状で接触させるとともに、該シラン化合物を熱分解
してシリコンを該シリコン粒子表面上に析出させること
により、該シリコン粒子相互をその析出シリコンをバイ
ンダーとして固着させることを特徴とする多結晶シリコ
ン粒子棒状成形体の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコン粒子を
フローティングゾーン法により単結晶化して分析するた
めの試料として好適な多結晶シリコン粒子棒状成形体及
びその製造方法に関するものである。
フローティングゾーン法により単結晶化して分析するた
めの試料として好適な多結晶シリコン粒子棒状成形体及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】半導体用高純度多結晶シリ
コンの製造は主にジーメンス法で行われている。この方
法は、ベルジャー型反応器内に設置されたシリコン棒を
通電加熱し、そこにシラン化合物含有ガスを導入するこ
とでシリコン棒表面にシリコンを析出させるものであ
る。この方法は高純度シリコンの製造に適しているが、
反応表面積が小さいため生産性が低いうえ、ベルジャー
型反応器表面からの放熱が大きいため電力消費量が多
く、さらにシリコン棒が一定の太さに生長する毎にシリ
コン棒を交換するため反応停止が必要であるなどの欠点
がある。一方、省エネルギー型の多結晶シリコンの製造
方法として流動層法が最近注目されている。この方法
は、流動化しているシリコン粒子表面にシラン化合物を
含む原料ガスを導入し、そのシラン化合物の熱分解で生
成したシリコンを流動化シリコン粒子表面に析出させ、
高純度の粒状多結晶シリコンを製造する方法である。こ
の方法では、反応が流動化している粒子表面で行われる
ため、反応表面の面積が大きく生産性が高いうえ、連続
化も容易であり、熱の放散量もジーメンス法よりも著し
く少ないという利点がある。
コンの製造は主にジーメンス法で行われている。この方
法は、ベルジャー型反応器内に設置されたシリコン棒を
通電加熱し、そこにシラン化合物含有ガスを導入するこ
とでシリコン棒表面にシリコンを析出させるものであ
る。この方法は高純度シリコンの製造に適しているが、
反応表面積が小さいため生産性が低いうえ、ベルジャー
型反応器表面からの放熱が大きいため電力消費量が多
く、さらにシリコン棒が一定の太さに生長する毎にシリ
コン棒を交換するため反応停止が必要であるなどの欠点
がある。一方、省エネルギー型の多結晶シリコンの製造
方法として流動層法が最近注目されている。この方法
は、流動化しているシリコン粒子表面にシラン化合物を
含む原料ガスを導入し、そのシラン化合物の熱分解で生
成したシリコンを流動化シリコン粒子表面に析出させ、
高純度の粒状多結晶シリコンを製造する方法である。こ
の方法では、反応が流動化している粒子表面で行われる
ため、反応表面の面積が大きく生産性が高いうえ、連続
化も容易であり、熱の放散量もジーメンス法よりも著し
く少ないという利点がある。
【０００３】ところで、前記のようにして得られる多結
晶シリコン中のIII族、Ｖ族、炭素、酸素等の不純物元
素評価は、その多結晶シリコンを単結晶化した後、ライ
フタイム測定、抵抗率測定、赤外分光法等で不純物を測
定することで行われている。例えばＪＩＳ Ｈ０６０４
には円柱状又は角柱状の単結晶シリコンとなした後、光
電減衰法によりライフタイムを測定する方法が記載され
ている。また、ＡＳＴＭ Ｆ５７４には棒状多結晶シリ
コンをフローティングゾーン法（以下、ＦＺ法と略記す
る）で単結晶化した後、その単結晶の導電率を測定して
ホウ素やリンの含有量を推算する方法が記載されてい
る。
晶シリコン中のIII族、Ｖ族、炭素、酸素等の不純物元
素評価は、その多結晶シリコンを単結晶化した後、ライ
フタイム測定、抵抗率測定、赤外分光法等で不純物を測
定することで行われている。例えばＪＩＳ Ｈ０６０４
には円柱状又は角柱状の単結晶シリコンとなした後、光
電減衰法によりライフタイムを測定する方法が記載され
ている。また、ＡＳＴＭ Ｆ５７４には棒状多結晶シリ
コンをフローティングゾーン法（以下、ＦＺ法と略記す
る）で単結晶化した後、その単結晶の導電率を測定して
ホウ素やリンの含有量を推算する方法が記載されてい
る。
【０００４】一方、シリコン単結晶の製造には、通常、
ＦＺ法又はチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と略記）
が採用されている。ＣＺ法は多結晶シリコンを石英ルツ
ボ中で溶解し、この中に入れた種結晶を回転させながら
徐々に引き上げて単結晶を得る方法である。この方法で
は、溶融シリコンの反応性が大きいため石英ルツボと反
応してルツボ中の不純物が溶融シリコン中に混入した
り、ヒーターに使用するグラファイトから炭素が混入し
易い等の難点があって、不純物評価用のサンプル製造法
としては適当な方法ではない。これに対して、ＦＺ法
は、垂直に保持した棒状多結晶シリコンを高周波加熱等
の加熱方法で下部から部分的に幅せまく溶融させ、その
溶融帯域を徐々に上方に移動させるとともに、その溶融
部を再凝固化させて単結晶化させる方法である。この方
法では、外部からの異物の混入がないため、不純物評価
用単結晶の製造に好適である。
ＦＺ法又はチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と略記）
が採用されている。ＣＺ法は多結晶シリコンを石英ルツ
ボ中で溶解し、この中に入れた種結晶を回転させながら
徐々に引き上げて単結晶を得る方法である。この方法で
は、溶融シリコンの反応性が大きいため石英ルツボと反
応してルツボ中の不純物が溶融シリコン中に混入した
り、ヒーターに使用するグラファイトから炭素が混入し
易い等の難点があって、不純物評価用のサンプル製造法
としては適当な方法ではない。これに対して、ＦＺ法
は、垂直に保持した棒状多結晶シリコンを高周波加熱等
の加熱方法で下部から部分的に幅せまく溶融させ、その
溶融帯域を徐々に上方に移動させるとともに、その溶融
部を再凝固化させて単結晶化させる方法である。この方
法では、外部からの異物の混入がないため、不純物評価
用単結晶の製造に好適である。
【０００５】前記のようにして多結晶シリコンから単結
晶を製造する場合、従来から行われているジーメンス法
から得られる多結晶シリコンは、棒状製品であることか
ら、そのままＦＺ法による単結晶化が可能であるが、一
方、流動層法で得られる多結晶シリコンは粒状製品であ
るため、そのままではＦＺ法で単結晶化することができ
ず、これが流動層法多結晶シリコンの不純物評価を行う
場合の大きな障害となっている。シリコン粒子を棒状に
固める方法としては、容器中で溶融して棒状に固化させ
る方法や圧縮成形法等が考えられるが、溶融法では前記
のように容器材料からの不純物混入による汚染がある
し、圧縮成形法では成形容器と試料が高圧下で接触する
ことから、この場合にも成形容器からの微量の不純物の
混入を避けることができない。
晶を製造する場合、従来から行われているジーメンス法
から得られる多結晶シリコンは、棒状製品であることか
ら、そのままＦＺ法による単結晶化が可能であるが、一
方、流動層法で得られる多結晶シリコンは粒状製品であ
るため、そのままではＦＺ法で単結晶化することができ
ず、これが流動層法多結晶シリコンの不純物評価を行う
場合の大きな障害となっている。シリコン粒子を棒状に
固める方法としては、容器中で溶融して棒状に固化させ
る方法や圧縮成形法等が考えられるが、溶融法では前記
のように容器材料からの不純物混入による汚染がある
し、圧縮成形法では成形容器と試料が高圧下で接触する
ことから、この場合にも成形容器からの微量の不純物の
混入を避けることができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、流動層反応
器で製造される多結晶シリコン粒子中の微量不純物評価
用試料として好適な多結晶シリコン粒子棒状成形体及び
その製造方法を提供することをその課題とする。
器で製造される多結晶シリコン粒子中の微量不純物評価
用試料として好適な多結晶シリコン粒子棒状成形体及び
その製造方法を提供することをその課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明によれば、多結晶シリコン
粒子の棒状成形体からなり、該シリコン粒子が、シラン
化合物の熱分解により生成したシリコンをバインダーと
して相互に固着されていることを特徴とする多結晶シリ
コン粒子棒状成形体が提供される。また、本発明によれ
ば、筒状容器内に充填された多結晶シリコン粒子にシラ
ン化合物をガス状で接触させるとともに、該シラン化合
物を熱分解してシリコンを該シリコン粒子表面上に析出
させることにより、該シリコン粒子相互をその析出シリ
コンをバインダーとして固着させることを特徴とする多
結晶シリコン粒子棒状成形体の製造方法が提供される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明によれば、多結晶シリコン
粒子の棒状成形体からなり、該シリコン粒子が、シラン
化合物の熱分解により生成したシリコンをバインダーと
して相互に固着されていることを特徴とする多結晶シリ
コン粒子棒状成形体が提供される。また、本発明によれ
ば、筒状容器内に充填された多結晶シリコン粒子にシラ
ン化合物をガス状で接触させるとともに、該シラン化合
物を熱分解してシリコンを該シリコン粒子表面上に析出
させることにより、該シリコン粒子相互をその析出シリ
コンをバインダーとして固着させることを特徴とする多
結晶シリコン粒子棒状成形体の製造方法が提供される。
【０００８】本発明で用いるシラン化合物は、熱分解に
よりシリコンを析出するガス状のものであればよく、従
来公知の各種のものが用いられる。このようなシラン化
合物としては、例えば、モノシラン、ジシラン等のシラ
ン化合物の他、モノクロルシラン、ジクロルシラン、ト
リクロロシラン等のハロゲン化シラン化合物が挙げられ
る。モノシランは、５５０〜８００℃、好ましくは６０
０〜７００℃、ジシランは４５０〜７００℃、好ましく
は５００〜６００℃の温度で熱分解してシリコンを生成
する。一方、ハロゲン化シランは、水素の存在下では、
９５０〜１２５０℃、好ましくは１０００〜１２００℃
の温度で水素還元を伴う熱分解によりシリコンを生成す
る。
よりシリコンを析出するガス状のものであればよく、従
来公知の各種のものが用いられる。このようなシラン化
合物としては、例えば、モノシラン、ジシラン等のシラ
ン化合物の他、モノクロルシラン、ジクロルシラン、ト
リクロロシラン等のハロゲン化シラン化合物が挙げられ
る。モノシランは、５５０〜８００℃、好ましくは６０
０〜７００℃、ジシランは４５０〜７００℃、好ましく
は５００〜６００℃の温度で熱分解してシリコンを生成
する。一方、ハロゲン化シランは、水素の存在下では、
９５０〜１２５０℃、好ましくは１０００〜１２００℃
の温度で水素還元を伴う熱分解によりシリコンを生成す
る。
【０００９】シラン化合物は、シリコンと反応しないガ
ス、例えば、水素、ネオン、ヘリウム、アルゴン等のガ
スとの混合ガスの形態で有利に用いられる。この場合
は、混合ガス中のシラン化合物の濃度は、通常、０．１
〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１〜５ｖｏｌ％である。ま
た、シリコン化合物として、ハロゲン化シランを用いる
場合、その混合ガス中には、水素を４０〜９０ｖｏｌ
％、好ましくは５０〜８０ｖｏｌ％の割合で存在させる
のがよい。
ス、例えば、水素、ネオン、ヘリウム、アルゴン等のガ
スとの混合ガスの形態で有利に用いられる。この場合
は、混合ガス中のシラン化合物の濃度は、通常、０．１
〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１〜５ｖｏｌ％である。ま
た、シリコン化合物として、ハロゲン化シランを用いる
場合、その混合ガス中には、水素を４０〜９０ｖｏｌ
％、好ましくは５０〜８０ｖｏｌ％の割合で存在させる
のがよい。
【００１０】本発明により多結晶シリコン粒子棒状成形
体を製造するには、多結晶シリコン粒子を筒状容器内に
充填する。多結晶シリコン粒子としては、流動層法によ
り得られたものが用いられ、その平均粒径は１００〜３
０００μｍ、好ましくは３００〜２０００μｍである。
筒状容器としては、棒状成形体を与えるものであればど
のようなものでもよく、その横断面形状が円形状又は方
形状のものが用いられる。
体を製造するには、多結晶シリコン粒子を筒状容器内に
充填する。多結晶シリコン粒子としては、流動層法によ
り得られたものが用いられ、その平均粒径は１００〜３
０００μｍ、好ましくは３００〜２０００μｍである。
筒状容器としては、棒状成形体を与えるものであればど
のようなものでもよく、その横断面形状が円形状又は方
形状のものが用いられる。
【００１１】図１に本発明で用いる筒状容器の１つの例
についての模式断面図を示す。この図において、１は円
筒状容器であり、このものは両端開口した円筒体２を主
体として構成される。この円筒体２の両端開口部には環
状フランジ３，４が各固着されている。そして、円筒体
２の下端開口部には、ガス導入管９を有する蓋体５がパ
ッキング７を介して配設固定化されている。さらに、円
筒体２下端部には、上端開口が多孔板１２で密封された
円筒体１１が挿入されている。このような円筒体２の内
部には多結晶シリコン粒子Ｆを充填し、その上端開口部
をテフロンパッキング８を介してガス排出管１０を有す
る蓋体６により密閉する。
についての模式断面図を示す。この図において、１は円
筒状容器であり、このものは両端開口した円筒体２を主
体として構成される。この円筒体２の両端開口部には環
状フランジ３，４が各固着されている。そして、円筒体
２の下端開口部には、ガス導入管９を有する蓋体５がパ
ッキング７を介して配設固定化されている。さらに、円
筒体２下端部には、上端開口が多孔板１２で密封された
円筒体１１が挿入されている。このような円筒体２の内
部には多結晶シリコン粒子Ｆを充填し、その上端開口部
をテフロンパッキング８を介してガス排出管１０を有す
る蓋体６により密閉する。
【００１２】図１に示す構造の円筒状容器に充填された
多結晶シリコン粒子を棒状体に固着成形させるには、ガ
ス導入管９よりシラン化合物含有ガスを導入するととも
に、ガス排出管１０から排ガスを排出させながら、円筒
状容器１を環状電気炉中で加熱する。この場合の加熱温
度は、筒状容器内に導入されるシラン化合物が熱分解及
び／又水素還元を受けてシリコンを生成する温度であ
る。加熱時間は、通常、１０〜６００分、好ましくは５
０〜３００分である。この場合の容器内圧力は、−０．
５〜１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、好ましくは１〜３ｋｇ／ｃｍ2
Ｇである。また、多結晶シリコン粒子上にその粒子固着
のためのバインダーとして析出させるシリコン量は、多
結晶シリコン粒子量に対し、１〜２０重量％、好ましく
は３〜１０重量％である。前記のようにして、筒状容器
内で多結晶シリコン粒子にガス状のシラン化合物を接触
させて加熱することにより、多結晶シリコン粒子は、シ
ラン化合物の分解によりその表面上に析出したシリコン
のバインダー作用によって棒状体に固着され、そして、
このものは筒状容器から取出され、試験用の試料棒とし
て用いられる。
多結晶シリコン粒子を棒状体に固着成形させるには、ガ
ス導入管９よりシラン化合物含有ガスを導入するととも
に、ガス排出管１０から排ガスを排出させながら、円筒
状容器１を環状電気炉中で加熱する。この場合の加熱温
度は、筒状容器内に導入されるシラン化合物が熱分解及
び／又水素還元を受けてシリコンを生成する温度であ
る。加熱時間は、通常、１０〜６００分、好ましくは５
０〜３００分である。この場合の容器内圧力は、−０．
５〜１０ｋｇ／ｃｍ2Ｇ、好ましくは１〜３ｋｇ／ｃｍ2
Ｇである。また、多結晶シリコン粒子上にその粒子固着
のためのバインダーとして析出させるシリコン量は、多
結晶シリコン粒子量に対し、１〜２０重量％、好ましく
は３〜１０重量％である。前記のようにして、筒状容器
内で多結晶シリコン粒子にガス状のシラン化合物を接触
させて加熱することにより、多結晶シリコン粒子は、シ
ラン化合物の分解によりその表面上に析出したシリコン
のバインダー作用によって棒状体に固着され、そして、
このものは筒状容器から取出され、試験用の試料棒とし
て用いられる。
【００１３】本発明で用いる筒状容器は、多結晶シリコ
ン粒子の固着に際し、得られる固着体を汚染することの
ない耐熱性材料で形成されたものであれば良い。このよ
うな耐熱性材料としては、例えば、シリコン、石英、炭
化ケイ素、窒化ケイ素及びそれらの複合物の中から選ば
れる材料が好ましく使用されるが、特に、不純物元素重
量が１０ｐｐｍ以下である前記材料の使用が好ましい。
また、金属不純物や、ほう素及びリンの含有量の高い材
料からなる筒状容器であっても、その容器内面を、不純
物元素重量が１０ｐｐｍ以下であるシリコン、石英、炭
化ケイ素、窒化ケイ素及びそれらの複合物の中から選ば
れる材料で厚さ１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上に
コーティングしたものを用いても、汚染のない多結晶シ
リコン粒子の固着体を得ることができる。筒状容器は、
その使用に際し、その内面に付着する汚染物を除去する
ために、高純度の酸、例えば、半導体用フッ酸等で洗浄
するのが好ましい。
ン粒子の固着に際し、得られる固着体を汚染することの
ない耐熱性材料で形成されたものであれば良い。このよ
うな耐熱性材料としては、例えば、シリコン、石英、炭
化ケイ素、窒化ケイ素及びそれらの複合物の中から選ば
れる材料が好ましく使用されるが、特に、不純物元素重
量が１０ｐｐｍ以下である前記材料の使用が好ましい。
また、金属不純物や、ほう素及びリンの含有量の高い材
料からなる筒状容器であっても、その容器内面を、不純
物元素重量が１０ｐｐｍ以下であるシリコン、石英、炭
化ケイ素、窒化ケイ素及びそれらの複合物の中から選ば
れる材料で厚さ１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上に
コーティングしたものを用いても、汚染のない多結晶シ
リコン粒子の固着体を得ることができる。筒状容器は、
その使用に際し、その内面に付着する汚染物を除去する
ために、高純度の酸、例えば、半導体用フッ酸等で洗浄
するのが好ましい。
【００１４】本発明においては、筒状容器内おいて多結
晶シリコン粒子を固着させる場合、その多結晶シリコン
粒子は、容器内雰囲気からの汚染がないように、汚染物
を含まない高純度のシリコン化合物含有ガスを用いる。
例えば、不純物ガス濃度が、容量で、１０ｐｐｍ以下、
好ましくは１ｐｐｍ以下であるものが好ましく用いられ
る。さらに、本発明において、多結晶シリコン粒子を筒
状容器内に充填する作業や、固着体を筒状容器から取出
す作業は、外気からの汚染がないように、クリーンルー
ム内で行うのが好ましい。
晶シリコン粒子を固着させる場合、その多結晶シリコン
粒子は、容器内雰囲気からの汚染がないように、汚染物
を含まない高純度のシリコン化合物含有ガスを用いる。
例えば、不純物ガス濃度が、容量で、１０ｐｐｍ以下、
好ましくは１ｐｐｍ以下であるものが好ましく用いられ
る。さらに、本発明において、多結晶シリコン粒子を筒
状容器内に充填する作業や、固着体を筒状容器から取出
す作業は、外気からの汚染がないように、クリーンルー
ム内で行うのが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】本発明の多結晶シリコン粒子の棒状成形
体の製造方法によれば、筒状容器内に充填された多結晶
シリコン粒子と容器内壁とは軽く接触するだけで、しか
もその多結晶シリコン粒子は固着されるだけで溶融され
ることがなく、筒状容器と反応を起すようなことがない
ため、筒状容器からの汚染を実質上完全に回避させるこ
とができる。即ち、本発明によれば、筒状容器による汚
染の実質上ない多結晶シリコン粒子の棒状成形体を容易
に得ることができる。本発明の多結晶シリコン粒子棒状
成形体は、前記のようにして得られた実質上無汚染の固
着体からなるもので、シリコン中の不純物評価用試料と
して好適のものである。即ち、本発明の多結晶シリコン
粒子棒状成形体をＦＺ法により単結晶化し、この単結晶
の不純物評価を行うことにより、外部からの不純物の混
入を可及的最小限に抑えて、多結晶シリコン粒子の不純
物評価を高精度で行うことができる。
体の製造方法によれば、筒状容器内に充填された多結晶
シリコン粒子と容器内壁とは軽く接触するだけで、しか
もその多結晶シリコン粒子は固着されるだけで溶融され
ることがなく、筒状容器と反応を起すようなことがない
ため、筒状容器からの汚染を実質上完全に回避させるこ
とができる。即ち、本発明によれば、筒状容器による汚
染の実質上ない多結晶シリコン粒子の棒状成形体を容易
に得ることができる。本発明の多結晶シリコン粒子棒状
成形体は、前記のようにして得られた実質上無汚染の固
着体からなるもので、シリコン中の不純物評価用試料と
して好適のものである。即ち、本発明の多結晶シリコン
粒子棒状成形体をＦＺ法により単結晶化し、この単結晶
の不純物評価を行うことにより、外部からの不純物の混
入を可及的最小限に抑えて、多結晶シリコン粒子の不純
物評価を高精度で行うことができる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。
【００１７】実施例１ 内径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの石英管を主体とする図
１に示す構造の円筒状容器の内壁を１Ｎの半導体用高純
度フッ化水素酸（ダイキン工業株式会社製）で５分間洗
浄後、超純水で充分洗浄してクリーンルーム内で乾燥し
た。この石英管中の不純物元素重量は１０ｐｐｍ以下で
ある。この石英管に多結晶シリコン粒子８５０ｇを仕込
み、環状電気炉中で１０００℃に加熱しながら半導体グ
レードのトリクロルシラン及び水素を、それぞれ６．３
ｇ／分及び１６００ｃｍ3／分の速度で２３０分間導入
した。この間に多結晶シリコン粒子は析出したシリコン
によって充分に固着し、円筒状固着物を形成した。この
場合の析出シリコン量は約６０ｇであり、原料シリコン
粒子量に対し約７重量％であった。反応終了後、室温ま
で放冷してから固着物を取り出しＦＺ法で単結晶化し、
これを低温でのフーリエ変換赤外分光法で分析すると、
この単結晶サンプル中には、ホウ素０．５ｐｐｂａ、リ
ン０．２ｐｐｂａ及び炭素０．２ｐｐｍａが含まれてい
た。
１に示す構造の円筒状容器の内壁を１Ｎの半導体用高純
度フッ化水素酸（ダイキン工業株式会社製）で５分間洗
浄後、超純水で充分洗浄してクリーンルーム内で乾燥し
た。この石英管中の不純物元素重量は１０ｐｐｍ以下で
ある。この石英管に多結晶シリコン粒子８５０ｇを仕込
み、環状電気炉中で１０００℃に加熱しながら半導体グ
レードのトリクロルシラン及び水素を、それぞれ６．３
ｇ／分及び１６００ｃｍ3／分の速度で２３０分間導入
した。この間に多結晶シリコン粒子は析出したシリコン
によって充分に固着し、円筒状固着物を形成した。この
場合の析出シリコン量は約６０ｇであり、原料シリコン
粒子量に対し約７重量％であった。反応終了後、室温ま
で放冷してから固着物を取り出しＦＺ法で単結晶化し、
これを低温でのフーリエ変換赤外分光法で分析すると、
この単結晶サンプル中には、ホウ素０．５ｐｐｂａ、リ
ン０．２ｐｐｂａ及び炭素０．２ｐｐｍａが含まれてい
た。
【００１８】実施例２ 加熱温度を６００℃とし、導入するガスを半導体グレー
ドのモノシラン１６０ｃｍ3／分、及び水素３８４０ｃ
ｍ3／分とした以外は実施例１と同じ条件で２５０分間
反応させた。この実験では、シリコン析出量は約４０ｇ
で、原料シリコン粒子量に対し５重量％以下であった。
実施例１と全く同一の手法で生成した単結晶試料を分析
すると、この試料にはホウ素０．３ｐｐｂａ、リン０．
３ｐｐｂａ、炭素０．１ｐｐｍａが含まれていた。
ドのモノシラン１６０ｃｍ3／分、及び水素３８４０ｃ
ｍ3／分とした以外は実施例１と同じ条件で２５０分間
反応させた。この実験では、シリコン析出量は約４０ｇ
で、原料シリコン粒子量に対し５重量％以下であった。
実施例１と全く同一の手法で生成した単結晶試料を分析
すると、この試料にはホウ素０．３ｐｐｂａ、リン０．
３ｐｐｂａ、炭素０．１ｐｐｍａが含まれていた。
【００１９】実施例３ 加熱温度を５５０℃とし、導入するガスを半導体グレー
ドのジシラン８０ｃｍ3／分、及び水素３９２０ｃｍ3／
分とした以外は実施例１と同じ条件で２５０分間反応さ
せた。この実験では、シリコン析出量は約４０ｇで、原
料シリコン粒子量の５重量％以下であった。実施例１と
全く同一の手法で生成した単結晶試料を分析すると、こ
の試料にはホウ素０．４ｐｐｂａ、リン０．３ｐｐｂ
ａ、炭素０．１ｐｐｍａが含まれていた。
ドのジシラン８０ｃｍ3／分、及び水素３９２０ｃｍ3／
分とした以外は実施例１と同じ条件で２５０分間反応さ
せた。この実験では、シリコン析出量は約４０ｇで、原
料シリコン粒子量の５重量％以下であった。実施例１と
全く同一の手法で生成した単結晶試料を分析すると、こ
の試料にはホウ素０．４ｐｐｂａ、リン０．３ｐｐｂ
ａ、炭素０．１ｐｐｍａが含まれていた。
【００２０】実施例４ 円筒状容器として、炭化ケイ素の円筒体の内面に、高純
度炭化ケイ素膜をコーティングしたものを用いた。この
場合、その炭化ケイ素膜の不純物元素レベルは１０ｐｐ
ｍ以下である。この容器についても使用前に実施例１と
同一の酸洗浄を行ってから反応に供した。この容器を用
いた以外は実施例１と同様にして２３０分反応を行う
と、約６０ｇのシリコンが原料シリコン粒子上に析出し
た。実施例１と全く同一の方法で生成した単結晶試料を
分析すると、試料中にはホウ素０．４ｐｐｂａ、リン
０．２ｐｐｂａ、炭素０．１ｐｐｍａが含まれていた。
度炭化ケイ素膜をコーティングしたものを用いた。この
場合、その炭化ケイ素膜の不純物元素レベルは１０ｐｐ
ｍ以下である。この容器についても使用前に実施例１と
同一の酸洗浄を行ってから反応に供した。この容器を用
いた以外は実施例１と同様にして２３０分反応を行う
と、約６０ｇのシリコンが原料シリコン粒子上に析出し
た。実施例１と全く同一の方法で生成した単結晶試料を
分析すると、試料中にはホウ素０．４ｐｐｂａ、リン
０．２ｐｐｂａ、炭素０．１ｐｐｍａが含まれていた。
【図１】 多結晶シリコンを粒子を棒状に固着成形する
のに使用する筒状容器の模式断面図である。
のに使用する筒状容器の模式断面図である。
１ 円筒状容器 ２ 円筒体 ３，４ フランジ ５，６ 蓋体 ７，８ パッキング ９ ガス導入管 １０ ガス排出管 １１ 円筒体 １２ 多孔板 Ｆ 多結晶シリコン粒子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】シラン化合物は、シリコンと反応しないガ
ス、例えば、水素、ネオン、ヘリウム、アルゴン等のガ
スとの混合ガスの形態で有利に用いられる。この場合
は、混合ガス中のシラン化合物の濃度は、通常、０．１
〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１〜５ｖｏｌ％である。ま
た、シラン化合物として、ハロゲン化シランを用いる場
合、その混合ガス中には、水素を４０〜９０ｖｏｌ％、
好ましくは５０〜８０ｖｏｌ％の割合で存在させるのが
よい。
ス、例えば、水素、ネオン、ヘリウム、アルゴン等のガ
スとの混合ガスの形態で有利に用いられる。この場合
は、混合ガス中のシラン化合物の濃度は、通常、０．１
〜３０ｖｏｌ％、好ましくは１〜５ｖｏｌ％である。ま
た、シラン化合物として、ハロゲン化シランを用いる場
合、その混合ガス中には、水素を４０〜９０ｖｏｌ％、
好ましくは５０〜８０ｖｏｌ％の割合で存在させるのが
よい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】図１に本発明で用いる筒状容器の１つの例
についての模式断面図を示す。この図において、１は円
筒状容器であり、このものは両端開口した円筒体２を主
体として構成される。この円筒体２の両端開口部には環
状フランジ３，４が各固着されている。そして、円筒体
２の下端開口部には、ガス導入管９を有する蓋体５がパ
ッキング７を介して配設固定化されている。さらに、円
筒体２下端部には、上端開口が多孔板１２で密封された
円筒体１１が挿入されている。このような円筒体２の内
部には多結晶シリコン粒子Ｆを充填し、その上端開口部
をパッキング８を介してガス排出管１０を有する蓋体６
により密閉する。
についての模式断面図を示す。この図において、１は円
筒状容器であり、このものは両端開口した円筒体２を主
体として構成される。この円筒体２の両端開口部には環
状フランジ３，４が各固着されている。そして、円筒体
２の下端開口部には、ガス導入管９を有する蓋体５がパ
ッキング７を介して配設固定化されている。さらに、円
筒体２下端部には、上端開口が多孔板１２で密封された
円筒体１１が挿入されている。このような円筒体２の内
部には多結晶シリコン粒子Ｆを充填し、その上端開口部
をパッキング８を介してガス排出管１０を有する蓋体６
により密閉する。
フロントページの続き (72)発明者 高綱 和敏 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内 (72)発明者 猿渡 康裕 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内 (72)発明者 石川 延宏 愛知県名古屋市港区船見町一番地の１ 東 亞合成化学工業株式会社名古屋総合研究所 内 (72)発明者 ▲廣▼田 大助 愛知県名古屋市港区昭和町17番地の23 東 亞合成化学工業株式会社名古屋工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 多結晶シリコン粒子の棒状成形体からな
り、該シリコン粒子が、シラン化合物の熱分解により生
成したシリコンをバインダーとして相互に固着されてい
ることを特徴とする多結晶シリコン粒子棒状成形体。 - 【請求項２】 筒状容器内に充填された多結晶シリコン
粒子にシラン化合物をガス状で接触させるとともに、該
シラン化合物を熱分解してシリコンを該シリコン粒子表
面上に析出させることにより、該シリコン粒子相互をそ
の析出シリコンをバインダーとして固着させることを特
徴とする多結晶シリコン粒子棒状成形体の製造方法。 - 【請求項３】 筒状容器が、シリコン、石英、炭化ケイ
素、窒化ケイ素又はこれらの複合物からなり、不純物元
素重量が１０ｐｐｍ以下である材料で形成されているこ
とを特徴とする請求項２の多結晶シリコン粒子棒状成形
体の製造方法。 - 【請求項４】 筒状容器内面が、シリコン、石英、炭化
ケイ素、窒化ケイ素又はこれらの複合物からなり、不純
物元素重量が１０ｐｐｍ以下の材料の厚さ１μｍ以上の
コーティング層で形成されていることを特徴とする請求
項２の多結晶シリコン粒子棒状成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30301592A JPH06127920A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30301592A JPH06127920A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06127920A true JPH06127920A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17915915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30301592A Pending JPH06127920A (ja) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | 多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06127920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8105718B2 (en) * | 2008-03-17 | 2012-01-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode material, and making method |
| JP2016536249A (ja) * | 2013-10-28 | 2016-11-24 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトＷａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ | 多結晶シリコンの製造方法 |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP30301592A patent/JPH06127920A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8105718B2 (en) * | 2008-03-17 | 2012-01-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode material, and making method |
| JP2016536249A (ja) * | 2013-10-28 | 2016-11-24 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトＷａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ | 多結晶シリコンの製造方法 |
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