JPH09309716A - シリコンの精製方法 - Google Patents
シリコンの精製方法Info
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- JPH09309716A JPH09309716A JP28822096A JP28822096A JPH09309716A JP H09309716 A JPH09309716 A JP H09309716A JP 28822096 A JP28822096 A JP 28822096A JP 28822096 A JP28822096 A JP 28822096A JP H09309716 A JPH09309716 A JP H09309716A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、電子ビーム溶解による不純物の蒸発
除去が可能という利点を生かしつつ、熱効率の高いシリ
コンの精製方法を提供することを目的としている。 【解決手段】容器内に保持したシリコンを電子ビームの
照射で溶解し、該シリコンが含有する易揮発性不純物元
素を蒸発除去するシリコンの精製方法において、容器材
料を黒鉛としてシリコンを溶解する。
除去が可能という利点を生かしつつ、熱効率の高いシリ
コンの精製方法を提供することを目的としている。 【解決手段】容器内に保持したシリコンを電子ビームの
照射で溶解し、該シリコンが含有する易揮発性不純物元
素を蒸発除去するシリコンの精製方法において、容器材
料を黒鉛としてシリコンを溶解する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンの精製方
法に関し、とりわけ金属シリコンからの不純物除去を電
子ビーム溶解で効率的に行い、高純度のシリコンを得る
技術である。
法に関し、とりわけ金属シリコンからの不純物除去を電
子ビーム溶解で効率的に行い、高純度のシリコンを得る
技術である。
【０００２】
【従来の技術】近年、エネルギー源の多様化要求から、
太陽光発電が、エネルギー源として脚光を浴び、それを
低価格の発電装置として実用化する研究開発が盛んに行
われている。このような状況の中で、シリコンは、太陽
電池用原料として最も汎用され易い材料であり、しかも
動力用電力の供給に使われる材料として最重要視されて
いる。
太陽光発電が、エネルギー源として脚光を浴び、それを
低価格の発電装置として実用化する研究開発が盛んに行
われている。このような状況の中で、シリコンは、太陽
電池用原料として最も汎用され易い材料であり、しかも
動力用電力の供給に使われる材料として最重要視されて
いる。
【０００３】ところで、太陽電池に用いられるシリコン
の純度は、９９．９９９９％（６Ｎ）以上が必要と言わ
れている。そして、市販の金属シリコン（純度９９．５
％）を出発原料として上記純度のシリコンを安価に製造
する研究開発が盛んになり、下記のような種々の不純物
除去技術を組み合わせたものが新たに提案されるように
なった。
の純度は、９９．９９９９％（６Ｎ）以上が必要と言わ
れている。そして、市販の金属シリコン（純度９９．５
％）を出発原料として上記純度のシリコンを安価に製造
する研究開発が盛んになり、下記のような種々の不純物
除去技術を組み合わせたものが新たに提案されるように
なった。
【０００４】まず、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ等の金属不純物元
素については、それら元素がシリコンに対して固液分配
係数の小さいことを利用して一方向凝固精製で除く研究
がある。また、非金属不純物元素のＣは、それがＳｉＣ
で存在する場合には、上記凝固時に表面に析出させ、ま
た固溶している場合には、ＣＯガスとして除去される。
さらに、Ｐは、蒸気圧の高いことを利用して減圧除去
し、Ｂは、Ｈ2 Ｏ、ＣＯ 2 あるいはＯ2 を添加したＡｒ
プラズマ・アークを用いた溶解によって除去するのであ
る。
素については、それら元素がシリコンに対して固液分配
係数の小さいことを利用して一方向凝固精製で除く研究
がある。また、非金属不純物元素のＣは、それがＳｉＣ
で存在する場合には、上記凝固時に表面に析出させ、ま
た固溶している場合には、ＣＯガスとして除去される。
さらに、Ｐは、蒸気圧の高いことを利用して減圧除去
し、Ｂは、Ｈ2 Ｏ、ＣＯ 2 あるいはＯ2 を添加したＡｒ
プラズマ・アークを用いた溶解によって除去するのであ
る。
【０００５】しかしながら、上記の製造方法では、各不
純物元素の除去方法がそれぞれ異なり、工程や設備が煩
雑になるばかりでなく、次工程に移行する際のロスによ
り、シリコン歩留りが低下するという問題があった。一
方、チタン、モリブデン等の高融点金属を溶解するに
は、通常、電子ビーム溶解法が用いられるが、この電子
ビーム溶解法を太陽電池用シリコンの製造に適用するこ
とも研究されている。例えば、特開昭６１−２３２２９
５号公報は、金属シリコンを電子ビームで溶解中に、容
器材からの汚染を防ぐため、水冷した銅製容器を用いる
方法を、また、特開昭６３−６４９０９号公報は、水冷
銅ハース（深さの浅い炉床）と電子ビーム溶解とを組合
せて太陽電池用のシリコン薄板を製造する試みを開示し
ている。さらに、特開平５−１２４８０９号公報は、電
子ビームの局所加熱を利用して、鋳造容器内に保持した
シリコンの上部のみを溶融し、下部は冷却することで、
上下方向に温度勾配を設けた凝固精製方法を提案してい
る。さらに加えて、最近では、電子ビームを単なる溶解
手段として利用するだけでなく、そのエネルギー密度の
高さを利用して、易揮発性元素であるＰ、Ｃａ、Ａｌ等
を蒸発除去できる可能性も報告されている（ＩＳＩＪ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ． ｖｏｌ．３２（１９９
２），Ｎｏ．５−ｐ６３５−６４２参照）。
純物元素の除去方法がそれぞれ異なり、工程や設備が煩
雑になるばかりでなく、次工程に移行する際のロスによ
り、シリコン歩留りが低下するという問題があった。一
方、チタン、モリブデン等の高融点金属を溶解するに
は、通常、電子ビーム溶解法が用いられるが、この電子
ビーム溶解法を太陽電池用シリコンの製造に適用するこ
とも研究されている。例えば、特開昭６１−２３２２９
５号公報は、金属シリコンを電子ビームで溶解中に、容
器材からの汚染を防ぐため、水冷した銅製容器を用いる
方法を、また、特開昭６３−６４９０９号公報は、水冷
銅ハース（深さの浅い炉床）と電子ビーム溶解とを組合
せて太陽電池用のシリコン薄板を製造する試みを開示し
ている。さらに、特開平５−１２４８０９号公報は、電
子ビームの局所加熱を利用して、鋳造容器内に保持した
シリコンの上部のみを溶融し、下部は冷却することで、
上下方向に温度勾配を設けた凝固精製方法を提案してい
る。さらに加えて、最近では、電子ビームを単なる溶解
手段として利用するだけでなく、そのエネルギー密度の
高さを利用して、易揮発性元素であるＰ、Ｃａ、Ａｌ等
を蒸発除去できる可能性も報告されている（ＩＳＩＪ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ． ｖｏｌ．３２（１９９
２），Ｎｏ．５−ｐ６３５−６４２参照）。
【０００６】しかしながら、上記した程度の不純物除去
方法では、太陽電池用シリコンの精製には不十分であっ
たので、本発明者は、別途、シリコンを保持するための
容器（るつぼ、鋳型、ハース等）に、いずれも水冷した
高純度銅を用いる所謂スカル溶解を提案し、それによっ
て太陽電池用シリコンに必要な純度を確保できるように
した（特開平７−３０９６１４号公報、特開平７−３２
５８２７号公報）。それは、水冷銅容器に接触する部分
のシリコンを凝固し、その凝固殻、つまりスカルの内部
でシリコンを溶解する方法である。そして、この方法に
よれば、容器からの不純物に起因するシリコン汚染を防
止できた。しかし、残念ながら、この方法にも、電子ビ
ームが保有するエネルギーの３分の２までが冷却水に奪
われ、溶解に寄与するエネルギーが少なく、熱効率が非
常に悪いという問題があった。
方法では、太陽電池用シリコンの精製には不十分であっ
たので、本発明者は、別途、シリコンを保持するための
容器（るつぼ、鋳型、ハース等）に、いずれも水冷した
高純度銅を用いる所謂スカル溶解を提案し、それによっ
て太陽電池用シリコンに必要な純度を確保できるように
した（特開平７−３０９６１４号公報、特開平７−３２
５８２７号公報）。それは、水冷銅容器に接触する部分
のシリコンを凝固し、その凝固殻、つまりスカルの内部
でシリコンを溶解する方法である。そして、この方法に
よれば、容器からの不純物に起因するシリコン汚染を防
止できた。しかし、残念ながら、この方法にも、電子ビ
ームが保有するエネルギーの３分の２までが冷却水に奪
われ、溶解に寄与するエネルギーが少なく、熱効率が非
常に悪いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の現状に鑑み、電子ビーム溶解による不純物の
蒸発除去が可能という利点を生かしつつ、熱効率の高い
シリコンの精製方法を提供することを目的としている。
従来技術の現状に鑑み、電子ビーム溶解による不純物の
蒸発除去が可能という利点を生かしつつ、熱効率の高い
シリコンの精製方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、従来の電子ビ
ーム溶解を鋭意研究し、上記目的を達成するためには、
不純物であるＰ、Ａｌ、Ｃａ等のシリコンからの除去速
度は溶融シリコンの温度の上昇に伴い増加する事実か
ら、電子ビームからシリコンへ供給される熱効率の向上
を図り、溶融シリコンの温度を上昇させれば良いことに
着眼した。そして、通常、水冷銅容器を用いて電子ビー
ム溶解を行なうと、水冷銅容器に奪われる熱量が電子ビ
ームによる入力の６０〜７０％にも達することを確認し
た。そこで、発明者は、この多量の抜熱を熱伝達の小さ
い容器あるいは水冷構造を有しない容器を用いることに
より抑制すれば、同一の電子ビーム出力における溶融シ
リコンの温度が上昇すると予想し、本発明を創案するに
至った。
ーム溶解を鋭意研究し、上記目的を達成するためには、
不純物であるＰ、Ａｌ、Ｃａ等のシリコンからの除去速
度は溶融シリコンの温度の上昇に伴い増加する事実か
ら、電子ビームからシリコンへ供給される熱効率の向上
を図り、溶融シリコンの温度を上昇させれば良いことに
着眼した。そして、通常、水冷銅容器を用いて電子ビー
ム溶解を行なうと、水冷銅容器に奪われる熱量が電子ビ
ームによる入力の６０〜７０％にも達することを確認し
た。そこで、発明者は、この多量の抜熱を熱伝達の小さ
い容器あるいは水冷構造を有しない容器を用いることに
より抑制すれば、同一の電子ビーム出力における溶融シ
リコンの温度が上昇すると予想し、本発明を創案するに
至った。
【０００９】すなわち、本発明は、容器内に保持したシ
リコンを電子ビームの照射で溶解し、該シリコンが含有
する易揮発性不純物元素を蒸発除去するシリコンの精製
方法において、容器材料を黒鉛としてシリコンを溶解す
ることを特徴とするシリコンの精製方法である。また、
本発明は、上記黒鉛の不純物濃度を、シリコンの精製目
標不純物濃度よりも低くしたり、あるいは黒鉛の密度を
１．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることを特徴とするシリコン
の精製方法でもある。
リコンを電子ビームの照射で溶解し、該シリコンが含有
する易揮発性不純物元素を蒸発除去するシリコンの精製
方法において、容器材料を黒鉛としてシリコンを溶解す
ることを特徴とするシリコンの精製方法である。また、
本発明は、上記黒鉛の不純物濃度を、シリコンの精製目
標不純物濃度よりも低くしたり、あるいは黒鉛の密度を
１．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることを特徴とするシリコン
の精製方法でもある。
【００１０】本発明では、シリコンを黒鉛製容器に保持
して電子ビーム溶解を行うようにしたので、従来の水冷
銅容器による場合に比べ、抜熱が著しく小さくなり、溶
解エネルギーが増加した。その結果、溶解量や易揮発性
不純物の除去速度が大になり、効率の良いシリコンの精
製ができるようになる。また、黒鉛の不純物濃度を極め
て少量にすることで、上記効果を一層高め、さらに、黒
鉛の密度を１．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることで、溶融し
たシリコンが容器からしみ出して、精製作業が中断する
ことを回避できるようになる。
して電子ビーム溶解を行うようにしたので、従来の水冷
銅容器による場合に比べ、抜熱が著しく小さくなり、溶
解エネルギーが増加した。その結果、溶解量や易揮発性
不純物の除去速度が大になり、効率の良いシリコンの精
製ができるようになる。また、黒鉛の不純物濃度を極め
て少量にすることで、上記効果を一層高め、さらに、黒
鉛の密度を１．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることで、溶融し
たシリコンが容器からしみ出して、精製作業が中断する
ことを回避できるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず、本発明では、シリコンを溶
解する容器の材質を黒鉛とした。なぜならば、黒鉛は、
（１）高融点なので電子ビームが直接照射されても、ほ
とんど溶損することがない、（２）その炭素分は溶融シ
リコン中の飽和溶解量が１０〜１００ｐｐｍ程度と非常
に低い、（３）シリコンと反応して炉体・電子銃内等の
圧力低下をもたらす気体を発生することがない等の優れ
た特徴を有し、（４）他の高融点物質に比べて安価であ
るためである。
解する容器の材質を黒鉛とした。なぜならば、黒鉛は、
（１）高融点なので電子ビームが直接照射されても、ほ
とんど溶損することがない、（２）その炭素分は溶融シ
リコン中の飽和溶解量が１０〜１００ｐｐｍ程度と非常
に低い、（３）シリコンと反応して炉体・電子銃内等の
圧力低下をもたらす気体を発生することがない等の優れ
た特徴を有し、（４）他の高融点物質に比べて安価であ
るためである。
【００１２】また、黒鉛容器８を用いた場合、容器を水
冷する必要はなく、電子ビーム溶解も真空中で行なわれ
るので、該黒鉛容器８からの抜熱は、真空中での輻射に
よるもののみとなり、大きな断熱効果が得られる。さら
に、黒鉛容器８の周囲に黒鉛に比べ輻射率、熱伝導率の
低い材料（一般的な耐火物等）を接触ないし空隙を設け
て設置すれば、一層高い断熱効果が得られる。
冷する必要はなく、電子ビーム溶解も真空中で行なわれ
るので、該黒鉛容器８からの抜熱は、真空中での輻射に
よるもののみとなり、大きな断熱効果が得られる。さら
に、黒鉛容器８の周囲に黒鉛に比べ輻射率、熱伝導率の
低い材料（一般的な耐火物等）を接触ないし空隙を設け
て設置すれば、一層高い断熱効果が得られる。
【００１３】加えて、本発明では、精製目標とするシリ
コン中の不純物の濃度よりも不純物濃度の低い黒鉛を使
用するようにした。なぜならば、シリコンを不純物濃度
の高い黒鉛容器８で溶解すると、高純度化された溶融シ
リコンが黒鉛容器により汚染されることがあるからであ
る。そして、このような高純度黒鉛は、例えば高温、ハ
ロゲン・ガス雰囲気下で黒鉛を処理することにより製造
されており、これを機械加工することで容易に入手しう
るのである。
コン中の不純物の濃度よりも不純物濃度の低い黒鉛を使
用するようにした。なぜならば、シリコンを不純物濃度
の高い黒鉛容器８で溶解すると、高純度化された溶融シ
リコンが黒鉛容器により汚染されることがあるからであ
る。そして、このような高純度黒鉛は、例えば高温、ハ
ロゲン・ガス雰囲気下で黒鉛を処理することにより製造
されており、これを機械加工することで容易に入手しう
るのである。
【００１４】さらに加えて、本発明では、黒鉛の密度を
１．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることが好ましいとした。そ
の理由は、黒鉛と溶融シリコンは濡れ易いため、密度が
１．５ｇ／ｃｍ3 未満のものでは、溶融シリコンが黒鉛
容器壁に浸透し、著しい時には容器外に染み出るからで
ある。なお、かかる状態になれば、電子ビームによる精
製作業を中断させることになる。
１．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることが好ましいとした。そ
の理由は、黒鉛と溶融シリコンは濡れ易いため、密度が
１．５ｇ／ｃｍ3 未満のものでは、溶融シリコンが黒鉛
容器壁に浸透し、著しい時には容器外に染み出るからで
ある。なお、かかる状態になれば、電子ビームによる精
製作業を中断させることになる。
【００１５】
（実施例１）本発明に係るシリコンの精製方法の実施に
使用される装置例を図１に、従来のものを図２に示す。
それらは、真空チャンバ３内に、図２では水冷銅容器
６、図１では黒鉛容器８が設置され、最大出力１００ｋ
Ｗ級の電子銃１を容器上に備えたものである。これら容
器の大きさは、表面積１５０×３００ｍｍ2 、深さ８０
ｍｍである。そのうち、黒鉛容器８は、不純物濃度を
Ｐ：１０ｐｐｍ、Ａｌ：２０ｐｐｍ、Ｃａ：１０ｐｐｍ
で、密度が１．０〜１．８ｇ／ｃｍ2 の範囲で種々変更
したものを準備した。
使用される装置例を図１に、従来のものを図２に示す。
それらは、真空チャンバ３内に、図２では水冷銅容器
６、図１では黒鉛容器８が設置され、最大出力１００ｋ
Ｗ級の電子銃１を容器上に備えたものである。これら容
器の大きさは、表面積１５０×３００ｍｍ2 、深さ８０
ｍｍである。そのうち、黒鉛容器８は、不純物濃度を
Ｐ：１０ｐｐｍ、Ａｌ：２０ｐｐｍ、Ｃａ：１０ｐｐｍ
で、密度が１．０〜１．８ｇ／ｃｍ2 の範囲で種々変更
したものを準備した。
【００１６】上記容器に、市販の金属シリコン（シリコ
ン中の不純物濃度； Ｐ：２０ｐｐｍ、Ａｌ：８００ｐ
ｐｍ、Ｃａ：７００ｐｐｍ、Ｃ：９００ｐｐｍ）をそれ
ぞれ２．５ｋｇを装入し、真空チャンバー内の圧力を１
×１０-4Ｔｏｒｒに維持しつつ，電子ビーム溶解を行
い，高純度な結晶シリコンに精製した。その際、電子ビ
ーム１の出力は、３０、６０ｋＷの２水準、照射時間
は、３０分とした。また、従来法による水冷銅容器６を
用いた場合については、所定の電子ビーム出力で高純度
のシリコン（シリコン中の不純物濃度：Ｐ：０．１ｐｐ
ｍ以下、 Ａｌ：０．１ｐｐｍ以下、Ｃａ：０．１ｐｐ
ｍ以下、Ｃ：０．１ｐｐｍ以下）を予め溶解し、それを
固化させたシリコン膜（スカル）５中でシリコンを溶解
した。
ン中の不純物濃度； Ｐ：２０ｐｐｍ、Ａｌ：８００ｐ
ｐｍ、Ｃａ：７００ｐｐｍ、Ｃ：９００ｐｐｍ）をそれ
ぞれ２．５ｋｇを装入し、真空チャンバー内の圧力を１
×１０-4Ｔｏｒｒに維持しつつ，電子ビーム溶解を行
い，高純度な結晶シリコンに精製した。その際、電子ビ
ーム１の出力は、３０、６０ｋＷの２水準、照射時間
は、３０分とした。また、従来法による水冷銅容器６を
用いた場合については、所定の電子ビーム出力で高純度
のシリコン（シリコン中の不純物濃度：Ｐ：０．１ｐｐ
ｍ以下、 Ａｌ：０．１ｐｐｍ以下、Ｃａ：０．１ｐｐ
ｍ以下、Ｃ：０．１ｐｐｍ以下）を予め溶解し、それを
固化させたシリコン膜（スカル）５中でシリコンを溶解
した。
【００１７】以上の溶解条件で得られた精製シリコンの
溶解量、ならびにシリコン中のＰ、Ａｌ、ＣａをＩＣＰ
（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓ
ｍａ）発光分析法により分析した結果を表１に示す。表
１によれば、水冷銅容器６の場合、電子ビーム３０ｋＷ
におけるシリコンの溶解量は１．２ｋｇ（装入量の約５
０％）であったが、黒鉛容器８では水冷銅容器６に比べ
約２倍の２．５ｋｇ（装入量の全量）であった。この結
果から、黒鉛容器８を用いると、熱効率の向上が図ら
れ、同一電子ビーム出力におけるシリコンの溶解量が従
来より大幅に増加することが明らかになった。
溶解量、ならびにシリコン中のＰ、Ａｌ、ＣａをＩＣＰ
（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓ
ｍａ）発光分析法により分析した結果を表１に示す。表
１によれば、水冷銅容器６の場合、電子ビーム３０ｋＷ
におけるシリコンの溶解量は１．２ｋｇ（装入量の約５
０％）であったが、黒鉛容器８では水冷銅容器６に比べ
約２倍の２．５ｋｇ（装入量の全量）であった。この結
果から、黒鉛容器８を用いると、熱効率の向上が図ら
れ、同一電子ビーム出力におけるシリコンの溶解量が従
来より大幅に増加することが明らかになった。
【００１８】シリコン中の不純物濃度については、黒鉛
容器８を用いた場合、水冷銅容器６に比べ不純物の除去
速度が増大し、シリコンからの不純物除去処理に要する
時間を短縮できることがわかった。ここで、炭素（Ｃ）
濃度については、両者間の差がほとんど見られず、黒鉛
容器８からの炭素（Ｃ）の混入は問題とならなかった。
容器８を用いた場合、水冷銅容器６に比べ不純物の除去
速度が増大し、シリコンからの不純物除去処理に要する
時間を短縮できることがわかった。ここで、炭素（Ｃ）
濃度については、両者間の差がほとんど見られず、黒鉛
容器８からの炭素（Ｃ）の混入は問題とならなかった。
【００１９】
【表１】
【００２０】さらに、上記精製を終了後に、各黒鉛容器
を肉眼観察して、シリコンの「しみ出し」の有無を確認
した。その結果の一部を表２に示す。表２より、黒鉛の
密度が１．５ｇ／ｃｍ3 と緻密なものは、容器外へのシ
リコンの「しみ出し」がないことが明らかである。従っ
て、実際の精製作業では、密度が１．５ｇ／ｃｍ3 以上
の黒鉛容器を用いれば、作業の中断が回避でき、また、
シリコンの歩留りも向上すると思われる。
を肉眼観察して、シリコンの「しみ出し」の有無を確認
した。その結果の一部を表２に示す。表２より、黒鉛の
密度が１．５ｇ／ｃｍ3 と緻密なものは、容器外へのシ
リコンの「しみ出し」がないことが明らかである。従っ
て、実際の精製作業では、密度が１．５ｇ／ｃｍ3 以上
の黒鉛容器を用いれば、作業の中断が回避でき、また、
シリコンの歩留りも向上すると思われる。
【００２１】
【表２】
【００２２】（実施例２）実施例１の場合と同じ図１の
装置に、不純物濃度がＰ ＜０．１ｐｐｍ、Ａｌ＜０．
１ｐｐｍ、Ｃａ ＜０．１ｐｐｍと実施例１より高純度
の黒鉛容器８をセットし、これに前記同様に市販の金属
シリコンを装入し、３０ｋＷの電子ビーム出力にてシリ
コンを溶解した。
装置に、不純物濃度がＰ ＜０．１ｐｐｍ、Ａｌ＜０．
１ｐｐｍ、Ｃａ ＜０．１ｐｐｍと実施例１より高純度
の黒鉛容器８をセットし、これに前記同様に市販の金属
シリコンを装入し、３０ｋＷの電子ビーム出力にてシリ
コンを溶解した。
【００２３】そして、以上の溶解条件で得られた精製シ
リコンの化学分析を行い、表３のような結果を得た。実
施例１のＮｏ．３及び４との比較で明らかなように、一
層高純度の黒鉛容器８を用いると、精製シリコン中の不
純物濃度は一層低減できることがわかった。すなわち、
シリコンを溶解する黒鉛容器８の純度は、精製しようと
するシリコンの目標不純物濃度よりも高純度であると、
一層効果が大きいことが確認できた。
リコンの化学分析を行い、表３のような結果を得た。実
施例１のＮｏ．３及び４との比較で明らかなように、一
層高純度の黒鉛容器８を用いると、精製シリコン中の不
純物濃度は一層低減できることがわかった。すなわち、
シリコンを溶解する黒鉛容器８の純度は、精製しようと
するシリコンの目標不純物濃度よりも高純度であると、
一層効果が大きいことが確認できた。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、シリコ
ンを電子ビーム溶解するに当たり、非水冷の黒鉛容器を
用いるようにしたので、電子ビーム溶解による不純物除
去が効率的になり、高純度で且つ高生産性で結晶シリコ
ンが得られるようになった。
ンを電子ビーム溶解するに当たり、非水冷の黒鉛容器を
用いるようにしたので、電子ビーム溶解による不純物除
去が効率的になり、高純度で且つ高生産性で結晶シリコ
ンが得られるようになった。
【図１】本発明に係るシリコンの精製方法を実施した装
置の縦断面図である。
置の縦断面図である。
【図２】従来の水冷銅容器を用いた装置の縦断面図であ
る。
る。
１ 電子銃 ２ 電子ビーム ３ 真空チャンバ ４ 溶融シリコン ５ 固化したシリコン膜 ６ 水冷銅容器 ７ 冷却水 ８ 黒鉛容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒谷 復夫 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 湯下 憲吉 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 寺嶋 久榮 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 斉藤 彰 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内 (72)発明者 池田 隆雄 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 容器内に保持したシリコンを電子ビーム
の照射で溶解し、該シリコンが含有する易揮発性不純物
元素を蒸発除去するシリコンの精製方法において、 容器材料を黒鉛としてシリコンを溶解することを特徴と
するシリコンの精製方法。 - 【請求項２】 上記黒鉛の不純物濃度を、シリコンの精
製目標不純物濃度よりも低く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。 - 【請求項３】 上記黒鉛の密度を１．５ｇ／ｃｍ3 以上
とすることを特徴とする請求項１又は２記載のシリコン
精製方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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