JPH10182131A - シリコンの溶解方法 - Google Patents
シリコンの溶解方法Info
- Publication number
- JPH10182131A JPH10182131A JP34780496A JP34780496A JPH10182131A JP H10182131 A JPH10182131 A JP H10182131A JP 34780496 A JP34780496 A JP 34780496A JP 34780496 A JP34780496 A JP 34780496A JP H10182131 A JPH10182131 A JP H10182131A
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- Japan
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- silicon
- material silicon
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シリコンの電子ビーム溶解で原料シリコンが溶
解炉に投入された時に水分の急激な蒸発により粉分が飛
散し、歩留が低下するのを防止し、電子ビーム溶解時の
原料歩留の向上を図る。 【解決手段】水冷るつぼ２に市販の金属シリコン（純度
９９．５％）を装入し、炉内圧力を１×１０-4〜５×１
０-3Ｔｏｒｒに維持しつつ、電子ビーム溶解を行った。
原料シリコンの粒径、水分含有率を変化させて原料シリ
コンの歩留りを測定した結果、粒径１ｍｍ未満のもので
は水分含有量に拘らず歩留が低く、また水分含有量が
０．１重量％を越えると歩留が低下した。
解炉に投入された時に水分の急激な蒸発により粉分が飛
散し、歩留が低下するのを防止し、電子ビーム溶解時の
原料歩留の向上を図る。 【解決手段】水冷るつぼ２に市販の金属シリコン（純度
９９．５％）を装入し、炉内圧力を１×１０-4〜５×１
０-3Ｔｏｒｒに維持しつつ、電子ビーム溶解を行った。
原料シリコンの粒径、水分含有率を変化させて原料シリ
コンの歩留りを測定した結果、粒径１ｍｍ未満のもので
は水分含有量に拘らず歩留が低く、また水分含有量が
０．１重量％を越えると歩留が低下した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空下において電子
ビームを用いて太陽電池用シリコン中のＰ、Ａｌ、Ｃａ
等の不純物を除去する精製を行う技術に関し、特に原料
シリコンの溶解方法に関するものである。
ビームを用いて太陽電池用シリコン中のＰ、Ａｌ、Ｃａ
等の不純物を除去する精製を行う技術に関し、特に原料
シリコンの溶解方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年エネルギー源の多様化の要求から太
陽光発電が脚光を浴び、低価格発電装置の実用化に向け
研究開発が盛んに行われている。このような状況の中
で、太陽電池用原料としてシリコンは最も汎用され易い
材料であり、動力用電力供給に使われる材料として最も
重要視されている。
陽光発電が脚光を浴び、低価格発電装置の実用化に向け
研究開発が盛んに行われている。このような状況の中
で、太陽電池用原料としてシリコンは最も汎用され易い
材料であり、動力用電力供給に使われる材料として最も
重要視されている。
【０００３】太陽電池用原料として用いられるシリコン
は、９９．９９９９％（６Ｎ）以上の高純度シリコンが
必要とされている。従来、市販の金属シリコン（純度９
９．５％）から上記高純度シリコンを製造する場合に、
電子ビーム溶解により市販の金属シリコン中のＰ、Ｃ
ａ、Ａｌを同時に除去する技術が開発されている。
は、９９．９９９９％（６Ｎ）以上の高純度シリコンが
必要とされている。従来、市販の金属シリコン（純度９
９．５％）から上記高純度シリコンを製造する場合に、
電子ビーム溶解により市販の金属シリコン中のＰ、Ｃ
ａ、Ａｌを同時に除去する技術が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電子ビーム溶解の場
合、投入された粉状原料シリコンは、高真空中で急激に
加熱されるため原料シリコン表面に吸着した水分が一気
に蒸発し、原料シリコン粒子自身が軽量であるから吹き
飛ばされ、歩留り低下を招くという問題があった。特に
吸着水分が多い場合は、投入された原料の飛散ロスが多
量となり、歩留り低下を招くという問題があった。
合、投入された粉状原料シリコンは、高真空中で急激に
加熱されるため原料シリコン表面に吸着した水分が一気
に蒸発し、原料シリコン粒子自身が軽量であるから吹き
飛ばされ、歩留り低下を招くという問題があった。特に
吸着水分が多い場合は、投入された原料の飛散ロスが多
量となり、歩留り低下を招くという問題があった。
【０００５】本発明はこのような電子ビーム溶解におけ
る原料シリコンが溶解炉に投入された時に水分の急激な
蒸発により原料シリコン及び溶融シリコンが飛散し、歩
留が低下するという問題点を解決し、電子ビーム溶解時
の原料歩留の向上を図ることを目的とする。
る原料シリコンが溶解炉に投入された時に水分の急激な
蒸発により原料シリコン及び溶融シリコンが飛散し、歩
留が低下するという問題点を解決し、電子ビーム溶解時
の原料歩留の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子ビーム溶
解にてシリコンの精製を行うに当り、投入する原料シリ
コンの粒径を１ｍｍ以上、水分含有率を０．１重量％以
下とすることを特徴とするシリコンの溶解方法を提供す
る。本発明において、原料シリコンの粒径を１ｍｍ以上
とした理由は、粒径１ｍｍ未満では飛散し易く歩留向上
が望めないからである。
解にてシリコンの精製を行うに当り、投入する原料シリ
コンの粒径を１ｍｍ以上、水分含有率を０．１重量％以
下とすることを特徴とするシリコンの溶解方法を提供す
る。本発明において、原料シリコンの粒径を１ｍｍ以上
とした理由は、粒径１ｍｍ未満では飛散し易く歩留向上
が望めないからである。
【０００７】原料シリコンの水分含有率が０．１重量％
を越えると、原料シリコンを加熱溶解する時、水分蒸発
が急激に起こり、あたかも水蒸気爆発のような様相を呈
し原料シリコンが飛散するので好ましくなく水含有率を
０．１重量％以下に限定した。
を越えると、原料シリコンを加熱溶解する時、水分蒸発
が急激に起こり、あたかも水蒸気爆発のような様相を呈
し原料シリコンが飛散するので好ましくなく水含有率を
０．１重量％以下に限定した。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は原料の水分管理と粒径管
理を行うことにより、原料の飛散による歩留低下を防止
するものである。原料シリコンの粒径を大とすれば、シ
リコン粒子自身の重量が大となり、飛散しにくくなる。
また同一処理量では、粒径が大きいほど粒子の合計表面
積が小となるため、含有水分もまた少なくなる。水分が
少なくなると、蒸発量が小となるため、水蒸気の大量急
激な発生がなく、原料シリコンは飛散しにくくなる。
理を行うことにより、原料の飛散による歩留低下を防止
するものである。原料シリコンの粒径を大とすれば、シ
リコン粒子自身の重量が大となり、飛散しにくくなる。
また同一処理量では、粒径が大きいほど粒子の合計表面
積が小となるため、含有水分もまた少なくなる。水分が
少なくなると、蒸発量が小となるため、水蒸気の大量急
激な発生がなく、原料シリコンは飛散しにくくなる。
【０００９】
【実施例】図１に電子ビーム溶解炉１の断面図を示し
た。鋼鉄製の溶解炉１の中央床面に銅製の水冷るつぼ２
が収納され、その上方に最大出力１５０ｋＷ級の電子銃
３が設置され、電子ビーム４が溶融シリコン５の溶湯表
面を照射する。
た。鋼鉄製の溶解炉１の中央床面に銅製の水冷るつぼ２
が収納され、その上方に最大出力１５０ｋＷ級の電子銃
３が設置され、電子ビーム４が溶融シリコン５の溶湯表
面を照射する。
【００１０】水冷るつぼ２の内壁には、市販の電子材料
用高純度シリコン（純度１１Ｎ）をあらかじめ膜状に付
着・固化させたシリコン層６を形成してある。シリコン
層６上に原料シリコンである市販の粒状金属シリコン
（純度９９．５％）１５００ｇを装入し、真空ポンプ７
により炉内圧力を１×１０-4〜５×１０-3Ｔｏｒｒに維
持しつつ、電子ビーム溶解を行った。この時の溶湯表面
積は１５０×２００ｍｍ 2 、深さは６０ｍｍで、電子ビ
ームの出力は３０ｋＷ、照射時間は６０ｍｉｎとした。
このとき、水冷るつぼ２に原料シリコン供給路８から上
記原料シリコンを５ｋｇ／ｈの供給速度で供給した。原
料シリコンの粒径、水分含有率を変化させて原料シリコ
ンの歩留りを測定した。結果を図２に示した。
用高純度シリコン（純度１１Ｎ）をあらかじめ膜状に付
着・固化させたシリコン層６を形成してある。シリコン
層６上に原料シリコンである市販の粒状金属シリコン
（純度９９．５％）１５００ｇを装入し、真空ポンプ７
により炉内圧力を１×１０-4〜５×１０-3Ｔｏｒｒに維
持しつつ、電子ビーム溶解を行った。この時の溶湯表面
積は１５０×２００ｍｍ 2 、深さは６０ｍｍで、電子ビ
ームの出力は３０ｋＷ、照射時間は６０ｍｉｎとした。
このとき、水冷るつぼ２に原料シリコン供給路８から上
記原料シリコンを５ｋｇ／ｈの供給速度で供給した。原
料シリコンの粒径、水分含有率を変化させて原料シリコ
ンの歩留りを測定した。結果を図２に示した。
【００１１】この結果、粒径１ｍｍ未満のものでは水分
含有量に拘らず歩留が低く、また水分含有量が０．１重
量％を越えると歩留が低下した。
含有量に拘らず歩留が低く、また水分含有量が０．１重
量％を越えると歩留が低下した。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、投入する原料シリコン
の粒径を１ｍｍ以上、水分含有率を０．１重量％以下と
したので、原料シリコンが溶解炉に投入された時に水分
の急激な蒸発を防止し、粉分が飛散し歩留が低下するの
を防止し、電子ビーム溶解時の原料歩留の向上を図るこ
とが可能となった。
の粒径を１ｍｍ以上、水分含有率を０．１重量％以下と
したので、原料シリコンが溶解炉に投入された時に水分
の急激な蒸発を防止し、粉分が飛散し歩留が低下するの
を防止し、電子ビーム溶解時の原料歩留の向上を図るこ
とが可能となった。
【図１】電子ビーム溶解炉の断面図である。
【図２】原料シリコン粒径、水分含有量とシリコン歩留
りとの関係を示すグラフである。
りとの関係を示すグラフである。
１ 溶解炉 ２ 水冷るつぼ ３ 電子銃 ４ 電子ビーム ５ 溶融シリコン ６ シリコン層 ７ 真空ポンプ ８ 原料シリコン供給路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 彰 千葉県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 千葉県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 加藤 嘉英 千葉県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 (1)
- 【請求項１】 電子ビーム溶解にてシリコンの精製を行
うに当り、投入する原料シリコンの粒径を１ｍｍ以上、
水分含有率を０．１重量％以下とすることを特徴とする
シリコンの溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34780496A JPH10182131A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | シリコンの溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34780496A JPH10182131A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | シリコンの溶解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182131A true JPH10182131A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18392704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34780496A Withdrawn JPH10182131A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | シリコンの溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10182131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012008003A1 (ja) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | 株式会社Sumco | 多結晶シリコンの鋳造方法 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34780496A patent/JPH10182131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012008003A1 (ja) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | 株式会社Sumco | 多結晶シリコンの鋳造方法 |
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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: 20040302 |