JPH10182138A - 溶融シリコンの攪拌方法 - Google Patents
溶融シリコンの攪拌方法Info
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- JPH10182138A JPH10182138A JP34780596A JP34780596A JPH10182138A JP H10182138 A JPH10182138 A JP H10182138A JP 34780596 A JP34780596 A JP 34780596A JP 34780596 A JP34780596 A JP 34780596A JP H10182138 A JPH10182138 A JP H10182138A
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- silicon
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- electron beam
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電子ビームを用いてシリコンを溶解しＰ，Ａ
ｌ，Ｃａを除去するシリコン精製の際に、電子ビームを
乱したり、スプラッシュの発生を生ずることなく、溶融
シリコンを攪拌する。 【解決手段】溶融シリコン１を収納した坩堝２にＰＺＴ
セラミック超音波振動装置３により振動を与え攪拌し、
さらに波立ち４を生じさせ、投射ビーム５を効率よく溶
融シリコンに作用させる。
ｌ，Ｃａを除去するシリコン精製の際に、電子ビームを
乱したり、スプラッシュの発生を生ずることなく、溶融
シリコンを攪拌する。 【解決手段】溶融シリコン１を収納した坩堝２にＰＺＴ
セラミック超音波振動装置３により振動を与え攪拌し、
さらに波立ち４を生じさせ、投射ビーム５を効率よく溶
融シリコンに作用させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを用い
てシリコンを溶解しＰ，Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除去す
るシリコンの精製を行う溶融シリコンの攪拌方法に関す
る。
てシリコンを溶解しＰ，Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除去す
るシリコンの精製を行う溶融シリコンの攪拌方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】通常、極微量の不純物を冶金的に除去す
る場合、液体内の物質移動が不純物の除去速度に大きな
影響を及ぼす。そのため、電磁力による攪拌、ガスバブ
リングによる攪拌等により液体内の不純物の移動速度を
促進し、不純物の除去速度を向上させることが行われ
る。しかし、電子ビームを用いてシリコンを溶解しＰ，
Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除去するシリコンの精製を行う
場合、電磁力は電子ビームを乱し、またガスバブリング
は、大きなスプラッシュの発生による歩留り低下、さら
には電子ビームの停止を招くという問題があった。
る場合、液体内の物質移動が不純物の除去速度に大きな
影響を及ぼす。そのため、電磁力による攪拌、ガスバブ
リングによる攪拌等により液体内の不純物の移動速度を
促進し、不純物の除去速度を向上させることが行われ
る。しかし、電子ビームを用いてシリコンを溶解しＰ，
Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除去するシリコンの精製を行う
場合、電磁力は電子ビームを乱し、またガスバブリング
は、大きなスプラッシュの発生による歩留り低下、さら
には電子ビームの停止を招くという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は電子ビームを
用いてシリコンを溶解しＰ，Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除
去するシリコンの精製を行う際に電子ビームを乱した
り、スプラッシュの発生を生ずるという上記の問題点を
解決した溶融シリコンの攪拌方法を開発し、これを提供
することを目的とする。
用いてシリコンを溶解しＰ，Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除
去するシリコンの精製を行う際に電子ビームを乱した
り、スプラッシュの発生を生ずるという上記の問題点を
解決した溶融シリコンの攪拌方法を開発し、これを提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために開発されたもので、その技術手段は、電子ビ
ームを用いてシリコンを溶解しＰ，Ａｌ，Ｃａ等の不純
物を除去するシリコンの精製に当り、シリコン溶湯を保
持する容器に超音波振動を付与することを特徴とする溶
融シリコンの攪拌方法である。
するために開発されたもので、その技術手段は、電子ビ
ームを用いてシリコンを溶解しＰ，Ａｌ，Ｃａ等の不純
物を除去するシリコンの精製に当り、シリコン溶湯を保
持する容器に超音波振動を付与することを特徴とする溶
融シリコンの攪拌方法である。
【０００５】超音波振動の付与は、溶融シリコンの攪
拌、溶融シリコンの表面積の増大、電子ビームの反射ロ
スの低減等の効果によりＰ，Ａｌ，Ｃａの除去速度向上
を図ることができる。超音波発生源としては例えば発振
素子にセラミック系のチタン酸ジルコン酸亜鉛（ＰＺ
Ｔ）を用い、２０〜１００ｋＨｚの周波数の超音波を付
与することができる。
拌、溶融シリコンの表面積の増大、電子ビームの反射ロ
スの低減等の効果によりＰ，Ａｌ，Ｃａの除去速度向上
を図ることができる。超音波発生源としては例えば発振
素子にセラミック系のチタン酸ジルコン酸亜鉛（ＰＺ
Ｔ）を用い、２０〜１００ｋＨｚの周波数の超音波を付
与することができる。
【０００６】また前記超音波振動の付与に代え、シリコ
ン溶湯を保持する容器を正逆転させる技術を提供する。
容器を正逆転する例としては容器内側壁又は底面に凸起
などを設け、容器を１０〜３０ｒ．ｐ．ｍの速度で正逆
転させるとよい。ここで、容器は水冷された銅、鉄ある
いは鋼、鉄を主成分とする合金等の熱伝導率の高い金
属、あるいは黒鉛を用いることができ、正逆転による攪
拌効果は同様である。
ン溶湯を保持する容器を正逆転させる技術を提供する。
容器を正逆転する例としては容器内側壁又は底面に凸起
などを設け、容器を１０〜３０ｒ．ｐ．ｍの速度で正逆
転させるとよい。ここで、容器は水冷された銅、鉄ある
いは鋼、鉄を主成分とする合金等の熱伝導率の高い金
属、あるいは黒鉛を用いることができ、正逆転による攪
拌効果は同様である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す水
冷銅坩堝２の断面図である。坩堝２の内寸法は３０ｃｍ
×１５ｃｍ×５ｃｍとし、シリコン装入量は５５００ｇ
とした。溶融シリコン１を収納した坩堝２にＰＺＴセラ
ミック超音波振動装置３が取付られている。この超音波
振動装置３により溶融シリコン１の表面には波立ち４を
生じ、電子銃からの出力３０ｋＷの照射ビーム５は溶融
シリコン１の表面において、大部分が吸収され、また、
一部の反射されたビーム６も表面の波立ち４のため吸収
され、効率よく溶融シリコンに作用する。図４は超音波
振動を付加しない従来の例を示すもので、溶融シリコン
１の表面は静止面であり、出力３０ｋＷの照射ビーム５
のうちの一部は反射ビーム７として反射される。このと
き、水冷銅坩堝の抜熱量は、本発明では、電子ビームに
よる入力の約６０％であったが、従来例では約７０％で
あり、反射ロスの低減効果が見られた。このような条件
で６０分溶解後、シリコン中の不純物をＩＣＰ法により
分析した結果を表１中本発明例１に示す。超音波振動の
付加により、不純物の除去速度の向上が図られた。
形態を説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す水
冷銅坩堝２の断面図である。坩堝２の内寸法は３０ｃｍ
×１５ｃｍ×５ｃｍとし、シリコン装入量は５５００ｇ
とした。溶融シリコン１を収納した坩堝２にＰＺＴセラ
ミック超音波振動装置３が取付られている。この超音波
振動装置３により溶融シリコン１の表面には波立ち４を
生じ、電子銃からの出力３０ｋＷの照射ビーム５は溶融
シリコン１の表面において、大部分が吸収され、また、
一部の反射されたビーム６も表面の波立ち４のため吸収
され、効率よく溶融シリコンに作用する。図４は超音波
振動を付加しない従来の例を示すもので、溶融シリコン
１の表面は静止面であり、出力３０ｋＷの照射ビーム５
のうちの一部は反射ビーム７として反射される。このと
き、水冷銅坩堝の抜熱量は、本発明では、電子ビームに
よる入力の約６０％であったが、従来例では約７０％で
あり、反射ロスの低減効果が見られた。このような条件
で６０分溶解後、シリコン中の不純物をＩＣＰ法により
分析した結果を表１中本発明例１に示す。超音波振動の
付加により、不純物の除去速度の向上が図られた。
【０００８】図２は本発明の第２の実施例を示すもので
坩堝２内壁に突起１１を設け、坩堝２を矢印で示すよう
に正逆回転１３させると、溶融シリコン１は慣性によ
り、溶融シリコンの流れ１２を生じ攪拌される。図３
は、坩堝２の底面に突起１４を設けたもので図２と同様
に正逆回転１３により溶融シリコン１が攪拌される。
坩堝２内壁に突起１１を設け、坩堝２を矢印で示すよう
に正逆回転１３させると、溶融シリコン１は慣性によ
り、溶融シリコンの流れ１２を生じ攪拌される。図３
は、坩堝２の底面に突起１４を設けたもので図２と同様
に正逆回転１３により溶融シリコン１が攪拌される。
【０００９】第１の実施例と同条件で回転速度２０ｒｐ
ｍ、正逆転間隔１０ｓｅｃとし、６０分溶解した後、シ
リコン中の不純物をＩＣＰ法により分析した結果を表１
中本発明例２に示す。このときのシリコン溶解量は約
１．２ｋｇ、原料中の不純物濃度はＰ：３０ｐｐｍｗ，
Ａｌ：８００ｐｐｍｗ，Ｃａ：１００ｐｐｍｗであっ
た。
ｍ、正逆転間隔１０ｓｅｃとし、６０分溶解した後、シ
リコン中の不純物をＩＣＰ法により分析した結果を表１
中本発明例２に示す。このときのシリコン溶解量は約
１．２ｋｇ、原料中の不純物濃度はＰ：３０ｐｐｍｗ，
Ａｌ：８００ｐｐｍｗ，Ｃａ：１００ｐｐｍｗであっ
た。
【００１０】以上のように超音波又は容器の正逆回転を
用いて溶融シリコンを攪拌すれば、安定的に電子ビーム
溶解が可能であり、かつ、不純物の除去速度向上を図る
ことができる。
用いて溶融シリコンを攪拌すれば、安定的に電子ビーム
溶解が可能であり、かつ、不純物の除去速度向上を図る
ことができる。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば溶融シリコンの攪拌を行
うことができ、電子ビーム溶解による不純物の除去速度
を高めることができる。なお、超音波付与と坩堝正逆回
転とを併用してもよい。
うことができ、電子ビーム溶解による不純物の除去速度
を高めることができる。なお、超音波付与と坩堝正逆回
転とを併用してもよい。
【図１】超音波付加の説明図である。
【図２】正逆回転の説明図で、（ａ）平面図、（ｂ）縦
断面図である。
断面図である。
【図３】正逆回転の説明図で、（ａ）平面図、（ｂ）縦
断面図である。
断面図である。
【図４】従来技術の説明図である。
１ 溶融シリコン ２ るつぼ ３ 超音波振動装置 ４ 波立ち ５ 投射ビーム ６ 反射ビーム ７ 反射ビーム １１ 凸起 １２ 溶融シリコンの流れ １３ 正逆回転 １４ 凸起
Claims (2)
- 【請求項１】 電子ビームを用いてシリコンを溶解し
Ｐ，Ａｌ，Ｃａ等の不純物を除去するシリコンの精製を
行うに当り、シリコン溶湯を保持する容器に超音波振動
を付与することを特徴とする溶融シリコンの攪拌方法。 - 【請求項２】 前記超音波振動の付与に代え、シリコン
溶湯を保持する容器を正逆回転させることを特徴とする
請求項１記載の溶融シリコンの攪拌方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34780596A JPH10182138A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 溶融シリコンの攪拌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34780596A JPH10182138A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 溶融シリコンの攪拌方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182138A true JPH10182138A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18392712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34780596A Withdrawn JPH10182138A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 溶融シリコンの攪拌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10182138A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001347152A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-12-18 | Toyota Motor Corp | 混合脱泡装置、および混合脱泡方法 |
| KR20020016699A (ko) * | 2000-08-26 | 2002-03-06 | 김장수 | 규사 정제방법 |
| JP2007181790A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | National Maritime Research Institute | 溶解装置 |
| JP2008175479A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Ulvac Japan Ltd | シリコン溶解用容器及びこれを用いた溶解装置 |
| WO2009003688A2 (de) | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Schott Solar Ag | Verfahren zur aufbereitung von siliciummaterial |
| JP2009115326A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Sharp Corp | プラズマ溶融装置、プラズマ溶融方法および坩堝 |
| WO2013118249A1 (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 金属又は半導体融液の精製方法、及び真空精製装置 |
| JP2013163183A (ja) * | 2006-04-22 | 2013-08-22 | Bayer Intellectual Property Gmbh | 反応器 |
| JP2015033660A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | 佐竹化学機械工業株式会社 | 撹拌用回転容器 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34780596A patent/JPH10182138A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001347152A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-12-18 | Toyota Motor Corp | 混合脱泡装置、および混合脱泡方法 |
| KR20020016699A (ko) * | 2000-08-26 | 2002-03-06 | 김장수 | 규사 정제방법 |
| JP2007181790A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | National Maritime Research Institute | 溶解装置 |
| JP2013163183A (ja) * | 2006-04-22 | 2013-08-22 | Bayer Intellectual Property Gmbh | 反応器 |
| JP2008175479A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Ulvac Japan Ltd | シリコン溶解用容器及びこれを用いた溶解装置 |
| WO2009003688A2 (de) | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Schott Solar Ag | Verfahren zur aufbereitung von siliciummaterial |
| DE102007031471A1 (de) * | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Schott Solar Gmbh | Verfahren zur Aufbereitung von Siliciummaterial |
| JP2009115326A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Sharp Corp | プラズマ溶融装置、プラズマ溶融方法および坩堝 |
| WO2013118249A1 (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-15 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 金属又は半導体融液の精製方法、及び真空精製装置 |
| JPWO2013118249A1 (ja) * | 2012-02-06 | 2015-05-11 | シリシオ フェロソラール ソシエダーダ リミターダ | 金属又は半導体融液の精製方法、及び真空精製装置 |
| JP2015033660A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | 佐竹化学機械工業株式会社 | 撹拌用回転容器 |
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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 |