JPH1149509A - 炭素含有量の少ない多結晶シリコンの製造方法 - Google Patents
炭素含有量の少ない多結晶シリコンの製造方法Info
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- JPH1149509A JPH1149509A JP14074398A JP14074398A JPH1149509A JP H1149509 A JPH1149509 A JP H1149509A JP 14074398 A JP14074398 A JP 14074398A JP 14074398 A JP14074398 A JP 14074398A JP H1149509 A JPH1149509 A JP H1149509A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体グレードの炭素含量の少ない多結晶シ
リコンを製造する方法を提供すること。 【解決手段】 精製トリクロロシランと水素とを反応せ
しめて高純度多結晶シリコンを製造する方法において、
反応系に供給する水素の循環ライン中に活性炭の吸着層
を設け、該吸着層を通過した水素ガス中のメタン濃度を
１０ｐｐｍを限度として、反応系中に供給する水素ガス
中のメタン濃度を管理する、高純度多結晶シリコンの製
造方法。
リコンを製造する方法を提供すること。 【解決手段】 精製トリクロロシランと水素とを反応せ
しめて高純度多結晶シリコンを製造する方法において、
反応系に供給する水素の循環ライン中に活性炭の吸着層
を設け、該吸着層を通過した水素ガス中のメタン濃度を
１０ｐｐｍを限度として、反応系中に供給する水素ガス
中のメタン濃度を管理する、高純度多結晶シリコンの製
造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素含有量の少な
い高純度の多結晶シリコン、例えばデバイス用シリコン
の原料となる多結晶シリコンの製造方法に関するもので
ある。
い高純度の多結晶シリコン、例えばデバイス用シリコン
の原料となる多結晶シリコンの製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】高純度多結晶シリコンの製造において最
も一般的な方法は、トリクロロシランを原料とした方法
である。まずトリクロロシランを蒸留により精製し、高
純度の精製トリクロロシラン、その他のクロロシラン類
および廃棄すべき不純物などに分けられる。次いで蒸留
で得られた精製トリクロロシランを水素と反応させて還
元することにより高純度多結晶シリコンが製造される。
特にロッド状の析出物を製造する方法はシーメンス法と
呼ばれ、広く一般に行われている。
も一般的な方法は、トリクロロシランを原料とした方法
である。まずトリクロロシランを蒸留により精製し、高
純度の精製トリクロロシラン、その他のクロロシラン類
および廃棄すべき不純物などに分けられる。次いで蒸留
で得られた精製トリクロロシランを水素と反応させて還
元することにより高純度多結晶シリコンが製造される。
特にロッド状の析出物を製造する方法はシーメンス法と
呼ばれ、広く一般に行われている。
【０００３】多結晶シリコンに含まれる炭素は、ほぼそ
のまま単結晶中に取り込まれるため、上記工程における
炭素源の除去は重要な課題である。上記製造工程におけ
る主な炭素源はメチルジクロルシラン（ＣＨ3ＳｉＨＣ
ｌ2、以下ＭＤＣＳと記す）と、メチルトリクロルシラ
ン（ＣＨ3ＳｉＣｌ3）である。特にＭＤＣＳはトリクロ
ロシランと沸点が非常に近いため、精製トリクロロシラ
ンから蒸留により分離することが非常に困難であった。
そのＭＤＣＳを分離する方法として、特公昭４８−２８
５３０号公報には、酸化剤により、ＭＤＣＳを酸化する
方法が提案されている。しかしこの方法は、不純物とな
る酸化剤を添加するため、半導体グレードの高純度多結
晶シリコンの製造には不向きである。また、特開平４−
２０２００７号公報には、メチルクロルシラン類を含有
する四塩化珪素に、塩素の存在下で紫外線を照射し、紫
外線のエネルギーを利用して四塩化珪素中のメチルクロ
ロシランのメチル基の水素を塩素で置換し、高沸点物に
変換したのち除去する方法が提案されている。これから
トリクロロシラン中のＭＤＣＳを高沸化物に変換し除去
することも類推できるが、トリクロロシランは四塩化珪
素と異なり塩素と強く反応するため、爆発する恐れがあ
り、そのため上記高沸点物に変換する方法は採用し難
い。また、この方法の実施のためには、紫外線照射のた
めの、特別な装置も必要になる。
のまま単結晶中に取り込まれるため、上記工程における
炭素源の除去は重要な課題である。上記製造工程におけ
る主な炭素源はメチルジクロルシラン（ＣＨ3ＳｉＨＣ
ｌ2、以下ＭＤＣＳと記す）と、メチルトリクロルシラ
ン（ＣＨ3ＳｉＣｌ3）である。特にＭＤＣＳはトリクロ
ロシランと沸点が非常に近いため、精製トリクロロシラ
ンから蒸留により分離することが非常に困難であった。
そのＭＤＣＳを分離する方法として、特公昭４８−２８
５３０号公報には、酸化剤により、ＭＤＣＳを酸化する
方法が提案されている。しかしこの方法は、不純物とな
る酸化剤を添加するため、半導体グレードの高純度多結
晶シリコンの製造には不向きである。また、特開平４−
２０２００７号公報には、メチルクロルシラン類を含有
する四塩化珪素に、塩素の存在下で紫外線を照射し、紫
外線のエネルギーを利用して四塩化珪素中のメチルクロ
ロシランのメチル基の水素を塩素で置換し、高沸点物に
変換したのち除去する方法が提案されている。これから
トリクロロシラン中のＭＤＣＳを高沸化物に変換し除去
することも類推できるが、トリクロロシランは四塩化珪
素と異なり塩素と強く反応するため、爆発する恐れがあ
り、そのため上記高沸点物に変換する方法は採用し難
い。また、この方法の実施のためには、紫外線照射のた
めの、特別な装置も必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】析出反応に使用するト
リクロロシラン中にＭＤＣＳが混入すると多結晶シリコ
ン中の炭素濃度が上昇することは知られていた。そのた
め、これまで多結晶シリコンの析出の際ＭＤＣＳは、炭
素不純物として取り込まれるものと考えられてきた。従
ってこれまでは、炭素不純物の原因物質となるＭＤＣＳ
を、可及的に分離除去する方法が採られてきた。ところ
が本発明者が鋭意研究した結果、意外にも多結晶シリコ
ンの析出温度が１１００℃以下では、ＭＤＣＳは多結晶
シリコン中に殆ど取り込まれないことを発見した。そし
て、更に研究を重ねた結果、驚くことに、ＭＤＣＳは多
結晶シリコンの析出過程において、かなりの量がメタン
に変成し、しかもこのメタンは、ＭＤＣＳと異なり多結
晶シリコンへの取り込まれ率が高いことを究明した。
リクロロシラン中にＭＤＣＳが混入すると多結晶シリコ
ン中の炭素濃度が上昇することは知られていた。そのた
め、これまで多結晶シリコンの析出の際ＭＤＣＳは、炭
素不純物として取り込まれるものと考えられてきた。従
ってこれまでは、炭素不純物の原因物質となるＭＤＣＳ
を、可及的に分離除去する方法が採られてきた。ところ
が本発明者が鋭意研究した結果、意外にも多結晶シリコ
ンの析出温度が１１００℃以下では、ＭＤＣＳは多結晶
シリコン中に殆ど取り込まれないことを発見した。そし
て、更に研究を重ねた結果、驚くことに、ＭＤＣＳは多
結晶シリコンの析出過程において、かなりの量がメタン
に変成し、しかもこのメタンは、ＭＤＣＳと異なり多結
晶シリコンへの取り込まれ率が高いことを究明した。
【０００５】メタンが、多結晶シリコンの製造の際、取
り込まれて不純物となることは、特開平６−１５７１９
５号公報に示されている。しかしながらこれまでは、メ
タンの発生源は多結晶シリコンの析出釜中にある炭素材
料であると考えられていたため、水素中のメタンの低減
方法としては、その発生源と考えられる炭素部品の表面
を処理することしか行われていなかった。
り込まれて不純物となることは、特開平６−１５７１９
５号公報に示されている。しかしながらこれまでは、メ
タンの発生源は多結晶シリコンの析出釜中にある炭素材
料であると考えられていたため、水素中のメタンの低減
方法としては、その発生源と考えられる炭素部品の表面
を処理することしか行われていなかった。
【０００６】通常、多結晶シリコンの析出に使用する水
素は、循環して使用される。従って、これまで長い年月
の、多結晶シリコンの製造の歴史において、ＭＤＣＳが
炭素不純物の原因であると考えられてきたのは、この循
環する水素中にＭＤＣＳが変成してできたメタンが蓄積
するためであるというのがその理由であった。従って、
循環水素中のメタンを分離除去し、メタンを規定濃度以
下に保つことが可能になれば、苦労してＭＤＣＳを分離
する必要も無く、また、手間をかけて析出釜内の炭素部
材を処理する必要さえも無くなることが期待される。
素は、循環して使用される。従って、これまで長い年月
の、多結晶シリコンの製造の歴史において、ＭＤＣＳが
炭素不純物の原因であると考えられてきたのは、この循
環する水素中にＭＤＣＳが変成してできたメタンが蓄積
するためであるというのがその理由であった。従って、
循環水素中のメタンを分離除去し、メタンを規定濃度以
下に保つことが可能になれば、苦労してＭＤＣＳを分離
する必要も無く、また、手間をかけて析出釜内の炭素部
材を処理する必要さえも無くなることが期待される。
【０００７】ところが、循環する水素中には、メタンの
他に塩化水素も含まれている。これらの混合ガスから水
素だけを分離して精製する方法は知られておらず、その
方法を開発することが必要であった。
他に塩化水素も含まれている。これらの混合ガスから水
素だけを分離して精製する方法は知られておらず、その
方法を開発することが必要であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、それ
故、炭素含有量の少ない多結晶シリコンの製造方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、反応系中に循
環して供給する水素中のメタン濃度を低減することによ
って、トリクロロシランと水素との反応により炭素含有
量の少ない多結晶シリコンを製造する方法を提供するこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、トリクロロシラ
ン中のメチルジクロルシラン（ＭＤＣＳ）を水素雰囲気
中で加熱してメタンに変換し、該メタンを除去し、次い
で該メタンを除去した水素をトリクロロシランと反応さ
せて炭素含有量の少ない多結晶シリコンを製造する方法
を提供することにある。本発明のさらに他の目的および
利点は、以下の説明から明らかになろう。
故、炭素含有量の少ない多結晶シリコンの製造方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、反応系中に循
環して供給する水素中のメタン濃度を低減することによ
って、トリクロロシランと水素との反応により炭素含有
量の少ない多結晶シリコンを製造する方法を提供するこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、トリクロロシラ
ン中のメチルジクロルシラン（ＭＤＣＳ）を水素雰囲気
中で加熱してメタンに変換し、該メタンを除去し、次い
で該メタンを除去した水素をトリクロロシランと反応さ
せて炭素含有量の少ない多結晶シリコンを製造する方法
を提供することにある。本発明のさらに他の目的および
利点は、以下の説明から明らかになろう。
【０００９】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、精製トリクロロシランと水素とを反応せしめて
高純度多結晶シリコンを製造する方法において、反応系
に供給する水素の循環ライン中に活性炭の吸着層を設
け、該吸着層を通過した水素ガス中のメタン濃度を１０
ｐｐｍを限度として、反応系中に供給する水素ガス中の
メタン濃度を管理することを特徴とする高純度多結晶シ
リコンの製造方法によって達成される。
利点は、精製トリクロロシランと水素とを反応せしめて
高純度多結晶シリコンを製造する方法において、反応系
に供給する水素の循環ライン中に活性炭の吸着層を設
け、該吸着層を通過した水素ガス中のメタン濃度を１０
ｐｐｍを限度として、反応系中に供給する水素ガス中の
メタン濃度を管理することを特徴とする高純度多結晶シ
リコンの製造方法によって達成される。
【００１０】本発明方法で得られる高純度多結晶シリコ
ンは、半導体グレードの多結晶シリコンであり、その炭
素濃度は、０.５ｐｐｍａ以下、好ましくは０.２ｐｐｍ
ａ以下、さらに好ましくは０.１ｐｐｍａ以下である。
多結晶シリコン中の炭素濃度は、単結晶にした後、ＦＴ
−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光測定法）により測定でき
る。
ンは、半導体グレードの多結晶シリコンであり、その炭
素濃度は、０.５ｐｐｍａ以下、好ましくは０.２ｐｐｍ
ａ以下、さらに好ましくは０.１ｐｐｍａ以下である。
多結晶シリコン中の炭素濃度は、単結晶にした後、ＦＴ
−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光測定法）により測定でき
る。
【００１１】高純度多結晶シリコンの具体的な製造方法
としては、精製トリクロロシランを原料としたシーメン
ス法による析出が好適に採用される。精製トリクロロシ
ラン中のＭＤＣＳは多結晶シリコン中にほとんど取り込
まれることはない。しかし、析出反応器中でＭＤＣＳが
メタンに変換され反応容器中で多結晶シリコンに取り込
まれることがある。このため、ＭＤＣＳがあまりに高濃
度である精製トリクロロシランを供給するのは好ましく
ない。従って例えば多結晶シリコンの析出温度１,００
０〜１,１００℃の場合では、トリクロロシラン中のＭ
ＤＣＳの濃度は１００ｐｐｍ以下であることが好まし
い。
としては、精製トリクロロシランを原料としたシーメン
ス法による析出が好適に採用される。精製トリクロロシ
ラン中のＭＤＣＳは多結晶シリコン中にほとんど取り込
まれることはない。しかし、析出反応器中でＭＤＣＳが
メタンに変換され反応容器中で多結晶シリコンに取り込
まれることがある。このため、ＭＤＣＳがあまりに高濃
度である精製トリクロロシランを供給するのは好ましく
ない。従って例えば多結晶シリコンの析出温度１,００
０〜１,１００℃の場合では、トリクロロシラン中のＭ
ＤＣＳの濃度は１００ｐｐｍ以下であることが好まし
い。
【００１２】シーメンス法による多結晶シリコンの製造
を効率良く行うために、多結晶シリコンの析出系に供給
する水素は循環使用される。本発明の最大の特徴の１つ
は、この循環使用する水素中のメタンを除去し、その濃
度を１０ｐｐｍ（ｖｏｌ）以下にコントロールすること
にある。循環水素中のメタン濃度が１０ｐｐｍを超える
と多結晶シリコン中の炭素濃度は０.５ｐｐｍａを超え
るようになるため、デバイス用単結晶シリコンの原料と
して適さなくなる。水素中のメタンの測定方法は、特に
限定されないが、検出器に水素−空気炎を使用する、Ｆ
ＩＤ−ガスクロマトグラフィーを採用することができ
る。
を効率良く行うために、多結晶シリコンの析出系に供給
する水素は循環使用される。本発明の最大の特徴の１つ
は、この循環使用する水素中のメタンを除去し、その濃
度を１０ｐｐｍ（ｖｏｌ）以下にコントロールすること
にある。循環水素中のメタン濃度が１０ｐｐｍを超える
と多結晶シリコン中の炭素濃度は０.５ｐｐｍａを超え
るようになるため、デバイス用単結晶シリコンの原料と
して適さなくなる。水素中のメタンの測定方法は、特に
限定されないが、検出器に水素−空気炎を使用する、Ｆ
ＩＤ−ガスクロマトグラフィーを採用することができ
る。
【００１３】塩化水素を含む循環水素中のメタンを除去
する手段としては、反応系に供給する水素の循環ライン
中に、活性炭の吸着層を設け、この吸着層中を該混合ガ
スを通過させることにより達成できる。この際、塩化水
素を含む水素中のメタンは非常に吸着されにくいため、
吸着層の吸着圧力はゲージ圧２００ＫＰａＧ〜３ＭＰａ
Ｇが好ましい。特に、吸着圧力の下限は、好ましくは３
００ＫＰａＧ以上、より好ましくは５００ＫＰａＧ以
上、更に好ましくは６００ＫＰａＧ以上の圧力で吸着さ
せ、脱着時の圧力を吸着圧力の３分の１以下にして脱着
したメタンを含む水素を系外に排出することが好まし
い。脱圧時の圧力の下限は常圧とするのが経済的であ
る。
する手段としては、反応系に供給する水素の循環ライン
中に、活性炭の吸着層を設け、この吸着層中を該混合ガ
スを通過させることにより達成できる。この際、塩化水
素を含む水素中のメタンは非常に吸着されにくいため、
吸着層の吸着圧力はゲージ圧２００ＫＰａＧ〜３ＭＰａ
Ｇが好ましい。特に、吸着圧力の下限は、好ましくは３
００ＫＰａＧ以上、より好ましくは５００ＫＰａＧ以
上、更に好ましくは６００ＫＰａＧ以上の圧力で吸着さ
せ、脱着時の圧力を吸着圧力の３分の１以下にして脱着
したメタンを含む水素を系外に排出することが好まし
い。脱圧時の圧力の下限は常圧とするのが経済的であ
る。
【００１４】メタンの発生量にもよるが、例えば析出系
に供給する精製トリクロロシラン中のＭＤＣＳの濃度が
４０ｐｐｍ・ｗｔの場合を例にとれば、循環水素中のメ
タン濃度を１０ｐｐｍ・ｖｏｌ以下にコントロールする
には、吸着温度を常温以下とし、吸着圧力を６００ＫＰ
ａＧとし、脱着圧力をほぼ常圧とし、そして２４時間に
１回の割合で吸脱着をくりかえせばよい。トリクロロシ
ラン中のＭＤＣＳの濃度が上記値より低い場合には、吸
着圧力をより低く、あるいは吸着サイクルをより長くで
きる。
に供給する精製トリクロロシラン中のＭＤＣＳの濃度が
４０ｐｐｍ・ｗｔの場合を例にとれば、循環水素中のメ
タン濃度を１０ｐｐｍ・ｖｏｌ以下にコントロールする
には、吸着温度を常温以下とし、吸着圧力を６００ＫＰ
ａＧとし、脱着圧力をほぼ常圧とし、そして２４時間に
１回の割合で吸脱着をくりかえせばよい。トリクロロシ
ラン中のＭＤＣＳの濃度が上記値より低い場合には、吸
着圧力をより低く、あるいは吸着サイクルをより長くで
きる。
【００１５】メタンは非常に吸着されにくいガスである
ため、吸着圧力が下がると活性炭から容易に脱着する。
この性質を逆に利用し、水素ガスをなるべく系外に排出
しないようにするためには、脱圧時のみガスを系外に排
出し、その後の再生ガスは循環プロセスの適当な場所に
循環供給することができる。吸着圧力を６００ＫＰａＧ
として水素中のメタンを吸着させた後、脱圧時のガス中
のメタン濃度を測定した結果、圧力が２０ＫＰａＧに低
下した時点で吸着されたメタンの９０％以上のメタンが
放出されていることがわかった。これは、脱圧の前半に
おいて、吸着されたメタンのほとんどのメタンが脱着す
るため、脱圧の後半ではメタンをほとんど含まないガス
によって吸着容器がパージされたためと考えられる。
ため、吸着圧力が下がると活性炭から容易に脱着する。
この性質を逆に利用し、水素ガスをなるべく系外に排出
しないようにするためには、脱圧時のみガスを系外に排
出し、その後の再生ガスは循環プロセスの適当な場所に
循環供給することができる。吸着圧力を６００ＫＰａＧ
として水素中のメタンを吸着させた後、脱圧時のガス中
のメタン濃度を測定した結果、圧力が２０ＫＰａＧに低
下した時点で吸着されたメタンの９０％以上のメタンが
放出されていることがわかった。これは、脱圧の前半に
おいて、吸着されたメタンのほとんどのメタンが脱着す
るため、脱圧の後半ではメタンをほとんど含まないガス
によって吸着容器がパージされたためと考えられる。
【００１６】活性炭の吸着塔は、水素の循環ライン中
で、塩化水素の除去の目的で使用されることもある。例
えば特開昭６３−１４４１１０号公報では、析出工程の
排ガスを活性炭に通して塩化水素を吸着することが提案
されている。しかし、これをそのまま使用したのでは、
メタンは吸着されない。メタンは前述の様に非常に吸着
されにくいガスであり、更に、微量でも塩化水素が活性
炭の吸着層に入ると、メタンはすぐに脱着し塩化水素と
入れ替わるため、メタンの吸着能力は一気に低下する。
このため、水素の循環ラインの中に、ただ単に活性炭の
吸着層があるだけではメタンの吸着層として少なくとも
機能し難い。重要なことは、水素の循環ラインの中に活
性炭の吸着層を設けて塩化水素とメタンの両方を吸着し
ようとする場合、まず塩化水素をほぼ全量吸着できるだ
けの吸着層を設け、その後に、直列に、メタンを十分吸
着できるだけの能力を持つ吸着層を設けることである。
で、塩化水素の除去の目的で使用されることもある。例
えば特開昭６３−１４４１１０号公報では、析出工程の
排ガスを活性炭に通して塩化水素を吸着することが提案
されている。しかし、これをそのまま使用したのでは、
メタンは吸着されない。メタンは前述の様に非常に吸着
されにくいガスであり、更に、微量でも塩化水素が活性
炭の吸着層に入ると、メタンはすぐに脱着し塩化水素と
入れ替わるため、メタンの吸着能力は一気に低下する。
このため、水素の循環ラインの中に、ただ単に活性炭の
吸着層があるだけではメタンの吸着層として少なくとも
機能し難い。重要なことは、水素の循環ラインの中に活
性炭の吸着層を設けて塩化水素とメタンの両方を吸着し
ようとする場合、まず塩化水素をほぼ全量吸着できるだ
けの吸着層を設け、その後に、直列に、メタンを十分吸
着できるだけの能力を持つ吸着層を設けることである。
【００１７】活性炭の吸着層の設計は、塩化水素を含む
水素中のメタンが十分吸着できるだけの十分な容積でな
ければならない。塩化水素の活性炭への吸着は、広く利
用されている技術であるため、その吸着層の容積は、容
易に設計できる。循環水素中のメタンを除去するために
は、設計された容積の塩化水素の吸着層の下流に、該吸
着層とほぼ同程度の容積を持つメタンの吸着層を設ける
ことが好ましい。ただし、メタンの吸着層の大きさは限
定されるものではない。メタン吸着層の容積が小さけれ
ば、その部分の吸着、脱圧のサイクル時間を短くするこ
とにより、カバーすることができる。また、本発明に言
う吸着層は、それぞれ独立に設置された吸着塔として設
置することを要しない。例えば長い吸着塔中に設けた吸
着層をガスの進行方向に従って、その役割を分担させて
も良い。しかし、脱着の効率を考慮した場合、吸着塔１
本を上記の如く役割分割するのではなく、役割分担する
別個の塔として用いることが好ましい。循環水素中にク
ロロシランが含まれている場合、塩化水素は、クロロシ
ランによって吸着が阻害される。この場合、塩化水素の
吸着層よりも更に上流にクロロシランの吸着層を設ける
ことが好ましい。
水素中のメタンが十分吸着できるだけの十分な容積でな
ければならない。塩化水素の活性炭への吸着は、広く利
用されている技術であるため、その吸着層の容積は、容
易に設計できる。循環水素中のメタンを除去するために
は、設計された容積の塩化水素の吸着層の下流に、該吸
着層とほぼ同程度の容積を持つメタンの吸着層を設ける
ことが好ましい。ただし、メタンの吸着層の大きさは限
定されるものではない。メタン吸着層の容積が小さけれ
ば、その部分の吸着、脱圧のサイクル時間を短くするこ
とにより、カバーすることができる。また、本発明に言
う吸着層は、それぞれ独立に設置された吸着塔として設
置することを要しない。例えば長い吸着塔中に設けた吸
着層をガスの進行方向に従って、その役割を分担させて
も良い。しかし、脱着の効率を考慮した場合、吸着塔１
本を上記の如く役割分割するのではなく、役割分担する
別個の塔として用いることが好ましい。循環水素中にク
ロロシランが含まれている場合、塩化水素は、クロロシ
ランによって吸着が阻害される。この場合、塩化水素の
吸着層よりも更に上流にクロロシランの吸着層を設ける
ことが好ましい。
【００１８】塩化水素の除害には、吸着に限らず他の方
法を用いることができる。例えばクロロシランのシャワ
ーを通過させるかあるいは、水あるいはアルカリ水溶液
に吸収させる等の方法を選択することもできる。
法を用いることができる。例えばクロロシランのシャワ
ーを通過させるかあるいは、水あるいはアルカリ水溶液
に吸収させる等の方法を選択することもできる。
【００１９】メタンの吸着に使用する活性炭は、他のガ
スに妨害されないよう、その平均細孔半径（Ｒ）が１２
オングストローム以下にコントロールされていることが
好ましい。Ｒがより好ましくは３〜１２オングストロー
ム、更に好ましくは３〜８オングストローム、特に好ま
しくは３〜５オングストロームの活性炭が好適に採用さ
れる。該細孔径は水蒸気吸着法により測定できる。
スに妨害されないよう、その平均細孔半径（Ｒ）が１２
オングストローム以下にコントロールされていることが
好ましい。Ｒがより好ましくは３〜１２オングストロー
ム、更に好ましくは３〜８オングストローム、特に好ま
しくは３〜５オングストロームの活性炭が好適に採用さ
れる。該細孔径は水蒸気吸着法により測定できる。
【００２０】
実施例１、２、３および比較例１ 高純度多結晶シリコンの析出条件として、シリコンの析
出温度を１０００℃とした。シリコン析出反応容器中に
水素と精製トリクロロシランを供給した。
出温度を１０００℃とした。シリコン析出反応容器中に
水素と精製トリクロロシランを供給した。
【００２１】析出反応に使用する水素の循環ライン中に
は、循環ガスの流れ方向で上流から下流に向かってクロ
ロシラン類を吸着するための第１活性炭塔（平均細孔半
径１２オングストローム）、塩化水素を吸着するための
第２活性炭塔（平均細孔半径１２オングストローム）お
よびメタンを吸着するための第３活性炭塔（平均細孔半
径８オングストローム）の３種類の吸着塔をこの順に設
置した。この時の活性炭吸着塔の運転条件、およびＭＤ
ＣＳ、メタン、多結晶シリコン中の炭素濃度を表１に示
す。
は、循環ガスの流れ方向で上流から下流に向かってクロ
ロシラン類を吸着するための第１活性炭塔（平均細孔半
径１２オングストローム）、塩化水素を吸着するための
第２活性炭塔（平均細孔半径１２オングストローム）お
よびメタンを吸着するための第３活性炭塔（平均細孔半
径８オングストローム）の３種類の吸着塔をこの順に設
置した。この時の活性炭吸着塔の運転条件、およびＭＤ
ＣＳ、メタン、多結晶シリコン中の炭素濃度を表１に示
す。
【００２２】比較例２ 実施例１の製造条件において、メタン吸着のための第３
活性炭塔を使用しなかった時の活性炭吸着塔の運転条
件、およびＭＤＣＳ、メタン、多結晶シリコン中の炭素
濃度を表１に示す。
活性炭塔を使用しなかった時の活性炭吸着塔の運転条
件、およびＭＤＣＳ、メタン、多結晶シリコン中の炭素
濃度を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明方法によれば、精製トリクロロシ
ランと水素との反応系中に循環する水素中のメタン濃度
を１０ｐｐｍ以下に制御することができ、それによって
半導体グレードの炭素含量の少ない多結晶シリコンを製
造することができる。
ランと水素との反応系中に循環する水素中のメタン濃度
を１０ｐｐｍ以下に制御することができ、それによって
半導体グレードの炭素含量の少ない多結晶シリコンを製
造することができる。
Claims (8)
- 【請求項１】 精製トリクロロシランと水素とを反応せ
しめて高純度多結晶シリコンを製造する方法において、
反応系に供給する水素の循環ライン中に活性炭の吸着層
を設け、該吸着層を通過した水素ガス中のメタン濃度を
１０ｐｐｍを限度として、反応系中に供給する水素ガス
中のメタン濃度を管理することを特徴とする高純度多結
晶シリコンの製造方法。 - 【請求項２】 メタンが精製トリクロロシラン中に存在
する不純物のメチルジクロロシランに由来する請求項１
に記載の製造方法 - 【請求項３】 活性炭の吸着層が循環ライン中に、循環
ガスの流れ方向で上流から下流に向かってクロロシラン
類の吸着層の後に設置される請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 吸着層を脱圧して吸着層を再生する際
に、脱圧時のガスのみを廃棄し、吸着層のその後の再生
ガスは循環ラインに戻す請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 吸着層の吸着圧力が絶対圧で脱圧時の圧
力の３倍以上である請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 吸着層の吸着圧力が２００ＫＰａＧ〜３
ＭＰａＧである請求項５の方法。 - 【請求項７】 吸着層を再生する際、吸着層の圧力を常
圧まで脱圧する請求項４の方法。 - 【請求項８】 吸着層に使用する活性炭の平均細孔半径
（Ｒ）が１２オングストローム以下である請求項１に記
載の方法。
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1998
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