JPS58172219A - シリコンの製造方法 - Google Patents
シリコンの製造方法Info
- Publication number
- JPS58172219A JPS58172219A JP58045255A JP4525583A JPS58172219A JP S58172219 A JPS58172219 A JP S58172219A JP 58045255 A JP58045255 A JP 58045255A JP 4525583 A JP4525583 A JP 4525583A JP S58172219 A JPS58172219 A JP S58172219A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- reduction
- crucible
- rod
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 33
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
- C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は工業的品質の二酸化ケイ素を電弧法により処理
することによって、特に太陽電池に用いることができる
シリコンを製造するため、電弧中での還元のための原材
料としてそれぞれホウ素含有量の少ない二酸化ケイ素お
よび炭素を用い、還元のあとに得られる融解シリコンを
多結晶シリコン体に変えるシリコンの製造方法に関する
。
することによって、特に太陽電池に用いることができる
シリコンを製造するため、電弧中での還元のための原材
料としてそれぞれホウ素含有量の少ない二酸化ケイ素お
よび炭素を用い、還元のあとに得られる融解シリコンを
多結晶シリコン体に変えるシリコンの製造方法に関する
。
公知の工業シリコンの精製方法(西ドイツ国特許出願公
開第2722783号明細書参照)においては、工業シ
リコンを先ず細かく搗砕し、っづいであるいは同時に酸
溶液により処理する。この機械的および化学的精製(そ
の場合不純物の一部分が粒状シリコンから溶解する)に
続けて、太陽電池の製作のために必要な品質を得るため
に、なお結晶引上工程を行なわなければならない。その
ためにこの公知の方法は全体として費用がかさむ。
開第2722783号明細書参照)においては、工業シ
リコンを先ず細かく搗砕し、っづいであるいは同時に酸
溶液により処理する。この機械的および化学的精製(そ
の場合不純物の一部分が粒状シリコンから溶解する)に
続けて、太陽電池の製作のために必要な品質を得るため
に、なお結晶引上工程を行なわなければならない。その
ためにこの公知の方法は全体として費用がかさむ。
従って本発明の目的は、簡単な方法で太陽電池に適する
シリコンを二酸化ケイ素から生成することができる最初
に述べた種類の方法を提供することにある。
シリコンを二酸化ケイ素から生成することができる最初
に述べた種類の方法を提供することにある。
この目的は本発明によれば、冒頭に述べた方法において
、シリコン体が、還元後に得られるシリコンを保護ガス
または真空中で加工して得られるシリコン棒であり、そ
のようにして得られたシリコン棒から続いてのるつぼな
し浮融帯法によって有害不純物を除去することによって
達成される。
、シリコン体が、還元後に得られるシリコンを保護ガス
または真空中で加工して得られるシリコン棒であり、そ
のようにして得られたシリコン棒から続いてのるつぼな
し浮融帯法によって有害不純物を除去することによって
達成される。
すなわち本発明においては、電弧法で生成されたシリコ
ンを保護ガス中または真空中で多結晶の棒に鋳込むかま
たはるつぼ引上げ装置で多結晶の棒に引き上げる。それ
から別の工程において、そのようにして得られた多結晶
シリコン棒から、事情によって一度あるいは数度行われ
るるつぼなし浮融帯法によって、シリコン棒が例えば太
陽電池のような半導体素子のためにあるいは集積された
素子のための基板材料として使用できるようになるまで
ホウ素を除く有害不純物を除去する。
ンを保護ガス中または真空中で多結晶の棒に鋳込むかま
たはるつぼ引上げ装置で多結晶の棒に引き上げる。それ
から別の工程において、そのようにして得られた多結晶
シリコン棒から、事情によって一度あるいは数度行われ
るるつぼなし浮融帯法によって、シリコン棒が例えば太
陽電池のような半導体素子のためにあるいは集積された
素子のための基板材料として使用できるようになるまで
ホウ素を除く有害不純物を除去する。
るつぼなし浮融帯法によって極めて効果的にシリコン棒
から有害不純物が除去されるけれども、それはホウ素に
対しては当てはまらない。従って原材料としてそれぞれ
ホウ素含有量の少ない二酸化ケイ素および炭素を用いな
ければならない。もちろん、ホウ素を多く含んだ二酸化
ケイ素および高いホウ素含有量の炭素を予め処理し、二
酸化ケイ素もしくは炭素からホウ素を取り除くことも可
能である。
から有害不純物が除去されるけれども、それはホウ素に
対しては当てはまらない。従って原材料としてそれぞれ
ホウ素含有量の少ない二酸化ケイ素および炭素を用いな
ければならない。もちろん、ホウ素を多く含んだ二酸化
ケイ素および高いホウ素含有量の炭素を予め処理し、二
酸化ケイ素もしくは炭素からホウ素を取り除くことも可
能である。
本発明に基づく方法は、とりわけ太陽電池に対して用い
ることができるシリコンの製造に適している。なぜなら
、太陽電池に対して用いることができるシリコンは、一
方はできるだけ少ない費用で生産できなければならず、
他方では太陽エネルギーの電気エネルギーへの変換効率
が高いものでなければならないからである。この変換の
際の効率は、公知のように少数キャリヤのライフタイム
に強く依存し、そのライフタイムはさらにまたシリコン
中の再結合中心が少ないことを2前提とする。
ることができるシリコンの製造に適している。なぜなら
、太陽電池に対して用いることができるシリコンは、一
方はできるだけ少ない費用で生産できなければならず、
他方では太陽エネルギーの電気エネルギーへの変換効率
が高いものでなければならないからである。この変換の
際の効率は、公知のように少数キャリヤのライフタイム
に強く依存し、そのライフタイムはさらにまたシリコン
中の再結合中心が少ないことを2前提とする。
少数キャリヤのライフタイムは先ず第一に金属の不純物
により制限される。金属不純物の濃度は、大部分の金属
不純物に対する分配係数Kが非常に小さいから、浮融帯
法により効果的に低減でき、それ故それによって多結晶
シリコン棒から有害不純物が除去され、太陽電池用に特
に適したシリコンが得られる。すなわち、例えばNiに
対する分配係数KO=Cs/Cfは3X10−’、Fe
に対しては13Xlo−’、Auに対しては2.5X1
0−’、TiK対しては3,6 X 10−’、Crに
対してはt、i x 1o−5、Mnに対してはlX1
0=およびTaに対してI X 1.0””であり、こ
の場合C3は固体3i中の濃度、Cfは液体Si中の濃
度を意味する。有害なのは中でも周期表の4ないし7主
族の亜族元素の原子である(これに対しては1981年
米国ニオルギー省報告書(DOE−Report 19
81 )も参照)。
により制限される。金属不純物の濃度は、大部分の金属
不純物に対する分配係数Kが非常に小さいから、浮融帯
法により効果的に低減でき、それ故それによって多結晶
シリコン棒から有害不純物が除去され、太陽電池用に特
に適したシリコンが得られる。すなわち、例えばNiに
対する分配係数KO=Cs/Cfは3X10−’、Fe
に対しては13Xlo−’、Auに対しては2.5X1
0−’、TiK対しては3,6 X 10−’、Crに
対してはt、i x 1o−5、Mnに対してはlX1
0=およびTaに対してI X 1.0””であり、こ
の場合C3は固体3i中の濃度、Cfは液体Si中の濃
度を意味する。有害なのは中でも周期表の4ないし7主
族の亜族元素の原子である(これに対しては1981年
米国ニオルギー省報告書(DOE−Report 19
81 )も参照)。
以下本発明を図面について説明する。
工程1において二酸化ケイ素からホウ素を除去、精製す
る。これと無関係に工程2において炭素から同様にホウ
素を除去、精製する。精製された二酸化ケイ素を工程3
において精製された炭素により還元し、それによって融
解シリコンが得られ、それを工程4において多結晶棒に
鋳込む。この工程4の代りに電弧法によって得られたシ
リコンをるつぼ引上げ装置で加工してもよい。つづいて
工程5において、シリコンから有害不純物を除去す 〜
るために、シリコン棒をるつぼなし浮融帯法に委ねる。
る。これと無関係に工程2において炭素から同様にホウ
素を除去、精製する。精製された二酸化ケイ素を工程3
において精製された炭素により還元し、それによって融
解シリコンが得られ、それを工程4において多結晶棒に
鋳込む。この工程4の代りに電弧法によって得られたシ
リコンをるつぼ引上げ装置で加工してもよい。つづいて
工程5において、シリコンから有害不純物を除去す 〜
るために、シリコン棒をるつぼなし浮融帯法に委ねる。
図は本発明の一実施例の流れ図である。
1・・・二酸化ケイ素の精製工程、2・・・炭素の精製
工程、3・・還元工程、4・・・シリコン棒への鋳込み
工程、5・・・浮融帯法工程。
工程、3・・還元工程、4・・・シリコン棒への鋳込み
工程、5・・・浮融帯法工程。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)工業的品質の二酸化ケイ素を電弧法により処理する
ことKよって、特に太陽電池に用いることのできるシリ
コンを製造するため、電弧中での還元のための原材料と
してそれぞれホウ素含有量の少ない二酸化ケイ素および
炭素を用い、還元のあとに得られる融解シリコンを多結
晶シリコン体に変えるシリコンの製造方法において、前
記多結晶シリコン体は還元後に得られるシリコンを保護
ガスあるいは真空中で加工して得られるシリコン棒であ
り、そのようにして得られたシリコン棒から続いてのる
つぼなし浮融帯法によって有害不純物を除去することを
特徴とするシリコンの製造方法0 2)還元後に得られるシリコンをシリコン棒に鋳込むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3)還元後に得られるシリコンをるつぼ引上げ装置中で
シリコン棒に加工することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の製造方法。 4)るつぼなし浮融帯法を一度あるいは複数度実施する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の
いずれかに記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823210141 DE3210141A1 (de) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Verfahren zum herstellen von fuer insbesondere solarzellen verwendbarem silicium |
DE32101414 | 1982-03-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58172219A true JPS58172219A (ja) | 1983-10-11 |
Family
ID=6158745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58045255A Pending JPS58172219A (ja) | 1982-03-19 | 1983-03-17 | シリコンの製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0089610A1 (ja) |
JP (1) | JPS58172219A (ja) |
DE (1) | DE3210141A1 (ja) |
LU (1) | LU84499A1 (ja) |
ZA (1) | ZA831909B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998016466A1 (fr) * | 1996-10-14 | 1998-04-23 | Kawasaki Steel Corporation | Procede et appareil de preparation de silicium polycristallin et procede de preparation d'un substrat en silicium pour cellule solaire |
US7922989B2 (en) | 2006-03-15 | 2011-04-12 | Amendola Steven C | Method for making silicon for solar cells and other applications |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3220343A1 (de) * | 1982-05-28 | 1983-12-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen polykristalliner siliciumstaebe |
DE3333960A1 (de) * | 1983-09-20 | 1985-04-04 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen | Verfahren zur herstellung von versetzungsfreien einkristallstaeben aus silicium |
DE3439550A1 (de) * | 1984-10-29 | 1986-04-30 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von silizium fuer solarzellen |
DE3804069A1 (de) * | 1988-02-10 | 1989-08-24 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von solarsilizium |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2455012C3 (de) * | 1974-11-20 | 1978-06-08 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zur Herstellung von Silicium |
DE2722783A1 (de) * | 1977-05-20 | 1978-11-30 | Wacker Chemitronic | Verfahren zum reinigen von silicium |
EP0002135B1 (en) * | 1977-11-21 | 1982-11-03 | Union Carbide Corporation | Improved refined metallurgical silicon and process for the production thereof |
US4247528A (en) * | 1979-04-11 | 1981-01-27 | Dow Corning Corporation | Method for producing solar-cell-grade silicon |
-
1982
- 1982-03-19 DE DE19823210141 patent/DE3210141A1/de not_active Withdrawn
- 1982-12-03 LU LU84499A patent/LU84499A1/de unknown
-
1983
- 1983-03-15 EP EP83102563A patent/EP0089610A1/de not_active Withdrawn
- 1983-03-17 JP JP58045255A patent/JPS58172219A/ja active Pending
- 1983-03-18 ZA ZA831909A patent/ZA831909B/xx unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998016466A1 (fr) * | 1996-10-14 | 1998-04-23 | Kawasaki Steel Corporation | Procede et appareil de preparation de silicium polycristallin et procede de preparation d'un substrat en silicium pour cellule solaire |
US7922989B2 (en) | 2006-03-15 | 2011-04-12 | Amendola Steven C | Method for making silicon for solar cells and other applications |
US8568683B2 (en) | 2006-03-15 | 2013-10-29 | Steven C. Amendola | Method for making silicon for solar cells and other applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0089610A1 (de) | 1983-09-28 |
DE3210141A1 (de) | 1983-09-22 |
LU84499A1 (de) | 1983-02-28 |
ZA831909B (en) | 1983-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3000109B2 (ja) | 高純度シリコン鋳塊の製造方法 | |
CN101659412B (zh) | 单晶碳化硅专用材料的制备方法 | |
US5208001A (en) | Method for silicon purification | |
KR102169875B1 (ko) | 폐슬러지로부터 실리콘 분말을 고순도로 회수하는 방법 및 이 방법으로 회수한 실리콘 분말 | |
JPS6060913A (ja) | けい素断片から不純物を除去する方法 | |
JPS58172219A (ja) | シリコンの製造方法 | |
GB1533955A (en) | Method of purifying ion exchanger resin used in nuclear reactors | |
JP2905353B2 (ja) | 金属シリコンの精製方法 | |
JP2002293528A (ja) | 太陽電池用シリコンの製造方法 | |
US3163523A (en) | Method of purifying germanium | |
EP0704559A1 (en) | Method for the preparation of a substrate material for solar cells and a solar cell prepared by using the same | |
JPH05301731A (ja) | 石英ガラスの純化方法 | |
RU2155158C1 (ru) | Способ получения моноизотопного кремния si28 | |
JPH072510A (ja) | テトラクロロシランの脱リン法 | |
KR101448281B1 (ko) | 알루미늄 합금용 실리콘 성형체 및 그 제조방법 | |
JPS62252393A (ja) | 光電池用シリコン結晶の獲得方法 | |
JP3642446B2 (ja) | 半導体ウエハ処理具 | |
DE3150539A1 (de) | Verfahren zum herstellen von fuer halbleiterbauelemente, insbesondere fuer solarzellen, verwendbarem silizium | |
JPH0417890B2 (ja) | ||
RU2060935C1 (ru) | Способ очистки карбида кремния | |
JPH065665B2 (ja) | 半導体熱処理用石英部材 | |
JPS5798637A (en) | Removing method for arsenic and/or copper in fused metal | |
JPS6338541A (ja) | インジウムの精製方法 | |
JPS5978529A (ja) | 半導体製造用炭化珪素質材料 | |
JPS56103425A (en) | Improving method for semiconductor substrate |