JPS60195016A - 金属けい素の精製法 - Google Patents
金属けい素の精製法Info
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- JPS60195016A JPS60195016A JP4898584A JP4898584A JPS60195016A JP S60195016 A JPS60195016 A JP S60195016A JP 4898584 A JP4898584 A JP 4898584A JP 4898584 A JP4898584 A JP 4898584A JP S60195016 A JPS60195016 A JP S60195016A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、金属けい素の精製法、さらに詳しくはシリコ
ンウェハー、窒化けい素、及び炭化けい素などのけい素
光セラミックス製造用に用いられる金属けい素の精製法
に関する。
ンウェハー、窒化けい素、及び炭化けい素などのけい素
光セラミックス製造用に用いられる金属けい素の精製法
に関する。
（従来技術）
金属けい素を用いたけい素光セラミックス（以下単にセ
ラミックスという）としては、金属けい素をそのまま用
いる反応焼結窒化けい素成形物、金属けい素窒化法によ
る窒化けい素粉を含む成形物、金属けい素につき炭素を
含む雰囲気下で加熱して得た炭化けい素成形物などがあ
り、これらセラミックス成形物は、原料金属けい素中の
不純物の大部分が成形物中に残留するので、その成形物
の組成が不均一となったり、また低融点物質が生セラミ
ックス夙料として使用される金属けい素としては、例え
ば比較的安価ではあるがＳｉ純度が９８重量％以上の、
工業用金属けい素ＬＩＩＳＩ号品）がある。しかし、こ
れはＦｅ、Ａβがそれぞれｉｏｏｏｐｐｍ以上含有され
たものであり、高品質のセラミックス用原料としてはそ
のまま使用できない。
ラミックスという）としては、金属けい素をそのまま用
いる反応焼結窒化けい素成形物、金属けい素窒化法によ
る窒化けい素粉を含む成形物、金属けい素につき炭素を
含む雰囲気下で加熱して得た炭化けい素成形物などがあ
り、これらセラミックス成形物は、原料金属けい素中の
不純物の大部分が成形物中に残留するので、その成形物
の組成が不均一となったり、また低融点物質が生セラミ
ックス夙料として使用される金属けい素としては、例え
ば比較的安価ではあるがＳｉ純度が９８重量％以上の、
工業用金属けい素ＬＩＩＳＩ号品）がある。しかし、こ
れはＦｅ、Ａβがそれぞれｉｏｏｏｐｐｍ以上含有され
たものであり、高品質のセラミックス用原料としてはそ
のまま使用できない。
このＪ：うな市販の工業用金属けい素を精製する方法と
しては例えば酸処理の如きが知られている。
しては例えば酸処理の如きが知られている。
すなわち金属【プい索の粉末を塩酸、硫酸、ぶつ酸など
の鉱酸に浸漬したり、塩酸ガスなどと接触させたりする
方法であるが、単に酢処理するだけではＦｅ、ＡＡなど
の不純物は十分除去されず、高品質のセラミックス原料
のｍ ’ＩＡには適当でない。
の鉱酸に浸漬したり、塩酸ガスなどと接触させたりする
方法であるが、単に酢処理するだけではＦｅ、ＡＡなど
の不純物は十分除去されず、高品質のセラミックス原料
のｍ ’ＩＡには適当でない。
（発明の目的）
本発明は金属番プい索を酸処理により精製づるに先立っ
てまず原料金属けい素を高温下に−たん融液どしてから
再結晶させどくにその結晶粒の粒子径を大きくする手順
を加えることにより酸処理でＳＮ製をとくに効果的なら
しめることを目的とす（発明の構成） 本発明は、従来の金属けい素の酸処理による精製法の改
良であって、予め金属けい素をその融点以上に加熱溶融
してから再結晶させたとき、その結晶粒の粒子径の大き
さが酸処理でのＦｅ及びＡＡなどの不純物除去のＩＩ製
効率に著しい影響を与えることについての新規知見に基
いて不純物の少ない金属けい素の有利な精製法を提供す
るものである。
てまず原料金属けい素を高温下に−たん融液どしてから
再結晶させどくにその結晶粒の粒子径を大きくする手順
を加えることにより酸処理でＳＮ製をとくに効果的なら
しめることを目的とす（発明の構成） 本発明は、従来の金属けい素の酸処理による精製法の改
良であって、予め金属けい素をその融点以上に加熱溶融
してから再結晶させたとき、その結晶粒の粒子径の大き
さが酸処理でのＦｅ及びＡＡなどの不純物除去のＩＩ製
効率に著しい影響を与えることについての新規知見に基
いて不純物の少ない金属けい素の有利な精製法を提供す
るものである。
すなわち、本発明はＳｉ純度９８重量％以上の金属けい
素をまず溶融再結晶し、ついで酸処理により精製するに
あたり、 溶融金属けい素の凝固点付近における冷却速度の制御に
て結晶粒の粒子径の大きさを５ ｎ以上とした凝固物を
得ること、該凝固物を破砕したのちふつ酸又はぶつ酸と
塩酸どの混酸により処理して不純物を除去することの結
合を特徴とする金属けい素の精製法である。
素をまず溶融再結晶し、ついで酸処理により精製するに
あたり、 溶融金属けい素の凝固点付近における冷却速度の制御に
て結晶粒の粒子径の大きさを５ ｎ以上とした凝固物を
得ること、該凝固物を破砕したのちふつ酸又はぶつ酸と
塩酸どの混酸により処理して不純物を除去することの結
合を特徴とする金属けい素の精製法である。
以下さらに本発明の詳細な説明する。
本発明において原料とする金属けい素はＳｉ純純度９垂
容ト満のように不純物の含有量が多いときは、再結晶、
酸処理を繰り返えし行う必要を生じてコストが高くなる
不利から除外される。３ｉ純度９８重量％以上の金属け
い素には通常Ｆｅ 、 Ａ，ｉ！。
酸処理を繰り返えし行う必要を生じてコストが高くなる
不利から除外される。３ｉ純度９８重量％以上の金属け
い素には通常Ｆｅ 、 Ａ，ｉ！。
Ｃａ及びＭｌｌｌなどの不純物が含有されている′。本
発明によればこれらの不純物中のＦｅ及びＡＪ２の除去
がとくに有利に行われる。本発明において、原料金属け
い素を好ましくは１０１１以下の粒度に粗砕した後、こ
れを黒鉛又は石英製のるつぼに入れ。
発明によればこれらの不純物中のＦｅ及びＡＪ２の除去
がとくに有利に行われる。本発明において、原料金属け
い素を好ましくは１０１１以下の粒度に粗砕した後、こ
れを黒鉛又は石英製のるつぼに入れ。
次いでこれを高周波炉などの加熱炉によって、金属けい
素の融点１４２０℃以上、好ましくは１４５０〜１６０
０℃に加熱し均一に溶解する。
素の融点１４２０℃以上、好ましくは１４５０〜１６０
０℃に加熱し均一に溶解する。
この加熱温度は融点未満でも金属けい素の粒成長や焼結
挙動を生じはするが、金属けい素の結晶粒内に同定され
ているＦｅ及び／１などの不純物を結晶粒界に析出させ
て、その有利な除去を図ることはできない。
挙動を生じはするが、金属けい素の結晶粒内に同定され
ているＦｅ及び／１などの不純物を結晶粒界に析出させ
て、その有利な除去を図ることはできない。
なお金属けい素を１８００℃以上に加熱すると金属けい
素のロスが多くなるので過度な高温にすることが好まし
くないのは明らかである。
素のロスが多くなるので過度な高温にすることが好まし
くないのは明らかである。
せるが結晶粒の大きさを５朋以上のものとするためには
凝固点付近での冷却速度が重要である。
凝固点付近での冷却速度が重要である。
この冷却速度は容器の大きさ、充填量等によって変るの
で一義的な特定は困難であるが、通常凝固点付近の温度
に少な（とも１時間以上保持すればよい。具体的にはた
とえばインゴットの大きさが１２０φＸｅｎｏｌ程度の
大きさのもーのであれば、１４００℃前後の凝固温度に
少なくとも、１素を別の表面積の広い容器に移して凝固
する方法では、得られる金属けい素の結晶粒の粒子径の
大きさが１〜２關程度で非常に小さくなり好ましくない
。つまり金属けい素融液中に一様に分布していたＦｅ，
／Ｖが、強制冷却下で再結晶させられるため、Ｆｅ，／
Ｖ不純物の粒界への拡散が遅（、結果として不純物の結
晶粒界への偏析割合（以下ｋＭで示す）が小さくなる。
で一義的な特定は困難であるが、通常凝固点付近の温度
に少な（とも１時間以上保持すればよい。具体的にはた
とえばインゴットの大きさが１２０φＸｅｎｏｌ程度の
大きさのもーのであれば、１４００℃前後の凝固温度に
少なくとも、１素を別の表面積の広い容器に移して凝固
する方法では、得られる金属けい素の結晶粒の粒子径の
大きさが１〜２關程度で非常に小さくなり好ましくない
。つまり金属けい素融液中に一様に分布していたＦｅ，
／Ｖが、強制冷却下で再結晶させられるため、Ｆｅ，／
Ｖ不純物の粒界への拡散が遅（、結果として不純物の結
晶粒界への偏析割合（以下ｋＭで示す）が小さくなる。
この関係については実施例１について後述するが金属け
い素中に含まれるＦｅ及び八λなどの不純物の存在状態
をエレクトロンマイクロブローブアナリーシス（Ｅ Ｐ
ＭＡ ）による走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で示す
と第１図に示すように金属けい素中に含まれるＦｅ及び
ＡＪ２は結晶粒肉屋なるので酸処理の効果はより大とな
るわけである。
い素中に含まれるＦｅ及び八λなどの不純物の存在状態
をエレクトロンマイクロブローブアナリーシス（Ｅ Ｐ
ＭＡ ）による走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で示す
と第１図に示すように金属けい素中に含まれるＦｅ及び
ＡＪ２は結晶粒肉屋なるので酸処理の効果はより大とな
るわけである。
なお本発明において、金属けい素の結晶粒の大きさと云
うのは金属けい素塊を研削、研磨した後、ぶつ酸と水と
を４聞比で等量の水溶液にて１分間エツチング処理して
結晶粒を鮮明にしＥＰＭＡにより面分析した写真におい
て（長径＋短径）／２の値を意味するものどじ、また粒
界どは結晶粒と結晶粒との間の結晶粒を形成していない
部分を指すものとする。
うのは金属けい素塊を研削、研磨した後、ぶつ酸と水と
を４聞比で等量の水溶液にて１分間エツチング処理して
結晶粒を鮮明にしＥＰＭＡにより面分析した写真におい
て（長径＋短径）／２の値を意味するものどじ、また粒
界どは結晶粒と結晶粒との間の結晶粒を形成していない
部分を指すものとする。
以上のようにＳｉ純度９８重量％以上の金属けい明細書
の浄書（内容に変更なし） 素を再溶解してから再結晶させこのとき結晶粒の大きさ
５ｍ１１１以上としこれを粉砕して粒度１ ｍｍ以下好
ましくは１００μ専以下の粉末とし、そして鉱酸で処理
し、洗浄乾燥するのである。
の浄書（内容に変更なし） 素を再溶解してから再結晶させこのとき結晶粒の大きさ
５ｍ１１１以上としこれを粉砕して粒度１ ｍｍ以下好
ましくは１００μ専以下の粉末とし、そして鉱酸で処理
し、洗浄乾燥するのである。
酸処理する鉱酸の具体例としてはぶつ酸、又はぶつ酸と
塩酸との混酸があげられる。
塩酸との混酸があげられる。
（実施例）
市販品金属けい素として純度９８チの工業用ＳｉＪ Ｉ
８１号品をまず１０ｍｍ以下の粒度に調整し、その８
ｋｇを秤取して寸法直径１５ＣＪｍｍ長さ６００Ｕの黒
鉛るつぼ（東海カーボン（株）製）に入れ、高周波誘導
電気炉（富士電波＠）製）にて常圧下１６００℃の温度
で１時間加熱溶融し、次に第１表に示す６種の再結晶法
にて、再結晶金属けい素インゴットを得た。
８１号品をまず１０ｍｍ以下の粒度に調整し、その８
ｋｇを秤取して寸法直径１５ＣＪｍｍ長さ６００Ｕの黒
鉛るつぼ（東海カーボン（株）製）に入れ、高周波誘導
電気炉（富士電波＠）製）にて常圧下１６００℃の温度
で１時間加熱溶融し、次に第１表に示す６種の再結晶法
にて、再結晶金属けい素インゴットを得た。
次いで、黒鉛るつぼから再結晶金属けい素インゴットを
取り出し、そのインゴットの下部及び周辺部を削りとり
、中間精製金属けい素７ｋｇを得た。
取り出し、そのインゴットの下部及び周辺部を削りとり
、中間精製金属けい素７ｋｇを得た。
この金属けい素の結晶粒の大きさをＦｅ、／Ｖ明細１の
浄書（内容に変更なし） の不純物濃度を調べ、その結果を第１表に、また実施例
１で得た再結晶粒の構造をＥＰＭＡによるＳＥＭ写真面
分析の写真を第１図に示す。
浄書（内容に変更なし） の不純物濃度を調べ、その結果を第１表に、また実施例
１で得た再結晶粒の構造をＥＰＭＡによるＳＥＭ写真面
分析の写真を第１図に示す。
次いで、上記中間精製金属けい素をショークラッシャー
で粗砕し、１謔以下の大きさに調整したもの５ ｋｇに
ついて、第１表に示す酸処理条件で処理した。その後、
濾過機で濾過し、そのケークを真空乾燥器（東洋製作所
（株）商品名ｒ、ＶＡｃＵＭＤＲＹＩＮＧ ０ＶＥＮＪ
）Ｋ入れ、−７００＃Ｈｇ１００℃で一昼夜乾燥し、製
品金属け（・素を得た。
で粗砕し、１謔以下の大きさに調整したもの５ ｋｇに
ついて、第１表に示す酸処理条件で処理した。その後、
濾過機で濾過し、そのケークを真空乾燥器（東洋製作所
（株）商品名ｒ、ＶＡｃＵＭＤＲＹＩＮＧ ０ＶＥＮＪ
）Ｋ入れ、−７００＃Ｈｇ１００℃で一昼夜乾燥し、製
品金属け（・素を得た。
その不純物成分の測定結果及びこれに基づいて算出した
偏析割合ｋＭを第１表に示した。
偏析割合ｋＭを第１表に示した。
律に実施例１，２と同様にして、中間精製金属けい素７
ｋｇをつくり、その結晶粒の大ぎさ毎にＦｅ、Ａ℃の
不純物８度を調べた結果を第２表に示した。
ｋｇをつくり、その結晶粒の大ぎさ毎にＦｅ、Ａ℃の
不純物８度を調べた結果を第２表に示した。
次いで、中間精製金）Ｅｓけい素をショークラッシャー
で粗砕し、１１１１１１以下の大きさに調整したちのそ
れぞれ１ｋｇに一対し、第２表に示す酸処理条件で処理
した。その後、罐過機で濾過し、そのケークを止揚の真
空乾燥器に入れ、−７００ｍｍ Ｈ（１１００°Ｃで１
ｕ夜乾燥し、製品金属けい素を得た。その不純物成分の
測定結果及びこれに基づいて算出した偏析割合ｋＭを第
２表に示した。
で粗砕し、１１１１１１以下の大きさに調整したちのそ
れぞれ１ｋｇに一対し、第２表に示す酸処理条件で処理
した。その後、罐過機で濾過し、そのケークを止揚の真
空乾燥器に入れ、−７００ｍｍ Ｈ（１１００°Ｃで１
ｕ夜乾燥し、製品金属けい素を得た。その不純物成分の
測定結果及びこれに基づいて算出した偏析割合ｋＭを第
２表に示した。
尚、不純物成分の測定は、原子吸光法により行なった。
（発明の効果）
本発明によればＳｉ純度９８％以上の金属けい素を再溶
融−再結晶化を行ない、これを塩酸とぶつ酸との混酸で
処理することによって、ｌ”ｅ＋５０ｐｐ＋ｎ以下、Ａ
、＋２Φ２００１）１１ｍ以下の高純度精製金属けい素
を製造することができる。
融−再結晶化を行ない、これを塩酸とぶつ酸との混酸で
処理することによって、ｌ”ｅ＋５０ｐｐ＋ｎ以下、Ａ
、＋２Φ２００１）１１ｍ以下の高純度精製金属けい素
を製造することができる。
本発明の方法で得た金属けい素は高純度であるために高
純度のけい素光セラミックス製造用原料第１図は本発明
の実施例１で得た再結晶金属けい素の結晶粒の微細構造
を示す金属顕微鏡写真である。
純度のけい素光セラミックス製造用原料第１図は本発明
の実施例１で得た再結晶金属けい素の結晶粒の微細構造
を示す金属顕微鏡写真である。
特許出願人 工 業 技 術 院 良
策１図
手 続 補 正 書（方式）
％式％
１事１件の表示
昭和５９年特許願第４８９８５号
２発明の名称
金属けい素の精製法
３補正をする者
事件との関係 特許出願人
昭和５９年６月２６日 （発送日）
５補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の欄、および図面。
６補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、５ｉＩＴｉ度９８重量％以上の金属けい素をまず溶
融再結晶しついで酸処理により精製するにあたり、 溶融金属けい素の凝固点付近における冷却速度の制御に
て結晶粒の粒子径の大きさを５邦以上とした凝固物を得
ること、ついで該凝固物を破砕したのちふつ酸又はぶつ
酸と塩酸との混酸により処理して不純物を除去すること
の結合を特徴とする金属けい素の精製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4898584A JPS60195016A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 金属けい素の精製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4898584A JPS60195016A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 金属けい素の精製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195016A true JPS60195016A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0132165B2 JPH0132165B2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=12818529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4898584A Granted JPS60195016A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 金属けい素の精製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195016A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008247723A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Admatechs Co Ltd | 金属ケイ素粉末の製造方法、球状シリカ粉末の製造方法及び樹脂組成物の製造方法 |
| WO2009001547A1 (ja) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Panasonic Corporation | 金属シリコンの精製方法とシリコン塊の製造方法 |
| JP2010070425A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Sharp Corp | シリコンの再生方法 |
| EP3203550A4 (en) * | 2014-10-02 | 2017-08-09 | LG Chem, Ltd. | Negative electrode active material for lithium secondary battery, method for preparing same, and lithium secondary battery comprising same |
| CN113508090A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-10-15 | 瓦克化学股份公司 | 生产工业硅的方法 |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP4898584A patent/JPS60195016A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008247723A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Admatechs Co Ltd | 金属ケイ素粉末の製造方法、球状シリカ粉末の製造方法及び樹脂組成物の製造方法 |
| WO2009001547A1 (ja) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Panasonic Corporation | 金属シリコンの精製方法とシリコン塊の製造方法 |
| US8668895B2 (en) | 2007-06-26 | 2014-03-11 | Panasonic Corporation | Purifying method for metallic silicon and manufacturing method of silicon ingot |
| JP2010070425A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Sharp Corp | シリコンの再生方法 |
| EP3203550A4 (en) * | 2014-10-02 | 2017-08-09 | LG Chem, Ltd. | Negative electrode active material for lithium secondary battery, method for preparing same, and lithium secondary battery comprising same |
| US10637051B2 (en) | 2014-10-02 | 2020-04-28 | Lg Chem, Ltd. | Negative electrode active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including the material |
| CN113508090A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-10-15 | 瓦克化学股份公司 | 生产工业硅的方法 |
| CN113508090B (zh) * | 2019-03-27 | 2024-01-12 | 瓦克化学股份公司 | 生产工业硅的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0132165B2 (ja) | 1989-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |