JPS62289224A - レ−ザ−を用いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法 - Google Patents
レ−ザ−を用いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法Info
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
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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】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シリコンを主成分とする固体生成物をレーザ
ーを用いてTM造する方法に関する。
ーを用いてTM造する方法に関する。
近年、エレクトロニクスの分野で固体の薄膜が素材とし
て注目を集めており、シリコン膜は太陽電池、半導体デ
バイス、集積回路等に用いられている。そしてこのよう
な膜の製造には気体の光分解あるいは放電分解で生ずる
分解物を表面に付着させる方法がある。光分解の光源に
レーザー光を利用したものはレーザーCV D (Ch
emical VaparDeposition )と
呼ばれている。
て注目を集めており、シリコン膜は太陽電池、半導体デ
バイス、集積回路等に用いられている。そしてこのよう
な膜の製造には気体の光分解あるいは放電分解で生ずる
分解物を表面に付着させる方法がある。光分解の光源に
レーザー光を利用したものはレーザーCV D (Ch
emical VaparDeposition )と
呼ばれている。
従来、炭酸ガスレーザーCVD法によりシリコン膜を形
成する方法として、SiH1、S+2)+1ガスを用い
たものから知られている。特に、安価で人手しやすいS
it(4ガスを用いた炭酸ガスレーザーCVD法による
シリコン膜の形成の研究が盛んである。
成する方法として、SiH1、S+2)+1ガスを用い
たものから知られている。特に、安価で人手しやすいS
it(4ガスを用いた炭酸ガスレーザーCVD法による
シリコン膜の形成の研究が盛んである。
一方、本発明者等は、シリコン化合物を用いてレーザー
によるシリコンの同位体分離を行うことに成功した(特
願昭60−21577号)。例えばSi2F、を炭酸ガ
スレーザーにより同位体分離を行った場合、低次シラン
SiF、中に29S1および30Slが濃縮されている
。
によるシリコンの同位体分離を行うことに成功した(特
願昭60−21577号)。例えばSi2F、を炭酸ガ
スレーザーにより同位体分離を行った場合、低次シラン
SiF、中に29S1および30Slが濃縮されている
。
しかしながら、Si−F結合を有する化合物によるレー
ザーを用いた固体生成物もしくは薄膜の製造は現在まで
未到である。
ザーを用いた固体生成物もしくは薄膜の製造は現在まで
未到である。
本発明の目的は、Si−F結合を有する化合物を用いて
、レーザーによるシリコンを主成分とする固体生成物、
更にシリコン同位体選択的な固体生成物を得る製造法を
提供することにある。
、レーザーによるシリコンを主成分とする固体生成物、
更にシリコン同位体選択的な固体生成物を得る製造法を
提供することにある。
われわれは、ここ数年けい素の気体化合物の赤外多光子
解離を利用して、けい素の同位体を分離・濃縮すること
を研究している。その途上で、Si−F結合を持つ化合
物はC02TEAレーザーで効率よく赤外多光子解離を
起こし、気体生成物と同時に、固体生成物を与えること
を見いだした。
解離を利用して、けい素の同位体を分離・濃縮すること
を研究している。その途上で、Si−F結合を持つ化合
物はC02TEAレーザーで効率よく赤外多光子解離を
起こし、気体生成物と同時に、固体生成物を与えること
を見いだした。
特に31□F6 では多量の固体生成物が生成し、かつ
その成分はけい素が主体となっている。これはシリコン
膜が新しい製造法となり得るものである。
その成分はけい素が主体となっている。これはシリコン
膜が新しい製造法となり得るものである。
さらにS+aF、、で興味深い点は、CO2TEAレー
ザーの照射波数を適切に選ぶことで、シリコン膜中の同
位体比を変化させることができることである。
ザーの照射波数を適切に選ぶことで、シリコン膜中の同
位体比を変化させることができることである。
すなわち28Sl、′9S1あるいは30Slが選択的
に濃縮されたシリコン膜を作ることが可能となる点であ
る。
に濃縮されたシリコン膜を作ることが可能となる点であ
る。
本発明は、上記の知見により完成されたものであり、S
i−F結合を有する化合物のガス雰囲気中にレーザーを
照射して光分解反応を生ぜしめ、シリコンを主成分とす
る固体生成物を得ることを特徴とするものである。
i−F結合を有する化合物のガス雰囲気中にレーザーを
照射して光分解反応を生ぜしめ、シリコンを主成分とす
る固体生成物を得ることを特徴とするものである。
気相、液相を問わず、適当な化合物にレーザー光を照射
すると、固体の光分解生成物が反応容器の内壁に付着す
ることがある。この方法を有意な膜の製造に応用したも
のがレーザーCVDである。
すると、固体の光分解生成物が反応容器の内壁に付着す
ることがある。この方法を有意な膜の製造に応用したも
のがレーザーCVDである。
有意な膜のひとつはシリコーン膜である。一方、近年レ
ーザー技術の長足の進歩により、広い波長領域にわたっ
て高出力レーザーが開発されているが、赤外領域ではC
02レーザーが有名である。特にC02TEAレーザー
は極めて高いフルエンスのレーザー光をパルス状に発振
し、それを利用して赤外多光子解離という新しい光化学
現象が発見されるに至った。
ーザー技術の長足の進歩により、広い波長領域にわたっ
て高出力レーザーが開発されているが、赤外領域ではC
02レーザーが有名である。特にC02TEAレーザー
は極めて高いフルエンスのレーザー光をパルス状に発振
し、それを利用して赤外多光子解離という新しい光化学
現象が発見されるに至った。
Si−F結合の伸縮振動の励起波長は、CO2レーザー
の波長領域に重なる場合が多い。そしてSiF、H、S
iF、α、5tFJrSS+F3CH3,512F6
などの化合物は、CO□ TEAレーザーのパルス光を
、適切なフルエンスで照射すると、赤外多光子解離を起
こす。
の波長領域に重なる場合が多い。そしてSiF、H、S
iF、α、5tFJrSS+F3CH3,512F6
などの化合物は、CO□ TEAレーザーのパルス光を
、適切なフルエンスで照射すると、赤外多光子解離を起
こす。
この際SiF、で代表される気体生成物と同時に、白色
あるいは着色した固体生成物が生成することも見いださ
れた。特にSi、F6 は低いフルエンスでも容易に赤
外多光子解離を起こし、効率よく固体生成物を生ずる。
あるいは着色した固体生成物が生成することも見いださ
れた。特にSi、F6 は低いフルエンスでも容易に赤
外多光子解離を起こし、効率よく固体生成物を生ずる。
以上の結果はCVDに直接応用できるものである。
一方、レーザ°光は波長のひろがりが極めて狭く、もし
分子の吸収に同位体シフトがあれば、適切な波長で同位
体選択的な光分解を行うことができる。
分子の吸収に同位体シフトがあれば、適切な波長で同位
体選択的な光分解を行うことができる。
その結果同位体選択的なCVDが達成されることとなる
。これは原理的には分子の振動励起に基づく赤外多光子
解離、電子励起に基づく紫外・可視光分解を問わず可能
なことといえる。
。これは原理的には分子の振動励起に基づく赤外多光子
解離、電子励起に基づく紫外・可視光分解を問わず可能
なことといえる。
例えばSi2F、は985cm−’にSi−F結合の伸
縮振動に基づく非常に強い吸収バンドを持つ。そしてこ
のe数の近傍のCD2TEAレーザー光を照射すると、
効率よく分解し、気体生成物としてはSiF、を生成す
る。同時に反応管内部に白色あるいは着色した固体も生
成する。レーザー光で強く照射される部分で生成する固
体は茶色であり、弱く照射される部分で生成する固体は
白色である。しかしこの白色の固体も加熱するか、さら
にC02レーザーの光を照射すると黄色から茶色の固体
に変化することが認められた。この様に着色した固体は
フッ累が残有するものの、主成分はけい素である。Si
、F6 に関する定量分析の結果、反応で消失する51
2f6 中のけい素の55〜60%が気体生成物Si、
F6 に、残りの45〜40%は固体生成物に変化する
ことが分った。
縮振動に基づく非常に強い吸収バンドを持つ。そしてこ
のe数の近傍のCD2TEAレーザー光を照射すると、
効率よく分解し、気体生成物としてはSiF、を生成す
る。同時に反応管内部に白色あるいは着色した固体も生
成する。レーザー光で強く照射される部分で生成する固
体は茶色であり、弱く照射される部分で生成する固体は
白色である。しかしこの白色の固体も加熱するか、さら
にC02レーザーの光を照射すると黄色から茶色の固体
に変化することが認められた。この様に着色した固体は
フッ累が残有するものの、主成分はけい素である。Si
、F6 に関する定量分析の結果、反応で消失する51
2f6 中のけい素の55〜60%が気体生成物Si、
F6 に、残りの45〜40%は固体生成物に変化する
ことが分った。
s+2)’6 に940〜960C!11−’付近のC
O2TE Aレーザー光を照射すると、気体生成物Si
F、中に2981.3081などが濃縮されることはす
でに明らかにしたく特願昭60−21577号)。30
Slの濃度は50%程度まで達する。一方、われわれは
その後の研究の結果、固体の物質中にも29Siおよび
30S1が濃縮されていることを見いだした。全般に高
波数のレーザー光を照射すると、固体生成物中に28c
、iが、また9 40〜960cm−’付近のレーザー
光を照射すると、固体生成物中に2981がa縮される
。この様にして同位選択的なCVDが実現される。
O2TE Aレーザー光を照射すると、気体生成物Si
F、中に2981.3081などが濃縮されることはす
でに明らかにしたく特願昭60−21577号)。30
Slの濃度は50%程度まで達する。一方、われわれは
その後の研究の結果、固体の物質中にも29Siおよび
30S1が濃縮されていることを見いだした。全般に高
波数のレーザー光を照射すると、固体生成物中に28c
、iが、また9 40〜960cm−’付近のレーザー
光を照射すると、固体生成物中に2981がa縮される
。この様にして同位選択的なCVDが実現される。
本発明によれば、Si−F結合を有する化合物を用いて
レーザーによるシリコンを主成分とする固体生成物が得
られ、これを用いてシリコン薄膜を作成できる。また、
シリコン同位体選択的な生成物、薄膜を作成することも
できる。
レーザーによるシリコンを主成分とする固体生成物が得
られ、これを用いてシリコン薄膜を作成できる。また、
シリコン同位体選択的な生成物、薄膜を作成することも
できる。
図面は本発明を実施するために使用された装置の概略図
である。反応容器1の内部には圧力流量調節器2を介し
てボンベ3からSi2F、が供給される。この512F
6 の存在する言回気中に定着板4が設置されるが、こ
の定着板4はヒーター5によって加熱される。C02レ
ーザー光6が赤外用窓7を介して定着板4に照射される
が、この赤外用窓7はゲルマニウム、NaCj2、KB
r等により形成される。
である。反応容器1の内部には圧力流量調節器2を介し
てボンベ3からSi2F、が供給される。この512F
6 の存在する言回気中に定着板4が設置されるが、こ
の定着板4はヒーター5によって加熱される。C02レ
ーザー光6が赤外用窓7を介して定着板4に照射される
が、この赤外用窓7はゲルマニウム、NaCj2、KB
r等により形成される。
更にこの窓7の内側面に、は圧力流量調節器8を介して
ボンベ9から供給されたアルゴンガスが吹きつけられ、
窓に固体生成物が付着しないようにされている。従って
、反応容器1にはボンベ3に充填されている天然の同位
体組成比のSin6が圧力、流量を調節されたうえで流
入し、その後CD□ レーザー光6による誘起光化学反
応を経て一部の反応生成物およびアルゴンと共に流出す
る。この際反応容器1から流出した気体のうち、アルゴ
ン以外は液体窒素で冷却されたトラップ10に捕集され
る。この時トラップ11は閉塞されている。定着仮に付
着した固体試料の加熱分解やあるいはその固体試料の次
段階のレーザー光分解の場合はトラップ11を閉じ、ト
ラップ12を開いて反応容器1を十分真空にしてから、
Si2F6 およびアルゴンを流入させずに各分解反応
を行い、分解生成物がトラップ12に捕集された。
ボンベ9から供給されたアルゴンガスが吹きつけられ、
窓に固体生成物が付着しないようにされている。従って
、反応容器1にはボンベ3に充填されている天然の同位
体組成比のSin6が圧力、流量を調節されたうえで流
入し、その後CD□ レーザー光6による誘起光化学反
応を経て一部の反応生成物およびアルゴンと共に流出す
る。この際反応容器1から流出した気体のうち、アルゴ
ン以外は液体窒素で冷却されたトラップ10に捕集され
る。この時トラップ11は閉塞されている。定着仮に付
着した固体試料の加熱分解やあるいはその固体試料の次
段階のレーザー光分解の場合はトラップ11を閉じ、ト
ラップ12を開いて反応容器1を十分真空にしてから、
Si2F6 およびアルゴンを流入させずに各分解反応
を行い、分解生成物がトラップ12に捕集された。
捕集した気体はいずれの場合もほとんどSiF、かSi
F、と少量の主反応の81□F6 の混合物であるが、
その定量分析は低温蒸留法、ガスクロマトグラフィー、
ガスクロマトグラフ・マススプクトロメーター法、赤外
吸収法、質量分析法によった。
F、と少量の主反応の81□F6 の混合物であるが、
その定量分析は低温蒸留法、ガスクロマトグラフィー、
ガスクロマトグラフ・マススプクトロメーター法、赤外
吸収法、質量分析法によった。
アルゴンおよび81□F6 の分圧を例えばそれぞれコ
トル程度となるように調節し、CO2TEΔレーザーの
パルス光を照射すると、定着板上に白色あるいは着色し
た膜の生成することが認められた。
トル程度となるように調節し、CO2TEΔレーザーの
パルス光を照射すると、定着板上に白色あるいは着色し
た膜の生成することが認められた。
例えばCO2TEΔレーザーの10.6μmバンドのP
(12)線を、0.6〜0.7 J Cm−’のフルエ
ンスおよび1ollzのくり返し数で照射した場合に生
成した茶色の膜のE S CAによる分析結果を表1に
示した。この表からも明らかなように、膜の主成分はけ
い素である。一般に定着板上に付着する固体物質は最初
は白色あるいは淡黄色であるが、照射を続けるにつれて
暗茶色に変化する。またSi、F。
(12)線を、0.6〜0.7 J Cm−’のフルエ
ンスおよび1ollzのくり返し数で照射した場合に生
成した茶色の膜のE S CAによる分析結果を表1に
示した。この表からも明らかなように、膜の主成分はけ
い素である。一般に定着板上に付着する固体物質は最初
は白色あるいは淡黄色であるが、照射を続けるにつれて
暗茶色に変化する。またSi、F。
の供給を止め、すでに付着した固体物質をさらにレーザ
ー照射した場合、あるいは単に定着板の温度を上げた場
合にも同様な変化が観察された。
ー照射した場合、あるいは単に定着板の温度を上げた場
合にも同様な変化が観察された。
表I Si2e6の10 P(12)線での照射で生
成した膜のESC八による分析結果 ある程文膜が付着した状態で一度反応容器を十分に脱気
し、ついで加熱すると、前述のように膜の外観が変化す
るが、同時にSin、が膜より発することが認められた
。発生したSiF、の同位体比を測定した結果を表2お
よび表3に示す。天然のけい素の同位体比は28Si
: ”Si : ”Si = 92.23%:4.67
%: 3.10%である。LOP(8)線の照射で生成
した膜より発生するSiF、には29S1が比較的多量
台まれ、l0P(12)線の照射で生成した膜より発生
するsap、には30 S:’、が34%も含まれてい
る。膜の熱分解によりSiF4が発生する過程では同位
体濃縮が起こることは全く考えられないので、これは膜
自身に各同位体が濃縮されていたものと結論される。
成した膜のESC八による分析結果 ある程文膜が付着した状態で一度反応容器を十分に脱気
し、ついで加熱すると、前述のように膜の外観が変化す
るが、同時にSin、が膜より発することが認められた
。発生したSiF、の同位体比を測定した結果を表2お
よび表3に示す。天然のけい素の同位体比は28Si
: ”Si : ”Si = 92.23%:4.67
%: 3.10%である。LOP(8)線の照射で生成
した膜より発生するSiF、には29S1が比較的多量
台まれ、l0P(12)線の照射で生成した膜より発生
するsap、には30 S:’、が34%も含まれてい
る。膜の熱分解によりSiF4が発生する過程では同位
体濃縮が起こることは全く考えられないので、これは膜
自身に各同位体が濃縮されていたものと結論される。
SiF、の質量分析における主イオンはSiF3+であ
る。
る。
図面は本発明を実施するために使用された装置の本屋略
図である。 【・・・・・・・・反応容器、 2.8・・・・・・・・・圧力流量調節器、3.9・・
・・・・・・・ボンベ、 4・・・・・・・・・定着板、 5・・・・・・・・ヒータ、 6・・・・・・・・・[0□ レーサー光、7・・・・
・・・・・赤外用窓、 !0.11・・・・・・・・・トラップ。 手続補正書(方式) 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 昭和61年特許願第131630
号3、 >ili正をする者 事件との関係 出願人 名称 <679)理化学研究所 4、代理人
図である。 【・・・・・・・・反応容器、 2.8・・・・・・・・・圧力流量調節器、3.9・・
・・・・・・・ボンベ、 4・・・・・・・・・定着板、 5・・・・・・・・ヒータ、 6・・・・・・・・・[0□ レーサー光、7・・・・
・・・・・赤外用窓、 !0.11・・・・・・・・・トラップ。 手続補正書(方式) 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示 昭和61年特許願第131630
号3、 >ili正をする者 事件との関係 出願人 名称 <679)理化学研究所 4、代理人
Claims (4)
- (1)Si−F結合を有する化合物のガス雰囲気中にレ
ーザーを照射して光分解反応を生ぜしめ、シリコンを主
成分とする固体生成物を得ることを特徴とするレーザー
を用いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法。 - (2)前記Si−F結合を有する化合物がSi_2F_
6、SiF_3H、Si_3FCl、SiF_3Br、
SiF_3CH_3であることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載のレーザーを用いたシリコンを主成
分とする固体生成物の製造法。 - (3)前記レーザーが炭酸ガスレーザーであることを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のレーザーを用
いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法。 - (4)前記固体生成物がシリコン同位体選択的固体生成
物であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載のレーザーを用いたシリコンを主成分とする固体生成
物の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13163086A JPS62289224A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | レ−ザ−を用いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13163086A JPS62289224A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | レ−ザ−を用いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62289224A true JPS62289224A (ja) | 1987-12-16 |
JPH0580245B2 JPH0580245B2 (ja) | 1993-11-08 |
Family
ID=15062539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13163086A Granted JPS62289224A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | レ−ザ−を用いたシリコンを主成分とする固体生成物の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62289224A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005032697A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-14 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Isotope separation method and working substance for isotope separation |
JP2011520763A (ja) * | 2008-05-27 | 2011-07-21 | シュパウント プライベート ソシエテ ア レスポンサビリテ リミテ | ハロゲン含有シリコン、その製造及び使用方法 |
US9327987B2 (en) | 2008-08-01 | 2016-05-03 | Spawnt Private S.A.R.L. | Process for removing nonmetallic impurities from metallurgical silicon |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3021937U (ja) * | 1995-05-09 | 1996-03-12 | 日泉化学株式会社 | 育苗用筒 |
-
1986
- 1986-06-06 JP JP13163086A patent/JPS62289224A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005032697A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-14 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Isotope separation method and working substance for isotope separation |
US7307233B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-12-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Isotope separation method and working substance for isotope separation |
AU2003288757B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-07-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Isotope separation method and working substance for isotope separation |
JP2011520763A (ja) * | 2008-05-27 | 2011-07-21 | シュパウント プライベート ソシエテ ア レスポンサビリテ リミテ | ハロゲン含有シリコン、その製造及び使用方法 |
US9327987B2 (en) | 2008-08-01 | 2016-05-03 | Spawnt Private S.A.R.L. | Process for removing nonmetallic impurities from metallurgical silicon |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0580245B2 (ja) | 1993-11-08 |
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Date | Code | Title | Description |
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