JPH075288B2 - Method for purifying divided silicon under plasma - Google Patents
Method for purifying divided silicon under plasmaInfo
- Publication number
- JPH075288B2 JPH075288B2 JP29172086A JP29172086A JPH075288B2 JP H075288 B2 JPH075288 B2 JP H075288B2 JP 29172086 A JP29172086 A JP 29172086A JP 29172086 A JP29172086 A JP 29172086A JP H075288 B2 JPH075288 B2 JP H075288B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- plasma
- crucible
- divided
- divided silicon
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 56
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N Norphytane Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C XOJVVFBFDXDTEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001637 plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、光電池又はエレクトロニクスの用途に要求さ
れる純度で塊状の中実けい素を得るのを可能にする、分
割されたけい素をプラズマの下で精製する方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention provides a method of dividing silicon under plasma to enable obtaining bulk solid silicon with the purity required for photovoltaic or electronics applications. It relates to a method for purification.
けい素が光電池を構成するのに使用し得るためには、そ
の中の各種元素の含有量は各基準に応じて非常に低い閾
値よりも低くなければならない。特に、電子キラーの性
質を示す元素(例えばV、Cr、Ti、Zr、Na)の含有量は
50ppb以下でなければならない。また、中性元素(特にF
e、Ni、Mg、C、Mn)の含有量は約1ppmを超えてはなら
ない。さらに、ドーピング元素(その中でもほう素、ア
ルミニウム、りん及びひ素が主要なものであるが)の含
有量は、得られるけい素がp又はn型であるように極め
て低い値に制御されねばならない。また、けい素がエレ
クトロニクスの分野で利用し得るためには、ドーピング
不純物の含有量は10ppb以下でなければならない。In order for silicon to be usable in constructing photovoltaic cells, the content of various elements in it must be below a very low threshold value according to each criterion. In particular, the content of elements exhibiting the properties of electronic killer (eg V, Cr, Ti, Zr, Na) is
Must be 50 ppb or less. In addition, neutral elements (especially F
The content of e, Ni, Mg, C, Mn) should not exceed about 1 ppm. In addition, the content of doping elements (among which boron, aluminum, phosphorus and arsenic are the main ones) must be controlled to very low values so that the silicon obtained is p- or n-type. Further, in order for silicon to be usable in the field of electronics, the content of doping impurities must be 10 ppb or less.
フランス特許第2438499号によれば、アルゴンと水素と
の混合物の高周波励起によつて得られるプラズマの下で
の帯溶融法によつてインゴツト状の中実けい素体を精製
することが知られている。According to French patent 2438499, it is known to purify ingot-like solid silicon bodies by a zone melting method under plasma obtained by radiofrequency excitation of a mixture of argon and hydrogen. There is.
また、ヨーロツパ特許出願第45689号によれば、アルゴ
ン、酸素及び随意成分としての水素の混合物からなるプ
ラズマの下での帯溶融法によつてけい素インゴツトを精
製する方法が知られている。Also, according to European Patent Application No. 45689, there is known a method for purifying silicon ingots by a zone melting method under a plasma consisting of a mixture of argon, oxygen and optionally hydrogen.
このように、現在までのところでは、けい素インゴツト
の精製方法しか提案されなかつた。Thus, up to now, only the purification method of silicon ingot has been proposed.
本発明が解決しようとする問題点は、分割された状態の
けい素をプラズマの下で精製する方法を得ることであ
る。しかし、前記の特許又は特許出願に記載の方法を分
割されたけい素に適用しようと試みるならば、所望の精
製を達成することは不可能であることが認められる。The problem to be solved by the present invention is to obtain a method for purifying silicon in a divided state under plasma. However, if one attempts to apply the methods described in the above patents or patent applications to split silicon, it will be appreciated that it is not possible to achieve the desired purification.
ここに、本発明者は、光電池又はエレクトロニクスの用
途に利用できるようにするため分割された状態のけい素
をプラズマの下で精製することを可能ならしめる方法を
見出した。Here, the inventor has found a method that makes it possible to purify silicon in divided form under plasma for use in photovoltaic or electronics applications.
さらに、本発明は分割されたけい素から非常に純粋な塊
状のけい素体の製造することを可能にするが、このこと
は安価な純粋でない分割されたけい素に価値を与え又は
一般に価値のなくなつたけい素、即ち規格外の粉末製
品、棒状物を鋸で薄切りにすることによつて出るくずな
どに価値を与えるのに特に有益なものとする。In addition, the present invention allows the production of very pure bulky silicon bodies from segmented silicon, which adds value to, or is generally worth, cheap, impure segmented silicon. It is particularly useful for adding value to pristine silicon, i.e., non-standard powdered products, sawdust from sawing rods, and the like.
本発明の方法の他の利点は、本発明の方法が坩堝の壁を
作るために又はけい素粉末を坩堝から分離するために慣
用される、壁と接して置かれるグラフアイト又は保護ス
ラグのような材料を除去することを可能にするというこ
とである。Another advantage of the method of the present invention is that the method of the present invention, such as a graphite or protective slag placed in contact with the wall, is conventionally used to make a crucible wall or to separate silicon powder from the crucible. It is possible to remove various materials.
実際には、本発明は、分割されたけい素をプラズマ発生
用ガスの高周波励起によつて得られる熱プラズマの下で
溶融することによつて精製するにあたり、第一工程にお
いて、プラズマ発生用ガスを1%〜100%の水素と99%
〜0%のアルゴンとの混合物より構成して分割されたけ
い素の溶融を行い、第二工程において、前記第一工程か
ら得られた溶融けい素を、プラズマ発生用ガスがアルゴ
ン、水素及び酸素との混合物であつてその中の酸素の割
合が0.005%〜0.05%でありかつ水素の割合が1%〜99.
995%であるようなものから構成されたプラズマによつ
て処理することを特徴とする分割されたけい素をプラズ
マの下で精製する方法に関する。In practice, the present invention, in refining the divided silicon by melting it under the thermal plasma obtained by high-frequency excitation of the plasma generating gas, in the first step, the plasma generating gas 1% to 100% hydrogen and 99%
Melting of divided silicon composed of a mixture with ˜0% argon is carried out, and in the second step, the molten silicon obtained from the first step is treated with argon, hydrogen and oxygen as plasma generating gas. With a proportion of oxygen of 0.005% to 0.05% and a proportion of hydrogen of 1% to 99%.
A method for purifying split silicon under plasma, characterized in that it is treated with a plasma composed of such that it is 995%.
本発明の方法によれば、けい素は、粉末、顆粒、削りく
ずなどの分割された形で用いられる。According to the method of the present invention, silicon is used in divided forms such as powder, granules and shavings.
けい素が粉末状で用いられるときは、その粒度は、一般
に、粒子の平均直径が40μ〜1mmの間であるようなもの
である。さらに、本出願人によるヨーロツパ特許第0100
268号に記載の粉末と合致する粉末の使用は、本発明の
方法により特に考慮できる。本発明の方法は冶金学的品
質のけい素に対して利用できるが、この方法はけい素が
ある一定の純度を有するとき並びに光電池又はエレクト
ロニクスの用途にけい素を直接利用できるようにするた
め精製しなければならないときに一層有益である。When the silicon is used in powder form, its particle size is generally such that the average diameter of the particles is between 40 μm and 1 mm. Furthermore, the European patent 0100 by the applicant
The use of powders consistent with those described in No. 268 can be particularly considered by the method of the invention. Although the method of the present invention is applicable to metallurgical quality silicon, the method is refined to allow silicon to be directly utilized when it has a certain degree of purity and for photovoltaic or electronics applications. More beneficial when you have to.
本発明によれば、分割されたけい素の溶融はプラズマ発
生用ガスの高周波励起によつて得られる熱プラズマによ
り行われ、そしてそのプラズマ自体はアークプラズマの
使用と結びつく汚染の恐れを回避するため誘導により具
合よく発生せしめられる。According to the invention, the melting of the divided silicon is carried out by means of a thermal plasma obtained by the high-frequency excitation of the plasma-generating gas, which plasma itself avoids the risk of contamination associated with the use of arc plasma. It is generated well by induction.
本発明の方法の第一工程によれば、分割されたけい素の
溶融は、プラズマ発生用ガスが1%〜100%の水素と99
%〜0%のアルゴンとの混合物からなるプラズマの下で
行われる。According to the first step of the method of the present invention, the melting of the divided silicon is carried out by using the gas for plasma generation with 1% to 100% hydrogen and 99%.
It is carried out under a plasma consisting of a mixture of 0% to 0% argon.
用いられるプラズマの強さは、処理する粉末の量、その
純度及びプラズマ発生用ガスの組成に応じて適宜選ばれ
る。例えば、その強さは処理されるけい素の1Kg当り5kW
h〜25kWhの間であつてよい。The intensity of the plasma used is appropriately selected depending on the amount of powder to be treated, its purity and the composition of the plasma generating gas. For example, its strength is 5kW / Kg of silicon processed.
It may be between h and 25kWh.
本発明の特に好ましい実施態様によれば、分割されたけ
い素の溶融は、ある一定の厚さの未溶融けい素を坩堝と
接触させながら局部的に行われる。この分割されたけい
素の薄層では熱の生じ方が悪い。したがつて、この層は
熱損失を軽減し、そして坩堝の表面との反応を回避しな
がら坩堝の壁から生じる不純物が溶融けい素内に拡散す
るのを防止している。この未溶融の分割されたけい素の
薄層の厚さは一般に1mm〜20mmの間である。According to a particularly preferred embodiment of the invention, the melting of the divided silicon is carried out locally, with a certain thickness of unmelted silicon being in contact with the crucible. In this divided thin layer of silicon, heat is generated poorly. Therefore, this layer reduces heat loss and prevents impurities originating from the crucible wall from diffusing into the molten silicon while avoiding reaction with the crucible surface. The thickness of this unmelted, split silicon thin layer is generally between 1 mm and 20 mm.
溶融けい素の容積は用いる坩堝の形状に合される。The volume of molten silicon is matched to the shape of the crucible used.
本発明の方法の第二工程によれば、第一工程より生じる
溶融けい素は、プラズマ発生用ガスがアルゴン、水素及
び酸素の混合物であつてその中の酸素の割合が0.005%
〜0.05%でありかつ水素の割合が1%〜99.995%である
ようなものから構成されるプラズマによつて処理され
る。According to the second step of the method of the present invention, the molten silicon produced in the first step is such that the plasma generating gas is a mixture of argon, hydrogen and oxygen in which the proportion of oxygen is 0.005%.
˜0.05% and a hydrogen content of 1% to 99.995%.
上記の酸素含有量は本発明では臨界的である。この最小
含有量より少ない場合には、抽出しようと望む元素の精
製は不十分である。また、最大含有量よりも高い場合に
は所望の精製をそれ以上得ることはできない。なお、当
業者に周知の技術によつて酸を作用させることによりそ
の後に実施することができるほう素化合物の補足的除去
は、この場合に用いるべき酸の量が多すぎるために経済
的でないことが証明される。The above oxygen content is critical in the present invention. Below this minimum content, the purification of the element desired to be extracted is insufficient. Further, if the content is higher than the maximum content, the desired purification cannot be further obtained. It should be noted that the complementary removal of boron compounds, which can be carried out subsequently by the action of an acid by a technique well known to those skilled in the art, is not economical because the amount of acid to be used in this case is too large. Is proven.
本発明の方法は、大気圧下で又は大気圧よりもわずかに
低いか若しくは高い圧力下で行うことができる。さら
に、けい素と接触する雰囲気はプラズマの雰囲気と同じ
でなければならない。The process of the present invention can be carried out at atmospheric pressure or at a pressure slightly below or above atmospheric pressure. Further, the atmosphere in contact with silicon must be the same as the plasma atmosphere.
本発明の方法は、斯界で知られた装置、特に本出願人に
係るヨーロツパ特許出願第0045689号及びフランス特許
出願第24384999号に記載の装置で実施することができ
る。以下に、この装置の概略を説明する。The method according to the invention can be carried out on devices known in the art, in particular the devices described in European patent application 0045689 and French patent application 24384999 to the applicant. The outline of this apparatus will be described below.
この装置は、精製すべき分割されたけい素を受容するよ
うに定められた坩堝を支持するロツドの導入口をあけた
不透過性端部により閉じた水平に配置した円筒体を有す
る。スクリユーとナツト接合及びモーターにより構成さ
れる機構によつて、円筒体の軸線に平行にボートを移動
させることができる。この円筒体は、その上部に、プラ
ズマを作るようにした絶縁材料、例えば石英製の管を不
透過態様で接続した継ぎ手を有する。この管は、その上
部において、酵素が導入されるプラズマ発生用ガスの混
合物を受容する。この流入装置は混合室を含み、この混
合室には調節弁を備えたプラズマ発生用ガス(精製され
たアルゴン及び(又は)水素)導入管及び酸素の流量を
非常に低くかつ定められたレベルに調節するための制御
式漏れ弁を備えた酸素導入管が通されている。プラズマ
発生用ガスの流量は、装置の技術的特徴に応じて当業者
に周知のようにして調節される。The device comprises a horizontally arranged cylinder closed by an impermeable end with an opening for a rod supporting a crucible designed to receive the divided silicon to be purified. The boat can be moved parallel to the axis of the cylinder by the mechanism composed of the screw, nut joint and motor. This cylinder has on its upper part a joint in which a tube made of an insulating material, for example a quartz, adapted to create a plasma is connected in an impermeable manner. This tube receives in its upper part a mixture of plasma generating gases into which the enzyme is introduced. The inflow device includes a mixing chamber, which is equipped with a control valve for introducing a plasma generating gas (purified argon and / or hydrogen) and a flow rate of oxygen to a very low level and a predetermined level. An oxygen inlet tube with a controlled leak valve for regulation is passed through. The flow rate of the plasma-generating gas is adjusted according to the technical characteristics of the device, as is known to those skilled in the art.
プラズマを作り出すための高周波電磁場は管の周囲に巻
いた巻線によつて得られ、十分な強度の高周波発生器に
よつて供給される。The high frequency electromagnetic field for creating the plasma is obtained by windings wound around the tube and is supplied by a sufficiently strong high frequency generator.
さらに、円筒体は、その円筒体をパージし又はガスの循
環を大気圧に近い圧力にするために真空ポンプに連結す
るための接合具を有することができる。Further, the cylinder may have a fitting for connecting to a vacuum pump to purge the cylinder or bring the gas circulation to near atmospheric pressure.
本発明の方法を上に示した装置で実施するには、典型的
な過程に従つて行われる。即ち、分割されたけい素が坩
堝内に置かれる。円筒体内に含まれる空気を排除するた
めにポンプ手段を始動させる。次いで管を、円筒体内に
適当な圧力を得るのに適した流量でもつてプラズマ発生
用ガス供給源と連通される。次いで高周波源を管の内部
に高周波誘導によりプラズマを作り出させるのに十分な
強さでもつて作動させる。ガスのポンプ作用によつてプ
ラズマジエツトが形成され,坩堝上に運ばれる。この坩
堝は、処理開始時においては、装置の左側に位置してい
る。分割されたけい素の所望の帯溶融が得られたなら
ば、未溶融の分割されたけい素の薄層を坩堝と接触させ
ながら酸素を他のプラズマ発生用ガスと連通させる。Implementation of the method of the present invention in the apparatus shown above follows a typical process. That is, the divided silicon is placed in the crucible. The pumping means is started to evacuate the air contained in the cylinder. The tube is then brought into communication with a plasma generating gas source with a flow rate suitable for obtaining a suitable pressure in the cylinder. The RF source is then operated inside the tube with sufficient strength to create a plasma by RF induction. A plasma jet is formed by the pumping action of the gas and is carried onto the crucible. This crucible is located on the left side of the device at the start of processing. Once the desired zone melting of the divided silicon has been obtained, oxygen is brought into communication with another plasma generating gas while contacting the unmelted thin layer of the divided silicon with the crucible.
坩堝を右側に移動させる。最初はボートの右側にあつた
溶融帯は、精製された帯域を後方に残しながら左側端部
に向けてゆつくりと進行する。Move the crucible to the right. The molten zone, which was initially on the right side of the boat, slowly moves toward the left end while leaving the refined zone behind.
処理終了後には、不純物は得られたインゴツトの左側端
部に見出され、しかして典型的な帯溶融法におけるよう
にしてこの左側端部を分離することによつて不純物を除
去することができる。After the treatment is complete, impurities are found at the left end of the resulting ingot, which can be removed by separating this left end as in a typical zone melting process. .
なお、所望ならば、各工程において溶融帯上に複数回プ
ラズマを通過させることも本発明の範囲から逸脱するこ
となく可能である。さらに、溶融したけい素は分割され
たけい素よりも小さい容積を占めることから、各操作後
に坩堝に分割されたけい素を新たに一杯に入れて本発明
の方法に従う操作を複数回実施することも可能である。If desired, it is possible to pass the plasma over the melting zone multiple times in each step without departing from the scope of the invention. Furthermore, since the molten silicon occupies a smaller volume than the divided silicon, it is necessary to carry out the operation according to the method of the present invention multiple times by newly filling the crucible with the divided silicon after each operation. Is also possible.
本発明の方法によれば、光電池又はエレクトロニクスの
用途に要求される純度の塊状けい素を得ることもでき
る。The process of the invention also makes it possible to obtain bulk silicon having the purity required for photovoltaic or electronics applications.
以下の実施例は本発明を例示するものであつて、その範
囲を何ら制限するものではない。The following examples illustrate the invention and do not limit its scope in any way.
例1 この例では、ヨーロツパ特許出願第45689号に記載の装
置を用いる。Example 1 In this example, the device described in European Patent Application No. 45689 is used.
用いたプラズマの強さは7kWhである。50gのけい素粉末
(その平均直径は50μで、各種の不純物の濃度は下記の
表1に示した通りである)を坩堝(直径2.5cm、高さ15m
m)に入れる。The strength of the plasma used is 7kWh. 50 g of silicon powder (its average diameter is 50μ, and the concentration of various impurities is as shown in Table 1 below) crucible (diameter 2.5 cm, height 15 m)
m).
プラズマ発生用ガスの組成が99%のアルゴン及び1%の
水素であるプラズマトーチの下で坩堝を通入することに
より粉末を溶融させ、そして坩堝の移動速度は、トーチ
に対して60cm/hに固定する。アルゴンの流量は装置内で
30l/minに固定し、そして水素の流量は0.3l/minに固定
する。溶融は、約2mmの未溶融けい素の薄層を坩堝と接
触させるような態様で行う。The powder is melted by passing it through a crucible under a plasma torch in which the composition of the gas for plasma generation is 99% argon and 1% hydrogen, and the moving speed of the crucible is 60 cm / h with respect to the torch. Fix it. Argon flow rate in the device
It is fixed at 30 l / min and the hydrogen flow rate is fixed at 0.3 l / min. The melting is carried out in such a way that a thin layer of unmelted silicon of about 2 mm is brought into contact with the crucible.
分割されたけい素が溶融したならば、プラズマ発生用ガ
スに0.03%の酸素を導入することによつてその組成を変
える。二工程とも大気圧下で実施した。Once the divided silicon has melted, its composition is changed by introducing 0.03% oxygen into the plasma generating gas. Both steps were performed under atmospheric pressure.
さらに、けい素と接する雰囲気は用いるプラズマの雰囲
気と同じであつた。かくして、50gの精製されたけい素
の中実の棒状体が得られた。Furthermore, the atmosphere in contact with the silicon was the same as the plasma atmosphere used. Thus, 50 g of purified silicon solid rods were obtained.
下記の表1に3種の異なった粉末試料について達成され
た精製結果を示すが、試験片の分析はプラズマ発光分光
分析法によつて行つた。Table 1 below shows the purification results achieved for three different powder samples, the analysis of the specimens being carried out by plasma emission spectroscopy.
例2(比較例) 例1と同じ粉末を用い、そして下記の組成、即ち99%の
アルゴン、1%の水素及び0.03%の酸素よりなる組成の
プラズマ発生用ガスを直接用いて例1と同じ装置で実施
する。この方法によれば、依然粉末状でありかつプラズ
マとの接触時間をいかにしても精製することができない
物質が得られた。 Example 2 (Comparative Example) Same as Example 1 using the same powder as in Example 1 but directly using a plasma generating gas of the following composition: 99% Argon, 1% Hydrogen and 0.03% Oxygen. Performed on the device. According to this method, a substance was obtained which was still in powder form and could not be purified by any contact time with plasma.
Claims (4)
高周波励起によつて得られる熱プラズマの下で溶融する
ことによつて精製するにあたり、第一工程において、プ
ラズマ発生用ガスを1%〜100%の水素と99%〜0%の
アルゴンとの混合物より構成して分割されたけい素の溶
融を行い、第二工程において、前記第一工程から得られ
た溶融けい素を、プラズマ発生用ガスがアルゴン、水素
及び酸素との混合物であつてその中の酸素の割合が0.00
5%〜0.05%でありかつ水素の割合が1%〜99.995%で
あるようなものから構成されたプラズマによつて処理す
ることを特徴とする分割されたけい素をプラズマの下で
精製する方法。1. Purification by melting the divided silicon by melting it under thermal plasma obtained by high-frequency excitation of a plasma-generating gas. In the first step, the plasma-generating gas is 1%. ~ 100% hydrogen and 99% ~ 0% argon composed of a mixture of divided silicon is melted, and in the second step, the molten silicon obtained from the first step is plasma-generated. The working gas is a mixture of argon, hydrogen and oxygen, the proportion of oxygen in which is 0.00
Method for purifying split silicon under plasma, characterized by treating with a plasma composed of such that the hydrogen content is between 5% and 0.05% and the hydrogen content is between 1% and 99.995% .
融のけい素を坩堝と接触させながら局部的に実施し、し
かしてこの分割されたけい素の薄層は熱をそれほど生じ
ず、したがつて熱損失を軽減し、そして坩堝の表面との
反応を回避しながら坩堝の壁から生じる不純物が溶融け
い素内に拡散するのを防止することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の方法。2. Melting of the divided silicon is carried out locally, with a certain thickness of unmelted silicon in contact with the crucible, whereby this thin layer of divided silicon produces less heat. Therefore, it reduces the heat loss and prevents the impurities generated from the crucible wall from diffusing into the molten silicon while avoiding the reaction with the surface of the crucible. The method according to item 1.
一般に1mm〜20mmであることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載の方法。3. A method according to claim 2, characterized in that the thickness of the unmelted, divided silicon thin layer is generally between 1 mm and 20 mm.
若しくは低い圧力下で行うことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の方法。4. The process according to claim 1, which is carried out under atmospheric pressure or under a pressure slightly above or below atmospheric pressure.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8511670A FR2585690B1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | DIVIDED SILICON PLASMA PURIFICATION PROCESS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63218506A JPS63218506A (en) | 1988-09-12 |
| JPH075288B2 true JPH075288B2 (en) | 1995-01-25 |
Family
ID=9321796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29172086A Expired - Lifetime JPH075288B2 (en) | 1985-07-31 | 1986-12-09 | Method for purifying divided silicon under plasma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075288B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100966755B1 (en) * | 2009-05-25 | 2010-06-29 | (주)원익머트리얼즈 | Method and apparatus for refining silicon |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3205352B2 (en) * | 1990-05-30 | 2001-09-04 | 川崎製鉄株式会社 | Silicon purification method and apparatus |
| JP3000109B2 (en) * | 1990-09-20 | 2000-01-17 | 株式会社住友シチックス尼崎 | Manufacturing method of high purity silicon ingot |
| DE69621348T2 (en) * | 1996-10-14 | 2002-09-05 | Kawasaki Steel Corp., Kobe | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING POLYCRISTALLINE SILICON AND METHOD FOR PRODUCING A SILICON SUBSTRATE FOR A SOLAR CELL |
| JP2010052952A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Central Glass Co Ltd | Method for purifying silicon |
-
1986
- 1986-12-09 JP JP29172086A patent/JPH075288B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100966755B1 (en) * | 2009-05-25 | 2010-06-29 | (주)원익머트리얼즈 | Method and apparatus for refining silicon |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63218506A (en) | 1988-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4837376A (en) | Process for refining silicon and silicon purified thereby | |
| US9567227B2 (en) | Process for producing silicon, silicon, and panel for solar cells | |
| CA2200166C (en) | Process and apparatus for refining silicon | |
| Ikeda et al. | Elimination of boron in molten silicon by reactive rotating plasma arc melting | |
| CA1251920A (en) | Process for the production of porous products made from boron or boron compounds | |
| JPH075288B2 (en) | Method for purifying divided silicon under plasma | |
| JP2010100508A (en) | Production method of high purity silicon | |
| JP2009114026A (en) | Method for purifying metallic silicon | |
| JP2960652B2 (en) | Method and apparatus for purifying high purity metal | |
| JPH05262512A (en) | Silicon refining method | |
| US4399116A (en) | Zone purification of silicon in a reactive plasma | |
| EP0274283B1 (en) | Process for the plasma purification of divided silicon | |
| JPH07315827A (en) | Silicon refining method and refining apparatus | |
| WO2003104153A1 (en) | Fabrication of heavy walled silica tubing | |
| JPH1149510A (en) | Metal Si purification method and apparatus | |
| JP2016530400A (en) | Apparatus and method for continuous melting and purification in a continuous process | |
| RU2237616C2 (en) | Sun-quality silicon production process | |
| RU2327639C2 (en) | Method of producing high purity silicon | |
| JPH0416504A (en) | Method for purifying silicon | |
| JPH01226709A (en) | Production of high-purity aluminum nitride powder | |
| JPH0948606A (en) | Silicon purification method | |
| JPS644967B2 (en) | ||
| US7815882B2 (en) | Method and apparatus for refining boron-containing silicon using an electron beam | |
| RU2034071C1 (en) | Method of metallic scandium preparing | |
| CN117187604A (en) | A method for preparing ultra-high purity copper ingots |