JPH06127922A - 多結晶シリコン製造用流動層反応器 - Google Patents
多結晶シリコン製造用流動層反応器Info
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- JPH06127922A JPH06127922A JP30485092A JP30485092A JPH06127922A JP H06127922 A JPH06127922 A JP H06127922A JP 30485092 A JP30485092 A JP 30485092A JP 30485092 A JP30485092 A JP 30485092A JP H06127922 A JPH06127922 A JP H06127922A
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Classifications
-
- 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
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- C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
- C01B33/035—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 多結晶シリコン製造用流動層反応器におい
て、流動層反応器からのシリコン粒子への不純物の混入
を長時間にわたって充分に防止することができ、しかも
反応器の製造面でも有利である流動層反応器を提供す
る。 【構成】 シリコン粒子を流動化させる流動層反応器に
おいて、シリコン粒子が接触する反応器構成部材の少な
くとも表面から深さ２０μｍまでの材料中の不純物元素
の各含有重量が１００ｐｐｍ以下でかつ不純物元素の合
計含有重量が３００ｐｐｍ以下であり、さらにその反応
器構成部材の表面にシリコンコーティング層を設けたこ
とを特徴とする多結晶シリコン製造用流動層反応器。
て、流動層反応器からのシリコン粒子への不純物の混入
を長時間にわたって充分に防止することができ、しかも
反応器の製造面でも有利である流動層反応器を提供す
る。 【構成】 シリコン粒子を流動化させる流動層反応器に
おいて、シリコン粒子が接触する反応器構成部材の少な
くとも表面から深さ２０μｍまでの材料中の不純物元素
の各含有重量が１００ｐｐｍ以下でかつ不純物元素の合
計含有重量が３００ｐｐｍ以下であり、さらにその反応
器構成部材の表面にシリコンコーティング層を設けたこ
とを特徴とする多結晶シリコン製造用流動層反応器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造用の粒状多
結晶シリコンを流動層法により製造する際に用いられる
流動層反応器に関するものである。
結晶シリコンを流動層法により製造する際に用いられる
流動層反応器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、多結晶シリコンは、ハロゲン化シ
ランやモノシラン等のシラン化合物の熱分解により生成
するシリコンをシリコン棒上に析出させる、いわゆるジ
ーメンス法で主として製造されてきた。この方法は、通
電加熱したシリコン棒上にシラン化合物を接触させ、そ
の熱分解により生成したシリコンをシリコン棒上に析出
させるものである。ハロゲンシランの場合、シリコン棒
は抵抗加熱で約１１００〜１２００℃に加熱され、その
上にシリコンが析出されるが、石英ガラス製ベルジャー
型反応器の内壁は、約３００℃に冷却され、内壁へのシ
リコン析出が防止されている。そのため、このジーメン
ス法は、加熱に要するエネルギーのほとんどが冷却によ
り失われる熱損失の大きいプロセスである。また、この
方法では析出面積が小さいために、時間当たりのシリコ
ン生産量は少なく、この点からも単位シリコン生産量当
りに要するエネルギー消費量が多いという欠点を有して
いる。更に、この方法は、シリコン棒がある程度の太さ
になった時点で回収し、再び新しいものと交換するバッ
チ式であり、大量生産するためには設備を増やさなけれ
ばならず、設備コストが大きいという不利な点を有す
る。
ランやモノシラン等のシラン化合物の熱分解により生成
するシリコンをシリコン棒上に析出させる、いわゆるジ
ーメンス法で主として製造されてきた。この方法は、通
電加熱したシリコン棒上にシラン化合物を接触させ、そ
の熱分解により生成したシリコンをシリコン棒上に析出
させるものである。ハロゲンシランの場合、シリコン棒
は抵抗加熱で約１１００〜１２００℃に加熱され、その
上にシリコンが析出されるが、石英ガラス製ベルジャー
型反応器の内壁は、約３００℃に冷却され、内壁へのシ
リコン析出が防止されている。そのため、このジーメン
ス法は、加熱に要するエネルギーのほとんどが冷却によ
り失われる熱損失の大きいプロセスである。また、この
方法では析出面積が小さいために、時間当たりのシリコ
ン生産量は少なく、この点からも単位シリコン生産量当
りに要するエネルギー消費量が多いという欠点を有して
いる。更に、この方法は、シリコン棒がある程度の太さ
になった時点で回収し、再び新しいものと交換するバッ
チ式であり、大量生産するためには設備を増やさなけれ
ばならず、設備コストが大きいという不利な点を有す
る。
【０００３】これらの欠点を克服するために、流動化さ
せたシリコン粒子上にシラン化合物含有ガスを接触さ
せ、その粒子上にシリコンを析出させる方法が提案され
ている。この方法によると、析出面積が大きく、エネル
ギーコストを低く押えることができ、また連続的にシリ
コン粒子を製造、回収できることから設備コストも低く
できるという利点がある。
せたシリコン粒子上にシラン化合物含有ガスを接触さ
せ、その粒子上にシリコンを析出させる方法が提案され
ている。この方法によると、析出面積が大きく、エネル
ギーコストを低く押えることができ、また連続的にシリ
コン粒子を製造、回収できることから設備コストも低く
できるという利点がある。
【０００４】以上のように、流動層法による多結晶シリ
コンの製造は、製造コスト上有利な点を有しているが、
ジーメンス法はシリコンが直接反応容器に触れることが
ないのに対し、流動層法は、シリコン粒子が反応器と直
接接触し、こすれ合った状態となるため、不純物の混入
の起こるチャンスが多いといった不利な点がある。不純
物の混入は、多結晶シリコンから単結晶シリコンを製造
する際、収率が下がるばかりでなく、半導体の特性にも
重大な影響を与え、ひいては半導体用途に使用し得る多
結晶シリコンを提供できなくなる可能性がある。
コンの製造は、製造コスト上有利な点を有しているが、
ジーメンス法はシリコンが直接反応容器に触れることが
ないのに対し、流動層法は、シリコン粒子が反応器と直
接接触し、こすれ合った状態となるため、不純物の混入
の起こるチャンスが多いといった不利な点がある。不純
物の混入は、多結晶シリコンから単結晶シリコンを製造
する際、収率が下がるばかりでなく、半導体の特性にも
重大な影響を与え、ひいては半導体用途に使用し得る多
結晶シリコンを提供できなくなる可能性がある。
【０００５】そこで、流動層法による多結晶シリコンの
製造において、シリコン粒子への不純物の混入を防止す
るために、流動層反応器の材質について種々提案されて
いる。例えば、セラミクスの表面をシリコンでコーティ
ングしたライナーを反応容器として使用する（特開昭６
３−２２５５１２号公報）、緻密質で気孔率が実質的に
零である高純度炭化ケイ素焼結体を反応容器として使用
する（特開昭６２−１８２１６２号公報）、セラミクス
製の基体表面を高純度で気孔率が実質的に零である緻密
質炭化ケイ素で被覆した反応管を使用する（特開昭６２
−７６２０号公報）、シリコン製の反応器を使用する
（特開昭６４−６５０１０号公報）、高純度シリコンに
てコーティングされた高純度グラファイトの反応器を使
用する（特開平２−１６７８１１号公報）、基材内面に
膜厚１０μｍ以上のガス不透過性Ｓｉ3Ｎ4膜を設けた反
応器を使用する（特開昭６３−１１７９０６号公報）な
どという方法がある。
製造において、シリコン粒子への不純物の混入を防止す
るために、流動層反応器の材質について種々提案されて
いる。例えば、セラミクスの表面をシリコンでコーティ
ングしたライナーを反応容器として使用する（特開昭６
３−２２５５１２号公報）、緻密質で気孔率が実質的に
零である高純度炭化ケイ素焼結体を反応容器として使用
する（特開昭６２−１８２１６２号公報）、セラミクス
製の基体表面を高純度で気孔率が実質的に零である緻密
質炭化ケイ素で被覆した反応管を使用する（特開昭６２
−７６２０号公報）、シリコン製の反応器を使用する
（特開昭６４−６５０１０号公報）、高純度シリコンに
てコーティングされた高純度グラファイトの反応器を使
用する（特開平２−１６７８１１号公報）、基材内面に
膜厚１０μｍ以上のガス不透過性Ｓｉ3Ｎ4膜を設けた反
応器を使用する（特開昭６３−１１７９０６号公報）な
どという方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な材質の反応管を用いた場合でも、長時間にわたって反
応を行なうと反応管からのシリコン粒子への不純物の混
入が発生するという問題があったり、あるいは使用材質
の点から反応管の製造が困難であるなどの問題があり、
従来の反応器は、未だ充分満足されるものではなかっ
た。
な材質の反応管を用いた場合でも、長時間にわたって反
応を行なうと反応管からのシリコン粒子への不純物の混
入が発生するという問題があったり、あるいは使用材質
の点から反応管の製造が困難であるなどの問題があり、
従来の反応器は、未だ充分満足されるものではなかっ
た。
【０００７】従って、本発明の課題は、多結晶シリコン
製造用流動層反応器において、流動層反応器からのシリ
コン粒子への不純物の混入を長時間にわたって充分に防
止することができ、しかも反応器の製造面でも有利であ
る流動層反応器を提供することにある。
製造用流動層反応器において、流動層反応器からのシリ
コン粒子への不純物の混入を長時間にわたって充分に防
止することができ、しかも反応器の製造面でも有利であ
る流動層反応器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、シリコン膜を流動層反
応器基材にコーティングした場合であっても、不純物が
シリコン粒子に混入することがあり、これは基材中の不
純物がシリコン膜中を拡散してシリコン膜表面が汚染さ
れて起こることを見出すとともに、流動層反応器の流動
層側の内面に特定量以下の不純物しか含有しない材料を
使用し、その上にシリコン膜をコーティングした流動層
反応器内でシリコン析出反応を行なうことによって、上
記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに
至った。
を解決すべく鋭意検討した結果、シリコン膜を流動層反
応器基材にコーティングした場合であっても、不純物が
シリコン粒子に混入することがあり、これは基材中の不
純物がシリコン膜中を拡散してシリコン膜表面が汚染さ
れて起こることを見出すとともに、流動層反応器の流動
層側の内面に特定量以下の不純物しか含有しない材料を
使用し、その上にシリコン膜をコーティングした流動層
反応器内でシリコン析出反応を行なうことによって、上
記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに
至った。
【０００９】即ち、本発明によれば、シリコン粒子を流
動化させる流動層反応器において、シリコン粒子が接触
する反応器構成部材の少なくとも表面から深さ２０μｍ
までの材料中の不純物元素の各含有重量が１００ｐｐｍ
以下でかつ不純物元素の合計含有重量が３００ｐｐｍ以
下であり、さらにその反応器構成部材の表面にシリコン
コーティング層を設けたことを特徴とする多結晶シリコ
ン製造用流動層反応器が提供される。
動化させる流動層反応器において、シリコン粒子が接触
する反応器構成部材の少なくとも表面から深さ２０μｍ
までの材料中の不純物元素の各含有重量が１００ｐｐｍ
以下でかつ不純物元素の合計含有重量が３００ｐｐｍ以
下であり、さらにその反応器構成部材の表面にシリコン
コーティング層を設けたことを特徴とする多結晶シリコ
ン製造用流動層反応器が提供される。
【００１０】本発明の多結晶シリコン製造用流動層反応
器においては、シリコン粒子が接触する反応器構成部材
の少なくとも表面から深さ２０μｍまでの材料中の金属
不純物元素（Ｉａ、ＩＩａ族及び遷移金属元素）の各含
有重量が１００ｐｐｍ以下でかつ不純物元素の合計含有
重量が３００μｍ以下であり、さらにその表面にシリコ
ン膜をコーティングしたものであることを特徴とする。
このような反応器を使用することにより、反応器構成部
材中の不純物元素がシリコン膜中を拡散してシリコン膜
表面を汚染することが防止され、その結果、本発明によ
ると、粒状多結晶シリコン中への反応器からの不純物の
混入を、長時間にわたって防止することができる。ま
た、本発明の流動層反応器は、その製造も容易である。
器においては、シリコン粒子が接触する反応器構成部材
の少なくとも表面から深さ２０μｍまでの材料中の金属
不純物元素（Ｉａ、ＩＩａ族及び遷移金属元素）の各含
有重量が１００ｐｐｍ以下でかつ不純物元素の合計含有
重量が３００μｍ以下であり、さらにその表面にシリコ
ン膜をコーティングしたものであることを特徴とする。
このような反応器を使用することにより、反応器構成部
材中の不純物元素がシリコン膜中を拡散してシリコン膜
表面を汚染することが防止され、その結果、本発明によ
ると、粒状多結晶シリコン中への反応器からの不純物の
混入を、長時間にわたって防止することができる。ま
た、本発明の流動層反応器は、その製造も容易である。
【００１１】本発明の流動層反応器における反応器構成
部材としては、反応器が１つの反応筒から構成される場
合には、その反応筒が含まれ、反応器が外筒とその内部
にライナーとして挿入された内筒から構成される場合に
は、その内筒が含まれ、されに、反応器が外筒とその内
部に挿入された内筒からなり、かつ内筒の下端面が分散
板水平面より上方に位置する２重筒構造の反応器（特開
昭５９−４５９１７号）においては、その外筒及び内筒
が含まれる。これらの反応器構成部材の表面には、反応
に際し、シリコン粒子が接触する。そして、それら構成
部材中に不純物元素が多量含有されていると、その不純
物元素がシリコン粒子中に混入する。
部材としては、反応器が１つの反応筒から構成される場
合には、その反応筒が含まれ、反応器が外筒とその内部
にライナーとして挿入された内筒から構成される場合に
は、その内筒が含まれ、されに、反応器が外筒とその内
部に挿入された内筒からなり、かつ内筒の下端面が分散
板水平面より上方に位置する２重筒構造の反応器（特開
昭５９−４５９１７号）においては、その外筒及び内筒
が含まれる。これらの反応器構成部材の表面には、反応
に際し、シリコン粒子が接触する。そして、それら構成
部材中に不純物元素が多量含有されていると、その不純
物元素がシリコン粒子中に混入する。
【００１２】本発明の反応器構成部材に用いられる材料
としては、加工性の良い耐熱材料、例えば、ＳｉＣ、Ｓ
ｉＣ／Ｓｉ、アルミナ、ムライト、グラファイト、窒化
ケイ素等が挙げられる。これらの耐熱材料は、その材料
製造工程及びその材料からの成形品製造工程において、
不純物元素含有量をコントロールして、不純物元素の各
含有重量が１００ｐｐｍ以下、特に１０ｐｐｍ以下で、
かつ不純物元素の合計含有重量が３００ｐｐｍ以下、特
に５０ｐｐｍ以下の成形品とすることによって、そのま
ま本発明の反応器構成部材として用いることができる。
また、不純物元素を多量含む耐熱材料成形品であって
も、その表面に不純物元素の各含有重量が１００ｐｐｍ
以下、特に１０ｐｐｍ以下で、かつ不純物元素の合計含
有重量が３００ｐｐｍ以下、特に５０ｐｐｍ以下の高純
度耐熱材料、例えば、炭化ケイ素や窒化ケイ素等の耐熱
材料の高純度膜をコーティングすることによって、本発
明の反応器構成部材として用いることができる。この場
合、その高純度膜の厚さは２０μｍ以上、好ましくは３
０〜１００μｍである。
としては、加工性の良い耐熱材料、例えば、ＳｉＣ、Ｓ
ｉＣ／Ｓｉ、アルミナ、ムライト、グラファイト、窒化
ケイ素等が挙げられる。これらの耐熱材料は、その材料
製造工程及びその材料からの成形品製造工程において、
不純物元素含有量をコントロールして、不純物元素の各
含有重量が１００ｐｐｍ以下、特に１０ｐｐｍ以下で、
かつ不純物元素の合計含有重量が３００ｐｐｍ以下、特
に５０ｐｐｍ以下の成形品とすることによって、そのま
ま本発明の反応器構成部材として用いることができる。
また、不純物元素を多量含む耐熱材料成形品であって
も、その表面に不純物元素の各含有重量が１００ｐｐｍ
以下、特に１０ｐｐｍ以下で、かつ不純物元素の合計含
有重量が３００ｐｐｍ以下、特に５０ｐｐｍ以下の高純
度耐熱材料、例えば、炭化ケイ素や窒化ケイ素等の耐熱
材料の高純度膜をコーティングすることによって、本発
明の反応器構成部材として用いることができる。この場
合、その高純度膜の厚さは２０μｍ以上、好ましくは３
０〜１００μｍである。
【００１３】本発明においては、前記した少なくとも表
面から２０μｍまでの深さの材料中不純物元素が１００
ｐｐｍ以下にコントロールされた反応器構成部材の表面
に、シリコン膜をコーティングする。このシリコン膜の
厚さは１０μｍ以上、好ましくは２０〜２０００μｍで
ある。シリコン膜のコーティング方法としては、シリコ
ン化合物を用いる化学蒸着法（ＣＶＤ法）、シリコン融
液中への浸漬法等、高純度シリコン膜をコーティングで
きる方法であればどのようなものでもよい。この場合、
シリコン膜の純度は、当然のことながら、半導体用多結
晶シリコンと同等以上である。
面から２０μｍまでの深さの材料中不純物元素が１００
ｐｐｍ以下にコントロールされた反応器構成部材の表面
に、シリコン膜をコーティングする。このシリコン膜の
厚さは１０μｍ以上、好ましくは２０〜２０００μｍで
ある。シリコン膜のコーティング方法としては、シリコ
ン化合物を用いる化学蒸着法（ＣＶＤ法）、シリコン融
液中への浸漬法等、高純度シリコン膜をコーティングで
きる方法であればどのようなものでもよい。この場合、
シリコン膜の純度は、当然のことながら、半導体用多結
晶シリコンと同等以上である。
【００１４】次に、本発明の流動層反応器を用いて粒状
多結晶シリコンを製造する方法について詳述する。図１
において、１は流動層反応器、２はその内部にライナー
として挿入された内筒、３は種シリコン粒子導入管、４
は原料ガス導入管、５はガス分散板、６は加熱用ヒー
タ、７はシリコン粒子抜出し管を各示す。本発明におい
ては、ライナー２を構成する内筒２は、不純物元素の各
含有重量が１００ｐｐｍ以下で、かつ不純物元素の合計
含有重量が３００ｐｐｍ以下の耐熱材料の筒体の内面に
シリコン膜コーティングしたものあるいは耐熱性材料の
筒体内面に、高純度の耐熱性材料膜をコーティングした
後、その上にシリコン膜をコーティングしたものであ
る。
多結晶シリコンを製造する方法について詳述する。図１
において、１は流動層反応器、２はその内部にライナー
として挿入された内筒、３は種シリコン粒子導入管、４
は原料ガス導入管、５はガス分散板、６は加熱用ヒー
タ、７はシリコン粒子抜出し管を各示す。本発明におい
ては、ライナー２を構成する内筒２は、不純物元素の各
含有重量が１００ｐｐｍ以下で、かつ不純物元素の合計
含有重量が３００ｐｐｍ以下の耐熱材料の筒体の内面に
シリコン膜コーティングしたものあるいは耐熱性材料の
筒体内面に、高純度の耐熱性材料膜をコーティングした
後、その上にシリコン膜をコーティングしたものであ
る。
【００１５】この流動層反応器を用いて粒状多結晶シリ
コンを製造するには、シリコン粒子を導入管３から流動
層反応器に充填し、次に、ガス導入管４によって、流動
層反応器１の底部より、シラン化合物含有ガスを分散板
５を経て、流動層反応器１内に吹き込み、分散板上のシ
リコン粒子を流動化させ、次いで加熱用ヒーター６で流
動化シリコン粒子を所定の温度に加熱する。シラン化合
物は流動層内で熱分解を起こし、生成したシリコンが、
流動化シリコン粒子上に析出される。シリコン析出によ
り粒子が成長し、流動層高が増してゆくため、小粒径の
種シリコン粒子を導入管３より導入し、流動層内の平均
粒子径を一定に保つと共に、抜き出し管７より粒子の一
部を抜き出し、流動層高を一定に保つ。種シリコンの平
均粒子径は５０〜３００μｍが好ましく、流動層内のシ
リコン粒子の平均粒子径は３００〜１５００μｍが好ま
しい。反応温度は６００〜８００℃が好ましい。
コンを製造するには、シリコン粒子を導入管３から流動
層反応器に充填し、次に、ガス導入管４によって、流動
層反応器１の底部より、シラン化合物含有ガスを分散板
５を経て、流動層反応器１内に吹き込み、分散板上のシ
リコン粒子を流動化させ、次いで加熱用ヒーター６で流
動化シリコン粒子を所定の温度に加熱する。シラン化合
物は流動層内で熱分解を起こし、生成したシリコンが、
流動化シリコン粒子上に析出される。シリコン析出によ
り粒子が成長し、流動層高が増してゆくため、小粒径の
種シリコン粒子を導入管３より導入し、流動層内の平均
粒子径を一定に保つと共に、抜き出し管７より粒子の一
部を抜き出し、流動層高を一定に保つ。種シリコンの平
均粒子径は５０〜３００μｍが好ましく、流動層内のシ
リコン粒子の平均粒子径は３００〜１５００μｍが好ま
しい。反応温度は６００〜８００℃が好ましい。
【００１６】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
【００１７】実施例１ 流動層反応器の内部に、内径１００ｍｍのＳｉＣ／Ｓｉ
パイプ内面に２０μｍのシリコン膜をコーティングした
ライナーを組み込んだ図１に示す構造の流動層反応器を
用いて粒状シリコンの製造を行なった。ライナー材料と
して用いたＳｉＣ／Ｓｉ中の不純物は、Ｆｅ：９０、Ｃ
ｒ：２０、Ｎｉ：１５、Ｎａ：１０、Ｃａ：１０（ｐｐ
ｍ）であった。ガス分散板５はそれからの汚染の心配の
ないようにシリコン板を加工し、酸洗浄を充分に行なっ
たものを使用した。
パイプ内面に２０μｍのシリコン膜をコーティングした
ライナーを組み込んだ図１に示す構造の流動層反応器を
用いて粒状シリコンの製造を行なった。ライナー材料と
して用いたＳｉＣ／Ｓｉ中の不純物は、Ｆｅ：９０、Ｃ
ｒ：２０、Ｎｉ：１５、Ｎａ：１０、Ｃａ：１０（ｐｐ
ｍ）であった。ガス分散板５はそれからの汚染の心配の
ないようにシリコン板を加工し、酸洗浄を充分に行なっ
たものを使用した。
【００１８】反応器内に平均粒子径７００μｍのシリコ
ン粒子を３ｋｇ仕込み、水素ガス１０７リットル／分、
モノシランガス２６．８リットル／分を原料ガス導入管
４より導入した。また、加熱ヒータ６で粒子温度を６７
０℃に保持した。種シリコン導入管３より平均粒径１５
０μｍのシリコンを３０ｇ／時間の速度で導入するとと
もに、製品粒子シリコンを抜出管７より１５分毎のイン
ターバルで１６００ｇ／時間の速度で抜き出した。製品
シリコン粒子は抜出管内で冷却後、充分に酸洗浄と純水
洗浄を行なったテフロンビンに受けた。
ン粒子を３ｋｇ仕込み、水素ガス１０７リットル／分、
モノシランガス２６．８リットル／分を原料ガス導入管
４より導入した。また、加熱ヒータ６で粒子温度を６７
０℃に保持した。種シリコン導入管３より平均粒径１５
０μｍのシリコンを３０ｇ／時間の速度で導入するとと
もに、製品粒子シリコンを抜出管７より１５分毎のイン
ターバルで１６００ｇ／時間の速度で抜き出した。製品
シリコン粒子は抜出管内で冷却後、充分に酸洗浄と純水
洗浄を行なったテフロンビンに受けた。
【００１９】得られた製品の不純物分析は、次のように
して行なった。金属類については、ＨＦ／ＨＮＯ3でシ
リコンを除去した後の溶液を、ＩＣＰ−ＭＳ、原子吸光
法を用いて分析した。Ｂ、Ｐ、Ａｓ、ＣについてはＦＺ
法による単結晶化後、ＦＴ−ＩＲを用いて測定した。１
０時間運転後、１００時間運転後の製品中の不純物は、
表１に示される値であった。
して行なった。金属類については、ＨＦ／ＨＮＯ3でシ
リコンを除去した後の溶液を、ＩＣＰ−ＭＳ、原子吸光
法を用いて分析した。Ｂ、Ｐ、Ａｓ、ＣについてはＦＺ
法による単結晶化後、ＦＴ−ＩＲを用いて測定した。１
０時間運転後、１００時間運転後の製品中の不純物は、
表１に示される値であった。
【００２０】
【表１】
【００２１】比較例１ 実施例１で使用したＳｉＣ／Ｓｉパイプの内面に厚さ２
０μｍのシリコン膜をコーティングしたライナーの替わ
りに、ＳｉＣパイプにシリコンを２０μｍコーティング
したライナーを用いた以外は、実施例１と同じ条件で粒
状シリコンを製造した。なお、使用したＳｉＣパイプ中
の不純物含量は、Ｆｅ：４００、Ｃｒ：５０、Ｎｉ：１
２０、Ｎａ：５０、Ｃａ：４０ｐｐｍであった。反応開
始１０時間後、１００時間後の製品シリコン中の不純物
は、表２に示される値であった。
０μｍのシリコン膜をコーティングしたライナーの替わ
りに、ＳｉＣパイプにシリコンを２０μｍコーティング
したライナーを用いた以外は、実施例１と同じ条件で粒
状シリコンを製造した。なお、使用したＳｉＣパイプ中
の不純物含量は、Ｆｅ：４００、Ｃｒ：５０、Ｎｉ：１
２０、Ｎａ：５０、Ｃａ：４０ｐｐｍであった。反応開
始１０時間後、１００時間後の製品シリコン中の不純物
は、表２に示される値であった。
【００２２】
【表２】
【００２３】実施例２〜６ 実施例１で使用したライナーの替わりに、表３に示す各
種セラミックスの材質からなるパイプ内面に、表３に示
す多熱性材料膜をコーティングした後、シリコン膜をコ
ーティングして形成したライナーを使用した以外は、実
施例１と同じ条件で粒状多結晶シリコンの製造を行なっ
た。なお、ライナー表面に施したＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4コー
ティング膜中のいずれの不純物元素とも１０ｐｐｍ以下
である。
種セラミックスの材質からなるパイプ内面に、表３に示
す多熱性材料膜をコーティングした後、シリコン膜をコ
ーティングして形成したライナーを使用した以外は、実
施例１と同じ条件で粒状多結晶シリコンの製造を行なっ
た。なお、ライナー表面に施したＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4コー
ティング膜中のいずれの不純物元素とも１０ｐｐｍ以下
である。
【００２４】１０時間後及び１００時間後の製品シリコ
ン中の不純物含有量については、金属類はいずれの場合
も検出下限以下であり、またＢ：０．０５〜０．１（ｐ
ｐｂａ）、Ｐ：０．０２〜０．１５（ｐｐｂａ）、Ｃ：
０．１２〜０．２（ｐｐｍａ）であった。
ン中の不純物含有量については、金属類はいずれの場合
も検出下限以下であり、またＢ：０．０５〜０．１（ｐ
ｐｂａ）、Ｐ：０．０２〜０．１５（ｐｐｂａ）、Ｃ：
０．１２〜０．２（ｐｐｍａ）であった。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【発明の効果】本発明の多結晶シリコンの製造用流動層
反応器によると、流動層反応器からのシリコン粒子への
不純物元素の混入を長時間にわたって充分に防止するこ
とができ、半導体用途に使用し得る高純度の多結晶シリ
コンを長時間製造することができる。
反応器によると、流動層反応器からのシリコン粒子への
不純物元素の混入を長時間にわたって充分に防止するこ
とができ、半導体用途に使用し得る高純度の多結晶シリ
コンを長時間製造することができる。
【図１】 本発明を実施するための流動層反応装置の一
例についての模式断面図である。
例についての模式断面図である。
１ 流動層反応器 ２ ライナー ３ 種シリコン粒子導入管 ４ 原料ガス導入管 ５ ガス分散板 ６ 加熱用ヒータ ７ シリコン粒子抜き出し管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高綱 和敏 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内 (72)発明者 猿渡 康裕 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内 (72)発明者 石川 延宏 愛知県名古屋市港区船見町一番地の１ 東 亞合成化学工業株式会社名古屋総合研究所 内 (72)発明者 ▲廣▼田 大助 愛知県名古屋市港区昭和町17番地の23 東 亞合成化学工業株式会社名古屋工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン粒子を流動化させる流動層反応
器において、シリコン粒子が接触する反応器構成部材の
少なくとも表面から深さ２０μｍまでの材料中の不純物
元素の各含有重量が１００ｐｐｍ以下でかつ不純物元素
の合計含有重量が３００ｐｐｍ以下であり、さらにその
反応器構成部材の表面にシリコンコーティング層を設け
たことを特徴とする多結晶シリコン製造用流動層反応
器。 - 【請求項２】 前記シリコンコーティング層が少なくと
も１０μｍの厚さを有するものである請求項１記載の多
結晶シリコン製造用流動層反応器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30485092A JPH06127922A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 多結晶シリコン製造用流動層反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30485092A JPH06127922A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 多結晶シリコン製造用流動層反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06127922A true JPH06127922A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17938032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30485092A Pending JPH06127922A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 多結晶シリコン製造用流動層反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06127922A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996041036A3 (en) * | 1995-06-07 | 1997-04-03 | Advanced Silicon Materials Inc | Method and apparatus for silicon deposition in a fluidized-bed reactor |
| WO2006018101A1 (de) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Joint Solar Silicon Gmbh & Co. Kg | Herstellungsverfahren für reaktor zur zersetzung von gasen |
| US20100215562A1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-08-26 | Siliken Chemicals S.L. | Fluidized Bed Reactor for Production of High Purity Silicon |
| US8875728B2 (en) | 2012-07-12 | 2014-11-04 | Siliken Chemicals, S.L. | Cooled gas distribution plate, thermal bridge breaking system, and related methods |
| US9079145B2 (en) | 2011-06-16 | 2015-07-14 | Hemlock Semiconductor Corporation | Solids processing valve |
| WO2024148759A1 (zh) * | 2023-01-09 | 2024-07-18 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 一种用于生产电子级多晶硅的涂层流化床反应器 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP30485092A patent/JPH06127922A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996041036A3 (en) * | 1995-06-07 | 1997-04-03 | Advanced Silicon Materials Inc | Method and apparatus for silicon deposition in a fluidized-bed reactor |
| WO2006018101A1 (de) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Joint Solar Silicon Gmbh & Co. Kg | Herstellungsverfahren für reaktor zur zersetzung von gasen |
| JP2008509071A (ja) * | 2004-08-10 | 2008-03-27 | ジョイント ソーラー シリコン ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | ガス分解用反応装置の生産方法 |
| US20100215562A1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-08-26 | Siliken Chemicals S.L. | Fluidized Bed Reactor for Production of High Purity Silicon |
| US20110027160A1 (en) * | 2009-02-26 | 2011-02-03 | Siliken Chemicals S.L. | Fluidized bed reactor for production of high purity silicon |
| US8158093B2 (en) * | 2009-02-26 | 2012-04-17 | Siliken Chemicals, S.L. | Fluidized bed reactor for production of high purity silicon |
| US8168123B2 (en) * | 2009-02-26 | 2012-05-01 | Siliken Chemicals, S.L. | Fluidized bed reactor for production of high purity silicon |
| US9079145B2 (en) | 2011-06-16 | 2015-07-14 | Hemlock Semiconductor Corporation | Solids processing valve |
| US8875728B2 (en) | 2012-07-12 | 2014-11-04 | Siliken Chemicals, S.L. | Cooled gas distribution plate, thermal bridge breaking system, and related methods |
| WO2024148759A1 (zh) * | 2023-01-09 | 2024-07-18 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 一种用于生产电子级多晶硅的涂层流化床反应器 |
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