[发明专利]掺杂硼的精制硅的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺杂硼的精制硅的制造方法，具体而言，涉及一种用 金属铝还原卤化硅得到还原硅，向该还原硅中掺杂硼，而制造精制硅的方 法。

背景技术

在硅中掺杂硼而成的精制硅可以用作太阳电池的原材料。此类精制硅 可以通过向加热熔融状态的硅中掺杂硼来制造。

另一方面，作为硅的制造方法，已知有用金属铝还原卤化硅的方法[专 利文献1：日本专利特开平2-64006号公报]。利用此类方法得到的还原 硅含有较多的作为杂质的铝，所以铝要被除去。通常加热熔融得到的还原 硅，在铸模内，在一个方向上设置温度梯度的状态下，使其凝结，然后除 去较多地含有铝的区域。在利用这样的方向凝结法精制还原硅后，可以用 作太阳电池的原材料。

但是，为了向利用方向凝结法精制后的硅中掺杂硼，必需再次加热熔 融精制硅，所以消耗较多的能量。

发明内容

因此，本发明人为了开发可以用金属铝还原卤化硅得到还原硅而节省 能量地从该还原硅制造掺杂硼的硅的方法进行了潜心研究。结果发现，在 向已加热熔融的硅中掺杂硼后，即使使其在一个方向上凝结，掺杂的硼也 可以在凝结后的硅中均一地分布。因此，通过在加热熔融还原硅后掺杂硼 来生成含有硅、铝及硼的混合熔融物，然后使其在一个方向上凝结来进行 精制，由此可以制造掺杂硼的硅，最终完成本发明。

即，本发明提供一种通过在金属铝中混合卤化硅而还原卤化硅来制造 还原硅，加热熔融该还原硅，掺杂硼，然后在铸模内，在一个方向上设置 温度梯度的状态下，使还原硅凝结，由此来制造精制硅的掺杂硼的硅的制 造方法。

根据本发明的制造方法，由于加热熔融还原硅，掺杂硼，然后使其在 一个方向上凝结而精制，所以与使还原硅在一个方向上凝结而精制、然后 再次加热熔融该硅后掺杂硼的过去的方法相比，不必再次加热熔融还原硅 而能以较低能量制造硼添加硅。

附图说明

图1是表示用金属铝还原卤化硅的工序的概略图。

图2是表示利用方向凝结法使还原硅凝结的工序的概略图。

图3是表示从利用方向凝结法得到的硅方向凝结物得到掺杂硼的硅 的工序的模式图。

具体实施方式

在本发明的制造方法中，首先，用金属铝融液还原卤化硅，得到还原 硅。

作为卤化硅，例如可以举出式(1)

SiH_nX_4-n  …(1)

[式中，n表示0～3的整数，X表示卤原子。]

所示的混合物。

在式(1)中，作为X所示的卤原子，可以举出氟原子、氯原子、溴 原子、碘原子。作为卤化硅混合物(1)，例如可以举出四氟化硅、三氟化 硅、二氟化硅、一氟化硅、四氯化硅、三氯化硅、二氯化硅、一氯化硅、 四溴化硅、三溴化硅、二溴化硅、一溴化硅、四碘化硅、三碘化硅、二碘 化硅、一碘化硅等。

从可以得到纯度高的掺杂硼的硅的观点出发，卤化硅(I)的纯度优 选为99.99质量％以上、进而优选为99.9999质量％以上、特别优选 99.99999质量％以上。在将得到的固体硅用作太阳电池的原料等情况下， 优选使用磷的含量少的卤化硅(I)，具体而言，磷的含量优选为0.5ppm 以下，进而优选为0.3ppm以下，特别优选为0.1ppm以下。

作为金属铝，可以使用作为普通铝市售的电解还原铝或利用偏析凝结 法、三层电解法等方法精制电解还原铝而得到的高纯度铝等。为了得到杂 质污染少的固体硅，优选使用纯度为99.9质量％以上、进而优选使用99.95 质量％以上的高纯度的金属铝。在此，金属铝的纯度是从金属铝100质量 ％减去铁、铜、镓、钛、镍、钠、镁及锌的总含量而求得的纯度，可以利 用辉光放电质谱分析法测定这些元素的总含量。作为金属铝，还可以使用 以较低含量含有硅的金属铝。

在用金属铝还原卤化硅时，例如只要向加热熔融状态的金属铝中吹入 卤化硅气体即可。