(57)【要約】      （修正有）【課題】四塩化珪素の亜鉛ガスによる還元反応によって、太陽電池用として十分な純度を有する高純度シリコンを製造する方法を提供する。【解決手段】亜鉛ガス、または亜鉛ガスを主体とする亜鉛混合ガスを定常的に送り込んで、亜鉛ガス雰囲気とした反応塔内に、四塩化珪素を液体状態で導入して、亜鉛還元反応を生起させ、この反応で生成されたシリコンを、反応塔終端部において、反応生成ガスのみを反応塔外部に排出し、前記生成シリコンを反応塔内に局所的に蓄積する。生成シリコンを反応塔内に局所的に蓄積する部分は、シリコン溶融保持槽であり、シリコンの溶融温度以上に保持されていることを特徴とする製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛ガス、または亜鉛ガスを主体とする亜鉛混合ガスを定常的に送り込んで、亜鉛ガス雰囲気とした反応塔内に、四塩化珪素を液体状態で導入して、亜鉛還元反応を生起させ、この反応で生成されたシリコンを、反応塔終端部において、反応生成ガスのみを反応塔外部に排出し、前記生成シリコンを反応塔内に局所的に蓄積することを特徴とする高純度シリコン製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の反応塔内に四塩化珪素導入管を設け、四塩化珪素を反応塔中に霧状に放出することを特徴とする請求項１の高純度シリコン製造装置。
【請求項３】
請求項１記載の反応塔内に四塩化珪素導入管を設け、先端から液体状の四塩化珪素を、液滴状に放出し、前記反応塔内を落下させることを特徴とする請求項１の高純度シリコン製造装置。
【請求項４】
請求項１記載の反応塔の亜鉛還元反応が生起する部分が、亜鉛混合ガスおよび反応生成ガスが横方向に流れる横型反応塔であって、亜鉛還元反応によって生成したシリコンを、反応生成ガスと共に輸送し、前記横型反応塔に接続された縦型分離塔に導き、この縦型分離塔内で、反応生成ガスと生成シリコンを分離することを特徴とする請求項１から請求項３記載の高純度シリコン製造装置。
【請求項５】
請求項４記載の縦型分離塔が、サイクロン型分離器であって、これによって生成したシリコンと反応生成ガスを分離して、反応生成ガスを上方または下方に排出し、生成したシリコンを下方に蓄積することを特徴とする請求項４の高純度シリコン製造装置。
【請求項６】
請求項１記載の反応塔の亜鉛還元反応が生起する部分が、亜鉛混合ガスが旋回流となるように導入した縦型反応塔であって、この旋回流中に液体状態導入された四塩化珪素の亜鉛還元反応で生成したシリコンを、前記縦型反応塔に直結されたサイクロン型分離器によって、反応生成ガスと生成したシリコンを分離し、反応生成ガスを上方または下方に排出することを特徴とする請求項１から請求項３の高純度シリコン製造装置。
【請求項７】
請求項１記載生成シリコンを反応塔内に局所的に蓄積する部分が、シリコン溶融保持槽であり、シリコンの溶融温度以上に保持されていること特徴とする請求項１から請求項６の高純度シリコン製造装置。
【請求項８】
請求項７記載のシリコン溶融保持槽の壁面部がシリコン溶融温度より低く、それ以外の領域がシリコンの溶融温度以上に保持されていることを特徴とする請求項７記載の高純度シリコン製造装置。
【請求項９】
請求項１記載の亜鉛混合ガスの温度がが１０００℃から１３５０℃であることを特徴とする請請求項１から請求項８の高純度シリコン製造装置。
【請求項１０】
請求項１記載の亜鉛混合ガスが亜鉛ガスと塩化亜鉛ガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項１から請求項８の高純度シリコン製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は主として太陽電池や電子部品に使用するシリコンを低消費エネルギーで得ることができる四塩化珪素を金属亜鉛により還元して、高純度シリコンを得るためのシリコンの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  現在一般的な高純度シリコンの製造は、シーメンス法と呼ばれる方法で、粗製シリコンを塩化水素で処理してトリクロロシラン、あるいはジクロロシランやモノクロロシランを製造し、これらシラン化合物を原料として、化学的気相成長法により製造されている。このシーメンス法によって、極めて高純度のシリコンを得ることができるが、中間物質である各シラン化合物を生成する過程で、シラン化合物より安定な四塩化珪素が副生物として生成することが避けられず、目的とするシラン類の歩留りが５０％、あるいはそれ以下となってしまう。さらに、シリコン生成にかかる反応が極めて遅いばかりでなく、シリコンを生成する前に、シラン類がより安定な四塩化珪素に反応塔中で変化してしまうので、収率は決してよくない。このため、一定の製造能力を得るために大規模な設備が必要となるため、設備投資の負担が重く、加えて、製造に必要とされる電力消費量も、シリコン１ｋｇあたり３５０ｋＷｈにもなるとされている。このような製法で製造された高純度シリコンは、付加価値が高い高集積化電子デバイス用として優れているが、今後、急速に市場が拡大するとされている太陽電池やＩＣ−タグなどに用いるシリコン材料としては、高コストに過ぎ、過剰品質である。さらに、この製造方法で多量に発生する副生物である四塩化珪素の処理が問題となってきている。この四塩化珪素は、水で分解することにより良質の二酸化酸化珪素が得られることから、従来から、石英ガラス原料などに使用されてきた。しかし、シリコン生産の増加と共に、過剰な状態となってきている。【０００３】  これに代わるシリコンの製造方法として、古くから、四塩化珪素を原料とする方法が知られている。つまり、四塩化珪素を高温で金属亜鉛によって還元して、高純度シリコンを製造する方法である。１９５０年代に米国デュポン社が実用化したとされ、そこでは、９５０℃の温度で、四塩化珪素と亜鉛をガス相で反応させて、高純度シリコンを得たとされる。しかし、シーメンス法に匹敵する高純度を得ることは難しく、さらに、反応副生成物の塩化亜鉛とシリコンの分離、大量に生成する塩化亜鉛の処理に問題があったとされている。このため、この塩化亜鉛還元法は、上記のトリクロロシランを原料とするシーメンス法によるシリコン製造法が、技術的完成度をあげるにつれて、忘れ去られた存在となってしまっていた。【０００４】  一方、特許文献１および特許文献２には溶融亜鉛と四塩化珪素ガスを反応させることによって高純度シリコンを得る方法が示されている。この方法では、バッチ式で生成したシリコンを亜鉛及び塩化亜鉛と分離しなければならず、製造プロセスが煩雑になると共に、分離操作に伴う不純物の混入という問題を残していた。特許文献３および特許文献４では、ガス相での還元反応条件の見直が試みられていると共に、電気分解による反応副生物の塩化亜鉛の処理について言及されているものの、工業的に利用できる技術としての具体的技術内容に関する記述はほとんど無い。【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０６０２２８公報
【特許文献２】特開平１１−０９２１３０公報
【特許文献３】特開２００３−０３４５１９公報
【特許文献４】特開２００３−０９５６３３公報
【０００６】  本発明者らは特許文献５から特許文献１０において、反応生成物であるシリコンの容易で効率的な取り出しを実現するとの観点から、四塩化珪素ガスの亜鉛ガスによる還元反応における好適な反応温度、反応塔内壁温度、原料モル比、キャリアガスを示し、併せて、高純度シリコンを液体状態で取り出すことのできる、生成物取り出し機構の導入を提案してきた。これらの発明と、溶融塩電解による副生成物の塩化亜鉛から亜鉛を分離し、これを再利用することによって、反応系を外気から遮断した閉鎖系とする道を拓き、効率的連続運転を可能とした。これらの発明に基ずく高純度シリコン製造システムの消費エネルギーは、シーメンス法による高純度シリコン製造に要するエネルギーの、約１／１０から１／５に程度まで減らすことができている。この製造システムで得られるシリコンは、シーメンス法によって製造される超高純度シリコンと比較すると、その純度が若干劣りはするものの、太陽電池用としては十分である。【０００７】
【特許文献５】特開２００３−３４２０１６公報
【特許文献６】特開２００４−０１０４７２公報
【特許文献７】特開２００４−０３５３８２公報
【特許文献８】特開２００４−０９９４２１公報
【特許文献９】特開２００４−２１０５９４公報
【特許文献１０】特開２００４−２８４９３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  このように従来技術によって、四塩化珪素の亜鉛ガスによる還元反応によって、太陽電池用として十分な純度を有する高純度シリコンを、連続運転によって得ることのできる装置を実現することができている。しかし、この還元反応は、四塩化珪素ガス１モルと亜鉛ガス２モルから、塩化亜鉛ガス２モルと固体のシリコン１モルを生成する反応であり、反応の前後で、反応に関わるガスは、１モル分減ってしまう。不活性ガス等をキャリアガスとして使い、少なくとも一方の原料ガスが希薄な状態で反応を生起させれば、体積変動は相対的に少なく、反応系の圧力変動は、無視することができる。しかし、シリコン生産効率を向上すべく、反応管へ原料ガスを十分に導入した場合は、還元反応に伴う圧力変動が、無視できなくなり、反応系を安定に保持することが難しくなる。本発明は、四塩化珪素の亜鉛還元による高純度シリコンの製造において、原料を十分に供給して、高いシリコンの製造効率を得ると共に、反応系の安定性を維持できる製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  前記課題を解決するために、本発明は、亜鉛ガス、または亜鉛ガスを主体とする亜鉛混合ガスを定常的に送り込んで、亜鉛ガス雰囲気とした反応塔内に、四塩化珪素を液体状態で導入して、亜鉛還元反応を生起させ、この反応で生成されたシリコンを、反応塔終端部において、反応生成ガスのみを反応塔外部に排出し、前記生成シリコンを反応塔内に局所的に蓄積することを特徴としている。液体状の四塩化珪素の反応塔内への導入では、反応塔内に四塩化珪素導入管を設け、四塩化珪素を反応塔中に霧状に放出、または、液滴状に放出し反応塔内を落下させる。本発明にかかる反応塔は、亜鉛還元反応が生起する部分が、亜鉛混合ガスおよび反応生成ガスが横方向に流れる横型反応塔であって、亜鉛還元反応によって生成したシリコンを、反応生成ガスと共に輸送して、横型反応塔に接続された縦型分離塔に導き、この縦型分離塔内で、反応生成ガスと生成シリコンを分離することを特徴とする。あるいは本発明にかかる反応塔は、反応塔の亜鉛還元反応が生起する部分が、亜鉛混合ガスが旋回流となるように導入した縦型反応塔であって、この旋回流中に導入された液体状態四塩化珪素の亜鉛還元反応で生成したシリコンを、縦型反応塔に直結されたサイクロン型分離器によって、反応生成ガスと生成したシリコンを分離し、反応生成ガスを上方または下方に排出する。本発明の生成シリコンを反応塔内に局所的に蓄積する部分は、シリコン溶融保持槽であり、シリコンの溶融温度以上に保持されている。
【発明の効果】
【００１０】  本発明にかかる高純度シリコン製造装置において、四塩化珪素は液体状態で、亜鉛ガスが充満した反応塔内に導入される。本発明にかかる反応塔内温度は、１０００℃以上に保たれているため、反応塔内に導入された四塩化珪素は、急激に気化しようとするが、四塩化珪素の亜鉛還元反応の速度は極めて速いので、気化して爆発的に膨張する前に、亜鉛ガスによって還元され、シリコンと塩化亜鉛に変化する。液体状の四塩化珪素の体積は、高温ガスに比較して極めて小さく、本発明にかかる還元反応過程においては、固体のシリコン１モルと液体の四塩化珪素の体積を無視することができ、実質的に、亜鉛ガス２モルが、塩化亜鉛ガス２モルに変化する反応と考えて差し支えない。従って、本発明の高純度シリコン製造装置を持ってすれば、反応塔内に原料を大量に投入したとしても、反応の前後で大きな体積変動が発生することがなく、反応塔内での圧力変動が抑圧された安定した反応を実現することができる。さらに、液状の四塩化珪素から直接生成するシリコンは、微結晶が連結した繊維状の形状となりやすく、このため、粉末状のシリコンが形成する事が多い、従来技術に較べ、反応ガスと精製シリコンの分離が、容易にできるようになる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  本発明の実施形態を図面により説明する。図１は、横型反応塔と縦型分離塔を組み合わせた高純度シリコン製造装置の実施形態の模式図である。【００１２】  図１の高純度シリコン製造装置において、亜鉛融解部１で融解された金属亜鉛は、亜鉛の沸点以上の温度に保持された亜鉛蒸発部２に送られて、ここで瞬時に気化し亜鉛ガスとなる。ここで、亜鉛の融解と亜鉛ガス化部を分離しているのは、高温蒸気状態での流量制御よりも、高温液体の流量制御の方が、はるかに容易だからである。この構成によって、亜鉛ガスの反応塔へ導入量を厳密に制御することができる。生成した亜鉛ガスは、亜鉛ガス加熱部３で、１０５０℃から１３００℃の所定温度に加熱調整され、亜鉛供給ノズル４から、横型反応塔５内に吹き込まれる。このとき、ガスの流れを制御する目的で、亜鉛ガスに加えて、キャリアガスとして少量のアルゴンなどの不活性ガスを加えてもよい。ただ、多量のシリコンを相対的に小型な装置で効率よく製造するためには、キャリアガスを導入せず、十分な量の亜鉛ガスを供給することが望ましい。このとき、亜鉛ガスは、反応塔内をほぼ均一に流れる層流となるように供給してもよいし、旋回流となるように供給してもよい。亜鉛ガスの圧力を、ほぼ大気圧、または大気圧よりわずかに高い圧力とし、反応ガス出口や処理部分での、ガス温度降下や液化に伴う体積変化がもたらす圧力低下によって生じた圧力差を利用して、ガスの流れを生成することができる。【００１３】  四塩化珪素保持部６内に保持された四塩化珪素は、送液ポンプ７で、液状のまま四塩化珪素供給ノズル８へ向かって圧送され、横型反応塔５内に霧状に噴霧、または滴下される。横型塔内温度は、１０００℃以上に保たれているため、反応塔内に導入された四塩化珪素は、急激に気化しようとするが、四塩化珪素液滴の表面ではＳｉＣｌ４＋２Ｚｎ→Ｓｉ＋２ＺｎＣｌ２という四塩化珪素の亜鉛還元反応がおこる。この反応の速度は極めて速いので、気化して爆発的に膨張する前に、亜鉛ガスによって還元され、微細なシリコン結晶固体と塩化亜鉛に変化する。このとき、亜鉛ガスが四塩化珪素供給ノズル周辺に十分に供給されなければ、急激に気化膨張する四塩化珪素によって、反応管内の圧力が不安定になってしまうことが懸念される。しかし、十分な流速を持つ亜鉛ガスの層流あるいは旋回流を、横型反応管内に生成し、十分な亜鉛ガス雰囲気を保持することで、還元反応が速やかに進行し、四塩化珪素が気化膨張する前に反応が終了するので、大きな圧力変動が発生せず、安定した反応を実現することができる。また、反応雰囲気温度は亜鉛ガス雰囲気に左右され極めて高いものの、四塩化珪素表面で起こる反応の実温度はそれより若干低いため、生成シリコン中に残留する亜鉛をはじめとする混入可能な不純物の濃度を、極めて低く保持することができる。【００１４】  このとき、横型反応塔の石英ガラス内表面を１０５０℃から１３００℃に保持しておけば、反応塔内面に、層流中または旋回流中で生成した繊維状、または微粒子状のシリコンシリコンが付着することがなくなるので、横型反応塔部に生成したシリコンが残留することなく、未反応の亜鉛ガス並びに反応生成ガスの塩化亜鉛ガスと共に、縦型分���塔９へと輸送される。【００１５】  図１に示す高純度シリコン製造装置の縦型分離塔９は、サイクロン型分離塔となっており、生成シリコンを含む反応ガスが、旋回流となるように縦型分離塔内に導入されている。これによって固体シリコンは、反応ガスと分離され、縦型分離塔下部に集積される。一方、亜鉛を含む反応ガスは、下方で反転し旋回上昇流となって、縦型分離部上方の分離ガス出口１０から分離塔外へと排出される。このとき、サイクロン分離器内でのガス速度は１から５ｍ／ｓｅｃが望ましいが、これより速くして、分離効率をさらに高めることもできる。。この縦型分離塔の材質は内壁が石英ガラス製であり、安定な還元反応を生起させるには、温度は９１０から１２００℃が望ましく、特に、９５０から１１００℃が好適である。【００１６】  分離ガス出口１０から排出される、亜鉛ガスと塩化亜鉛ガスの混合ガスは、分離ガス処理装置１１に送られ処理される。この処理装置で、亜鉛と塩化亜鉛の無害化と回収を行ってもよいが、これを、塩化亜鉛の溶融塩電解装置とするのが好適である。まず、分離ガス出口１０から電解槽の間で、ガス温度を下げながら、亜鉛と塩化亜鉛の混合ガスを、直接、電解槽に送って電解槽内で液化することで、比重の違いを利用して亜鉛と塩化亜鉛に分離する。続いて、塩化亜鉛を、溶融塩電解によって亜鉛と塩素に分離する。これによって得られた亜鉛融体を、亜鉛融解部１に戻すことで、亜鉛の再利用が可能となる。一方、塩素は四塩化珪素製造のための原料として使うことも可能である。【００１７】  分離され下部のシリコン融解保持槽１２に集められたシリコンは、溶解されて外部に取り出される。図１に示すように、シリコン融解保持槽１２が、底部が貫通した仕切１３が中央にある二槽構造となっていれば、外気の反応塔内への侵入を防ぎながら、生成した融体シリコン１４を、外部に取り出すことができるので、本発明にかかる高純度シリコン製造装置は、連続運転が可能である。もちろん、底部に溶解・保持の機構を設けずに、下部に蓄積した微粒子状、針状、繊維状のシリコンを、一旦運転を停止して取り出す装置であっても、本発明の特徴である安定した還元反応の実現という特徴を失うことはない。縦型分離塔下部のシリコンを融体化する場合の保持槽の材質は、シリコンの融点以上の１４１４℃以上で使用できる材料であれば、何を使用してもかまわない。しかし、生成したシリコンへの保持槽壁面材料からの汚染を避けるには、シリコン自身を誘導加熱により加熱融解させながら、保持槽壁面は冷却して、固体シリコンで壁面被う方法が有効である。これによって、実質的に溶融シリコンは保持槽壁面に接触しないので、高純度を保持できる。このとき、保持槽材質は熱伝導が良好であり安定であるタンタルなどの金属、あるいは安定化ジルコニアやムライト等の安定なセラミックスが好適である。【００１８】  本発明の液状の四塩化珪素から直接生成するシリコンは繊維状となる場合が多く、その繊維、あるいは微粒はほとんどが単結晶の集合からなるために、シリコン生成そのものが精錬プロセスとなっていて、高純度のシリコンが得られ易い。さらに、反応装置内での融解加熱により、沸点の低い亜鉛や塩化亜鉛がより完全に除去され��従来技術に増して高純度のシリコンが得られる。もちろん、融体シリコンの保持槽にアルゴンのような不活性ガスを通し、融体中に残留する可能性のある亜鉛や塩化亜鉛の除去をより完全に行うことも可能である。【００１９】  図２は、縦反応塔１５を用いた本発明にかかるシリコン製造装置の模式図である。上部は還元反応を生起させる反応部１６、下部は生成した固体シリコンと反応ガスを分離する分離部１７である。図１と同様に、亜鉛融解部１で融解された金属亜鉛は、亜鉛の沸点以上の温度に保持された亜鉛ガス化部２に送られて、ここで瞬時に気化し亜鉛ガスとなる。生成した亜鉛ガスは、亜鉛ガス加熱部３で、１０５０℃から１３００℃の所定温度に加熱調整され、亜鉛供給ノズル４から、縦反応塔１５内に吹き込まれる。このとき、亜鉛ガスは、反応塔の円周方向に沿って吹き込まれ、サイクロン分離に必要な旋回流を形成する。【００２０】  四塩化珪素保持部６内に保持された四塩化珪素は、送液ポンプ７で、液状のまま四塩化珪素供給ノズル８へ向かって圧送され、縦反応塔１５に霧状に上部から噴霧または滴下される。縦型塔内温度は、１０００℃以上に保たれているため、反応塔内に導入された四塩化珪素は、急激に気化しようとするが、四塩化珪素の亜鉛還元反応の速度は極めて速いので、気化して爆発的に膨張する前に、十分な流速を持つ旋回流となった亜鉛ガスによって還元され、安定にシリコンと塩化亜鉛に変化する。このとき、横型反応塔の石英ガラス内表面を１０５０℃から１３００℃に保持しておけば、反応塔内面に、旋回流中で生成した繊維状、または微粒子状のシリコンが付着することはなく、分離部下部のシリコン融解保持槽１２に蓄積される。一方、亜鉛を含む反応ガスは、下方で反転し旋回上昇流となって、縦型分離部上方の分離ガス出口１０から分離塔外へと排出される。シリコン融解保持槽に蓄積されたシリコンは、融体として、外部に取り出される。【００２１】  これら本発明にかかる構成を持ってすれば、安定且つ効率的に、連続的なシリコンの生成を行うことができるようになる。これらの装置を使用して、以下の実施例に示すシリコンの生成を試みた。
【実施例１】
【００２２】  図３に示す装置を使用してシリコンの製造を試みた。横型反応塔５は入り口部で直径８０ｍｍ、サイクロン型の縦型分離塔９との接続部の直径２０ｍｍであり、その長さは８００ｍｍである。縦型分離塔９は、最大径が１２０ｍｍで高さが６００ｍｍである。これに、毎時１ｋｇの割合で溶融亜鉛を亜鉛溶解部から亜鉛蒸発部に流し込んで蒸発させ、亜鉛加熱部で温度を１２５０℃に調整して、１１００℃に設定された反応塔に吹き込んだ。亜鉛のガス化部分は石英ガラスで作られていることが望ましく、これにより純亜鉛のガスが生成できる。四塩化珪素保持槽は０℃に保持し、接液面がフッ素樹脂製のダイアフラム型定量ポンプで、毎時１．２ｋｇの速度で、供給ノズルへ圧送した。生成したシリコンは、横型反応塔中を、縦型分離塔に向けて移動していく過程で、ガス中で微結晶の凝集、結晶成長し、比較的大きな粒子や繊維状の形状となる。これは、シリコンと反応ガスの分離にとって都合がよい。【００２３】  縦型分離塔内部では、シリコン以外は全てガス相となるように、縦型分離塔内温度は１０００℃に設定した。シリコン保持槽部分は、１５００℃に保持して、分離蓄積したシリコンを融体化する。この実施例では、サイクロン型のシリコンと反応ガスの分離機構を採用した。しかし、横型反応塔から縦型分離塔にへとガスが流れ込む部分に邪魔板を設けて、これにガス流を衝突させ、固体であるシリコンを分離して下方に落とすことで、分離するという構成も可能である。また、この邪魔板をシリコンの融点以上に加熱し、衝突したシリコンを連続的に融体化することもできる。【００２４】  排ガスは、空気の流入を防ぐようにアルゴンパージをしたステンレス製のドラム缶に接続し、冷却して液ないし固体として集める。これにより、亜鉛と塩化亜鉛からなる排ガスが液化し、ついで固化することで体積減少がおき、それによってガス供給側とに圧力差が生じ、これが系内のガス流の駆動力に寄与する。【００２５】  本装置を実際に稼動させてみたところ、収率９０％以上で６ナインのシリコンを、融体で得ることができた。また、横型反応塔の温度を１０５０℃程度まで低下させると、横型反応塔内で生成するシリコンの結晶が大きくなるせいか、わずかではあるが生成シリコンの純度の向上が得られた。
【実施例２】
【００２６】本発明にかかる図４に示すシリコン製造装置を使用して、シリコンの製造を試みた。この装置は、縦型反応塔１５の還元反応部１６とサイクロン型分離部１７が一体化した構成であり、石英ガラスで作製されている。全高さが９００ｍｍで、原料ガスが導入される反応部分の高さは３００ｍｍである。また反応部分は直径が６０ｍｍである。反応部分の温度は１２００℃とし、上方の設定温度を１０５０℃としてシリコンの製造を試みた。なお亜鉛、四塩化珪素の投入量は、ともに実施例１の５０％である。この装置のシリコン収率は９５から９６％で、６ナイン以上の純度を有するシリコンが得られた。また、図５に示すような、四塩化珪素を、亜鉛の旋回流に合わせて、円周方向に向かって吹き込むようにした装置でも、シリコンの製造を試みたところ、ほぼ同じ結果を得ている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】  本発明は、今後長期にわたって急激に市場が拡大していくと期待されるシリコン太陽電池の製造に必須な、シリコン原料を製造する装置に関するものであり、従来技術に比較して、画期的な省エネルギー性と生産性の向上をもたらす技術である。本発明にかかるシリコン製造装置で製造されたシリコンは、シリコン太陽電池用の単結晶基板、多結晶基板の原料としてはもとより、ＩＣタグなどの比較的純度の低い基板の使用が可能な電子デバイス用としても、大いに利用されるものと期待される。このように、本発明の技術は、高純度シリコン製造産業に広く活用され、その発展に大きく貢献するともの期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる横型反応塔と縦型分離塔を組み合わせたシリコンの製造装置の模式図である。
【図２】本発明にかかる縦型反応塔を用いたシリコン製造装置の模式図である。
【図３】本発明にかかる横型反応塔と縦型分雕塔を組み合わせたシリコンの製造装置の模式図である。
【図４】本発明にかかる縦型反応塔を用いたシリコン製造装置の模式図である。
【図５】本発明にかかる縦型反応塔を用いたシリコン製造装置の模式図である。
【符号の説明】
【００２９】１．    亜鉛融解部
２．    亜鉛蒸発部
３．    亜鉛ガス加熱部
４．    亜鉛供給ノズル
５．    横型反応塔
６．    四塩化珪素保持部
７．    送液ポンプ
８．    四塩化珪素供給ノズル
９．    縦型分離塔
１０．  分離ガス出口
１１．  分離ガス処理装置
１２．  シリコン融解保持槽
１３．  底部が貫通した仕切
１４．  融体シリコン
１５    縦型反応塔
１６．  反応部
１７．  分離部
【図１】
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【図２】
2008037735.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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