(57)【要約】【課題】電力原単位が低く、低コストで効率よくシリコンを製造することが可能なシリコンの製造方法を提供する。【解決手段】円筒のルツボ本体２と蓋部３とにより構成された反応容器１に原料用のシリコンＡを投入し、次いで、シリコンＡを１０００℃以上かつシリコンの融点以下の温度に加熱し、この加熱されたシリコンに、蓋部３に設けられた原料ガス導入管４によりシラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかの反応ガスＧを通流させてシラン系ガスの分解または還元により生じたシリコンを原料用のシリコンＡの表面に成長させ、次いで、反応容器１から蓋部３を取り外し、反応容器１内のシリコンをその融点以上の温度にまで加熱することにより溶融、落下させて回収する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体の底部の開口端に蓋部が装着された反応容器に粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンを投入し、
次いで、このシリコンを１０００℃以上かつシリコンの融点以下の温度に加熱し、この加熱されたシリコンに、前記蓋部に設けられた原料ガス導入管によりシラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかの反応ガスを通流させて前記シラン系ガスの分解または還元により生じたシリコンを前記粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンの表面に成長させ、
次いで、前記反応容器から前記蓋部を取り外し、前記反応容器内のシリコンをその融点以上の温度にまで加熱することにより溶融、落下させて回収することを特徴とするシリコンの製造方法。
【請求項２】
前記シラン系ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、テトラシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシランの群から選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１記載のシリコンの製造方法。
【請求項３】
前記反応容器を石英製の反応容器とし、
この反応容器を囲むようにグラファイトを配置し、このグラファイトを高周波誘導加熱により加熱する高周波誘導加熱コイルを配置し、前記グラファイトが発する放射熱により前記反応容器内のシリコンを加熱することを特徴とする請求項１または２記載のシリコンの製造方法。
【請求項４】
前記グラファイトには、前記高周波誘導加熱コイルと略直交する方向にスリットが形成されていることを特徴とする請求項３記載のシリコンの製造方法。
【請求項５】
前記反応容器を石英製の反応容器とし、
この反応容器を囲むようにグラファイトヒータを配置し、このグラファイトヒータにより前記反応容器内のシリコンを加熱することを特徴とする請求項１または２記載のシリコンの製造方法。
【請求項６】
前記反応容器をグラファイト製の反応容器とし、
このグラファイト製の反応容器に高周波誘導加熱により加熱する高周波誘導加熱コイルを配置し、前記グラファイト製の反応容器が発する放射熱により該反応容器内のシリコンを加熱することを特徴とする請求項１または２記載のシリコンの製造方法。
【請求項７】
前記反応容器をグラファイト製の反応容器とし、
この反応容器を囲むようにグラファイトヒータを配置し、このグラファイトヒータにより前記反応容器内のシリコンを加熱することを特徴とする請求項１または２記載のシリコンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンの製造方法に関し、更に詳しくは、太陽電池用のシリコンとして好適に用いられ、シリコンの反応温度を高めると同時に、反応表面積を増加させることが可能であり、その結果、電力原単位が低く、低コストで効率よくシリコンを製造することが可能なシリコンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体用シリコンウエハとして用いられるイレブンナインクラスの高純度シリコンを製造する方法としては、一般に、ベルジャー式の反応炉内に種結晶のシリコンロッドを配置し、この反応炉内にトリクロロシラン等のシラン系ガスを導入し、ＣＶＤ法により前記シリコンロッド上にシリコンを堆積させるシーメンス法が用いられている。このシーメンス法の最大の問題点は、シリコンの成長反応速度が遅く、電力原単位が著しく高く経済的でないという点である。例えば、効率の良い大型の反応炉を用いた場合においても、１００ｋＷｈ／ｋｇＳｉ以上の電力原単位が必要となる。
【０００３】
一方、太陽電池用として用いられるシリコンの場合、太陽電池用グレード（ＳＯＧ−Ｓｉ）のシリコンは、半導体用グレードのシリコンほど高純度を必要とせず、しかも大量に必要とされるために、製造コストを引き下げることが非常に重要な課題となっている。そこで、電力原単位の小さい太陽電池用グレード（ＳＯＧ−Ｓｉ）のシリコンの製造技術の開発が国内外で進められている。
これらの開発の流れとしては、大別して、トリクロルシラン、モノクロルシラン等のシラン系ガスを出発原料として製造する方法、メタルグレードの安価なシリコン（ＭＧ−Ｓｉ）を直接出発原料として製造する方法、の２つの方法がある。
【０００４】
従来では、例えば、加熱帯域及び反応帯域を有し、加熱帯域では、シリコン粒子を不活性シリコン非含有キャリアガスにより流動化し流動床を形成するとともにマイクロ波エネルギーにより加熱し、反応帯域では、シリコン源ガスを含み平均温度が９００℃未満の反応ガスと前記キャリアガスに前記シリコン粒子を暴露させる流動床中で前記シリコン粒子上に元素状シリコンを堆積させるシリコン粒体の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来のシーメンス法では、トリクロロシラン等のシリコン含有ガスを主原料として、棒状のシリコン種結晶を通電加熱し、表面温度を約１０００℃程度に保ち、シリコンを分解反応析出させているために、バッチプロセスで生産性が悪い上に、電力原単位が著しく高いという欠点があり、この欠点を解消した方法として、円筒状の反応管をシリコンの融点以上に加熱し、この反応管にクロロシラン類と水素を供給し、これらクロロシラン類と水素とを反応させて融液状態のシリコンを生成すると共に滴下させ、この融液状態のシリコンを連続的に回収する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この方法では、多結晶シリコンの連続生産が可能であり、さらに、反応温度をシリコンの融点（１４１４℃）以上に加熱することにより、反応速度の大幅な向上が可能で、電力原単位の低減も可能とされている。
【０００６】
さらに、この方法を改良したものとして、反応基材の表面をシリコンの融点未満の温度に加熱しかつ保持しながら、この基材表面にシラン類を接触させてシリコンを析出させ、次いで、この基材の表面温度を上昇させて、析出したシリコンの一部または全部を溶融させ、この溶融したシリコンを基材表面から落下させて回収する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
この方法では、反応基材とシリコン融液との接触時間を減らすことにより、反応基材からの汚染を最小限に減らせるとしている。
【特許文献１】特開平１１−１３９８１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９７２６号公報
【特許文献３】再公表２００２−１００７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の各種のシリコンの製造方法では、次のような問題点があった。
（１）シリコン粒体の製造方法では、電力原単位が低く、反応表面積を増加させることが可能であるものの、シリコンの反応温度が高々７００℃であるために、反応ガスの分解速度が遅く、生産性をこれ以上高めることは難しい。
（２）析出シリコンを一旦溶融させ、この溶融したシリコンを回収する方法では、反応温度を高めることにより単位表面積当りの分解反応速度は速くなるものの、反応面積を増やすのが難しく、量産プロセスとして確立させるにはさらに工夫が必要とされている。
この他、反応時にシリコンが汚染されたり等の問題点が生じる場合もある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、シリコンの反応温度を高めると同時に、反応表面積を増加させることが可能であり、その結果、電力原単位が低く、低コストで効率よくシリコンを製造することが可能なシリコンの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、粉末状、塊状、フレーク状等のシリコンを用いたシリコンの製造方法について鋭意検討を行った結果、筒状体の底部の開口端に蓋部が装着された反応容器に粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンを投入して加熱し、加熱されたシリコンにシラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかを通流させて前記シラン系ガスの分解または還元により生じたシリコンを前記粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンの表面に成長させ、次いで、このシリコンをその融点以上の温度にまで加熱することにより溶融、落下させて回収することとすれば、電力原単位が低く、低コストで効率よくシリコンを製造することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のシリコンの製造方法は、筒状体の底部の開口端に蓋部が装着された反応容器に粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンを投入し、次いで、このシリコンを１０００℃以上かつシリコンの融点以下の温度に加熱し、この加熱されたシリコンに、前記蓋部に設けられた原料ガス導入管によりシラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかの反応ガスを通流させて前記シラン系ガスの分解または還元により生じたシリコンを前記粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンの表面に成長させ、次いで、前記反応容器から前記蓋部を取り外し、前記反応容器内のシリコンをその融点以上の温度にまで加熱することにより溶融、落下させて回収することを特徴とする。
【００１１】
前記シラン系ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、テトラシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシランの群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。
前記反応容器を石英製の反応容器とし、この反応容器を囲むようにグラファイトを配置し、このグラファイトを高周波誘導加熱により加熱する高周波誘導加熱コイルを配置し、前記グラファイトが発する放射熱により前記反応容器内のシリコンを加熱することが好ましい。
前記グラファイトには、前記高周波誘導加熱コイルと略直交する方向にスリットが形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記反応容器を石英製の反応容器とし、この反応容器を囲むようにグラファイトヒータを配置し、このグラファイトヒータにより前記反応容器内のシリコンを加熱することとしてもよい。
また、前記反応容器をグラファイト製の反応容器とし、このグラファイト製の反応容器に高周波誘導加熱により加熱する高周波誘導加熱コイルを配置し、前記グラファイト製の反応容器が発する放射熱により該反応容器内のシリコンを加熱することとしてもよい。
さらに、前記反応容器をグラファイト製の反応容器とし、この反応容器を囲むようにグラファイトヒータを配置し、このグラファイトヒータにより前記反応容器内のシリコンを加熱することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のシリコンの製造方法によれば、筒状体の底部の開口端に蓋部が装着された反応容器に粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンを投入し、次いで、このシリコンを１０００℃以上かつシリコンの融点以下の温度に加熱し、この加熱されたシリコンに、シラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかの反応ガスを通流させて前記シラン系ガスの分解または還元により生じたシリコンを前記粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンの表面に成長させるので、シリコンの反応温度を高めると同時に、反応表面積を増加させることができる。したがって、電力原単位を低減し、低コストで効率良くシリコンを製造することができる。
【００１４】
また、反応容器から蓋部を取り外した後、反応容器内のシリコンをその融点以上の温度にまで加熱することにより溶融、落下させて回収するので、溶融シリコンを効率よく、しかも短時間で回収することができ、したがって、シリコンの生産効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のシリコンの製造方法を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態のシリコンの製造方法に用いられるシリコンの製造装置を示す横断面図、図２は同縦断面図であり、図において、１は反応容器であり、粉末状、塊状あるいはフレーク状の原料用のシリコンＡが貯留される円筒（筒状体）の底部が開口端２ａとされたルツボ本体２と、開口端２ａに着脱可能とされたグラファイトからなる蓋部３とにより構成されている。
ルツボ本体２としては、シリコンに対して汚染の影響が少ない円筒状の断熱部材であれば良く、例えば、石英管、グラファイト等が好適に用いられる。
蓋部３としては、開口端２ａと同等またはより大径の円板状の断熱部材であればよく、例えば、石英板、グラファイト板等が好適に用いられる。
【００１７】
また、４は蓋部２の中心部にそれを貫通するように設けられ反応容器１内にシラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかの反応ガスＧを通流させる石英製の原料ガス導入管、５は反応容器１の外周面を囲むように配置された円筒状のグラファイト管、６はグラファイト管５の外周面を囲むように配置された断熱用の円筒状のアルミナ管、７はアルミナ管６の外周面に巻回されグラファイト５を高周波誘導加熱により加熱する高周波誘導加熱コイルである。
このグラファイト管５は、単に円筒状のグラファイト管であってもよく、図１に示すように、縦長のスリット５ａが軸線に沿って複数個形成されたものであってもよい。スリット５ａが形成されている場合、このスリット５ａの延在方向は高周波誘導加熱コイル７の巻回方向と略直交している。
【００１８】
ここで使用される原料用のシリコンＡとしては、シリコンウエハを破砕したシリコンウエハ屑、ポリシリコン（多結晶シリコン）を破砕したポリシリコン破砕品等が好適に用いられ、これらウエハ屑やポリシリコン破砕品の形状は、粉末状、塊状あるいはフレーク状等、様々な形状や大きさのものが使用可能である。
【００１９】
また、反応ガスＧとしては、シラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかが用いられ、このシラン系ガスとしては、モノシラン、ジシラン、トリシラン、テトラシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシランの群から選択される１種が好適に用いられる。なお、必要に応じて、これらのガスを２種以上混合した混合ガスとしてもよい。
上記のモノシラン、ジシラン、トリシランは、単独でも使用可能であるが、モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシランは、塩素を含んでいるために水素ガスと混合して使用することが好ましい。
【００２０】
次に、このシリコンの製造装置を用いてシリコンを製造する方法について説明する。
まず、ルツボ本体２の開口端２ｂに蓋部３を装着した反応容器１に、粉末状、塊状あるいはフレーク状のシリコンＡを投入する。次いで、高周波電源（図示略）により高周波誘導加熱コイル７に所定の高周波電圧を印加してグラファイト管５を高周波誘導加熱により加熱し、この加熱されたグラファイト５が発する放射熱によりシリコンＡを１０００℃以上かつシリコンの融点以下の温度に加熱する。
【００２１】
シリコンＡの温度が、１０００℃以上かつシリコンの融点以下の範囲内の所定の温度に到達した後に、このシリコンＡに、原料ガス導入管４によりシラン系ガス、シラン系ガス及び水素ガス、のいずれかの反応ガスＧを通流させる。
このシリコンＡに反応ガスＧを通流させると、反応ガスＧに含まれるモノシラン、ジシラン、トリシラン、テトラシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のシラン系ガスが分解または還元され、この過程で生じたシリコンはシリコンＡの表面に成長する。このように、シリコンＡの表面には、ＣＶＤ法によりシリコンが成長することとなる。
シリコンの所定量がシリコンＡの表面に成長すると、原料ガス導入管４の内部における反応ガスＧの圧力損失が大きくなり始める。
【００２２】
この圧力損失が大きくなり始めたことを確認した後、蓋部３をルツボ本体２の開口端２ｂから取り外し、高周波誘導加熱コイル７に所定の高周波電力を印加してグラファイト管５を高周波誘導加熱により加熱し、この加熱されたグラファイト管５が発する放射熱によりシリコンＡをシリコンの融点以上の温度にまで加熱して溶融させる。この溶融したシリコンＡはルツボ本体２の下方へ落下し、回収される。
【００２３】
本実施形態のシリコンの製造方法によれば、シリコンの反応温度を高めることができ、かつシリコンの反応表面積を増加させることができる。したがって、反応時間の短縮が可能となり、電力原単位を低減し、低コストでシリコンを製造することができる。
また、反応容器から蓋部を取り外した後、反応容器内のシリコンをその融点以上の温度にまで加熱することにより溶融、落下させて回収するので、溶融シリコンを効率よく、しかも短時間で回収することができ、したがって、シリコンの生産効率を高めることができる。
【００２４】
なお、上記のシリコンの製造装置においては、上記の構成の替わりに、反応容器１の外周面を囲むようにグラファイトヒータを配置し、このグラファイトヒータにより反応容器１内のシリコンＡを加熱することとしてもよい。
また、反応容器１をグラファイト製とし、このグラファイト製の反応容器に高周波誘導加熱により加熱する高周波誘導加熱コイル７を配置し、この高周波誘導加熱によりグラファイト製の反応容器が発する放射熱により反応容器１内のシリコンＡを加熱することとしてもよい。
さらに、反応容器１をグラファイト製とし、この反応容器の外周面を囲むようにグラファイトヒータを配置し、このグラファイトヒータにより反応容器１内のシリコンＡを加熱することとしてもよい。
これらのような構成のシリコンの製造装置を用いても、上述したシリコンの製造方法と同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により本発明のシリコンの製造方法を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００２６】
「実施例１」
反応容器１として、内径３００ｍｍの透明石英管からなるルツボ本体２の開口端２ｂにグラファイト製の蓋部３を装着した石英ルツボを用い、この石英ルツボの蓋部３に原料ガス導入管４を取り付け、この石英ルツボの外周を取り巻くように、スリット５ａが形成されていない単なる円筒状のグラファイト管５を配置し、その周りにさらに、高周波誘導加熱コイル７が外周面に巻回された断熱用のアルミナ管６を配置した。
次いで、石英ルツボに、原料用シリコンとして析出核となる外形が概略１０ｍｍ以下１ｍｍ以上となるように破砕した太陽電池用のシリコンウエハ屑を３０ｋｇ投入し、原料ガス導入管４からアルゴンガスを流してシリコンウエハ屑間の残留空気を追い出した後、アルミナ管６の外側から高周波誘導加熱コイル７によりグラファイト管５を高周波誘導加熱により加熱し、このグラファイト管５の放射熱により石英ルツボ内のシリコンウエハ屑を加熱した。
【００２７】
このシリコンウエハ屑の温度が外周部側から６００℃以上に上昇し始めたのを確認した後、原料ガス導入管４からモノシランを２５０ｇ／分の流量にて通流した。ここでは、モノシランの通流中、石英ルツボ内の温度が最高温度を示す部分でもシリコンの融点の１４１４℃よりも余裕をもって低い１３５０℃を越えない範囲内で、かつ１２５０℃を下回らないように制御した。
温度制御開始後、３時間経過後、圧力損失が大きくなり始めたのを確認して、モノシランの通流を停止して蓋３を取り外し、石英ルツボ内の未反応のシリコンを落下させて取り除いた後、高周波誘導加熱の電力負荷を増して石英ルツボ内のシリコンをシリコンの融点以上の温度にまで加熱して溶融させ、この溶融したシリコンを下方へ落下させて回収した。
【００２８】
未反応シリコンと回収シリコンそれぞれの重量を測定した結果、モノシランの分解反応により成長したシリコンの重量増加分は２６．６ｋｇであることが分かった。また、この回収シリコンの純度は６ナインクラスであり、太陽電池用のシリコンとして十分使える純度レベルであった。
また、消費電力量は重量増加分のシリコン１ｋｇ当り７．６ｋＷｈであり、半導体グレードのポリシリコンの代表的な製造法であるシーメンス法の電力原単位１００〜２００ｋＷｈ／ｋｇと比べて著しく低く、電力原単位の点でも優れていることが確認された。
【００２９】
「実施例２」
実施例２のシリコンの製造方法が、実施例１のシリコンの製造方法と異なる点は、反応容器１に、高周波誘導加熱コイル７で加熱する内径３００ｍｍの円筒状のグラファイト管５に、縦長のスリット５ａを円周方向に等間隔に２４個形成したものを用いた点であり、その他、シリコンの種類、形状、数量等は実施例１と全く同一とした。
ここでは、実施例１と同様に最初アルゴンガスを流し、加熱を開始した。実施例１よりも加熱開始初期は電力負荷がかかりにくく、昇温に時間を要した。
【００３０】
シリコンウエハ屑の温度が外周部側から６００℃以上に上昇し始めたのを確認した後、原料ガス導入管４からモノシランを３７０ｇ／分の流量にて通流した。温度が上昇するにつれて、シリコンウエハ屑にも直接電力負荷がかかるようになり、その後の加熱は実施例１より速まった。ここでは、モノシランの通流中、石英ルツボ内の温度を実施例１と同一条件にて制御した。
温度制御開始後、２時間経過後、圧力損失が大きくなり始めたため、モノシランの通流を停止して蓋３を取り外し、石英ルツボ内の未反応のシリコンを落下させて取り除いた後、高周波誘導加熱の電力負荷を増して石英ルツボ内のシリコンをシリコンの融点以上の温度にまで加熱して溶融させ、この溶融したシリコンを下方へ落下させて回収した。
【００３１】
未反応シリコンと回収シリコンそれぞれの重量を測定した結果、モノシランの分解反応により成長したシリコンの重量増加分は２７．２ｋｇであることが分かった。また、この回収シリコンの純度は６ナインクラスであり、太陽電池用のシリコンとして十分使える純度レベルであった。
また、消費電力量は重量増加分のシリコン１ｋｇ当り６．８ｋＷｈであり、実施例１よりさらに電力原単位が改善された。
【００３２】
「実施例３」
実施例３のシリコンの製造方法が、実施例１のシリコンの製造方法と異なる点は、反応容器１として、ハロゲンガスで純化処理を施した内径３００ｍｍのグラファイト管にグラファイト製の蓋部を装着したものを用い、このグラファイト管の外周に高周波誘導加熱コイルを配置して、この高周波誘導加熱コイルにより直接グラファイト管を加熱する構成とし、原料用のシリコンとして、太陽電池用のシリコンウエハ屑とポリシリコン破砕品の混合物を用い、反応ガスＧとして、トリクロロシランを用いた点である。
【００３３】
まず、グラファイト管に、原料用のシリコンとして、１〜１０ｍｍに粉砕したシリコンウエハ屑と、半導体グレードのポリシリコンを１ｍｍ以下に粉砕したポリシリコン破砕品とを、それぞれ１５ｋｇ、計３０ｋｇ投入した。
次いで、実施例１と同様にして、アルゴンガスを流し、加熱を開始した。
このグラファイト管の表面温度が６００℃以上に上昇し始めたのを確認した後、原料ガス導入管４からトリクロロシランを９００ｇ／分、及び水素ガスを４５０ＮＬ／分通流した。これらのガスの通流開始後、グラファイト管の内部の温度を実施例１と同じ条件で制御した。
【００３４】
温度制御開始後、４時間経過後、圧力損失が大きくなり始めたため、ガスの通流を停止して蓋３を取り外し、グラファイト管内の未反応のシリコンを落下させて取り除いた後、高周波誘導加熱の電力負荷を増してグラファイト管内のシリコンをシリコンの融点以上の温度にまで加熱して溶融させ、この溶融したシリコンを下方へ落下させて回収した。
【００３５】
未反応シリコンと回収シリコンそれぞれの重量を測定した結果、トリクロロシランの分解反応により成長したシリコンの重量増加分は２６．２ｋｇであることが分かった。また、この回収シリコンの純度は炭素（Ｃ）の含有率が３ｐｐｍと若干高くなったものの、その他の成分については６ナインクラスであり、太陽電池用のシリコンとして十分使える純度レベルであった。
また、消費電力量は重量増加分のシリコン１ｋｇ当り１３．４ｋＷｈであり、シーメンス法との比較において、電力原単位が極めて低いことが確認された。
【００３６】
「実施例４」
実施例４のシリコンの製造方法が、実施例３のシリコンの製造方法と異なる点は、グラファイト管の外周にグラファイトヒータを配置して、このグラファイトヒータにより直接グラファイト管を加熱する構成とし、反応ガスＧとして、テトラクロロシランを用いた点である。
【００３７】
実施例１と同様にして、アルゴンガスを流し、加熱を開始した。
このグラファイト管の表面温度が６００℃以上に上昇し始めたのを確認した後、原料ガス導入管４からテトラクロロシランを９００ｇ／分、及び水素ガスを５００ＮＬ／分通流した。これらのガスの通流開始後、グラファイト管の内部の温度を実施例１と同じ条件で制御した。
【００３８】
温度制御開始後、５時間経過後、圧力損失が大きくなり始めたため、ガスの通流を停止して蓋３を取り外し、グラファイト管内の未反応のシリコンを落下させて取り除いた後、グラファイトヒータの電力負荷を増してグラファイト管内のシリコンをシリコンの融点以上の温度にまで加熱して溶融させ、この溶融したシリコンを下方へ落下させて回収した。
【００３９】
未反応シリコンと回収シリコンそれぞれの重量を測定した結果、テトラクロロシランの分解反応により成長したシリコンの重量増加分は２５．３ｋｇであることが分かった。また、この回収シリコンの純度は炭素（Ｃ）の含有率が４ｐｐｍと若干高くなったものの、その他の成分については６ナインクラスであり、太陽電池用のシリコンとして十分使える純度レベルであった。
また、消費電力量は重量増加分のシリコン１ｋｇ当り１６ｋＷｈであり、シーメンス法との比較において、電力原単位が極めて低いことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態のシリコンの製造方法に用いられるシリコンの製造装置を示す横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のシリコンの製造方法に用いられるシリコンの製造装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  反応容器
２  ルツボ本体
２ａ  開口端
３  蓋部
４  原料ガス導入管
５  グラファイト管
５ａ  スリット
６  アルミナ管
７  高周波誘導加熱コイル
Ａ  原料用シリコン
Ｇ  反応ガス
【図１】
2008184365.tif 000003
【図２】
2008184365.tif 000004