(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内に溶融シリコンを収容して溶融シリコンを精製するための精製処理工程を備えた溶融シリコンの精製方法であって、
前記処理槽には、前記溶融シリコンの液面を覆う覆い部が設けられ、
前記精製処理工程では、水蒸気を含有する所定の不活性ガスからなる処理ガスを、前記溶融シリコンの液面と前記覆い部との間の空間に吹き付けるとともに、前記処理ガスを前記溶融シリコン中に送込みながら前記溶融シリコンが攪拌され、
前記精製処理工程は、前記溶融シリコンの液面に形成される酸化皮膜を周期的に除去する液面スカルパーを用いた除去工程を含む、溶融シリコンの精製方法。
【請求項２】
前記溶融シリコンは攪拌部材を用いて攪拌される、請求項１記載の溶融シリコンの精製方法。
【請求項３】
処理槽内に溶融シリコンを収容して溶融シリコンを精製するための精製処理工程を備えた溶融シリコンの精製方法であって、
前記処理槽には、前記溶融シリコンの液面を覆う覆い部が設けられ、
前記精製処理工程では、水蒸気を含有する所定の不活性ガスからなる処理ガスを、前記溶融シリコンの液面と前記覆い部との間の空間に吹き付け、
前記精製処理工程は、前記溶融シリコンを攪拌しながら前記溶融シリコンの表面に形成される酸化皮膜を周期的に除去する工程を含む、溶融シリコンの精製方法。
【請求項４】
前記精製処理工程では、前記溶融シリコンは攪拌部材を用いて攪拌される、請求項３記載の溶融シリコンの精製方法。
【請求項５】
前記処理ガスは水素を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の溶融シリコンの精製方法。
【請求項６】
前記処理ガスの水蒸気分圧は９．８ｍｍＨｇ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の溶融シリコンの精製方法。
【請求項７】
溶融シリコンを収容する処理槽と、
前記溶融シリコンに浸漬され、前記溶融シリコン中に水蒸気を含む所定の不活性ガスからなる処理ガスを送り込むためのノズルを含む配管部と、
前記配管部が挿通され、前記溶融シリコンの液面上に開口端を有する吹出し用配管、および、前記吹出し用配管の前記開口端から前記溶融シリコンの液面上を覆うように形成された覆い部を含む、前記溶融シリコンの液面に向けて前記処理ガスを吹付けるための吹出し部と、
前記溶融シリコンの液面に形成される酸化皮膜を周期的に除去するための液面スカルパーと
を備えた、溶融シリコン精製装置。
【請求項８】
前記配管部は回転可能であり、
前記配管部は前記溶融シリコンを攪拌するための第１攪拌部を有する、請求項７記載の溶融シリコン精製装置。
【請求項９】
前記溶融シリコンに浸漬され、前記溶融シリコンを攪拌するための第２の攪拌部を備えた、請求項７または８に記載の溶融シリコン精製装置。
【請求項１０】
前記吹出し用配管および前記覆い部は回転可能であり、
前記第２の攪拌部は前記覆い部から前記溶融シリコンの液面に向かって溶融シリコンに浸漬されている、請求項９記載の溶融シリコン精製装置。
【請求項１１】
溶融シリコンを収容する処理槽と、
前記溶融シリコンに浸漬され、前記溶融シリコンを攪拌するための攪拌部をその下端に有する軸部と、
前記溶融シリコンの液面に向けて、水蒸気を含む所定の不活性ガスからなる処理ガスを吹付けるための吹出し部と、
前記溶融シリコンの液面に形成される酸化皮膜を周期的に除去するための液面スカルパーと
を備え、
前記吹出し部は、
前記軸部が挿通され、前記溶融シリコンの液面上に開口端を有する吹出し用配管と、
前記吹出し用配管の前記開口端から前記溶融シリコンの液面上を覆うように形成された覆い部と
を含む、溶融シリコン精製装置。
【請求項１２】
前記攪拌部は、
前記溶融シリコンの液面上方から前記溶融シリコンに向かって配設され、回転可能な軸部と、
前記軸部に取付けられた攪拌本体と
を含み、
前記液面スカルパーは前記軸部に取付けられた、請求項１１記載の溶融シリコン精製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融シリコンの精製方法および溶融シリコン精製装置に関し、特に、太陽電池に使用される高純度シリコンを製造するための溶融シリコンの精製方法とそれに用いられる溶融シリコン精製装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池に使用される半導体シリコンにおいては、コンピュータなどに組み込まれているＬＳＩなどに使用される半導体シリコン程度の高純度シリコンは必要とされないことがわかっている。そのため、高価なeleven nineと称される超高純度シリコン（SEG-Si）に代わる安価なsix nine程度の高純度シリコン（SOG-Si）の製法が待望されている。
【０００３】
超高純度シリコンの代表的な製法であるSiemens法では、まず、９９％純度の金属シリコン（MG-Si）を原料としてトリクロロシランガスを作る。そのトリクロロシランガスを蒸留精製により純度の高いガスに精製した後、水素ガスを使った還元析出処理により、極めて高純度のシリコンを製造する。
【０００４】
一方、より安価な高純度シリコンを製造するために、１９８０年前後から金属シリコンを原料とした種々の精製技術開発が取り組まれてきている。その基本は金属シリコンを溶融し、凝固させるときの金属シリコンに含まれる重金属不純物元素（Fe,Ti,Al,Ni,Cuなど）の固液分配係数が極めて小さい（平衡分配係数では、たとえばＦｅは０．０００２４、Ａｌは０．００１８）ことを利用して、ゆっくりとした一方向凝固を実施し、凝固終端部の不純物濃化層を切断除去するという操作を数回繰返して、重金属不純物を０．１ｐｐｍ以下の濃度レベルに達するまで除去することにある。
【０００５】
ところが、金属シリコンに含まれる不純物のうち、ボロン（Ｂ）とリン（Ｐ）については、平衡分配係数がそれぞれ０．８と０．３５とであり、一方向凝固操作によっては、これらの不純物を０．１ｐｐｍ以下のレベルに達するまで除去することができない。そのため、それぞれの元素を個別に除去するための技術開発がなされてきた。
【０００６】
ボロンについては、溶融シリコンを水蒸気を含有した水素ガスと反応させることにより、シリコン中のボロンが減少することがＴｈｅｕｅｒｅｒの実験結果（Journal of metals, October 1956,pp1316）によって示されており、これをもとにいくつかの技術開発がなされている。
【０００７】
たとえば、ＵＳＰ４,０９７,５８４、ＵＳＰ５,９７２,１０７および特開平４−１９３７０６号公報では、水素と水蒸気を含む不活性ガスをシリコン溶湯中に吹込んでボロンを除去する方法が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法のいずれもは工業化されるに至っていない。その原因はボロンの減少速度が遅いために、溶融シリコンを処理して太陽電池用シリコンに必要な低濃度のボロンに達するまでの処理時間が長すぎることである。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、１つの目的は、ボロンを効率よく除去することのできる溶融シリコンの精製方法を提供することであり、他の目的は、そのような精製に用いられる溶融シリコン精製装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの局面における溶融シリコンの精製方法の一のものは、処理槽内に溶融シリコンを収容して溶融シリコンを精製するための精製処理工程を備えた溶融シリコンの精製方法であって、その精製処理工程では、水蒸気を含有する所定の不活性ガスを溶融シリコンの液面上に吹付けるとともに、所定の不活性ガスを溶融シリコン中に送込みながら溶融シリコンが攪拌される。
【００１１】
その溶融シリコンは攪拌部材を用いて攪拌されることが好ましい。
また、精製処理工程では、溶融シリコンの表面に形成される酸化皮膜を除去しながら精製処理が行われることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る溶融シリコンの精製方法の他のものは、処理槽内に溶融シリコンを収容して溶融シリコンを精製するための精製処理工程を備えた溶融シリコンの精製方法であって、その精製処理工程では、水蒸気を含有する所定の不活性ガスを溶融シリコンの液面上に吹付けるとともに、溶融シリコンを攪拌しながら溶融シリコンの表面に形成される酸化皮膜が除去される。
【００１３】
その精製処理工程では、溶融シリコンは攪拌部材を用いて攪拌されることが好ましい。
【００１４】
さらに、不活性ガスは水素を含むことが好ましい。
本発明の他の局面における溶融シリコンの精製装置の一のものは、溶融シリコンを収容する処理槽と、その溶融シリコンに浸漬され、溶融シリコン中に水蒸気を含む所定の不活性ガスを送り込むためのノズルを含む配管部と、溶融シリコンの液面に向けて前記所定のガスを吹付けるための吹出し部とを備えている。
【００１５】
その配管部は溶融シリコンの液面上方から溶融シリコンに向かって配設され、吹出し部は、配管部が挿通され、溶融シリコンの液面上に開口端を有する吹出し用配管と、吹出し用配管の開口端から溶融シリコンの液面上を覆うように形成された覆い部とを含んでいることが好ましい。
【００１６】
また、配管部は回転可能であり、配管部は溶融シリコンを攪拌するための第１攪拌部を有していることが好ましい。
【００１７】
さらに、溶融シリコンに浸漬され、溶融シリコンを攪拌するための第２の攪拌部を備えていることが好ましい。
【００１８】
また、吹出し用配管および覆い部は回転可能であり、第２の攪拌部は覆い部から溶融シリコンの液面に向かって配設されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、溶融シリコンの液面に形成される酸化皮膜を除去するための皮膜除去部を備えていることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る溶融シリコン精製装置の他のものは、溶融シリコンを収容する処理槽と、溶融シリコンに浸漬され、溶融シリコンを攪拌するための攪拌部と、溶融シリコンの液面に向けて所定のガスを吹付けるための吹出し部と、溶融シリコンの液面に形成される酸化皮膜を除去するための皮膜除去部とを備えている。
【００２１】
その攪拌部は、溶融シリコンの液面上方から溶融シリコンに向かって配設され、回転可能な軸部と、軸部に取付けられた攪拌本体とを含み、吹出し部は、軸部が挿通され、溶融シリコンの液面上に開口端を有する吹出し用配管と、吹出し用配管の開口端から溶融シリコンの液面上を覆うように形成された覆い部とを含んでいることが好ましい。
【００２２】
さらに、皮膜除去部は軸部に取付けられていることが好ましい。
以下、具体的に手段について説明する。まず、Ｔｈｅｕｅｒｅｒによると、水蒸気を含有した水素ガスとボロンを含有した溶融シリコンとの反応処理におけるシリコン中のボロン濃度の減少に関して、初期のボロン濃度をＢ0とし、時間ｔ分の処理後のボロン濃度をＢとすると、次の関係が成立するとされている。
【００２３】
ｌｏｇ（Ｂ／Ｂ0）＝−０．０１３・（Ａ／Ｖ）・ｔ・（Ｐ）0.5
ここで、ｐは水蒸気分圧（ｍｍＨｇ）、Ａは処理ガス（水素ガス）と溶融シリコンとの接触面積（ｃｍ2）Ｖは溶融シリコンの体積（ｃｍ3）を表す。
【００２４】
この式によれば、ボロンの濃度の減少速度を大きくするには、処理ガスの水蒸気分圧ｐを大きくし、処理ガスと溶融シリコンとの接触面積Ａを大きくすることが効果的であるとされる。
【００２５】
一定容量の溶融シリコンと処理ガスとの接触面積を大きくするためには、回転ノズルを用いて、処理ガスを溶融シリコン中に吹込むバブリング法により気泡サイズを微細にすることが効果的である。
【００２６】
その際に、溶融シリコンの自由表面における気液反応を積極的に活用することがさらにボロンの除去を促進させる。そのためには、雰囲気のガスを処理ガスと同一にするために雰囲気中に一定量の処理ガスを供給すればよいことが考えられる。
【００２７】
そして、この考え方により各種の実験を行った結果、雰囲気中に吹込む処理ガスとしては、溶融シリコンの表面に吹き付けることが最も効果的であることが見出された。すなわち、溶融シリコンの表面に存在する未反応の処理ガスを強制的に循環させ、バブリングによって溶融シリコンの表面から放出される反応後のガスを吹き払うことによって初めてバブリングによるボロンの除去効果に加えて、シリコンの溶融表面からのボロンの除去効果が得られることがわかった。
【００２８】
これにより、本発明では、従来の水蒸気を含有したガスによる溶融シリコンの精製方法と比べて、溶融シリコンの自由表面における気液反応の促進によりボロンの除去速度を高めることを可能にした。
【００２９】
また、バブリングによる溶融シリコンの融液の飛びはねを避けて自由表面のみを気液反応面にするときには、融液の高さを低くして自由表面の面積を大きくすることがボロンの除去速度を大きくするのに有効である。
【００３０】
処理ガスの水蒸気分圧を大きくしてボロンの除去速度を大きくすることも必要である。ところが、Ｔｈｅｕｅｒｅｒの報告によれば、９．８ｍｍＨｇ以上の水蒸気分圧では、気液反応面にシリコン酸化皮膜（ＳｉＯ2）の成長が顕著になることが示されており、このシリコン酸化皮膜は気液反応を妨げることになる。
【００３１】
シリコン融液の自由表面では時間とともにシリコン酸化皮膜が成長するために、特に水蒸気分圧の大きい処理ガスを使用するときには、自由表面におけるボロンの除去反応を活用することができなくなる。
【００３２】
本発明では、処理ガスの水蒸気分圧を大きくしたときに、溶融シリコンの自由表面における気液反応を継続するために、回転軸に取付けた液面酸化皮膜剥ぎ取り棒（scalper）を使って、断続的に表面酸化皮膜を剥ぎ取ることにより従来の蒸気を含有したガスによる溶融シリコンの精製方法に比べて、ボロンの除去速度の向上を図ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
まず、本実施の形態に係る溶融シリコンの精製方法に用いられる精製装置について説明する。図１は第１の溶融シリコンの精製装置を示す。図１に示すように、溶融シリコンの精製装置は、電磁誘導加熱機４によるシリコンの溶解炉２０を備えている。その溶解炉２０には、溶融シリコンを攪拌し溶融シリコン中に微細な処理ガスの気泡を分散させるための吹出し口１９を有する回転ノズル８が取付けられ、処理ガス導入路７が設けられた回転軸６が取付けられている。
【００３４】
また、回転軸６は外管９に挿通され、外管９と回転軸６との間には溶融シリコン表面に吹き付けるための処理ガスが送込まれる。その外管９には、処理ガス吹出し口１１から吹出した処理ガスを溶融シリコンの表面に沿って流すための円板状の覆い１０が設けられている。そして、溶解炉２０には、処理済のガスを排出するための排出管１３が設けられている。溶融シリコンを攪拌する回転軸６と、覆い１０が取付けられた外管６は上下に昇降する。
【００３５】
溶解炉２０は、炉殻５の内側にアルミナのような耐火材３の内側に黒鉛製の保護坩堝１が設けられている。さらにその内側にはシリカ坩堝２が設けられている。シリカ坩堝２に入れられた原料シリコンは、不活性ガスの雰囲気中で高周波電磁誘導により黒鉛の保護坩堝１が加熱されることで、その温度が上昇し、最終的に溶解して溶融シリコン１４となって所定の精製処理温度に保持される。なお、溶解炉２０の上部には天井板１２が配設されている。
【００３６】
次に、図２は第２の溶融シリコンの精製装置を示す。図２に示すように、この溶融シリコンの精製装置では、円板状の覆い１０に溶融シリコン１４の攪拌効果を高めるためのバッフル板１５が取付けられている。なお、これ以外の構成については図１に示す溶融シリコンの精製装置の同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３７】
次に、図３〜５は第３の溶融シリコンの精製装置を示す。図３〜５に示すように、この溶融シリコンの精製装置では、シャフト１７に溶融シリコンの表面の酸化皮膜を周期的に除去するための液面酸化皮膜剥ぎ取り棒（液面スカルパー）１８が取付けられている。また、溶融シリコンを効率的に攪拌するための羽根車１６が取付けられている。シャフト１７と外管９は一体化されており、上下に昇降する。
【００３８】
また、上述した精製装置と同様に、溶解炉２０はアルミナのような耐火材３の内側に黒鉛製の保護坩堝１が設けられている。さらにその内側にはシリカ坩堝２が設けられている。シリカ坩堝２に入れられた原料シリコンは、不活性ガスの雰囲気中で高周波電磁誘導により黒鉛の保護坩堝１が加熱されることで、その温度が上昇し、最終的に溶解して溶融シリコン１４となって所定の精製処理温度に保持される。
【００３９】
シリコン精製のための処理ガスは、シャフト１７と外管９との隙間を通って処理ガス噴出し口１１を経て溶融シリコン１４の液面に吹きつけられる。液面スカルパー１８は、水蒸気を含む処理ガスと溶融シリコンとの反応により生成する酸化皮膜を半回転ごとに除去し、新たな処理ガスと溶融シリコンの反応面を作り出すことにより、酸化皮膜の成長による反応抑止作用を取り除く。
【００４０】
次に、図６〜８は第４の溶融シリコンの精製装置を示す。図６〜８に示すように、この溶融シリコンの精製装置では、溶解炉２０には、溶融シリコン１４を攪拌し溶融シリコン１４中に微細な処理ガスの気泡を分散させるための吹出し口１９を有する回転ノズル８が取付けられ、処理ガス導入路７が設けられた回転軸６が取付けられている。
【００４１】
また、回転軸６には溶融シリコン１４の表面の酸化皮膜を周期的に除去するための液面スカルパー１８が取付けられている。これ以外の構成については、第１の溶融シリコンの精製装置と同様である。
【００４２】
処理ガスは溶融シリコン１４の液面に吹付けられるとともに、処理ガス導入路７を通って回転ノズル８から溶融シリコン１４中に送込まれる。この溶融シリコンの精製装置では、シリコンの溶湯面における処理ガスとシリコン溶湯との反応による精製効果に、シリコン溶湯中に分散された処理ガスの気泡の表面における反応による精製効果が加わることになる。
【００４３】
次に、図９、１０は第５の溶融シリコンの精製装置を示す。図９、１０に示すように、この溶融シリコンの精製装置では、特に、溶融シリコンの攪拌効果を高めるためのバッフル板１５が取付けられている。これ以外の構成については第４の溶融シリコンの精製装置と同様である。
【００４４】
なお、上述した溶融シリコンの精製装置では、溶融シリコンの湯面における反応のために処理ガスを吹付ける方法は図示された形態に限られるものではなく、たとえば、天井板１２からシリコンの湯面に向けて処理ガス導入配管を配設することも可能である。
【００４５】
【実施例】
実施例１
図１に示す溶融シリコンの精製装置を用いてシリコンの精製を行った。まず、シリカ坩堝２に９ｐｐｍのボロン（Ｂ）を添加した高純度シリコン（SEG-Si）を２ｋｇ入れた。装置内をアルゴンガスの雰囲気にして電磁誘導コイル４により黒鉛の保護坩堝１を加熱することによりシリコンを溶解させて、温度を１４５０℃に保持した。
【００４６】
アルゴン（Ａｒ）、４％水素（Ｈ2）および５％Ｈ2Ｏを含んだ処理ガスを、吹出し口１１より流速２０Ｌ／ｍｉｎにて吹出し、また、回転ノズルの吹出し口１９より流速１Ｌ／ｍｉｎにて吹出しながら、外管９を図１に示す位置にまで下降させた。回転ノズルを４００ｒｐｍにて回転し、精製処理を４時間続けた。精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると３ｐｐｍであった。
【００４７】
比較のため、吹出し口１１より処理ガスを吹出させないようにした他は、上述した条件と同一の条件にて同様の精製処理を行った。この場合の精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると４ｐｐｍであり、本精製方法により不純物の除去効果が改善されていることが確認された。
【００４８】
実施例２
図２に示す溶融シリコンの精製装置を用いてシリコンの精製を行った。まず、シリカ坩堝２に９ｐｐｍのボロン（Ｂ）を添加した高純度シリコン（SEG-Si）を２ｋｇ入れた。装置内をアルゴンガスの雰囲気にして電磁誘導コイル４により黒鉛の保護坩堝１を加熱することによりシリコンを溶解させて、温度を１４５０℃に保持した。
【００４９】
アルゴン（Ａｒ）、４％水素（Ｈ2）および５％Ｈ2Ｏを含んだ処理ガスを、吹出し口１１より流速２０Ｌ／ｍｉｎにて吹出し、また、回転ノズルの吹出し口１９より流速１Ｌ／ｍｉｎにて吹出しながら、バッフル板１５が取付けられた外管９を図２に示す位置にまで下降させた。回転ノズルを４００ｒｐｍにて回転し、精製処理を４時間続けた。精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると２ｐｐｍであった。
【００５０】
バッフル板１５により溶融シリコンの攪拌が効率的に行われて、実施例１の場合よりも不純物の除去効果がさらに向上することが確認された。
【００５１】
実施例３
図３〜５に示す溶融シリコンの精製装置を用いてシリコンの精製を行った。まず、シリカ坩堝２に８ｐｐｍのボロン（Ｂ）を添加した高純度シリコン（SEG-Si）を２ｋｇ入れた。装置内をアルゴンガスの雰囲気にして電磁誘導コイル４により黒鉛の保護坩堝１を加熱することによりシリコンを溶解させて、温度を１４５０℃に保持した。
【００５２】
アルゴン（Ａｒ）、４％水素（Ｈ2）および１０％Ｈ2Ｏを含んだ処理ガスを、吹出し口１１より流速５Ｌ／ｍｉｎにて吹出し、回転軸１７および外管９を天井部分から図３に示す位置にまで下降させた。回転軸１７には羽根車１６と液面スカルパー１８が取付けられている。その羽根車１６を１００ｒｐｍにて回転させるとともに、液面スカルパー１８により溶融シリコンの表面に形成される酸化皮膜の除去を行いながら、精製処理を５時間続けた。精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると４ｐｐｍであった。
【００５３】
比較のため、回転軸１７に液面スカルパーを取付けないようにした他は、上述した条件と同一の条件にて同様の精製処理を行った。この場合の精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると６ｐｐｍであり、液面スカルパー１８によって不純物の除去効果が改善されていることが確認された。
【００５４】
実施例４
図６〜８に示す溶融シリコンの精製装置を用いてシリコンの精製を行った。まず、シリカ坩堝２に８ｐｐｍのボロン（Ｂ）を添加した高純度シリコン（SEG-Si）を２ｋｇ入れた。装置内をアルゴンガスの雰囲気にして電磁誘導コイル４により黒鉛の保護坩堝１を加熱することによりシリコンを溶融した。
【００５５】
アルゴン（Ａｒ）、４％水素（Ｈ2）および１０％Ｈ2Ｏを含んだ処理ガスを、吹出し口１１より流速５Ｌ／ｍｉｎにて吹出し、また、回転ノズル８の吹出し口１９より流速１Ｌ／ｍｉｎにて吹出しながら、回転軸６と外管９を図６に示す位置にまで下降させた。
【００５６】
回転軸６には回転ノズル８と液面スカルパー１８が取付けられている。外管９にはバッフル板１０が取付けられている。回転ノズル８を１００ｒｐｍにて回転し、精製処理を５時間続けた。精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると２ｐｐｍであった。
【００５７】
比較のため、回転軸６に液面スカルパーを取付けないようにした他は、上述した条件と同一の条件にて同様の精製処理を行った。この場合の精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると４ｐｐｍであり、液面スカルパーによって不純物の除去効果が改善されていることが確認された。
【００５８】
実施例５
図９、１０に示す溶融シリコンの精製装置を用いてシリコンの精製を行った。まず、シリカ坩堝２に８ｐｐｍのボロン（Ｂ）を添加した高純度シリコン（SEG-Si）を２ｋｇ入れた。装置内をアルゴンガスの雰囲気にして電磁誘導コイル４により黒鉛の保護坩堝１を加熱することによりシリコンを溶融した。
【００５９】
アルゴン（Ａｒ）、４％水素（Ｈ2）および１０％Ｈ2Ｏを含んだ処理ガスを、吹出し口１１より流速５Ｌ／ｍｉｎにて吹出し、また、回転ノズル８の吹出し口１９より流速１Ｌ／ｍｉｎにて吹出しながら、回転軸６と外管９を図９に示す位置にまで下降させた。さらに、シリカ坩堝２の側壁面の近傍にバッフル板１５を溶融シリコンに浸漬させた。
【００６０】
回転軸６には回転ノズル８と液面スカルパー１８が取付けられている。回転ノズル８を１５０ｒｐｍにて回転し、精製処理を５時間続けた。精製後のシリコンのボロン濃度を分析すると１ｐｐｍであった。
【００６１】
バッフル板１５により溶融シリコンの攪拌が効率的に行われて、実施例４の場合よりも不純物の除去効果がさらに向上することが確認された。
【００６２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係る溶融シリコンの精製方法および溶融シリコン精製装置によれば、溶融シリコンの液面に処理ガスを吹付けることで、溶融シリコンの表面からボロンを効果的に除去することができる。
【００６４】
また、溶融シリコンの表面に形成される酸化皮膜を断続的に除去することで、溶融シリコンの液面における気液反応を継続させることができ、効果的にボロンを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１に係る溶融シリコンの精製装置の一断面図である。
【図２】  本発明の実施例２に係る溶融シリコンの精製装置の一断面図である。
【図３】  本発明の実施例３に係る溶融シリコンの精製装置の一断面図である。
【図４】  同実施例において、図３に示す精製装置の回転軸部分の一側面図である。
【図５】  同実施の形態において、図３に示す精製装置の液面スカルパーを含む部分の一上面図である。
【図６】  本発明の実施例４に係る溶融シリコンの精製装置の一断面図である。
【図７】  同実施例において、図６に示す精製装置の回転軸部分の一側面図である。
【図８】  同実施の形態において、図６に示す精製装置の液面スカルパーを含む部分の一上面図である。
【図９】  本発明の実施例５に係る溶融シリコンの精製装置の一断面図である。
【図１０】  同実施の形態において、図９に示す精製装置の液面スカルパーを含む部分の一上面図である。
【符号の説明】
１  保護坩堝、２  シリカ坩堝、３  耐火材、４  電磁誘導コイル、５  炉殻、６  回転軸、７  処理ガス通路、８  回転ノズル、９  外管、１０  覆い、１１  吹出し口、１２  天井板、１３  排出管、１４  溶融シリコン、１５  バッフル板、１６  羽根車、１７  シャフト、１８  液面スカルパー、１９  吹出し口、２０  溶解炉。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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