高纯度硅的制造方法技术

本发明专利技术提供一种高纯度硅的制造方法。高纯度的硅的制造方法是将下式（１）所示的卤化硅用铝还原制造硅的方法，作为还原剂使用的铝的纯度为９９．９重量％以上。ＳｉＨ↓［ｎ］Ｘ↓［４－ｎ］（１）（式中，ｎ是０～３的整数，Ｘ是选自Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ的１种或２种以上的卤原子。这里，铝的纯度是由１００重量％减去铝中含有的铁、铜、镓、钛、镍、钠、镁和锌的总重量％得到的）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
太阳能电池用原料硅以半导体级硅的规格之外的产品为主要原料。半导体 级硅是将冶金级硅精制而制造的。冶金级硅是将碳、硅石混合后，通过电弧炉还原制造的。S51该冶金级硅和HC1的反应，合成三氯麟，将其撒留精制后， 4顿氢高温还原，制造半导体级硅。该方法可以制造极高纯度的硅，但是硅的 转化率低，为了使该平衡对硅有利，需要大量的氢，由于转化率低，必须将大 量未反应的气体再次循环使用，由于未反应的气体中产生各种卤化硅烷，所以 必须再次蒸馏进行分离，最后大量生成用氢也无法还原的四氯化硅等，所以成 本高。另一方面，太阳能电池,来作为针对碳^体等环境问题的有力解决方 案而倍受关注，表现出需求显著的发展。然而，目前的太阳能电池价格仍然昂 贵，所以由此得到的电力的价格是商业电力的电费的几倍。目前，随着环境问 题、增加的能量的需求，太阳能电池的需要正在扩展，只是现有的半导体规格 外的硅的话，则成为原料的不足之处，所以希望能大量供应低成本的太阳能电 池。迄今为止，已经提出了用铝舰原四氯化硅的方法(吉泽四郎，端野朝康、 阪口新、四氯化硅的铝还原，工业化学杂志64(8)， 1347-50(1961)，特开平2-64006 号公报，特开昭59-182221号公报)，四氯化硅的锌还原法(Evaluation of selecdted chemical processes for production of low-cost silicor^ J. M. Blocher,等Jet propulsion laboratory final report(1981))，三氯硅烷的流化床还原(昭和55-62年度新能量综 合开发机构委托业务成果报告书"太阳光发电系统实用化技术开发低成本硅实 验精制验证"总括版，昭和63年，信越化学工业株式会社)等各种方案，但是 都还无法实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供合适作为太阳能电池用原料使用的高纯度硅的新的 謝介的制造方法，以及舰该制造方法得到的高纯度的硅。本专利技术人对进行认真的研究，从而完成本专利技术。也就是，本专利技术衝共一种，该方法是将下式(l)所示的卤化硅用铝还原制造硅的方法，作为还原齐舰用的铝的纯度为99.9重量％以 上。SiHnX4-n (1)(式中，n是0 3的M， X魏自F、 Cl、 Br、 I的l种或2种以上的卤原 子。这里，铝的纯度是由100重*%减去铝中含有的铁、铜、镓、钛、镍、钠、 镁和锌的总的重量％得到的)。进而，本专利技术提供根据所述的方法，其中铝中含有的硼为5ppm以下， 而且磷为0.5ppm以下；根据或所述的方法，其中铝中含有的硼为0.5ppm以下，而且磷为 0.3ppm以下；根据 任一项所述的方法，其中铝中含有的铁为150ppm以下，铜 为290ppm以下，钛为7ppm以下，钒为20ppm以下；根据 任一项所述的方法，其中在以铝中含有的铁浓度为XFePpm， 铜浓度为Xcuppm ，钛浓度为XTlppm ，钒浓度为Xvppm时， XFe/150+Xo/290+XTl/7+Xv/20《l;根据1] 任一项所述的方法，其中铝中含有的铁为10ppm以下；根据 问任一项所述的方法，其中铝中含有的铁为10ppm以下，铜 为10ppm以下，钛为lppm以下，钒为5ppm以下；根顿1] 任一项所述的方法，其中铝中含有的铁为3ppm以下，铜为 3ppm以下，钛为0.3ppm以下，钒为lppm以下；根据所述的方法，其中铝为99.99%以上。根据所述的方法，其中铝中含有的铁为10ppm以下，铜为10ppm 以下，钛为lppm以下，钒为5ppm以下；根据或所述的方法，其中铝中含有的铁为3ppm以下，铜为3ppm 以下，钛为0.3ppm以下，钒为lppm以下；根据 任一项所述的方法，其中铝中含有的硼为0.5ppm以下，而且磷为0.3ppm以下；根据 任一项所述的方法，其中卣化硅的纯度为4N以上；提供一种将根据上述 [13怖一项所述的方法得至啲硅舰定向凝固而精制的。具体实施例方式本专利技术的是用铝还原上述式(1)所示的劍七硅制造硅 的方法，特征在于作为还原齐鞭用的铝的纯度为99.9重量％以上。在本专利技术中， 铝的纯度是由100重*%减去铝中含有的铁、铜、镓、钛、镍、钠、镁和锌的 总的重量％得到的。在本专利技术中，硅的纯度是由励重量％减去硅中含有的铁、 铜、镓、钛、镍、钠、镁和锌的总重量％的。在本专利技术中，纯度分析通过辉光 放电质量分析法进行。作为该卤化硅可以列举出四氯化硅、三氯硅烷、二氯硅烷、单氯硅烷。如 果考虑到成本，最优选四氯化硅。这些卣化硅可以使用工业上已知的方法制造 的高纯度产品。作为公知的制造方法，有在硅石和碳的共存下，在1000~1400 °C的高温下氯化的方法，或者将冶金级的硅和氯或者氯化氢反应等制造的方法 等。将这样得到的卣化硅蒸馏，可以制造6N以上的高纯度的劍七硅。作为本专利技术的原料^顿的劍七硅的纯度雌为4N以上，更雌为6N以上， 特别 为7N以上。另外，特别是P、 B的含量雌为0.5ppm以下，更j雄 为0.3ppm以下，特别雌为O.lppm以下。在本专利技术中，作为还原剂使用的铝的纯度为99.9重量％以上，更优选为 99.99重量％以上，最iM为99.995重量％以上。铁、铜、镓、钛、镍、钠、镁、锌的各种元素可以通过定向凝固精制，但 是为了提高定向凝固的收率，各原料的含量分别是劍继为150ppm以下，更 ,为30ppm以下，进一步，为10ppm以下，特别优选为3ppm以下；铜优选为290ppm以下，更优选为30ppm以下，进一步优选为10ppm以下， 最优选为3ppm以下；钛优选继为30ppm以下，更优选为10ppm以下，进一步，为7ppm以下， 进一步优选为3ppm以下，再进一步优选为lppm以下，特别优选03ppm以 下；,劍腿为300ppm以下，更,为30ppm以下，进一步优选为10ppm以下，6再进一步为3ppm以下，特别优选lppm以下；钠,为300ppm以下，更优选为30ppm以下，进一步优选为10ppm以下， 特别优选3ppm以下；镁优选为300ppm以下，更优选为30ppm以下，进一步优选为10ppm以下， 特别优选3ppm以下；锌为300ppm以下，更优选为30ppm以下，进一步优选为10ppm以下， 特别优选3ppm以下。由于铝中含有的这些元素以外的物质，P无法M^后使用的硅精制工序， 即定向凝固除去，所以铝中含有的？的浓度 为0 111以下，更，为0.3 111 以下，特别优选为O.lppm以下。另外，硼也难以ffiil定向凝固精制,所以铝中含有的硼的浓度雌为5ppm， 更优选为lppm，特别，为0.3 111以下。另外，钒雌为20ppm以下，更优选为5ppm以下，进一步优选为lppm 以下，特别优选为O.lppm以下。这些具有影响的各种元素的总量不仅是在优选的数值之下，而且还优选再以铝中含有的铁浓度为XFeppm，铜浓度为XcuPpm，钛浓度为X^ppm，钒浓度 为Xvppm时，XFe/15OfXa/290+XTl/7+Xv/20《l 。本专利技术中的铝一般可以通il偏析凝固法、三层电解法等，将市售的普通的 电解还原铝(普通铝)精制而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度硅的制造方法，该方法是将下式（１）所示的卤化硅用铝还原制造硅的方法，作为还原剂使用的铝的纯度为９９．９重量％以上，　　　　ＳｉＨ↓［ｎ］Ｘ↓［４－ｎ］：（１）　　　　式中，ｎ是０～３的整数，Ｘ是选自Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ的１种或２种以上的卤原子，其中，铝的纯度是由１００重量％减去铝中含有的铁、铜、镓、钛、镍、钠、镁和锌的总重量％得到的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：三枝邦夫，山林稔治，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]