[0001]【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンの精製に関し、とりわけ電子ビーム溶解時の不純物除去効果を高め、高純度のシリコンが得られるように工夫されたシリコンの精製方法および装置に関する。[0002]【従来の技術】近年エネルギー源の多様化の要求から太陽光発電がエネルギー源として脚光を浴び、低価格発電装置の実用化に向け研究開発が盛んに行われている。このような状況の中で、太陽電池用原料としてシリコンは最も汎用されやすい材料であり、しかも、動力用電力供給に使われる材料としてシリコンが最も重要視されている。cells.【0003】太陽電池用原料として用いられるシリコンの純度は、99.9999%(6N)以上が必要とされている。2を添加したArプラズマ溶解により除去する技術が提案されている。p635−642)、上記製造工程の簡略化、および効率化が期待されている。電子ビーム溶解法では、りん、カルシウム、アルミニウム等の不純物を多量含有する蒸発シリコンが炉体天井部に多量蒸着するため、それらの落下混入による汚染が品質のバラツキや不純物の除去速度の低下をもたらし、大きな問題となっていた。そこで、本発明者らは特開平7−309614号公報にてステンレス薄板等を移動させながら電子ビーム溶解を行い蒸着物の落下を防ぐ技術を開示した。falls,太陽電池用シリコンに要求される純度を実生産レベルで安定して得るためには、蒸着物の落下防止に関する検討は十分であるとはいえなかった。[0006]【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような従来技術の現状に鑑みて、電子ビーム溶解による不純物の蒸発除去なる利点を活かしてこれを加熱源とし、更に電子ビーム溶解中の蒸着物の落下による汚染を徹底的に防止することにより、安定的かつ容易に高純度な太陽電池用シリコンを得る技術を提供することを目的とするものである。[0007]【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を解決するために開発されたもので、蒸着物からの溶融シリコンへの汚染を防ぐことを特徴とするものである。deposit.【0008】すなわち、本発明は、シリコンを電子ビーム溶解するに当たり、シリコンを加熱溶解する保持容器の溶湯表面積より大きい黒鉛製蒸着板を容器の上方を覆って固定し、この蒸着板に蒸着物を付着保持させつつ電子ビーム溶解することを特徴とするシリコンの精製方法である。黒鉛製蒸着板を用いるのは、蒸着物を付着保持する能力に優れているからであり、これを固定するのは蒸着物が落下するのを防止するためである。this.【0009】本発明は、加熱源が清浄な電子ビームであり、雰囲気が高真空である等の電子ビーム溶解の利点を最大限に生かし、溶解中に発生する不純物を多量含有する蒸着物が再びシリコン溶湯中に落下して汚染するのを防止すれば、シリコンの高純度化を安定的かつ容易に図ることができるとの考えによって完成されたものである。3以上の黒鉛製蒸着板を使用すれば上記問題を解決できることを知見した。problems.【0011】ここで、蒸着板は、溶解容器上方部の溶湯表面積以上の面積をカバーできるものとする。容器上方に不純物を多量に含有する蒸着物が天井に蒸着し、その蒸着物が溶融したシリコンに落下するため、シリコンへの不純物の汚染が避けられないのでこれを防止するためである。.【0012】ここで、蒸着物を捕捉する蒸着板の材質は黒鉛とする。10~100ppmw,(d)シリコンと反応して炉体・電子銃内等の圧力低下をもたらす気体が発生することがない、(e)高融点物質に比べて安価である、等の優れた特徴を有するためである。3以上であることが望ましい。3未満の黒鉛を使用した場合、黒鉛自身の強度が不足し多量の蒸着物の付着時、あるいは蒸着板を再利用するための蒸着物剥離時等に黒鉛板が破損する可能性が高いためである。加えて、多量の蒸着物の付着時に蒸着物が落下することも多い。case,使用黒鉛板量の増加によるコストアップ、品質のバラツキや低下を招いてしまう。黒鉛板の表面性状は低密度な多孔質の方が密着性を考慮するとよいと考えられ易いが、黒鉛とシリコン蒸着物界面の観察結果も併せて考えると、蒸着物の蒸着板への付着は微小な原子の集合により行われているため、黒鉛板の表面を鏡面研磨でもしない限り良好な付着能力が得られる。上述したように黒鉛板の繰り返し利用を考慮した場合、蒸着物の剥離作業も容易であり、このときの黒鉛の破壊もほとんど発生しない。[0014]【発明の実施の形態】本発明で使用される電子ビーム溶解装置1の一例を示す概略図を図1に示す。1000mm×1000mm、深さ100mmの水冷銅ハース4内で電子銃5から600kWの電子ビーム6を加熱源として溶解、気化精製した。12を照射しながらインゴット13の高さが150mmとなるまで一方向凝固を行った。3以上、厚み10mmである黒鉛板を使用し、水冷銅ハース4、水冷銅ルツボ10の両者をカバーする形で上方に配置した。比較例として黒鉛製蒸着板に代わりステンレス蒸着板を用いた実験も行った。Plasma)発光分析法により分析した。50×10×10mmのシリコン塊を15個切り出したものを用いた。上述の方法で得たPの分析結果を図2に示す。図中では、高さ0〜10mmのサンプルの分析結果を高さ5mmの位置にプロットした。ここで、同様に原料シリコン、蒸着シリコン中のりん濃度の分析も行った結果、それぞれ約30ppmw、約150ppmwであった。黒鉛製蒸着板を用いた実施例では、シリコン中のりん濃度は安定しており、溶解中の蒸着物の落下も観察されなかった。比較例として示したステンレス板を蒸着板として使用した場合では、分析結果のバラツキが非常に大きく、溶解中の観察においても蒸着物の落下がみられることがわかった。溶解後の炉内観察では、黒鉛製蒸着板では板の反りも見られず、蒸着シリコンは黒鉛製蒸着板に捕捉されていた。これに対し、ステンレス板では板の反りが見られ、蒸着シリコンが落下した痕跡も観察された。黒鉛製蒸着物を再利用するための、蒸着シリコンの剥離作業では黒鉛の破損もなく容易に剥離することができた。ここでは、りんについて述べたがアルミニウム、カルシウム等の易揮発性不純物についても同様の傾向が見られた。observed.【0016】以上の結果より、本発明を用いればシリコンの高純度化が安定的かつ容易に図られることが明らかになった。[0017]【発明の効果】本発明は、シリコンを電子ビーム溶解するに当たり、蒸着物からの溶融シリコンへの汚染を防ぐようにしたからシリコンの更なる高純度化が図れ、安定的かつ容易に高純度なシリコンが得られるようになった。DRAWINGS【図1】電子ビーム溶解装置の概略図である。device.【図2】シリコンインゴット中のりん濃度分布を示すグラフである。シリコンを電子ビーム溶解するに当たり、シリコンを加熱溶解する保持容器の溶湯表面積より大きい黒鉛製蒸着板を容器の上方を覆って固定し、該蒸着板に蒸着物を付着保持させつつ電子ビーム溶解することを特徴とするシリコンの精製方法。3以上の黒鉛からなることを特徴とする請求項1記載のシリコンの精製方法。シリコンを電子ビーム溶解するシリコン精製装置において、シリコンを加熱溶解する保持容器の溶湯表面積よりきい大きい黒鉛製蒸着板を容器の上方を覆って配設固定したことを特徴とするシリコンの精製装置。