シリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法
【課題】 受光素子や発光素子等に好適に使用できるシリコン微粒子および酸化チタン微粒子を、簡易にかつ生産性良く製造可能な製造方法を提供すること。
【解決手段】 シリコン微粒子の製造方法は、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてシリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成する。これにより、シリコンの凝集が促進されて効率よくシリコン微粒子が形成される。
【解決手段】 シリコン微粒子の製造方法は、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてシリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成する。これにより、シリコンの凝集が促進されて効率よくシリコン微粒子が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子や発光素子等に好適に使用できるシリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に粒子径が10ｎｍ程度以下の微粒子は、量子サイズ効果によりバルク状態とは異なる電気的、光学的性質を示す。例えば、シリコンから成る数ｎｍサイズの微粒子においては、バルク状態のシリコンでは観測されない光吸収端の短波長化、電子の遷移型の変化による発光強度の増大が確認されており、数ｎｍサイズのシリコン微粒子（シリコンナノ粒子）の受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）や発光素子（発光ダイオード：ＬＥＤ，半導体レーザ：ＬＤ）等への応用が期待されている。
【０００３】
このような微粒子の作製法としては、ウェットケミカル的な手法とドライプロセスとに大別される。前者の例としては、オルガノシランを原料として反応性電極を用いた電極還元法により作製する手法が挙げられる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１のシリコン超微粒子の作製方法は、シリコンを含む物質を原料とし、反応性電極を用いた電極還元法でシリコン超微粒子を作製する方法であって、通電量をモルあたり0.5Ｆから2.0Ｆとすることにより、量子サイズ効果を発現させるのに必要な直径1.0ｎｍから5.0ｎｍの範囲のサイズにしたシリコン超微粒子を作製できる。また、テトラクロロシラン、テトラフルオロシラン、テトラブロモシランのうち１つの物質もしくは複数の物質を原料とし、反応性電極を用いた電極還元法により作製するシリコン超微粒子の作製方法である。この作製方法によって、小型で設置場所に制約がなく、安価な製造装置により作製されたシリコン超微粒子を提供することができる。
【０００５】
一方、後者の例としては、ＶＨＦプラズマ中でＳｉＨ４ガスを原料として気相中でシリコン単結晶微粒子を作製する手法が挙げられる（例えば、下記の特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２のＳｉ単結晶微粒子の積層方法は、ＶＨＦプラズマ中でＳｉＨ４ガスを原料としてＳｉ単結晶微粒子を形成し、Ｓｉ単結晶微粒子を基板上に堆積し、堆積したＳｉ単結晶微粒子の表面にＳｉＯ２膜を形成してなるＳｉ単結晶微粒子層において、Ｓｉ単結晶微粒子層のＳｉ単結晶微粒子表面のＳｉＯ２膜にＰ（リン）をドープして熱処理して溶融させてＳｉ単結晶微粒子層中のＳｉ単結晶微粒子を互いに密に再配列させるものである。この方法により、Ｓｉ単結晶微粒子層の空隙が減少し、電子のトンネリング確率が増大し、かつ、印加電界分布が均一となり、電子銃の外部量子効率が増大する。
【０００７】
他には、セラミックス等の粉体にシリコン等の微粒子を形成する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献３参照）。
【０００８】
この特許文献３の方法は、セラミックス等のコア粉体に珪素、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの合金の超微粒子を塗布する方法であって、（ａ）ＣＶＤ反応室への反応性ガス中において、コア粉体床からコア粉体を均一に懸濁させる工程と、（ｂ）反応性供給ガス混合物の均一的分解により珪素、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの合金の超微粒子を気相中において選択的に形成し、同時に懸濁コア粉体の表面にてＣＶＤによるコア粉体の成長を抑制する工程と、（ｃ）コア粉体に珪素、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの合金の超微粒子を塗布する工程とを具備してなるものである。この方法により、粉体に珪素ベースの超微粒子を均一に塗布することができる。
【特許文献１】特開2002−154817号公報
【特許文献２】特開2003−81691号公報
【特許文献３】特開平５−246786号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されたウェットケミカル的な手法では、安価な装置を用いて簡易的にシリコン微粒子を作製することができるが、大量生産に向かないこと、作製されたシリコン微粒子の純度が低いこと、シリコン微粒子の粒径を制御するために通電量を低く抑えており、そのためシリコン微粒子の生成速度が遅いこと等が問題として挙げられる。
【００１０】
また、特許文献２に記載されたドライプロセスを用いた手法では、励起周波数として144ＭＨｚ等のＶＨＦを用いていることから、大面積放電が困難なためにシリコン単結晶微粒子の生成量が少ないといった問題、またプラズマ領域での滞在中にシリコン単結晶微粒子が帯電し、凝集し易くなるといった問題がある。
【００１１】
さらに、特許文献３に記載された手法では、粉体と微粒子といった点接触形態となっているため、接着強度が弱く、また実質的なキャリアの移動度が低いという問題を抱えている。
【００１２】
したがって、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、受光素子や発光素子等に好適に使用できるシリコン微粒子および酸化チタン微粒子を、簡易にかつ生産性良く製造可能な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のシリコン微粒子の製造方法は、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記シリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の酸化チタン微粒子の製造方法は、チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記チタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシリコン微粒子の製造方法は、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてシリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成することから、原料ガスを加熱触媒に接触させる手法（接触ＣＶＤ法）であって装置内でシリコンを凝集させて所望のサイズのシリコン微粒子を得ることが可能な手法を用いることにより、発光素子や受光素子等に使用されるシリコン微粒子を容易にかつ生産性良く作製することが可能となる。
【００１６】
本発明の酸化チタン微粒子の製造方法は、チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてチタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成することから、原料ガスを加熱触媒に接触させる手法（接触ＣＶＤ法）であって装置内でチタンを凝集させて所望のサイズの酸化チタン微粒子を得ることが可能な手法を用いることにより、発光素子や受光素子等に使用される酸化チタン微粒子を容易にかつ生産性良く作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のシリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法について、最良の実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００１８】
本発明のシリコン微粒子の製造方法においては、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてシリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成する。
【００１９】
加熱触媒として、例えば1800℃に加熱したタングステン線を用いた場合、これに所定の原料ガスの圧力下においてＳｉＨ４分子が衝突した際には、40％程度の確率でＳｉＨ４分子が解離する。加熱触媒との接触反応を用いる本発明の手法における大きな特徴は、一般的なプラズマＣＶＤと比して原料ガスの利用効率が約一桁高く、同量の微粒子を形成する際に、原料ガスの使用量が大幅に削減されることである。
【００２０】
ここで、加熱触媒としては、高融点を有し、かつ線状等に容易に加工可能であるという加工性に優れている材料を用いることが好ましく、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンまたはこれらの化合物を用いることで、上記の高いガス分解効率を実現させることができる。
【００２１】
また、上記の加熱触媒として1800℃に加熱したタングステン線を用いた例では、一次反応によってシリコン原子が生じることが見出されており、寿命の短いシリコン原子が急速に高次化して微粒子核を形成するため、シリコン微粒子の生成速度は速いと考えられる。
【００２２】
また、本発明においては、原料ガス（製造装置内における雰囲気ガス）の圧力を従来の触媒ＣＶＤ法のような低い圧力（0.1〜50Ｐａ程度）よりも高圧（0.1ｋ〜５ｋＰａ程度）にすることによって、解離したシリコン原子の凝集速度が飛躍的に高まり、シリコン微粒子の生成速度を向上させることができる。原料ガスの圧力が0.1ｋＰａよりも小さいと、気相中のラジカル密度が低下して、重合反応速度が低下するためにシリコン微粒子の生成速度が極度に低下することとなる。５ｋＰａを超えると、逆に気相中におけるラジカル種の衝突反応速度が増大し過ぎて、粒径制御が困難になる。
【００２３】
また、シリコン微粒子の生成量を増大させるには、加熱触媒の表面積を増大させることも有効であり、高周波プラズマＣＶＤ法のように放電電極を大面積化することの困難が伴わないといった利点もある。加熱触媒の表面積を増大させるには、加熱触媒を巻線状、葛折状、襞状、表面凹凸を有する形状、ラダー（梯子）型等の形状とすることが好ましい。
【００２４】
また、プラズマＣＶＤ法でシリコン微粒子を作製する場合には、粒子径の増大に伴って電荷の付着確率が高まり、結果として帯電したシリコンが凝集してシリコン微粒子となるため、シリコン同士が反発し易くなっており、また基板等への静電吸着等という現象が生じ易くなる。そのため、シリコン微粒子の取り扱いが困難になるという問題を有していた。これに対して、本発明の製造方法においては、気相中のラジカルがほぼ中性であり、生成されるシリコン微粒子も無帯電状態のものが得られる。よって、量子サイズ効果の発現が顕著である粒子径が10ｎｍ以下のシリコン微粒子が収率良く得られる。
【００２５】
原料ガスに含まれるシリコンの水素化物としては、ＳｉＨ４の他にＳｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ９、ＳｉＣｌ４−ｍＨｍ、ＳｉＦ４−ｍＨｍ（ｍは０〜３の整数）を用いることができる。これらのガスは分解効率が高く、高い凝集速度を実現できる。
【００２６】
また、シリコン化合物微粒子を形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４に以下のガスを混合させたものを用いればよい。即ち、ＳｉＣ微粒子を形成する場合、ＣＨ４（Ｈは重水素Ｄを含む）、Ｃ２Ｈ２、ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎは正の整数であり、以下同様とする）、ＣｎＨ２ｎ、ＣＸ４（Ｘはハロゲン元素）がよい。ＳｉＮ微粒子を形成する場合、Ｎ２、ＮＯｎ、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３がよい。ＳｉＯ微粒子およびＳｉＯ２微粒子を形成する場合、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯｎ、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ等がよい。
【００２７】
また、原料ガス中には不活性ガスを含有させてもよい。この不活性ガスは、シリコン微粒子に対してキャリアガスとしての機能を有し、シリコン微粒子の収率の向上に寄与する他、加熱された不活性ガスがシリコン微粒子に接触することによって、シリコン微粒子の表面反応を活性化させる働きを有する。この不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等を用いることができる。また、シリコン微粒子の粒径制御には、シリコンの水素化物のガスのレジデンスタイムが極めて重要なパラメータであり、所望の粒径に応じた不活性ガスの流量調整が重要となる。例えば、シリコン微粒子の粒径を５〜20ｎｍ程度とするには、不活性ガスの流量をシリコン系ガスの流量に比して15〜50倍程度にする、といった流量調整をすることが好ましい。
【００２８】
なお、シリコン微粒子の表面モフォロジーを変化させたい場合、原料ガス中に水素（Ｈ２）等の希釈用ガスを含有させてもよい。
【００２９】
また、本発明の酸化チタン微粒子の製造方法においては、チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてチタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成する。
【００３０】
この場合、原料ガスとして、四塩化チタン等のチタンの塩化物または四フッ化チタン等のチタンのフッ化物と、酸素ガスを含むものを用いて、酸化チタンの微粒子を得ることが可能である。
【００３１】
加熱触媒として、例えば1800℃に加熱したタングステン線を用いた場合、これに所定の原料ガスの圧力下においてＴｉＣｌ４分子が衝突した際には、10〜30％程度の確率でＴｉＣｌ４分子が解離する。加熱触媒との接触反応を用いる本発明の手法における大きな特徴は、一般的なプラズマＣＶＤと比して原料ガスの利用効率が約一桁高く、同量の微粒子を形成する際に、原料ガスの使用量が大幅に削減されることである。
【００３２】
ここで、加熱触媒としては、高融点を有し、かつ線状等に容易に加工可能であるという加工性に優れている材料を用いることが好ましく、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンまたはこれらの化合物を用いることで、上記の高いガス分解効率を実現させることができる。
【００３３】
また、上記の加熱触媒として1800℃に加熱したタングステン線を用いた例では、一次反応によってチタン原子が生じることが見出されており、寿命の短いチタン原子が急速に高次化するとともに酸化して微粒子核を形成するため、酸化チタン微粒子の生成速度は速いと考えられる。
【００３４】
また、本発明においては、原料ガス（製造装置内における雰囲気ガス）の圧力を従来の触媒ＣＶＤ法のような低い圧力（0.1〜50Ｐａ程度）よりも高圧（0.1ｋ〜５ｋＰａ）にすることによって、解離したチタン原子の凝集速度が飛躍的に高まり、酸化チタン微粒子の生成速度を向上させることができる。原料ガスの圧力が0.1ｋＰａよりも小さいと、気相中のラジカル密度が低下して、重合反応速度が低下するために酸化チタン微粒子の生成速度が極度に低下することとなる。５ｋＰａを超えると、逆に気相中におけるラジカル種の衝突反応速度が増大し過ぎて、粒径制御が困難になる。
【００３５】
また、酸化チタン微粒子の生成量を増大させるには、加熱触媒の表面積を増大させることも有効であり、高周波プラズマＣＶＤ法のように放電電極を大面積化することの困難が伴わないといった利点もある。加熱触媒の表面積を増大させるには、加熱触媒を巻線状、葛折状、襞状、表面凹凸を有する形状、ラダー状等の形状とすることが好ましい。
【００３６】
また、プラズマＣＶＤ法で酸化チタン微粒子を作製する場合には、粒子径の増大に伴って電荷の付着確率が高まり、結果として帯電したチタンが凝集して酸化チタン微粒子となるため、酸化チタン同士が反発し易くなっており、また基板等への静電吸着等という現象が生じ易くなる。そのため、酸化チタン微粒子の取り扱いが困難になるという問題を有していた。これに対して、本発明の製造方法においては、気相中のラジカルがほぼ中性であり、生成される酸化チタン微粒子も無帯電状態のものが得られる。よって、量子サイズ効果の発現が顕著である粒子径が10ｎｍ以下の酸化チタン微粒子が収率良く得られる。
【００３７】
原料ガスに含まれるチタンの塩化物としてはＴｉＣｌ４等が用いられ、チタンのフッ化物としてはＴｉＦ４等を用いることができる。これらのガスは分解効率が高く、高い凝集速度を実現できる。
【００３８】
原料ガスにはチタンの塩化物またはフッ化物と酸素ガスとが含まれるが、酸素の供給源として酸素ガス以外の一酸化炭素、一酸化窒素、二酸化炭素、二酸化窒素等の酸素を構成元素として含む酸素化合物ガスを用いてもよい。
【００３９】
また、原料ガス中には不活性ガスを含有させてもよい。この不活性ガスは、酸化チタン微粒子に対してキャリアガスとしての機能を有し、酸化チタン微粒子の収率の向上に寄与する他、加熱された不活性ガスが酸化チタン微粒子に接触することによって、酸化チタン微粒子の表面反応を活性化させる働きを有する。この不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等を用いることができる。また、酸化チタン微粒子の粒径制御には、チタンの塩化物またはフッ化物のガスのレジデンスタイムが極めて重要なパラメータであり、所望の粒径に応じた不活性ガスの流量調整が重要となる。例えば、酸化チタン微粒子の粒径を５〜20ｎｍ程度とするには、不活性ガスの流量をシリコン系ガスの流量に比して15〜50倍程度にする、といった流量調整をすることが好ましい。
【００４０】
なお、酸化チタン微粒子の表面モフォロジーを変化させたい場合、原料ガス中に水素（Ｈ２）等の希釈用ガスを含有させてもよい。
【００４１】
次に、本発明の製造方法に用いられる製造装置について以下に説明する。
【００４２】
図１は、本発明のシリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法に用いられる製造装置の概略を示す断面図である。図１の製造装置において、１は、接触ＣＶＤ法によって内部で所定の反応を生じさせてシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を形成するためのチャンバ、２はタングステン等から成る巻線状等の形状の加熱触媒、３は加熱触媒に所定の電力を通電させて抵抗加熱する直流電源、４は原料ガスを導入するためのガス導入口、５はチャンバ１内で形成され落下してきたシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を収集する微粒子収集器、６は所定の粒径以下のシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を通過させるメッシュ窓である。
【００４３】
この製造装置において、原料ガスは、チャンバ１に設けられたガス導入口４から供給され、直流電源３によって加熱された加熱触媒２に接触して分解される。次いで、気相中における２次反応によってシリコン微粒子、酸化チタン微粒子が生成される。ここで、原料ガスの下流側に設けられた微粒子収集器５の上面の全面にメッシュ窓６を設けることにより、収率良く所定の粒径以下のシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を収集することが可能となる。
【００４４】
このような構成の製造装置とすることにより、生成速度が高くかつ収率良くシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を製造することが可能となる。
【実施例１】
【００４５】
本発明のシリコン微粒子の製造方法の実施例を以下に説明する。
【００４６】
図１の形成装置において、チャンバ１は、ＳＵＳ（ステンレススチール）製であり、内壁面への付着膜と気相中のラジカル種との反応を抑制するために、内壁に温水ジャケットを設けるというホットウォール構造とした。また、加熱触媒２として、線の直径が0.5ｍｍのコイル形状のタンタル（Ｔａ）線を用いた。加熱触媒２をコイル形状とすることによって、加熱触媒２と原料ガスの分子との接触表面積が増大し、微粒子の生成速度が向上する他、熱膨張および熱収縮に対する加熱触媒２の実質的な力学的強度が向上することで、加熱触媒２の使用寿命が延びるといったメリットもある。また、加熱触媒２は直流電源３に接続されており、通電されて抵抗加熱により約1800〜1950℃に加熱される。直流電源３の代わりに、電力供給として交流電源を用いてもよい。
【００４７】
ここで、シリコン微粒子を形成するには、ガス導入口４より、原料ガスとしてＳｉＨ４およびＡｒの混合ガスを流量比１：１〜１：50の範囲内で供給し、ガス圧力を0.1〜５ｋＰａ程度に保持する。そして、本実施例１においては、ＳｉＨ４とＡｒとの混合ガスの流量比を１：20とし、加熱触媒２の温度および原料ガスの圧力を種々の値とし、シリコン微粒子の収量および時間当たりの収量を調査した結果を表１に示す。なお、表１の条件下では、粒径５〜８ｎｍ程度のシリコン微粒子が形成された。
【表１】
【実施例２】
【００４８】
本発明の酸化チタン微粒子の製造方法の実施例を以下に説明する。
【００４９】
図１の形成装置において、チャンバ１は、ＳＵＳ（ステンレススチール）製であり、内壁面への付着膜と気相中のラジカル種との反応を抑制するために、内壁に温水ジャケットを設けるというホットウォール構造とした。また、加熱触媒２として、線の直径が0.5ｍｍのコイル形状のタンタル（Ｔａ）線を用いた。加熱触媒２をコイル形状とすることによって、加熱触媒２と原料ガスの分子との接触表面積が増大し、微粒子の生成速度が向上する他、熱膨張および熱収縮に対する加熱触媒２の実質的な力学的強度が向上することで、加熱触媒２の使用寿命が延びるといったメリットもある。また、加熱触媒２は直流電源３に接続されており、通電されて抵抗加熱により約1800〜1950℃に加熱される。直流電源３の代わりに、電力供給として交流電源を用いてもよい。
【００５０】
ここで、酸化チタン微粒子を形成するには、ガス導入口４より、原料ガスとしてＴｉＣｌ４、酸素ガスおよびＡｒの混合ガスを、流量比１：２：15〜１：４：20の範囲内で供給し、ガス圧力を0.1〜10ｋＰａ程度に保持する。そして、本実施例２においては、ＴｉＣｌ４と酸素ガスとＡｒとの混合ガスの流量比を１：２：15とし、加熱触媒２の温度および原料ガスの圧力を種々の値とし、酸化チタン微粒子の収量および時間当たりの収量を調査した結果を表２に示す。なお、表２の条件下では、粒径10〜50ｎｍ程度の酸化チタン微粒子が形成された。
【表２】
［比較例１］
【００５１】
原料ガスの圧力を20〜75Ｐａと低い圧力とした以外は上記実施例１と同様にしてシリコン微粒子を製造した。その結果を表３に示す。
【表３】
［比較例２］
【００５２】
原料ガスの圧力を10〜45Ｐａと低い圧力とした以外は上記実施例２と同様にして酸化チタン微粒子を製造した。その結果を表４に示す。
【表４】
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のシリコン微粒子の製造装置の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１：チャンバ
２：加熱触媒
３：直流電源
４：ガス導入口
５：微粒子収集器
６：メッシュ窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子や発光素子等に好適に使用できるシリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に粒子径が10ｎｍ程度以下の微粒子は、量子サイズ効果によりバルク状態とは異なる電気的、光学的性質を示す。例えば、シリコンから成る数ｎｍサイズの微粒子においては、バルク状態のシリコンでは観測されない光吸収端の短波長化、電子の遷移型の変化による発光強度の増大が確認されており、数ｎｍサイズのシリコン微粒子（シリコンナノ粒子）の受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）や発光素子（発光ダイオード：ＬＥＤ，半導体レーザ：ＬＤ）等への応用が期待されている。
【０００３】
このような微粒子の作製法としては、ウェットケミカル的な手法とドライプロセスとに大別される。前者の例としては、オルガノシランを原料として反応性電極を用いた電極還元法により作製する手法が挙げられる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１のシリコン超微粒子の作製方法は、シリコンを含む物質を原料とし、反応性電極を用いた電極還元法でシリコン超微粒子を作製する方法であって、通電量をモルあたり0.5Ｆから2.0Ｆとすることにより、量子サイズ効果を発現させるのに必要な直径1.0ｎｍから5.0ｎｍの範囲のサイズにしたシリコン超微粒子を作製できる。また、テトラクロロシラン、テトラフルオロシラン、テトラブロモシランのうち１つの物質もしくは複数の物質を原料とし、反応性電極を用いた電極還元法により作製するシリコン超微粒子の作製方法である。この作製方法によって、小型で設置場所に制約がなく、安価な製造装置により作製されたシリコン超微粒子を提供することができる。
【０００５】
一方、後者の例としては、ＶＨＦプラズマ中でＳｉＨ４ガスを原料として気相中でシリコン単結晶微粒子を作製する手法が挙げられる（例えば、下記の特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２のＳｉ単結晶微粒子の積層方法は、ＶＨＦプラズマ中でＳｉＨ４ガスを原料としてＳｉ単結晶微粒子を形成し、Ｓｉ単結晶微粒子を基板上に堆積し、堆積したＳｉ単結晶微粒子の表面にＳｉＯ２膜を形成してなるＳｉ単結晶微粒子層において、Ｓｉ単結晶微粒子層のＳｉ単結晶微粒子表面のＳｉＯ２膜にＰ（リン）をドープして熱処理して溶融させてＳｉ単結晶微粒子層中のＳｉ単結晶微粒子を互いに密に再配列させるものである。この方法により、Ｓｉ単結晶微粒子層の空隙が減少し、電子のトンネリング確率が増大し、かつ、印加電界分布が均一となり、電子銃の外部量子効率が増大する。
【０００７】
他には、セラミックス等の粉体にシリコン等の微粒子を形成する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献３参照）。
【０００８】
この特許文献３の方法は、セラミックス等のコア粉体に珪素、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの合金の超微粒子を塗布する方法であって、（ａ）ＣＶＤ反応室への反応性ガス中において、コア粉体床からコア粉体を均一に懸濁させる工程と、（ｂ）反応性供給ガス混合物の均一的分解により珪素、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの合金の超微粒子を気相中において選択的に形成し、同時に懸濁コア粉体の表面にてＣＶＤによるコア粉体の成長を抑制する工程と、（ｃ）コア粉体に珪素、酸化珪素、窒化珪素またはこれらの合金の超微粒子を塗布する工程とを具備してなるものである。この方法により、粉体に珪素ベースの超微粒子を均一に塗布することができる。
【特許文献１】特開2002−154817号公報
【特許文献２】特開2003−81691号公報
【特許文献３】特開平５−246786号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されたウェットケミカル的な手法では、安価な装置を用いて簡易的にシリコン微粒子を作製することができるが、大量生産に向かないこと、作製されたシリコン微粒子の純度が低いこと、シリコン微粒子の粒径を制御するために通電量を低く抑えており、そのためシリコン微粒子の生成速度が遅いこと等が問題として挙げられる。
【００１０】
また、特許文献２に記載されたドライプロセスを用いた手法では、励起周波数として144ＭＨｚ等のＶＨＦを用いていることから、大面積放電が困難なためにシリコン単結晶微粒子の生成量が少ないといった問題、またプラズマ領域での滞在中にシリコン単結晶微粒子が帯電し、凝集し易くなるといった問題がある。
【００１１】
さらに、特許文献３に記載された手法では、粉体と微粒子といった点接触形態となっているため、接着強度が弱く、また実質的なキャリアの移動度が低いという問題を抱えている。
【００１２】
したがって、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、受光素子や発光素子等に好適に使用できるシリコン微粒子および酸化チタン微粒子を、簡易にかつ生産性良く製造可能な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のシリコン微粒子の製造方法は、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記シリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の酸化チタン微粒子の製造方法は、チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記チタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシリコン微粒子の製造方法は、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてシリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成することから、原料ガスを加熱触媒に接触させる手法（接触ＣＶＤ法）であって装置内でシリコンを凝集させて所望のサイズのシリコン微粒子を得ることが可能な手法を用いることにより、発光素子や受光素子等に使用されるシリコン微粒子を容易にかつ生産性良く作製することが可能となる。
【００１６】
本発明の酸化チタン微粒子の製造方法は、チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてチタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成することから、原料ガスを加熱触媒に接触させる手法（接触ＣＶＤ法）であって装置内でチタンを凝集させて所望のサイズの酸化チタン微粒子を得ることが可能な手法を用いることにより、発光素子や受光素子等に使用される酸化チタン微粒子を容易にかつ生産性良く作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のシリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法について、最良の実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００１８】
本発明のシリコン微粒子の製造方法においては、シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてシリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成する。
【００１９】
加熱触媒として、例えば1800℃に加熱したタングステン線を用いた場合、これに所定の原料ガスの圧力下においてＳｉＨ４分子が衝突した際には、40％程度の確率でＳｉＨ４分子が解離する。加熱触媒との接触反応を用いる本発明の手法における大きな特徴は、一般的なプラズマＣＶＤと比して原料ガスの利用効率が約一桁高く、同量の微粒子を形成する際に、原料ガスの使用量が大幅に削減されることである。
【００２０】
ここで、加熱触媒としては、高融点を有し、かつ線状等に容易に加工可能であるという加工性に優れている材料を用いることが好ましく、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンまたはこれらの化合物を用いることで、上記の高いガス分解効率を実現させることができる。
【００２１】
また、上記の加熱触媒として1800℃に加熱したタングステン線を用いた例では、一次反応によってシリコン原子が生じることが見出されており、寿命の短いシリコン原子が急速に高次化して微粒子核を形成するため、シリコン微粒子の生成速度は速いと考えられる。
【００２２】
また、本発明においては、原料ガス（製造装置内における雰囲気ガス）の圧力を従来の触媒ＣＶＤ法のような低い圧力（0.1〜50Ｐａ程度）よりも高圧（0.1ｋ〜５ｋＰａ程度）にすることによって、解離したシリコン原子の凝集速度が飛躍的に高まり、シリコン微粒子の生成速度を向上させることができる。原料ガスの圧力が0.1ｋＰａよりも小さいと、気相中のラジカル密度が低下して、重合反応速度が低下するためにシリコン微粒子の生成速度が極度に低下することとなる。５ｋＰａを超えると、逆に気相中におけるラジカル種の衝突反応速度が増大し過ぎて、粒径制御が困難になる。
【００２３】
また、シリコン微粒子の生成量を増大させるには、加熱触媒の表面積を増大させることも有効であり、高周波プラズマＣＶＤ法のように放電電極を大面積化することの困難が伴わないといった利点もある。加熱触媒の表面積を増大させるには、加熱触媒を巻線状、葛折状、襞状、表面凹凸を有する形状、ラダー（梯子）型等の形状とすることが好ましい。
【００２４】
また、プラズマＣＶＤ法でシリコン微粒子を作製する場合には、粒子径の増大に伴って電荷の付着確率が高まり、結果として帯電したシリコンが凝集してシリコン微粒子となるため、シリコン同士が反発し易くなっており、また基板等への静電吸着等という現象が生じ易くなる。そのため、シリコン微粒子の取り扱いが困難になるという問題を有していた。これに対して、本発明の製造方法においては、気相中のラジカルがほぼ中性であり、生成されるシリコン微粒子も無帯電状態のものが得られる。よって、量子サイズ効果の発現が顕著である粒子径が10ｎｍ以下のシリコン微粒子が収率良く得られる。
【００２５】
原料ガスに含まれるシリコンの水素化物としては、ＳｉＨ４の他にＳｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ９、ＳｉＣｌ４−ｍＨｍ、ＳｉＦ４−ｍＨｍ（ｍは０〜３の整数）を用いることができる。これらのガスは分解効率が高く、高い凝集速度を実現できる。
【００２６】
また、シリコン化合物微粒子を形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４に以下のガスを混合させたものを用いればよい。即ち、ＳｉＣ微粒子を形成する場合、ＣＨ４（Ｈは重水素Ｄを含む）、Ｃ２Ｈ２、ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎは正の整数であり、以下同様とする）、ＣｎＨ２ｎ、ＣＸ４（Ｘはハロゲン元素）がよい。ＳｉＮ微粒子を形成する場合、Ｎ２、ＮＯｎ、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３がよい。ＳｉＯ微粒子およびＳｉＯ２微粒子を形成する場合、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯｎ、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ等がよい。
【００２７】
また、原料ガス中には不活性ガスを含有させてもよい。この不活性ガスは、シリコン微粒子に対してキャリアガスとしての機能を有し、シリコン微粒子の収率の向上に寄与する他、加熱された不活性ガスがシリコン微粒子に接触することによって、シリコン微粒子の表面反応を活性化させる働きを有する。この不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等を用いることができる。また、シリコン微粒子の粒径制御には、シリコンの水素化物のガスのレジデンスタイムが極めて重要なパラメータであり、所望の粒径に応じた不活性ガスの流量調整が重要となる。例えば、シリコン微粒子の粒径を５〜20ｎｍ程度とするには、不活性ガスの流量をシリコン系ガスの流量に比して15〜50倍程度にする、といった流量調整をすることが好ましい。
【００２８】
なお、シリコン微粒子の表面モフォロジーを変化させたい場合、原料ガス中に水素（Ｈ２）等の希釈用ガスを含有させてもよい。
【００２９】
また、本発明の酸化チタン微粒子の製造方法においては、チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させてチタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成する。
【００３０】
この場合、原料ガスとして、四塩化チタン等のチタンの塩化物または四フッ化チタン等のチタンのフッ化物と、酸素ガスを含むものを用いて、酸化チタンの微粒子を得ることが可能である。
【００３１】
加熱触媒として、例えば1800℃に加熱したタングステン線を用いた場合、これに所定の原料ガスの圧力下においてＴｉＣｌ４分子が衝突した際には、10〜30％程度の確率でＴｉＣｌ４分子が解離する。加熱触媒との接触反応を用いる本発明の手法における大きな特徴は、一般的なプラズマＣＶＤと比して原料ガスの利用効率が約一桁高く、同量の微粒子を形成する際に、原料ガスの使用量が大幅に削減されることである。
【００３２】
ここで、加熱触媒としては、高融点を有し、かつ線状等に容易に加工可能であるという加工性に優れている材料を用いることが好ましく、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンまたはこれらの化合物を用いることで、上記の高いガス分解効率を実現させることができる。
【００３３】
また、上記の加熱触媒として1800℃に加熱したタングステン線を用いた例では、一次反応によってチタン原子が生じることが見出されており、寿命の短いチタン原子が急速に高次化するとともに酸化して微粒子核を形成するため、酸化チタン微粒子の生成速度は速いと考えられる。
【００３４】
また、本発明においては、原料ガス（製造装置内における雰囲気ガス）の圧力を従来の触媒ＣＶＤ法のような低い圧力（0.1〜50Ｐａ程度）よりも高圧（0.1ｋ〜５ｋＰａ）にすることによって、解離したチタン原子の凝集速度が飛躍的に高まり、酸化チタン微粒子の生成速度を向上させることができる。原料ガスの圧力が0.1ｋＰａよりも小さいと、気相中のラジカル密度が低下して、重合反応速度が低下するために酸化チタン微粒子の生成速度が極度に低下することとなる。５ｋＰａを超えると、逆に気相中におけるラジカル種の衝突反応速度が増大し過ぎて、粒径制御が困難になる。
【００３５】
また、酸化チタン微粒子の生成量を増大させるには、加熱触媒の表面積を増大させることも有効であり、高周波プラズマＣＶＤ法のように放電電極を大面積化することの困難が伴わないといった利点もある。加熱触媒の表面積を増大させるには、加熱触媒を巻線状、葛折状、襞状、表面凹凸を有する形状、ラダー状等の形状とすることが好ましい。
【００３６】
また、プラズマＣＶＤ法で酸化チタン微粒子を作製する場合には、粒子径の増大に伴って電荷の付着確率が高まり、結果として帯電したチタンが凝集して酸化チタン微粒子となるため、酸化チタン同士が反発し易くなっており、また基板等への静電吸着等という現象が生じ易くなる。そのため、酸化チタン微粒子の取り扱いが困難になるという問題を有していた。これに対して、本発明の製造方法においては、気相中のラジカルがほぼ中性であり、生成される酸化チタン微粒子も無帯電状態のものが得られる。よって、量子サイズ効果の発現が顕著である粒子径が10ｎｍ以下の酸化チタン微粒子が収率良く得られる。
【００３７】
原料ガスに含まれるチタンの塩化物としてはＴｉＣｌ４等が用いられ、チタンのフッ化物としてはＴｉＦ４等を用いることができる。これらのガスは分解効率が高く、高い凝集速度を実現できる。
【００３８】
原料ガスにはチタンの塩化物またはフッ化物と酸素ガスとが含まれるが、酸素の供給源として酸素ガス以外の一酸化炭素、一酸化窒素、二酸化炭素、二酸化窒素等の酸素を構成元素として含む酸素化合物ガスを用いてもよい。
【００３９】
また、原料ガス中には不活性ガスを含有させてもよい。この不活性ガスは、酸化チタン微粒子に対してキャリアガスとしての機能を有し、酸化チタン微粒子の収率の向上に寄与する他、加熱された不活性ガスが酸化チタン微粒子に接触することによって、酸化チタン微粒子の表面反応を活性化させる働きを有する。この不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等を用いることができる。また、酸化チタン微粒子の粒径制御には、チタンの塩化物またはフッ化物のガスのレジデンスタイムが極めて重要なパラメータであり、所望の粒径に応じた不活性ガスの流量調整が重要となる。例えば、酸化チタン微粒子の粒径を５〜20ｎｍ程度とするには、不活性ガスの流量をシリコン系ガスの流量に比して15〜50倍程度にする、といった流量調整をすることが好ましい。
【００４０】
なお、酸化チタン微粒子の表面モフォロジーを変化させたい場合、原料ガス中に水素（Ｈ２）等の希釈用ガスを含有させてもよい。
【００４１】
次に、本発明の製造方法に用いられる製造装置について以下に説明する。
【００４２】
図１は、本発明のシリコン微粒子の製造方法および酸化チタン微粒子の製造方法に用いられる製造装置の概略を示す断面図である。図１の製造装置において、１は、接触ＣＶＤ法によって内部で所定の反応を生じさせてシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を形成するためのチャンバ、２はタングステン等から成る巻線状等の形状の加熱触媒、３は加熱触媒に所定の電力を通電させて抵抗加熱する直流電源、４は原料ガスを導入するためのガス導入口、５はチャンバ１内で形成され落下してきたシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を収集する微粒子収集器、６は所定の粒径以下のシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を通過させるメッシュ窓である。
【００４３】
この製造装置において、原料ガスは、チャンバ１に設けられたガス導入口４から供給され、直流電源３によって加熱された加熱触媒２に接触して分解される。次いで、気相中における２次反応によってシリコン微粒子、酸化チタン微粒子が生成される。ここで、原料ガスの下流側に設けられた微粒子収集器５の上面の全面にメッシュ窓６を設けることにより、収率良く所定の粒径以下のシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を収集することが可能となる。
【００４４】
このような構成の製造装置とすることにより、生成速度が高くかつ収率良くシリコン微粒子、酸化チタン微粒子を製造することが可能となる。
【実施例１】
【００４５】
本発明のシリコン微粒子の製造方法の実施例を以下に説明する。
【００４６】
図１の形成装置において、チャンバ１は、ＳＵＳ（ステンレススチール）製であり、内壁面への付着膜と気相中のラジカル種との反応を抑制するために、内壁に温水ジャケットを設けるというホットウォール構造とした。また、加熱触媒２として、線の直径が0.5ｍｍのコイル形状のタンタル（Ｔａ）線を用いた。加熱触媒２をコイル形状とすることによって、加熱触媒２と原料ガスの分子との接触表面積が増大し、微粒子の生成速度が向上する他、熱膨張および熱収縮に対する加熱触媒２の実質的な力学的強度が向上することで、加熱触媒２の使用寿命が延びるといったメリットもある。また、加熱触媒２は直流電源３に接続されており、通電されて抵抗加熱により約1800〜1950℃に加熱される。直流電源３の代わりに、電力供給として交流電源を用いてもよい。
【００４７】
ここで、シリコン微粒子を形成するには、ガス導入口４より、原料ガスとしてＳｉＨ４およびＡｒの混合ガスを流量比１：１〜１：50の範囲内で供給し、ガス圧力を0.1〜５ｋＰａ程度に保持する。そして、本実施例１においては、ＳｉＨ４とＡｒとの混合ガスの流量比を１：20とし、加熱触媒２の温度および原料ガスの圧力を種々の値とし、シリコン微粒子の収量および時間当たりの収量を調査した結果を表１に示す。なお、表１の条件下では、粒径５〜８ｎｍ程度のシリコン微粒子が形成された。
【表１】
【実施例２】
【００４８】
本発明の酸化チタン微粒子の製造方法の実施例を以下に説明する。
【００４９】
図１の形成装置において、チャンバ１は、ＳＵＳ（ステンレススチール）製であり、内壁面への付着膜と気相中のラジカル種との反応を抑制するために、内壁に温水ジャケットを設けるというホットウォール構造とした。また、加熱触媒２として、線の直径が0.5ｍｍのコイル形状のタンタル（Ｔａ）線を用いた。加熱触媒２をコイル形状とすることによって、加熱触媒２と原料ガスの分子との接触表面積が増大し、微粒子の生成速度が向上する他、熱膨張および熱収縮に対する加熱触媒２の実質的な力学的強度が向上することで、加熱触媒２の使用寿命が延びるといったメリットもある。また、加熱触媒２は直流電源３に接続されており、通電されて抵抗加熱により約1800〜1950℃に加熱される。直流電源３の代わりに、電力供給として交流電源を用いてもよい。
【００５０】
ここで、酸化チタン微粒子を形成するには、ガス導入口４より、原料ガスとしてＴｉＣｌ４、酸素ガスおよびＡｒの混合ガスを、流量比１：２：15〜１：４：20の範囲内で供給し、ガス圧力を0.1〜10ｋＰａ程度に保持する。そして、本実施例２においては、ＴｉＣｌ４と酸素ガスとＡｒとの混合ガスの流量比を１：２：15とし、加熱触媒２の温度および原料ガスの圧力を種々の値とし、酸化チタン微粒子の収量および時間当たりの収量を調査した結果を表２に示す。なお、表２の条件下では、粒径10〜50ｎｍ程度の酸化チタン微粒子が形成された。
【表２】
［比較例１］
【００５１】
原料ガスの圧力を20〜75Ｐａと低い圧力とした以外は上記実施例１と同様にしてシリコン微粒子を製造した。その結果を表３に示す。
【表３】
［比較例２］
【００５２】
原料ガスの圧力を10〜45Ｐａと低い圧力とした以外は上記実施例２と同様にして酸化チタン微粒子を製造した。その結果を表４に示す。
【表４】
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のシリコン微粒子の製造装置の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１：チャンバ
２：加熱触媒
３：直流電源
４：ガス導入口
５：微粒子収集器
６：メッシュ窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記シリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成することを特徴とするシリコン微粒子の製造方法。
【請求項２】
チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記チタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成することを特徴とする酸化チタン微粒子の製造方法。
【請求項１】
シリコンの水素化物を含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記シリコンの水素化物からシリコンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したシリコンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したシリコンを凝集させてシリコン微粒子を形成することを特徴とするシリコン微粒子の製造方法。
【請求項２】
チタンの塩化物またはフッ化物および酸素ガスを含む原料ガスを、タングステン，タンタル，炭素，モリブデンおよびチタンのうちのいずれか一種またはその化合物から成る加熱触媒に接触させて前記チタンの塩化物またはフッ化物からチタンを解離させるとともに、前記原料ガスの圧力を解離したチタンが凝集可能な高圧とすることによって、解離したチタンを酸化させつつ凝集させて酸化チタン微粒子を形成することを特徴とする酸化チタン微粒子の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２０６３７１（Ｐ２００６−２０６３７１Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９７０１（Ｐ２００５−１９７０１）
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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