精製シリコンの製造方法
【課題】様々な品質のシリコンを、数多くの試行錯誤を経ることなく、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、アルミニウム濃度（Ｃ）が精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）になる精製シリコンを、効率良く製造しうる方法を提供すること。
【解決手段】アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と減圧保持時間（Ｔ）とから、あらかじめ、本発明の式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求め、求めた真空接触面積比（Ｓ）になるように鋳型内にアルミニウムを含有するシリコンを充填し、かつ、求めた融液温度（Ｌ）になるまで減圧下で加熱し、求めた融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンの製造方法。
【解決手段】アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と減圧保持時間（Ｔ）とから、あらかじめ、本発明の式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求め、求めた真空接触面積比（Ｓ）になるように鋳型内にアルミニウムを含有するシリコンを充填し、かつ、求めた融液温度（Ｌ）になるまで減圧下で加熱し、求めた融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製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、精製シリコンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コストと各種用途に応じた性能面とから、様々な品質（不純物濃度）のシリコンが要望されている。
【０００３】
アルミニウムなどの低沸点不純物を含有するシリコン融液から不純物を除去して精製シリコンを製造する方法として、鋳型内に充填したシリコンを減圧下で加熱し、保持する減圧精製法が知られている（非特許文献１参照）。すなわち、不純物を含有するシリコン融液を減圧下にさらすことにより、不純物を蒸発除去させる方法である。
【０００４】
また、１０００ｐｐｍ以上、１００００ｐｐｍ以下の重量比のアルミニウムを含む金属シリコンを準備し、圧力が１００Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の不活性雰囲気で、前記金属シリコンを１５００℃以上、１６００℃以下の温度に加熱し、保持する金属シリコンの精製方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
かかるアルミニウムを含有する金属シリコンの精製方法で実際に操作可能なパラメーターとして、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）、真空接触面積比（Ｓ）、減圧保持時間（Ｔ）の他、減圧時の圧力、撹拌の有無、撹拌速度、鋳型材質、鋳型形状、離型剤（窒化珪素など）の品位、炉材（断熱材など）の材質、ヒーターの材質などがある。ここで、真空接触面積比（Ｓ）は真空ないし減圧にさらされる融液の表面積を融液の体積で割り算した値で、単位はｍ-1である。一般に、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が高いほど、アルミニウム除去効率が良く、融液温度（Ｌ）が高いほど、真空接触面積比（Ｓ）が大きいほど、また、減圧保持時間（Ｔ）が長いほど、精製後のアルミニウム濃度(ＣT)のより低い精製シリコンが得られると考えられている。
【０００６】
しかし、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）と、減圧保持時間（Ｔ）および精製後のアルミニウム濃度(ＣT)との関係は、非定量的であり、かつ、明確ではなかった。このため、従来は、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、精製後の目標アルミニウム濃度(ＣT)以下のアルミニウム濃度(Ｃ)の精製シリコンを得るには、数多くの試行錯誤を繰り返して、最適なアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求めていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ０９／００１５４７
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】金属，Ｖｏｌ．６９（１９９９），Ｎｏ．１１，ｐ９５４〜９５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、様々な品質のシリコンを、数多くの試行錯誤を経ることなく、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、アルミニウム濃度（Ｃ）が精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）になる精製シリコンを、効率良く製造することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、特定の式に従って、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）の原料シリコンを減圧下に加熱保持する方法によって、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の精製シリコンの製造方法を提供するものである。
【００１２】
［１］アルミニウム初期濃度（Ｃ0）のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）になるまで加熱し、融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンを得る方法であって、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と減圧保持時間（Ｔ）とから、あらかじめ、下記式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求め、求めた真空接触面積比（Ｓ）になるように鋳型内に、アルミニウムを含有するシリコンを充填し、かつ、求めた融液温度（Ｌ）になるまで減圧下で加熱し、求めた融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンの製造方法。
【数１】
式（１）において、
Ｋ1は、０．７２４０±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ2は、０．８７９５±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ3は、１．３６７８±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ4は、−０．４５１９±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ5は、−０．００００１±０．０００００５の範囲から得らればれる定数を、
Ｋ6は、０．００１９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ7は、−０．００００７±０．０００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ8は、−０．００７９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
ＣTは、精製後の目標アルミニウム濃度（質量％）であり、０．０１質量％以上、５質量％未満から選択される濃度であって、かつ、選択される濃度の±７質量％の誤差範囲内である濃度を、
Ｃ0は、アルミニウム初期濃度（質量％）であり、０．１質量％以上、５質量％以下から選択される濃度を、
Ｔは、減圧保持時間（ｈｒ）であり、２時間以上１０時間以下から選択される時間を、
Ｌは、融液温度（℃）であり、１４１０℃以上、１５５０℃以下から選択される温度を、
Ｓは、真空接触面積比（ｍ-1）であり、１０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下から選択される真空接触面積比を、それぞれ示す。
【００１３】
［２］前記の減圧精製工程が、圧力０．５Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の減圧下で実施される上記［１］に記載の精製シリコンの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に依れば、様々な品質のシリコンを、数多くの試行錯誤を経ることなく、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、アルミニウム濃度（Ｃ）が精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）になる精製シリコンを、効率良く製造しうる精製シリコンの製造方法が提供されるという顕著な効果が得られる。従って、本発明の方法によって、コストと各種用途に応じた性能面とから要望される、様々なアルミニウム濃度の精製シリコンを容易に調製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】参考例１の実験１〜４の結果に基づいて得られた、アルミニウム初期濃度（質量％）と、精製シリコン中のアルミニウム濃度（質量％）との関係を示したグラフである。
【図２】参考例１の実験５〜６の結果に基づいて得られた、減圧保持時間（ｈｒ）と、２時間標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【図３】参考例１の実験７〜８の結果に基づいて得られた、１４７０℃との温度差（℃）と、１４７０℃標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【図４】参考例１の実験９〜１０の結果に基づいて得られた、真空接触面積比（ｍ-1）と、１０ｍ-1標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の製造方法に用いられるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）のアルミニウムを含有するシリコンは、例えばハロゲン化珪素を金属アルミニウムで還元する方法で得られる。また、１１Ｎ以上の高純度のポリシリコンと金属アルミニウムとの混合融液を冷却凝固させる方法でも得られる。金属アルミニウムとしては、普通アルミニウムとして市販されている電解還元アルミニウムや、電解還元アルミニウムを偏析凝固法、三層電解法などの方法によって精製して得られる高純度アルミニウムなどが用いられ、不純物による汚染の少ないシリコンが得られる点で、純度９９．９質量％以上、さらには９９．９５質量％以上の高純度アルミニウムが好ましく用いられる。ここで、金属アルミニウムの純度は、金属アルミニウム１００質量％から、鉄、銅、ガリウム、チタン、ニッケル、ナトリウム、マグネシウムおよび亜鉛の合計含有量を差引いて求められる純度である。
【００１７】
アルミニウム含有濃度、すなわち、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）としては、０．１質量％以上、５質量％以下である。濃度０．１質量％未満であると、減圧精製によるアルミニウム除去効果を得ることが難しく、５質量％を超えると、十分なアルミニウム除去を実施するのに膨大な減圧保持時間を要するため、好ましくない。また、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）は０．０１質量％以上、５質量％未満であり、式（１）の精度を考慮すると、選択される濃度の±７質量％の誤差範囲内の濃度である。上記のアルミニウム初期濃度（Ｃ0）であれば、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）を満足することが可能である。
【００１８】
アルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）になるように調整して鋳型内に充填する。鋳型としては通常、アルミニウムを含有するシリコン融液に対して不活性で、耐熱性のものが使用され、具体的には黒鉛などの炭素、炭化ケイ素、炭化窒素、アルミナ（酸化アルミニウム）、石英などのシリカ（酸化ケイ素）などで構成されたものが使用される。また、真空接触面積比（Ｓ）は１０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下で、減圧精製によるアルミニウム除去効果を有利な方向で得られる点で、好ましくは３０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下である。希望の真空接触面積比になるようにアルミニウムを含有するシリコンを調整して充填する方法としては、真空接触面積比を大きくする場合は、例えば、融液深さが浅くなるように充填量を調整すれば良いし、充填量も確保したければ、幅広の鋳型を使用するなどの工夫をすれば良い。
【００１９】
アルミニウムを含有するシリコンを減圧下で加熱保持するが、減圧下における圧力は０．５Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下で、好ましくは１００Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下である。圧力０．５Ｐａ未満であると、アルミニウムだけでなく、シリコンの蒸発除去の割合が大きくなり、精製シリコンの歩留まりが悪くなるため、好ましくない。１０００Ｐａを超えると、十分なアルミニウム除去効果を得ることが難しく、好ましくない。
【００２０】
アルミニウムを含有するシリコンの加熱保持温度（Ｌ）は、１４１０℃以上、１５５０℃以下で、減圧精製によるアルミニウム除去効果を有利な方向で得られる点で、好ましくは１４７０℃以上、１５５０℃以下である。温度１４１０℃未満になると、アルミニウムを含有するシリコンが溶解せず、融液が得られないため、好ましくない。１５５０℃を超えると、減圧下において鋳型への熱ダメージが大きくなり、鋳型の破損、鋳型への融液の浸透や融液漏れを招く可能性があるため、好ましくない。
【００２１】
また、減圧保持時間（Ｔ）は２時間以上、１０時間以下で、十分なアルミニウム除去効果を得られる点で、好ましくは６時間以上、１０時間以下である。保持時間２時間未満になると、十分なアルミニウム除去効果を得ることが難しく、好ましくない。１０時間を越えると、減圧精製工程に非常に長い時間が費やされ、精製シリコンの生産性が低下するため、好ましくない。
なお、減圧下の雰囲気としては、特に制限はなく、空気減圧下であっても不活性ガス減圧下であっても、いずれでも構わない。
【００２２】
式（１）は、このような精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）との関係を示す式であって、本発明者らが初めて見出したものである。そして本発明の精製シリコンの製造方法は、選択されたアルミニウム初期濃度（Ｃ0）および減圧保持時間（Ｔ）において、式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）で減圧精製工程を実施するものである。上記の減圧精製工程を実施することで、目的の精製シリコンを得ることができる。
【００２３】
減圧精製工程終了後、融液を冷却することにより凝固させて、精製シリコンを得る。融液は方向凝固法で凝固させても良いし、炉内で徐冷凝固させても良いし、炉外に取り出して急冷凝固させても良い。
【００２４】
かくして、様々なアルミニウム濃度の精製シリコンを容易に収得することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、参考例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これら各例によって限定されるものではない。
なお、各例中、「％」は、原則として、「質量％」を示す。また、各例において、シリコン中のアルミニウム濃度の測定は、ＩＣＰ発光分析法により行った。該分析には、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製のＩＣＰ発光分析装置（型番「ＳＰＳ ４０００」）を使用した。
【００２６】
参考例１
〔式（１）の導出〕
実験１
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が５％のアルミニウムを含有するシリコンを、真空接触面積比（Ｓ）が１０ｍ-1になるように調整して鋳型内に充填し、圧力１６８Ｐａの減圧下で融液温度（Ｌ）が１４７０℃になるまで加熱し、融液温度１４７０℃で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）として２時間保持する減圧精製工程を実施した。減圧精製工程実施後、融液を炉外に取り出して急冷凝固させて、精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をＩＣＰ発光分析法で測定した。その結果、精製シリコン中のアルミニウム濃度は２．９０％であった。
【００２７】
実験２〜実験４
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が１％、０．５％、０．１％のアルミニウムを含有するシリコンを用いる以外は、実験１と同様に操作して、各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００２８】
表１に、実験１〜実験４で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
実験１〜実験４の結果より、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と、精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）との関係を求めたところ、下記式（２）を得た。
【数２】
式（２）において、Ｋ1は０．７２４０であり、Ｋ2は０．８７９５である。実験１〜実験４におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（２）を満足する。また、図１は、実験１〜４の結果に基づいて得られた、アルミニウム初期濃度（％）と、精製シリコン中のアルミニウム濃度（％）との関係を示したグラフである。
【００３１】
実験５および実験６
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が１％のアルミニウムを含有するシリコンを用い、上記実験１〜実験４とは真空接触面積比（Ｓ）および融液温度（Ｌ）が一致するが、減圧保持時間（Ｔ）が異なる実験５および実験６を行った。各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００３２】
表２に、実験５及び実験６で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
この実験５および実験６は、実験２とは、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、真空接触面積比（Ｓ）および融液温度（Ｌ）が一致するが、減圧保持時間（Ｔ）が異なる。また、実験１、実験３および実験４とは、真空接触面積比（Ｓ）および融液温度（Ｌ）が一致するが、減圧保持時間（Ｔ）が異なる。この実験５および実験６で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、上記式（２）を満足しない。上記実験１〜実験４で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）を満足し、かつ、これら実験５および実験６で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をも満足する式として、下記式（３）を得た。
【数３】
式（３）において、Ｋ3は１．３６７８であり、Ｋ4は−０．４５１９である。実験１〜実験４と実験５および実験６におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（３）を満足する。また、図２は、実験５及び実験６の結果に基づいて得られた、減圧保持時間（ｈｒ）と、２時間標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【００３５】
実験７および実験８
上記実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、真空接触面積比（Ｓ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、融液温度（Ｌ）が異なる実験７および実験８を行った。各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００３６】
表３に、実験７及び実験８で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】
この実験７および実験８は、実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、真空接触面積比（Ｓ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、融液温度（Ｌ）が異なる。このため、この実験７および実験８で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、上記式（２）および式（３）を満足しない。上記実験１〜実験４と実験５および実験６で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）を満足し、かつ、これら実験７および実験８で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をも満足する式として、下記式（４）を得た。
【数４】
式（４）において、Ｋ5は−０．００００１であり、Ｋ6は０．００１９である。実験１〜実験４、実験５および実験６と実験７および８におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、融液温度（Ｌ）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（４）を満足する。また、図３は、実験７及び実験８の結果に基づいて得られた、１４７０℃との温度差（℃）と、１４７０℃標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【００３９】
実験９および実験１０
上記実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、真空接触面積比（Ｓ）が異なる実験９および実験１０を行った。各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００４０】
表４に、実験１〜実験４で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】
この実験９および実験１０は、実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、真空接触面積比（Ｓ）が異なる。このため、この実験９および実験１０で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、上記式（２）、式（３）および式（４）を満足しない。上記実験１〜実験４と実験５および実験６と実験７および実験８で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）を満足し、かつ、これら実験９および実験１０で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をも満足する式として、下記式（１）を、導き出した。
【数５】
式（１）において、Ｋ7は−０．００００７であり、Ｋ8は−０．００７９である。実験１〜実験４、実験５および実験６、実験７および８と実験９と実験１０におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、融液温度（Ｌ）、真空接触面積比（Ｓ）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（１）を満足する。また、図４は、実験９及び実験１０の結果に基づいて得られた、真空接触面積比（ｍ-1）と、１０ｍ-1標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【００４３】
上記式（１）には、圧力のパラメーターは入っていない。但し、０．７Ｐａの高真空下でも実験したが、圧力の影響は確認されなかったので、圧力のパラメーターは省略可能である。
【００４４】
実施例１
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）を０．１％、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）を０．０６％、減圧保持時間（Ｔ）を４時間として、式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求めると、融液温度（Ｌ）は１４４０℃、真空接触面積比（Ｓ）は３０ｍ-1となる。アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が０．１％のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）が求めた値である３０ｍ-1になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）が求めた値である１４４０℃になるまで加熱し、融液温度１４４０℃で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）として４時間保持する減圧精製工程を実施した。減圧精製工程実施後、融液を炉外に取り出して急冷凝固させて、精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を測定した。その結果、精製シリコン中のアルミニウム濃度は０．０６％であった。
【００４５】
実施例２〜実施例６
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）および減圧保持時間（Ｔ）を、それぞれ表５に示すとおりとする以外は、実施例１と同様にして融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を得、得られた融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）で減圧精製工程を実施する以外は、実施例１と同様に操作して精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を測定した。
【００４６】
表５に、実施例１〜６における、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）、真空接触面積比（Ｓ）、融液温度（Ｌ）および得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を、それぞれ示す。
【００４７】
【表５】
【００４８】
比較例１（実施例４との比較）
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）を１％、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）を０．２３％、減圧保持時間（Ｔ）を６時間として、式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求めると、融液温度（Ｌ）は１４７０℃、真空接触面積比（Ｓ）は５０ｍ-1となる。アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が１％のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）が求めた値と異なる３０ｍ-1になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）が求めた値と異なる１４１０℃になるまで加熱し、融液温度１４１０℃で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）として６時間保持する減圧精製工程を実施した。減圧精製工程実施後、融液を炉外に取り出して急冷凝固させて、精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を測定した。その結果、精製シリコン中のアルミニウム濃度は０．３７％であった。
【００４９】
表６に、比較例１における、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）、真空接触面積比（Ｓ）、融液温度（Ｌ）および得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を、それぞれ示す。
【００５０】
【表６】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精製シリコンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コストと各種用途に応じた性能面とから、様々な品質（不純物濃度）のシリコンが要望されている。
【０００３】
アルミニウムなどの低沸点不純物を含有するシリコン融液から不純物を除去して精製シリコンを製造する方法として、鋳型内に充填したシリコンを減圧下で加熱し、保持する減圧精製法が知られている（非特許文献１参照）。すなわち、不純物を含有するシリコン融液を減圧下にさらすことにより、不純物を蒸発除去させる方法である。
【０００４】
また、１０００ｐｐｍ以上、１００００ｐｐｍ以下の重量比のアルミニウムを含む金属シリコンを準備し、圧力が１００Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の不活性雰囲気で、前記金属シリコンを１５００℃以上、１６００℃以下の温度に加熱し、保持する金属シリコンの精製方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
かかるアルミニウムを含有する金属シリコンの精製方法で実際に操作可能なパラメーターとして、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）、真空接触面積比（Ｓ）、減圧保持時間（Ｔ）の他、減圧時の圧力、撹拌の有無、撹拌速度、鋳型材質、鋳型形状、離型剤（窒化珪素など）の品位、炉材（断熱材など）の材質、ヒーターの材質などがある。ここで、真空接触面積比（Ｓ）は真空ないし減圧にさらされる融液の表面積を融液の体積で割り算した値で、単位はｍ-1である。一般に、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が高いほど、アルミニウム除去効率が良く、融液温度（Ｌ）が高いほど、真空接触面積比（Ｓ）が大きいほど、また、減圧保持時間（Ｔ）が長いほど、精製後のアルミニウム濃度(ＣT)のより低い精製シリコンが得られると考えられている。
【０００６】
しかし、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）と、減圧保持時間（Ｔ）および精製後のアルミニウム濃度(ＣT)との関係は、非定量的であり、かつ、明確ではなかった。このため、従来は、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、精製後の目標アルミニウム濃度(ＣT)以下のアルミニウム濃度(Ｃ)の精製シリコンを得るには、数多くの試行錯誤を繰り返して、最適なアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求めていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ０９／００１５４７
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】金属，Ｖｏｌ．６９（１９９９），Ｎｏ．１１，ｐ９５４〜９５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、様々な品質のシリコンを、数多くの試行錯誤を経ることなく、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、アルミニウム濃度（Ｃ）が精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）になる精製シリコンを、効率良く製造することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、特定の式に従って、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）の原料シリコンを減圧下に加熱保持する方法によって、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の精製シリコンの製造方法を提供するものである。
【００１２】
［１］アルミニウム初期濃度（Ｃ0）のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）になるまで加熱し、融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンを得る方法であって、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と減圧保持時間（Ｔ）とから、あらかじめ、下記式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求め、求めた真空接触面積比（Ｓ）になるように鋳型内に、アルミニウムを含有するシリコンを充填し、かつ、求めた融液温度（Ｌ）になるまで減圧下で加熱し、求めた融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンの製造方法。
【数１】
式（１）において、
Ｋ1は、０．７２４０±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ2は、０．８７９５±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ3は、１．３６７８±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ4は、−０．４５１９±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ5は、−０．００００１±０．０００００５の範囲から得らればれる定数を、
Ｋ6は、０．００１９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ7は、−０．００００７±０．０００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ8は、−０．００７９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
ＣTは、精製後の目標アルミニウム濃度（質量％）であり、０．０１質量％以上、５質量％未満から選択される濃度であって、かつ、選択される濃度の±７質量％の誤差範囲内である濃度を、
Ｃ0は、アルミニウム初期濃度（質量％）であり、０．１質量％以上、５質量％以下から選択される濃度を、
Ｔは、減圧保持時間（ｈｒ）であり、２時間以上１０時間以下から選択される時間を、
Ｌは、融液温度（℃）であり、１４１０℃以上、１５５０℃以下から選択される温度を、
Ｓは、真空接触面積比（ｍ-1）であり、１０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下から選択される真空接触面積比を、それぞれ示す。
【００１３】
［２］前記の減圧精製工程が、圧力０．５Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の減圧下で実施される上記［１］に記載の精製シリコンの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に依れば、様々な品質のシリコンを、数多くの試行錯誤を経ることなく、目標とする減圧保持時間（Ｔ）で、アルミニウム濃度（Ｃ）が精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）になる精製シリコンを、効率良く製造しうる精製シリコンの製造方法が提供されるという顕著な効果が得られる。従って、本発明の方法によって、コストと各種用途に応じた性能面とから要望される、様々なアルミニウム濃度の精製シリコンを容易に調製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】参考例１の実験１〜４の結果に基づいて得られた、アルミニウム初期濃度（質量％）と、精製シリコン中のアルミニウム濃度（質量％）との関係を示したグラフである。
【図２】参考例１の実験５〜６の結果に基づいて得られた、減圧保持時間（ｈｒ）と、２時間標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【図３】参考例１の実験７〜８の結果に基づいて得られた、１４７０℃との温度差（℃）と、１４７０℃標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【図４】参考例１の実験９〜１０の結果に基づいて得られた、真空接触面積比（ｍ-1）と、１０ｍ-1標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の製造方法に用いられるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）のアルミニウムを含有するシリコンは、例えばハロゲン化珪素を金属アルミニウムで還元する方法で得られる。また、１１Ｎ以上の高純度のポリシリコンと金属アルミニウムとの混合融液を冷却凝固させる方法でも得られる。金属アルミニウムとしては、普通アルミニウムとして市販されている電解還元アルミニウムや、電解還元アルミニウムを偏析凝固法、三層電解法などの方法によって精製して得られる高純度アルミニウムなどが用いられ、不純物による汚染の少ないシリコンが得られる点で、純度９９．９質量％以上、さらには９９．９５質量％以上の高純度アルミニウムが好ましく用いられる。ここで、金属アルミニウムの純度は、金属アルミニウム１００質量％から、鉄、銅、ガリウム、チタン、ニッケル、ナトリウム、マグネシウムおよび亜鉛の合計含有量を差引いて求められる純度である。
【００１７】
アルミニウム含有濃度、すなわち、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）としては、０．１質量％以上、５質量％以下である。濃度０．１質量％未満であると、減圧精製によるアルミニウム除去効果を得ることが難しく、５質量％を超えると、十分なアルミニウム除去を実施するのに膨大な減圧保持時間を要するため、好ましくない。また、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）は０．０１質量％以上、５質量％未満であり、式（１）の精度を考慮すると、選択される濃度の±７質量％の誤差範囲内の濃度である。上記のアルミニウム初期濃度（Ｃ0）であれば、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）を満足することが可能である。
【００１８】
アルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）になるように調整して鋳型内に充填する。鋳型としては通常、アルミニウムを含有するシリコン融液に対して不活性で、耐熱性のものが使用され、具体的には黒鉛などの炭素、炭化ケイ素、炭化窒素、アルミナ（酸化アルミニウム）、石英などのシリカ（酸化ケイ素）などで構成されたものが使用される。また、真空接触面積比（Ｓ）は１０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下で、減圧精製によるアルミニウム除去効果を有利な方向で得られる点で、好ましくは３０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下である。希望の真空接触面積比になるようにアルミニウムを含有するシリコンを調整して充填する方法としては、真空接触面積比を大きくする場合は、例えば、融液深さが浅くなるように充填量を調整すれば良いし、充填量も確保したければ、幅広の鋳型を使用するなどの工夫をすれば良い。
【００１９】
アルミニウムを含有するシリコンを減圧下で加熱保持するが、減圧下における圧力は０．５Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下で、好ましくは１００Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下である。圧力０．５Ｐａ未満であると、アルミニウムだけでなく、シリコンの蒸発除去の割合が大きくなり、精製シリコンの歩留まりが悪くなるため、好ましくない。１０００Ｐａを超えると、十分なアルミニウム除去効果を得ることが難しく、好ましくない。
【００２０】
アルミニウムを含有するシリコンの加熱保持温度（Ｌ）は、１４１０℃以上、１５５０℃以下で、減圧精製によるアルミニウム除去効果を有利な方向で得られる点で、好ましくは１４７０℃以上、１５５０℃以下である。温度１４１０℃未満になると、アルミニウムを含有するシリコンが溶解せず、融液が得られないため、好ましくない。１５５０℃を超えると、減圧下において鋳型への熱ダメージが大きくなり、鋳型の破損、鋳型への融液の浸透や融液漏れを招く可能性があるため、好ましくない。
【００２１】
また、減圧保持時間（Ｔ）は２時間以上、１０時間以下で、十分なアルミニウム除去効果を得られる点で、好ましくは６時間以上、１０時間以下である。保持時間２時間未満になると、十分なアルミニウム除去効果を得ることが難しく、好ましくない。１０時間を越えると、減圧精製工程に非常に長い時間が費やされ、精製シリコンの生産性が低下するため、好ましくない。
なお、減圧下の雰囲気としては、特に制限はなく、空気減圧下であっても不活性ガス減圧下であっても、いずれでも構わない。
【００２２】
式（１）は、このような精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）との関係を示す式であって、本発明者らが初めて見出したものである。そして本発明の精製シリコンの製造方法は、選択されたアルミニウム初期濃度（Ｃ0）および減圧保持時間（Ｔ）において、式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）で減圧精製工程を実施するものである。上記の減圧精製工程を実施することで、目的の精製シリコンを得ることができる。
【００２３】
減圧精製工程終了後、融液を冷却することにより凝固させて、精製シリコンを得る。融液は方向凝固法で凝固させても良いし、炉内で徐冷凝固させても良いし、炉外に取り出して急冷凝固させても良い。
【００２４】
かくして、様々なアルミニウム濃度の精製シリコンを容易に収得することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、参考例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これら各例によって限定されるものではない。
なお、各例中、「％」は、原則として、「質量％」を示す。また、各例において、シリコン中のアルミニウム濃度の測定は、ＩＣＰ発光分析法により行った。該分析には、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製のＩＣＰ発光分析装置（型番「ＳＰＳ ４０００」）を使用した。
【００２６】
参考例１
〔式（１）の導出〕
実験１
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が５％のアルミニウムを含有するシリコンを、真空接触面積比（Ｓ）が１０ｍ-1になるように調整して鋳型内に充填し、圧力１６８Ｐａの減圧下で融液温度（Ｌ）が１４７０℃になるまで加熱し、融液温度１４７０℃で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）として２時間保持する減圧精製工程を実施した。減圧精製工程実施後、融液を炉外に取り出して急冷凝固させて、精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をＩＣＰ発光分析法で測定した。その結果、精製シリコン中のアルミニウム濃度は２．９０％であった。
【００２７】
実験２〜実験４
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が１％、０．５％、０．１％のアルミニウムを含有するシリコンを用いる以外は、実験１と同様に操作して、各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００２８】
表１に、実験１〜実験４で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
実験１〜実験４の結果より、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と、精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）との関係を求めたところ、下記式（２）を得た。
【数２】
式（２）において、Ｋ1は０．７２４０であり、Ｋ2は０．８７９５である。実験１〜実験４におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（２）を満足する。また、図１は、実験１〜４の結果に基づいて得られた、アルミニウム初期濃度（％）と、精製シリコン中のアルミニウム濃度（％）との関係を示したグラフである。
【００３１】
実験５および実験６
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が１％のアルミニウムを含有するシリコンを用い、上記実験１〜実験４とは真空接触面積比（Ｓ）および融液温度（Ｌ）が一致するが、減圧保持時間（Ｔ）が異なる実験５および実験６を行った。各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００３２】
表２に、実験５及び実験６で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
この実験５および実験６は、実験２とは、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、真空接触面積比（Ｓ）および融液温度（Ｌ）が一致するが、減圧保持時間（Ｔ）が異なる。また、実験１、実験３および実験４とは、真空接触面積比（Ｓ）および融液温度（Ｌ）が一致するが、減圧保持時間（Ｔ）が異なる。この実験５および実験６で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、上記式（２）を満足しない。上記実験１〜実験４で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）を満足し、かつ、これら実験５および実験６で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をも満足する式として、下記式（３）を得た。
【数３】
式（３）において、Ｋ3は１．３６７８であり、Ｋ4は−０．４５１９である。実験１〜実験４と実験５および実験６におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（３）を満足する。また、図２は、実験５及び実験６の結果に基づいて得られた、減圧保持時間（ｈｒ）と、２時間標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【００３５】
実験７および実験８
上記実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、真空接触面積比（Ｓ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、融液温度（Ｌ）が異なる実験７および実験８を行った。各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００３６】
表３に、実験７及び実験８で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】
この実験７および実験８は、実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、真空接触面積比（Ｓ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、融液温度（Ｌ）が異なる。このため、この実験７および実験８で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、上記式（２）および式（３）を満足しない。上記実験１〜実験４と実験５および実験６で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）を満足し、かつ、これら実験７および実験８で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をも満足する式として、下記式（４）を得た。
【数４】
式（４）において、Ｋ5は−０．００００１であり、Ｋ6は０．００１９である。実験１〜実験４、実験５および実験６と実験７および８におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、融液温度（Ｌ）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（４）を満足する。また、図３は、実験７及び実験８の結果に基づいて得られた、１４７０℃との温度差（℃）と、１４７０℃標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【００３９】
実験９および実験１０
上記実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、真空接触面積比（Ｓ）が異なる実験９および実験１０を行った。各精製シリコン中のアルミニウム濃度を測定した。
【００４０】
表４に、実験１〜実験４で得られた各精製シリコン中のアルミニウム濃度を示す。
【００４１】
【表４】
【００４２】
この実験９および実験１０は、実験２とはアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、融液温度（Ｌ）および減圧保持時間（Ｔ）が一致するが、真空接触面積比（Ｓ）が異なる。このため、この実験９および実験１０で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、上記式（２）、式（３）および式（４）を満足しない。上記実験１〜実験４と実験５および実験６と実験７および実験８で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）を満足し、かつ、これら実験９および実験１０で分析した精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）をも満足する式として、下記式（１）を、導き出した。
【数５】
式（１）において、Ｋ7は−０．００００７であり、Ｋ8は−０．００７９である。実験１〜実験４、実験５および実験６、実験７および８と実験９と実験１０におけるアルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、融液温度（Ｌ）、真空接触面積比（Ｓ）および精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT）は、式（１）を満足する。また、図４は、実験９及び実験１０の結果に基づいて得られた、真空接触面積比（ｍ-1）と、１０ｍ-1標準からの低減率（％）との関係を示したグラフである。
【００４３】
上記式（１）には、圧力のパラメーターは入っていない。但し、０．７Ｐａの高真空下でも実験したが、圧力の影響は確認されなかったので、圧力のパラメーターは省略可能である。
【００４４】
実施例１
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）を０．１％、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）を０．０６％、減圧保持時間（Ｔ）を４時間として、式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求めると、融液温度（Ｌ）は１４４０℃、真空接触面積比（Ｓ）は３０ｍ-1となる。アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が０．１％のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）が求めた値である３０ｍ-1になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）が求めた値である１４４０℃になるまで加熱し、融液温度１４４０℃で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）として４時間保持する減圧精製工程を実施した。減圧精製工程実施後、融液を炉外に取り出して急冷凝固させて、精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を測定した。その結果、精製シリコン中のアルミニウム濃度は０．０６％であった。
【００４５】
実施例２〜実施例６
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）および減圧保持時間（Ｔ）を、それぞれ表５に示すとおりとする以外は、実施例１と同様にして融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を得、得られた融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）で減圧精製工程を実施する以外は、実施例１と同様に操作して精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を測定した。
【００４６】
表５に、実施例１〜６における、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）、真空接触面積比（Ｓ）、融液温度（Ｌ）および得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を、それぞれ示す。
【００４７】
【表５】
【００４８】
比較例１（実施例４との比較）
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）を１％、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）を０．２３％、減圧保持時間（Ｔ）を６時間として、式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求めると、融液温度（Ｌ）は１４７０℃、真空接触面積比（Ｓ）は５０ｍ-1となる。アルミニウム初期濃度（Ｃ0）が１％のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）が求めた値と異なる３０ｍ-1になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）が求めた値と異なる１４１０℃になるまで加熱し、融液温度１４１０℃で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）として６時間保持する減圧精製工程を実施した。減圧精製工程実施後、融液を炉外に取り出して急冷凝固させて、精製シリコンを得た。最後に、得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を測定した。その結果、精製シリコン中のアルミニウム濃度は０．３７％であった。
【００４９】
表６に、比較例１における、アルミニウム初期濃度（Ｃ0）、減圧保持時間（Ｔ）、精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）、真空接触面積比（Ｓ）、融液温度（Ｌ）および得られた精製シリコン中のアルミニウム濃度（ＣT'）を、それぞれ示す。
【００５０】
【表６】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）になるまで加熱し、融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンを得る方法であって、
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と減圧保持時間（Ｔ）とから、あらかじめ、下記式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求め、求めた真空接触面積比（Ｓ）になるように鋳型内にアルミニウムを含有するシリコンを充填し、かつ、求めた融液温度（Ｌ）になるまで減圧下で加熱し、求めた融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンの製造方法。
【数６】
式（１）において、
Ｋ1は、０．７２４０±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ2は、０．８７９５±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ3は、１．３６７８±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ4は、−０．４５１９±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ5は、−０．００００１±０．０００００５の範囲から得らればれる定数を、
Ｋ6は、０．００１９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ7は、−０．００００７±０．０００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ8は、−０．００７９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
ＣTは、精製後の目標アルミニウム濃度（質量％）であり、０．０１質量％以上、５質量％未満から選択される濃度であって、かつ、選択される濃度の±７％の誤差範囲内である濃度を、
Ｃ0は、アルミニウム初期濃度（質量％）であり、０．１質量％以上、５質量％以下から選択される濃度を、
Ｔは、減圧保持時間（時間）であり、２時間以上１０時間以下から選択される時間を、
Ｌは、融液温度（℃）であり、１４１０℃以上、１５５０℃以下から選択される温度を、
Ｓは、真空接触面積比（ｍ-1）であり、１０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下から選択される真空接触面積比を、それぞれ示す。
【請求項２】
前記の減圧精製工程が、圧力０．５Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の減圧下で実施される請求項１に記載の精製シリコンの製造方法。
【請求項１】
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）のアルミニウムを含有するシリコンを真空接触面積比（Ｓ）になるように調整して鋳型内に充填し、減圧下で融液温度（Ｌ）になるまで加熱し、融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンを得る方法であって、
アルミニウム初期濃度（Ｃ0）と精製後の目標アルミニウム濃度（ＣT）と減圧保持時間（Ｔ）とから、あらかじめ、下記式（１）を満足する融液温度（Ｌ）および真空接触面積比（Ｓ）を求め、求めた真空接触面積比（Ｓ）になるように鋳型内にアルミニウムを含有するシリコンを充填し、かつ、求めた融液温度（Ｌ）になるまで減圧下で加熱し、求めた融液温度（Ｌ）で減圧下のまま、減圧保持時間（Ｔ）まで保持する減圧精製工程を含む精製シリコンの製造方法。
【数６】
式（１）において、
Ｋ1は、０．７２４０±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ2は、０．８７９５±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ3は、１．３６７８±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ4は、−０．４５１９±０．０００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ5は、−０．００００１±０．０００００５の範囲から得らればれる定数を、
Ｋ6は、０．００１９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ7は、−０．００００７±０．０００００５の範囲から選ばれる定数を、
Ｋ8は、−０．００７９±０．００００５の範囲から選ばれる定数を、
ＣTは、精製後の目標アルミニウム濃度（質量％）であり、０．０１質量％以上、５質量％未満から選択される濃度であって、かつ、選択される濃度の±７％の誤差範囲内である濃度を、
Ｃ0は、アルミニウム初期濃度（質量％）であり、０．１質量％以上、５質量％以下から選択される濃度を、
Ｔは、減圧保持時間（時間）であり、２時間以上１０時間以下から選択される時間を、
Ｌは、融液温度（℃）であり、１４１０℃以上、１５５０℃以下から選択される温度を、
Ｓは、真空接触面積比（ｍ-1）であり、１０ｍ-1以上、５０ｍ-1以下から選択される真空接触面積比を、それぞれ示す。
【請求項２】
前記の減圧精製工程が、圧力０．５Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の減圧下で実施される請求項１に記載の精製シリコンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８４２２９（Ｐ２０１１−１８４２２９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０４７４（Ｐ２０１０−５０４７４）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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