專利名稱：硅和碳化硅的制造方法以及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體或太陽能電池等中使用的硅、碳化硅的原料的制造方法以及制造裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明特別涉及高純度半導(dǎo)體、太陽能電池用硅的還原制造方法。作為硅的制造技術(shù)，過去通常使用用電弧爐，將作為原料的碳焦炭和硅石(或硅砂)分別或混合投入到該爐中，從自上向下垂吊設(shè)置的碳電極供給電能將硅石還原精制為硅的方法。其反應(yīng)過程大致是明了的，即硅石與碳在含有部分碳化硅的拱形室中反應(yīng)，將生成的硅抽出。在上述工序中制造的普通硅并不顯示出半導(dǎo)體的特性，這稱之為金屬硅(MG-Si)， 可大量生產(chǎn)。其原因是在硅中混入大量雜質(zhì)。所謂其雜質(zhì)已知有硼、磷、鋁、鐵、錳、鈦等。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明概要本發(fā)明要解決的課題這些雜質(zhì)的來源，據(jù)認(rèn)為主要是硅石(硅砂)、碳焦炭中所含的雜質(zhì)。但是，根據(jù)本發(fā)明人的研究，認(rèn)為由于在電弧爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，由上述碳電極、爐材、出料用坩堝等混入的雜質(zhì)也是很多的。電弧爐在其結(jié)構(gòu)上，用于供給電力的碳電極以及原料焦炭和硅石都從爐的上部導(dǎo)入，蒸汽壓高的雜質(zhì)蒸發(fā)，而使來自碳電極以及原料焦炭和硅石的蒸汽壓比較低的鐵或鎳等元素逐漸被濃縮，從而進(jìn)入金屬硅中。還已知蒸汽壓比較高的磷等雖然一度在反應(yīng)中蒸發(fā)，但會附著在電弧爐中溫度低的區(qū)域，又會返回到該原料中。在半導(dǎo)體中使用的硅雜質(zhì)要少，這是極為重要的條件。為了確保此高純度，采用了浙濾法，即在重新熔化的金屬硅中混入碳酸鈣，用酸溶解得到的硅酸鈣，再溶解除去由硅鈣 (珪素力 >〉々A )吸收的雜質(zhì)。這樣得到的雜質(zhì)濃度最多為IN 3N的程度，還是不顯示半導(dǎo)體的特性。因此，過去使用了 Siemens法，即用高溫的鹽酸等溶解硅并蒸發(fā)，由此制造出四氯化硅、三氯化硅，將其進(jìn)行數(shù)次蒸餾，制造出高純度的四氯化硅、三氯化硅，再用通電的硅絲使其熱分解而使硅進(jìn)行氣相生長的方法。結(jié)果要耗費大量的電能?；蛘呃媒饘賹W(xué)的制造方法，即用水蒸氣的等離子體將上述金屬硅氧化以除去硼，再保持在真空中除去磷， 最后單向凝固地緩慢冷卻使得鐵、鎳等雜質(zhì)偏析。在電弧爐中精制的硅中會混入雜質(zhì)的原因不僅是在原料硅石、焦炭中所含的雜質(zhì)，爐壁、作為電極使用的碳電極中的雜質(zhì)也會混入到為生成物的硅中。在使用硅石、焦炭前的階段，選擇高純度的品級是可能的，但當(dāng)然會使其成本提高，而為了達(dá)到足夠的洗凈效果而使其成為微小的粉末時，在向發(fā)生激烈的對流的電弧爐中投入原料本身是十分困難的。特別是在高溫下使用電極用碳，為了防止破損而有時也會有意混入鐵等金屬成分，此雜質(zhì)就會混入到硅中。為了相對于投入的電力有更好的收率，平穩(wěn)地進(jìn)行還原反應(yīng)，優(yōu)選氧氣稍多的狀
5態(tài)，由于在反應(yīng)過程中生成的一氧化碳從爐內(nèi)放出時，也還釋放出氣體狀態(tài)的一氧化硅，將其在爐外氧化再回復(fù)到二氧化硅。在通常的商業(yè)生產(chǎn)中其比例為20 30%，由袋式過濾器回收除去，此外還必需有熱回收裝置，這就加大了設(shè)備投資額。由于電弧爐通常是開放的，會發(fā)生對流，在供給焦炭、硅石等原料時，不能使用粉末，只能投入一定尺寸的固體物。由于在此固體物所含的也是固體，在其中所含的雜質(zhì)不能很容易地除去。而生成的硅不能連續(xù)地而必須間歇地取出。上述浙濾法需要高純度的碳酸鈣，還必需使硅重新熔化的能量，而粉碎硅、用酸溶解除去硅酸鈣都是必須的，也都需要電能，再者，硅的損失、需要其它的酸或碳酸鈣材料等都會造成浪費。另一方面，Siemens法能夠?qū)⑺穆然杌蛉然柚惖碾s質(zhì)降低到9 IlN的程度，能夠使硅達(dá)到高純度這是優(yōu)點，但由于使用氯帶來了高額的設(shè)備成本，而且由于考慮到氣相生長而需要大量電能，會有提高硅的價格的問題。用來解決問題的手段本申請是鑒于以上的問題而提出的。圖1是涉及本發(fā)明的硅和碳化硅的制造方法原理說明圖。原料碳焦炭(51)和硅砂(硅石)(5 預(yù)先各自粉碎到幾個毫米程度以下的形狀。用含有酸或堿的水溶液將其洗凈，除去低蒸汽壓的雜質(zhì)和水分。將如此準(zhǔn)備的焦炭 (1)和硅石O)以預(yù)定的比例混合(混,練)(53)之后，從1500°C加熱到3000°C，制造作為一次中間生成物的碳化硅(54)。加熱的方法，使用電阻加熱。但是有必要通入載氣等使得空氣中的氮氣不會混入碳化硅當(dāng)中。在此過程中，也能夠提高去除高蒸汽壓雜質(zhì)的效果。粉碎上述中間生成物碳化硅(M)，將此粉碎的碳化硅(4)與用上述方法制造的高純度硅石混合，在高頻感應(yīng)爐(7)中將其從1500°C加熱到2000°C，使其反應(yīng)抽出硅熔體 (55)。此硅熔體可用各種方法進(jìn)行結(jié)晶。在硅的制造方法中，其特征在于將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石) 將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅。在硅的制造方法中，其特征在于，碳化硅的雜質(zhì)各自在3N以上的高純度，硅砂的雜質(zhì)在3N以上。在硅的制造方法中，其特征在于，上述加熱裝置是高頻感應(yīng)加熱。在硅的制造方法中，其特征在于，上述加熱裝置是直流電阻加熱。在硅的制造方法中，其特征在于，上述加熱用坩堝是由碳化硅構(gòu)成的。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂 (硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體作為原料，通過氣相生長形成碳化硅膜，并將其回收。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)， 用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以加熱時生成的活性氣體中的一氧化硅和一氧化碳作為原料，用另外預(yù)備的硅熔體從一氧化碳中吸收碳，從一氧化硅中吸收硅，由此使硅中的碳保持過飽和的狀態(tài)，通過緩慢冷卻外延生長形成碳化硅膜并將其回收。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，上述加熱用坩堝是由碳化硅構(gòu)成的。在硅的制造方法中，其特征在于，在加熱反應(yīng)時，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中， 在減壓狀態(tài)下加熱、反應(yīng)。在碳化硅半導(dǎo)體制造方法中，其特征在于，在加熱反應(yīng)時，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在減壓狀態(tài)下加熱、反應(yīng)。在硅的制造方法中，其特征在于，碳化硅與硅砂(硅石)的比例，以1 1為中心， 最大為10 1，最小為1 10。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，碳化硅與硅砂(硅石)的比例，以 1 1為中心，最大為10 1，最小為1 10。在硅的制造方法中，其特征在于，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在惰性氣體中進(jìn)行加熱反應(yīng)。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在惰性氣體中進(jìn)行加熱。在硅的制造方法中，其特征在于，具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)并放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)。在硅的制造方法中，其特征在于，具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，再將它們放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，再將它們放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)。在同時制造硅和碳化硅的制造硅的方法中，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體作為原料，通過氣相生長形成碳化硅膜，通過將其回收而制造碳化硅。在同時制造硅和碳化硅的制造硅的方法中，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以加熱時生成的活性氣體中的一氧化硅和一氧化碳作為原料， 用另外預(yù)備的硅熔體從一氧化碳中吸收碳，從一氧化硅中吸收硅，由此使硅中的碳保持過飽和的狀態(tài)，通過緩慢冷卻外延生長形成碳化硅膜，通過將其回收而制造碳化硅。在硅的制造方法中，其特征在于，設(shè)有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，再將它們放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)，由此同時制造出硅和碳化硅。在硅的制造裝置中，其特征在于，該裝置具備用于容納粉碎、洗凈并混合的碳化硅和硅砂(硅石)的加熱用坩堝、將其加熱的加熱裝置、以及用于容納硅的抽出用坩堝，所述硅通過用硅砂(硅石)氧化碳化硅，再通過用碳化硅還原硅砂(硅石)而抽出。在碳化硅半導(dǎo)體的制造裝置中，其特征在于，該裝置具備用于容納粉碎、洗凈并混合的碳化硅和硅砂(硅石)的加熱用坩堝、將其加熱的加熱裝置、用于容納硅的抽出用坩堝，所述硅通過用硅砂(硅石)氧化碳化硅，再通過用碳化硅還原硅砂(硅石)而抽出、 回收該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體的回收裝置、以及以該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體為原料，形成碳化硅膜并將其回收的回收坩堝。在硅的制造裝置中，其特征在于，該裝置具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)、設(shè)有減壓裝置并放入鐘
罩容器中。在硅的制造裝置中，其特征在于，該裝置具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使該回收用坩堝形成橫長型，對它們設(shè)有減壓裝置并將其放入鐘罩容器中。在碳化硅半導(dǎo)體的制造裝置中，其特征在于，該裝置具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)、設(shè)有減壓裝置并放入鐘罩容器中。在碳化硅半導(dǎo)體的制造裝置中，其特征在于，該裝置具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，對它們設(shè)有減壓裝置并將其放入鐘罩容器中。在硅的制造裝置中，其特征在于，碳化硅和硅砂(硅石)的比例為2 1。在碳化硅半導(dǎo)體的制造裝置中，其特征在于，碳化硅和硅砂(硅石)的比例為 2 I0在硅的制造方法中，其特征在于，在從1大氣壓減壓到0. 01大氣壓的減壓狀態(tài)下加熱進(jìn)行反應(yīng)。在碳化硅半導(dǎo)體的制造方法中，其特征在于，在從1大氣壓減壓到0. 01大氣壓的減壓狀態(tài)下加熱進(jìn)行反應(yīng)。圖2是說明涉及本發(fā)明的反應(yīng)爐動作的說明圖。如在圖1中所示，作為上述反應(yīng)過程中的反應(yīng)生成物，產(chǎn)生一氧化碳(56)和一氧化硅(57)，將其導(dǎo)入另外準(zhǔn)備的容器(10)中回收熱能和原料?？捎梦⒉ɑ蚋袘?yīng)加熱作為在上述反應(yīng)過程中的反應(yīng)生成物的SiO氣體和一氧化碳(CO)使其分解，以加速回收硅和碳。 此回收中使用硅熔體(58)。而在還原過程中精制的一氧化碳(56)和一氧化硅(57)通過保持在高溫下的焦炭被排出，而一氧化硅(57)與碳反應(yīng)生成碳化硅膜。為了補(bǔ)充原料，可以添加碳焦炭(50)。此碳化硅膜不僅可以作為硅精制時的原料使用，還能夠以碳、硅或者碳化硅、或者藍(lán)寶石作為基板使半導(dǎo)體用碳化硅(11)外延生長。為了使用硅作為半導(dǎo)體，要使其雜質(zhì)濃度非常低，可將其濃度從6N提高到IlN級別的高水準(zhǔn)。而能量和原料的大幅度節(jié)約將成為可能。能夠生長出高純度的碳化硅膜。作為加熱裝置，只說明了感應(yīng)加熱，但無疑能夠采用另外的電阻加熱。發(fā)明的效果在精制硅時，以碳化硅(54)和硅石(5 為原料，通過電磁場或微波賦予其能量， 且通過形成從大氣屏蔽的狀態(tài)，就能夠穩(wěn)定而且連續(xù)地精制出硅(5 。由此方法生成的硅具有極高的純度，能夠確保半導(dǎo)體級的品質(zhì)。最終生成的一氧化碳被連續(xù)地取出室外，再在其燃燒的過程中產(chǎn)生熱，所以能夠用于原料的預(yù)加熱或用于原料焦炭、原料硅石的洗凈、精制，能夠降低能量或原料的浪費而抽出碳化硅。


圖1是涉及本申請發(fā)明的硅及碳化硅的制造方法的原理說明圖。圖2(a)、(b)是本申請發(fā)明的感應(yīng)加熱反應(yīng)爐的說明圖，分別是結(jié)構(gòu)說明圖和溫度分布說明圖。圖3是涉及本申請發(fā)明的感應(yīng)加熱反應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)說明圖。圖4是涉及本申請發(fā)明的感應(yīng)加熱反應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)說明圖。圖5是由涉及本申請發(fā)明的感應(yīng)加熱反應(yīng)爐得到的硅。符號說明(1)焦炭(2)硅石(3)乾燥燒結(jié)(4)粉碎導(dǎo)入碳化硅(5)廢氣釋放管(6)多段反應(yīng)爐(7)加熱用坩堝(8)抽出用坩堝(9)回收用坩堝(10)碳化硅基板(11)碳化硅基板(50)洗浄碳顆粒(51)焦炭洗凈工序(52)硅石洗凈工序(53)混合工序(54)碳化硅(55)硅熔體(56) SiO 氣體(57) 一氧化碳?xì)怏w
(58)硅熔體
(59)碳化硅
(60)線圈
(61)硅抽出孔
(62)線圈
(63)導(dǎo)管
(65)導(dǎo)管
(70)反應(yīng)爐中段區(qū)域
(71)反應(yīng)爐下段區(qū)域
(72)反應(yīng)爐上段區(qū)域
(74)碳化硅用坩堝
(75)鐘罩
(76)熔融的硅
(77)碳原料投入孔
(78)硅石除去治具
(79)上部蓋子
(80)晶片導(dǎo)入窗
(81)閘閥
(82)泵
(83)壓縮機(jī)
(84)閘閥
(85)感應(yīng)加熱用線圈
具體實施例方式實施例1圖1是涉及本申請發(fā)明的硅及碳化硅的制造方法的原理說明圖。圖2是本申請發(fā)明中使用的感應(yīng)加熱反應(yīng)爐的說明圖。表1示出原料焦炭、洗凈焦炭、原料硅石、洗凈硅石、碳化硅以及硅中的雜質(zhì)硼、 磷、鈣(力> *-々A )、鈦、鐵、鎳和銅的各自含量(ppm)。表1雜質(zhì)分析
權(quán)利要求
1.一種硅的制造方法，其特征在于將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅。
2.如權(quán)利要求1中所述的硅的制造方法，其特征在于，碳化硅的雜質(zhì)各自在3N以上的高純度，硅砂的雜質(zhì)在3N以上。
3.如權(quán)利要求1中所述的硅的制造方法，其特征在于，上述加熱裝置是高頻感應(yīng)加熱。
4.如權(quán)利要求1中所述的硅的制造方法，其特征在于，上述加熱裝置是直流電阻加熱。
5.如權(quán)利要求1中所述的硅的制造方法，其特征在于，上述加熱用坩堝是由碳化硅構(gòu)成的。
6.一種碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體作為原料，通過氣相生長形成碳化硅膜，并將其回收。
7.一種碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以加熱時生成的活性氣體中的一氧化硅和一氧化碳作為原料，用另外預(yù)備的硅熔體從一氧化碳中吸收碳，從一氧化硅中吸收硅，由此使硅中的碳保持過飽和的狀態(tài)，通過緩慢冷卻外延生長形成碳化硅膜并將其回收。
8.如權(quán)利要求6或7中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，上述加熱用坩堝是由碳化硅構(gòu)成的。
9.如上述權(quán)利要求1至5中所述的硅的制造方法，其特征在于，在加熱反應(yīng)時，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在減壓狀態(tài)下加熱、反應(yīng)。
10.如上述權(quán)利要求6和7中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，在加熱反應(yīng)時，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在減壓狀態(tài)下加熱、反應(yīng)。
11.如上述權(quán)利要求1至5中所述的硅的制造方法，其特征在于，碳化硅與硅砂(硅石) 的比例，以1 1為中心，最大為10 1，最小為1 10。
12.如上述權(quán)利要求6或7中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，碳化硅與硅砂(硅石)的比例，以1 1為中心，最大為10 1，最小為1 10。
13.如上述權(quán)利要求1至5中所述的硅的制造方法，其特征在于，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在惰性氣體中進(jìn)行加熱反應(yīng)。
14.如上述權(quán)利要求6或7中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，將加熱用坩堝放入鐘罩容器中，在惰性氣體中進(jìn)行加熱。
15.如上述權(quán)利要求1至5中所述的硅的制造方法，其特征在于，具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將該回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)并放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)。
16.如上述權(quán)利要求1至5中所述的硅的制造方法，其特征在于，具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將該加熱用坩堝和該抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將該回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，再將它們放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)。
17.如上述權(quán)利要求6或7中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，具有回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝，將該加熱用坩堝和該抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)， 將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，再將它們放入鐘罩容器中，進(jìn)行加熱反應(yīng)。
18.一種同時制造硅和碳化硅的制造硅的方法，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體作為原料，通過氣相生長形成碳化硅膜，通過將其回收而制造碳化硅。
19.一種同時制造硅和碳化硅的制造硅的方法，其特征在于，在將碳化硅和硅砂(硅石)粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入加熱用坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅砂(硅石)將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅砂(硅石)還原，制造并抽出硅的硅的制造方法中，以加熱時生成的活性氣體中的一氧化硅和一氧化碳作為原料， 用另外預(yù)備的硅熔體從一氧化碳中吸收碳，從一氧化硅中吸收硅，由此使硅中的碳保持過飽和的狀態(tài)，通過緩慢冷卻外延生長形成碳化硅膜，通過將其回收而制造碳化硅。
20.一種硅的制造裝置，其特征在于，該裝置具備用于容納粉碎、洗凈并混合的碳化硅和硅砂(硅石)的加熱用坩堝、將其加熱的加熱裝置、以及用于容納硅的抽出用坩堝，所述硅通過用硅砂(硅石)氧化碳化硅，再通過用碳化硅還原硅砂(硅石)而抽出。
21.一種碳化硅半導(dǎo)體的制造裝置，其特征在于，該裝置具備用于容納粉碎、洗凈并混合的碳化硅和硅砂(硅石)的加熱用坩堝、將其加熱的加熱裝置、用于容納硅的抽出用坩堝，所述硅通過用硅砂(硅石)氧化碳化硅，再通過用碳化硅還原硅砂(硅石)而抽出、回收該加熱反應(yīng)時生成的活性氣體的回收裝置、以及以該回收的活性氣體為原料，形成碳化硅膜并將其回收的回收坩堝。
22.如上述權(quán)利要求20中所述的硅的制造裝置，其特征在于，該裝置具有回收用坩堝、 加熱用坩堝和抽出用坩堝，將它們形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)、設(shè)有減壓裝置并放入鐘罩容器中。
23.如上述權(quán)利要求20中所述的硅的制造裝置，其特征在于，該裝置具有回收用坩堝、 加熱用坩堝和抽出用坩堝，將該加熱用坩堝和該抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將該回收用坩堝相對于該加熱用坩堝橫向放置的同時，使該回收用坩堝形成橫長型，對它們設(shè)有減壓裝置并將其放入鐘罩容器中。
24.如上述權(quán)利要求21中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造裝置，其特征在于，將回收用坩堝、加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)、設(shè)有減壓裝置并放入鐘罩容器中。
25.如上述權(quán)利要求21中所述的碳化硅半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，將加熱用坩堝和抽出用坩堝形成縱向連續(xù)的結(jié)構(gòu)，將回收用坩堝相對于上述加熱用坩堝橫向放置的同時，使回收用坩堝形成橫長型，對它們設(shè)有減壓裝置并將其放入鐘罩容器中。
26.如上述權(quán)利要求1至5中所述的硅的制造方法，其特征在于，碳化硅和硅砂(硅石) 的比例為2 1。
27.如上述權(quán)利要求6或7中所述的碳化硅的制造方法，其特征在于，碳化硅和硅砂 (硅石)的比例為2 1。
28.如上述權(quán)利要求9中所述的硅的制造方法，其特征在于，在從1大氣壓減壓到0.01 大氣壓的減壓狀態(tài)下加熱進(jìn)行反應(yīng)。
29.如上述權(quán)利要求10中所述的碳化硅半導(dǎo)體的制造方法，其特征在于，在從1大氣壓減壓到0. 01大氣壓的減壓狀態(tài)下加熱進(jìn)行反應(yīng)。
全文摘要
本申請的發(fā)明涉及硅和碳化硅的制造方法以及制造裝置。本申請的發(fā)明涉及將碳化硅和硅石粉碎、洗凈之后，以預(yù)定的比例將其混合，將其裝入坩堝中，由加熱裝置將其加熱使之反應(yīng)，用硅石將碳化硅氧化，再通過用碳化硅將硅石還原，制造并抽出硅的制造方法和裝置。本申請的發(fā)明還涉及以加熱反應(yīng)時生成的活性氣體為原料，通過氣相生長、外延生長形成碳化硅膜，通過將其回收而制造碳化硅的同時制造硅和碳化硅的制造方法和裝置。
文檔編號C01B31/36GK102211771SQ20111008715
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者富田孝司 申請人:富田孝司