KR20140084467A - Method for refining metalic silicon and system for refining metalic silicon - Google Patents
Method for refining metalic silicon and system for refining metalic silicon Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140084467A KR20140084467A KR1020120153593A KR20120153593A KR20140084467A KR 20140084467 A KR20140084467 A KR 20140084467A KR 1020120153593 A KR1020120153593 A KR 1020120153593A KR 20120153593 A KR20120153593 A KR 20120153593A KR 20140084467 A KR20140084467 A KR 20140084467A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal silicon
- powder
- silicon
- cooling
- solid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/037—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/06—Metal silicides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 금속실리콘의 정련 방법 및 금속실리콘 정련 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지용 웨이퍼에 이용되는 금속실리콘을 정련하는 금속실리콘 정련 방법 및 금속실리콘 정련 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a metal silicon refining method and a metal silicon refining system, and more particularly, to a metal silicon refining method and a metal silicon refining system for refining metal silicon used in a solar cell wafer.
일반적으로, 반도체용이나 태양전지용 웨이퍼로 사용되는 금속실리콘의 경우, 자연상태의 규석(SiO2)과 코크스 등의 탄소환원제를 아크(arc) 등을 이용하여 고온에서 반응시키는 열탄소환원법에 의해 얻어지게 된다. 그러나 이때 얻어진 금속실리콘은 다량의 불순물을 함유하고 있고, 약 99% 정도의 순도를 가지게 되므로, 추가적인 정련과정을 거쳐야만 반도체용 웨이퍼(순도 99.99999999%(10N)의 금속실리콘이 이용됨)나 태양전지용 웨이퍼(순도 99.9999%(6N)의 금속실리콘이 이용됨)로 사용할 수 있게 된다.Generally, in the case of metal silicon used as a wafer for a semiconductor or a solar cell, it is obtained by a thermal carbon reduction method in which a carbonaceous material such as natural quartz (SiO 2 ) and coke is reacted at a high temperature using an arc or the like . However, since the obtained metal silicon contains a large amount of impurities and has a purity of about 99%, the semiconductor wafer (purity 99.99999999% (10N) metal silicon is used) Purity 99.9999% (6N) metal silicon is used).
여기서, 반도체 용도로 이용되는 실리콘은, 규석을 환원하여 얻어진 순도 98~99% 정도의 야금급 금속실리콘을 실리콘 염화물로 변환하고, 그 후에 이 실리콘 염화물을 증류한 후에 열 분해하는 방법으로 제조되고 있으며, 상당히 복잡한 제조 공정 및 지극히 엄격한 공정 관리를 필요로 하므로, 필연적으로 제조 비용이 높아진다. 이 때문에, 이 반도체 용도의 실리콘은, 품질이 지나치게 좋으며 제조비용이 너무 높기 때문에 수요의 신장에 동반하여 저비용화가 요구되고 있는 태양전지의 용도로는 적합하지 않다.Here, the silicon used for the semiconductor is manufactured by a method of converting metallurgical grade metal silicon having a purity of about 98 to 99% obtained by reducing silicate to silicon chloride, thereafter distilling the silicon chloride, and then thermally decomposing , Requires a fairly complicated manufacturing process and extremely strict process control, which inevitably leads to high manufacturing costs. For this reason, the silicon for semiconductor use is not suitable for use in a solar cell, which is required to be reduced in cost in conjunction with elongation of demand, because the quality is too high and the manufacturing cost is too high.
그러므로, 가격이 저렴한 야금급 금속실리콘을 원료로 하여, 태양전지용 웨이퍼로 적합한 순도 6N급 이상으로 정련 즉, 금속실리콘에 함유되어 있는 불순물을 제거하는 다양한 방법이 제안되고 있는 실정이다. Therefore, various methods for removing impurities contained in metal silicon, that is, scouring to a purity of 6N or more suitable as a wafer for a solar cell, have been proposed using metallurgical grade metal silicon as a raw material at a low price.
정련의 대상이 되는 불순물 중 태양전지용 웨이퍼의 도핑원소로 쓰이는 보론(B)과 인(P)의 경우, 상대적으로 실리콘 중 높은 고용도를 가지고 있어 제거가 어려운 핵심불순물로 분리된다.Among the impurities to be refined, boron (B) and phosphorus (P), which are used as doping elements for a solar cell wafer, are separated into core impurities which are relatively difficult to remove due to their high solubility in silicon.
이런 핵심불순물을 제거하기 위하여 보론(B)의 경우에는 주로 플라즈마를 활용하거나, 슬래그를 활용한 산화반응을 통하여 제거하고, 인(P)의 경우에는 E-Beam이나 슬래그 반응을 활용하여 제거하는 방법이 알려져 있다.In order to remove these core impurities, the boron (B) is mainly removed by using plasma or an oxidation reaction using slag, and in the case of phosphorus (P), by using E-beam or slag reaction Is known.
본 발명의 일 실시예는, 저렴한 제조 비용으로 실리콘 중 높은 고용도를 가지는 인(P)을 제거하는 금속실리콘 정련 방법 및 금속실리콘 정련 시스템을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a metal silicon refining method and a metal silicon refining system for removing phosphorus (P) having a high solubility in silicon at low manufacturing cost.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면은 중량비로 5% 내지 7%의 Ca와 잔부 금속실리콘을 포함하는 용융물을 형성하는 단계, 상기 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 고형물을 형성하는 단계, 상기 고형물을 분말로 파쇄하는 단계, 및 상기 분말을 산용액과 반응시키는 단계를 포함하는 금속실리콘 정련 방법을 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a melt containing 5 to 7% by weight of Ca and a residual metal silicon in a weight ratio; heating the melt at a rate of 2 to 0.5 DEG C / min Cooling to form a solid, breaking the solid into a powder, and reacting the powder with an acid solution.
상기 금속실리콘은 2N 내지 4N의 순도를 가질 수 있다.The metal silicon may have a purity of 2N to 4N.
상기 용융물을 형성하는 단계는 중량비 92%의 금속실리콘에 중량비 8%의 Ca를 혼합한 후, 1414℃ 이상의 온도로 가열하여 수행할 수 있다.The step of forming the melt may be performed by mixing 8% Ca in a weight ratio of 92% by weight of metal silicon and then heating the mixture to a temperature of 1414 캜 or higher.
상기 고형물을 형성하는 단계는 상기 용융물을 1020℃까지 냉각하여 수행할 수 있다.The step of forming the solid may be performed by cooling the melt to 1020 占 폚.
상기 분말은 0.01mm 내지 1mm의 입도를 가질 수 있다.The powder may have a particle size of from 0.01 mm to 1 mm.
상기 분말을 산용액과 반응시키는 단계는 70℃ 내지 80℃의 온도에서 수행할 수 있다.The step of reacting the powder with an acid solution may be carried out at a temperature of 70 ° C to 80 ° C.
상기 산용액은 염산 및 불산이 부피비로 6:1로 혼합될 수 있다.The acid solution may be mixed with hydrochloric acid and hydrofluoric acid in a volume ratio of 6: 1.
또한, 본 발명의 제2 측면은 중량비로 5% 내지 7%의 Ca와 잔부 금속실리콘을 포함하는 용융물을 형성하는 용융부, 상기 용융부와 연결되어 있으며, 상기 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 고형물을 형성하는 냉각부, 상기 냉각부와 연결되어 있으며, 상기 고형물을 분말로 파쇄하는 파쇄부, 및 상기 파쇄부와 연결되어 있으며, 상기 분말을 산용액과 반응시키는 반응부를 포함하는 금속실리콘 정련 시스템을 제공한다.The second aspect of the present invention is also directed to a method of manufacturing a semiconductor device comprising a melting portion forming a melt containing 5% to 7% of Ca and a residual metal silicon in a weight ratio, And a reaction part connected to the cooling part and connected to the crushing part to react the powder with an acid solution, and a reaction part connected to the cooling part, To provide a metal silicon scouring system.
상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 저렴한 제조 비용으로 실리콘 중 높은 고용도를 가지는 인(P)을 제거하는 금속실리콘 정련 방법 및 금속실리콘 정련 시스템이 제공된다.According to one of some embodiments of the above-described object of the present invention, there is provided a metal silicon refining method and a metal silicon refining system for removing phosphorus (P) having a high solubility in silicon at low manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법에 의해 인이 제거되는 것을 확인한 실험을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a flowchart showing a metal silicon refining method according to a first embodiment of the present invention.
2 is a graph showing an experiment in which phosphorus is removed by the metal silicon refining method according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view showing a metal silicon scouring system according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법을 설명한다.Hereinafter, a metal silicon scouring method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a metal silicon refining method according to a first embodiment of the present invention.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속실리콘을 포함하는 용융물을 형성한다(S100).First, as shown in FIG. 1, a melt containing metal silicon is formed (S100).
구체적으로, 2N(99%) 내지 4N(99.99%)의 순도를 가지는 중량비 92%의 금속실리콘에 중량비 8%의 Ca를 혼합한 후, 1414℃ 이상의 온도로 가열한다.Concretely, Ca of 8% by weight is mixed with 92% by weight of metal silicon having a purity of 2N (99%) to 4N (99.99%) and then heated to a temperature of 1414 캜 or higher.
이로 인해, 중량비로 5% 내지 7%의 Ca와 잔부 금속실리콘을 포함하는 용융물이 형성된다.As a result, a melt containing 5% to 7% by weight Ca and the residual metal silicon is formed in a weight ratio.
다음, 용융물을 냉각하여 고형물을 형성한다(S200).Next, the melt is cooled to form a solid (S200).
구체적으로, Ca가 첨가된 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 고형물을 형성한다. 이때 융점이 1414℃ 수준의 금속실리콘을 공정등온선인 1020℃까지 냉각하여 고형물을 형성한다.Specifically, the Ca-added melt is cooled at a rate of 2 캜 to 0.5 캜 / min to form a solid. At this time, the metal silicon having a melting point of 1414 ° C is cooled to a process isothermal temperature of 1020 ° C to form a solid.
이로 인해, Ca가 첨가된 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각함으로써, 불순물 고용도가 낮은 실리콘의 성질이 극대화되기 때문에, 실리콘의 입계로 금속불순물의 확산이 증대되어 실리콘의 입계에서 금속불순물과 Ca가 금속간화합물로 형성되는 동시에, 이 금속간화합물에 인(P)이 포집된다. 즉, 인(P)이 포집된 금속간화합물이 실리콘의 입계에 위치한 고형물이 형성된다.Therefore, by cooling the molten Ca-added material at a rate of 2 ° C to 0.5 ° C / min, the properties of silicon having a low impurity solubility are maximized, so that diffusion of metal impurities into the grain boundary of silicon is increased, Metal impurities and Ca are formed of an intermetallic compound and phosphorus (P) is trapped in the intermetallic compound. That is, a solid material is formed in which the intermetallic compound in which phosphorus (P) is trapped is located at grain boundaries of silicon.
다음, 고형물을 분말로 파쇄한다(S300).Next, the solid material is pulverized into powder (S300).
구체적으로, 고형물을 파쇄기 등을 이용하여 파쇄함으로써, 0.01mm 내지 1mm의 입도를 가지는 분말을 형성한다. 분말이 0.01mm 내지 1mm의 입도를 가짐으로써, 실리콘의 입계에 위치한 인(P)이 포집된 금속간화합물이 분말의 표면 또는 분말의 표면과 가까운 분말의 내부에 위치하게 된다.Specifically, the solid material is pulverized using a crusher or the like to form a powder having a particle size of 0.01 mm to 1 mm. By having the particle size of 0.01 mm to 1 mm, the phosphorus (P) trapped at the grain boundary of silicon is trapped on the surface of the powder or in the powder near the surface of the powder.
다음, 분말을 산용액과 반응시킨다(S400).Next, the powder is reacted with the acid solution (S400).
구체적으로, 70℃ 내지 80℃의 온도에서 실질적으로 5시간 동안, 염산 및 불산이 부피비로 6:1로 혼합된 산용액과 분말을 반응시킨다.Specifically, the powder is reacted with an acid solution mixed at a ratio of 6: 1 in a volume ratio of hydrochloric acid and hydrofluoric acid at a temperature of 70 ° C to 80 ° C for substantially 5 hours.
이로 인해, 실리콘의 입계인 분말의 표면 또는 분말의 표면과 가까운 분말의 내부에 위치한 인(P)이 포집된 금속간화합물이 산용액과 반응하여 분말로부터 제거됨으로써, 금속실리콘에 위치하는 인(P)의 농도가 최소화되기 때문에, 순도 6N(99.9999%) 이상의 금속실리콘이 제조된다. 한편, 상술한 반응에 의해 순도 5N(99.999%) 이상의 금속실리콘이 제조될 수도 있다.As a result, phosphorus (P) -removed intermetallic compound located in the powder near the surface of the powder as the grain of silicon or near the surface of the powder is removed from the powder by reaction with the acid solution, ) Is minimized, metallic silicon having a purity of 6N (99.9999%) or more is produced. On the other hand, metal silicon having a purity of 5N (99.999%) or more may be produced by the above-described reaction.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법에 의해 금속실리콘 중 인이 제거되는 것을 확인한 실험을 설명한다.Hereinafter, an experiment for confirming removal of phosphorus in metal silicon by the metal silicon refining method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법에 의해 인이 제거되는 것을 확인한 실험을 나타낸 그래프이다. 도 2에서 x축은 Ca가 첨가된 금속실리콘 용융물을 고형물로 냉각하는 냉각 속도를 나타내며, y축은 금속실리콘 중 인(P)의 농도(ppm)을 나타낸다.2 is a graph showing an experiment in which phosphorus is removed by the metal silicon refining method according to the first embodiment of the present invention. In Fig. 2, the x-axis represents the cooling rate at which Ca-added metal silicon melt is cooled to a solid, and the y-axis represents the concentration (ppm) of phosphorus (P) in the metal silicon.
도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예로서, Ca가 첨가된 금속실리콘 용융물을 고형물로 냉각할 때, 5℃/min의 냉각 속도로 냉각하면, 정련 전 금속실리콘 중 인(P)의 농도가 13ppm 및 17ppm 각각일 때, 정련 후 금속실리콘 중 인(P)의 농도가 4.2ppm 및 4.5ppm 각각 정도로만 정련되는 것을 확인하였다.As can be seen from Fig. 2, as a comparative example, when the metal silicon melt to which Ca was added was cooled with a solid matter at a cooling rate of 5 DEG C / min, the concentration of phosphorus (P) 13 ppm and 17 ppm, respectively, it was confirmed that the concentration of phosphorus (P) in the metal silicon after refining was only about 4.2 ppm and 4.5 ppm, respectively.
이에 반해, 실험예로서, Ca가 첨가된 금속실리콘 용융물을 고형물로 냉각할 때, 2℃/min, 1℃/min, 0.5℃/min 각각의 냉각 속도로 냉각하면, 정련 전 금속실리콘 중 인(P)의 농도가 15ppm, 17ppm, 18ppm 각각일 때, 정련 후 금속실리콘 중 인(P)의 농도가 1.1ppm, 0.9ppm, 0.8ppm 정도로 정련되는 것을 확인하였다.On the other hand, as an experimental example, when the metal silicon melt to which Ca has been added is cooled to a solid cooling rate at a cooling rate of 2 ° C / min, 1 ° C / min and 0.5 ° C / min, (P) concentration in the metal silicon after refining was refined to about 1.1 ppm, 0.9 ppm, and 0.8 ppm, respectively, when the concentration of P was 15 ppm, 17 ppm, and 18 ppm, respectively.
즉, 상술한 실험에 의해 확인된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법은 중량비로 5% 내지 7%의 Ca와 잔부 금속실리콘을 포함하는 용융물을 형성하고, 상기 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 고형물을 형성하고, 상기 고형물을 분말로 파쇄한 후, 상기 분말을 산용액과 반응시킴으로써, 저렴한 제조 비용으로 금속실리콘 중 높은 고용도를 가지는 인(P)을 제거할 수 있다.That is, as has been confirmed by the above-described experiment, the metal silicon refining method according to the first embodiment of the present invention forms a melt containing 5% to 7% of Ca and the remainder of the metal silicon in a weight ratio, By cooling at a rate of 2 ° C to 0.5 ° C / min to form a solid, reacting the powder with an acid solution after crushing the solid into powder, thereby producing phosphorus (P Can be removed.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템을 설명한다.Hereinafter, a metal silicon scouring system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템을 이용하여 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법을 수행할 수 있다.The metal silicon scouring method according to the first embodiment of the present invention can be performed using the metal silicon scouring system according to the second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a metal silicon scouring system according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템은 금속실리콘 중 불순물인 인(P)을 제거하는 정련을 수행할 수 있으며, 용융부(100), 냉각부(200), 파쇄부(300) 및 반응부(400)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the metal silicon scouring system according to the second embodiment of the present invention can perform scouring to remove phosphorus (P), which is an impurity in metal silicon, 200, a crushing
용융부(100)는 도가니(crucible) 및 도가니에 열을 가하는 가열부를 포함할 수 있다. 도가니에는 2N(99%) 내지 4N(99.99%)의 순도를 가지는 중량비 92%의 금속실리콘 및 중량비 8%의 Ca를 혼합되어 장입될 수 있으며, 가열부는 도가니를 1414℃ 이상의 온도로 가열할 수 있다. 이로 인해, 용융부(100)는 중량비로 5% 내지 7%의 Ca와 잔부 금속실리콘을 포함하는 용융물을 형성한다.The fused
냉각부(200)는 용융부(100)에 연결되어 있으며, 용융물이 지나는 벨트 컨베이어 및 벨트 컨베이어를 냉각하는 열교환부 등을 포함할 수 있다. 냉각부(200)는 Ca가 첨가된 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 융용물로부터 고형물을 형성한다. 냉각부(200)는 융점이 1414℃ 수준의 금속실리콘을 포함하는 용융물을 공정등온선인 1020℃까지 냉각함으로써, 용융물로부터 고형물을 형성한다. 냉각부(200)에 의해 Ca가 첨가된 용융물이 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각됨으로써, 불순물 고용도가 낮은 실리콘의 성질이 극대화되기 때문에, 실리콘의 입계로 금속불순물의 확산이 증대되어 실리콘의 입계에서 금속불순물과 Ca가 금속간화합물로 형성되는 동시에, 이 금속간화합물에 인(P)이 포집된다. 즉, 냉각부(200)는 용융물로부터 인(P)이 포집된 금속간화합물이 실리콘의 입계에 위치한 고형물을 형성한다.The
파쇄부(300)는 냉각부(200)에 연결되어 있으며, 고형물을 파쇄할 수 있는 파쇄기 또는 분쇄기 등을 포함할 수 있다. 파쇄부(300)는 고형물을 파쇄함으로써, 0.01mm 내지 1mm의 입도를 가지는 분말을 형성한다. 파쇄부(300)에 의해 파쇄된 분말이 0.01mm 내지 1mm의 입도를 가짐으로써, 실리콘의 입계에 위치한 인(P)이 포집된 금속간화합물이 분말의 표면 또는 분말의 표면과 가까운 분말의 내부에 위치하게 된다.The crushing
반응부(400)는 파쇄부(300)와 연결되어 있으며, 분말을 산용액과 반응시킨다. 반응부(400)는 70℃ 내지 80℃의 온도에서 실질적으로 5시간 동안, 염산 및 불산이 부피비로 6:1로 혼합된 산용액과 분말을 반응시킨다. 반응부(400)에 의해 실리콘의 입계인 분말의 표면 또는 분말의 표면과 가까운 분말의 내부에 위치한 인(P)이 포집된 금속간화합물이 산용액과 반응하여 분말로부터 제거된다.The
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템은 상술한 용융부(100), 냉각부(200), 파쇄부(300) 및 반응부(400) 각각을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있으며, 제어부에 의해 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속실리콘 정련 방법이 자동으로 수행될 수 있다.The metal silicon scouring system according to the second embodiment of the present invention may further include a control unit for controlling each of the
상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속실리콘 정련 시스템은 용융부(100), 냉각부(200), 파쇄부(300) 및 반응부(400)를 포함하여 금속실리콘을 정련함으로써, 금속실리콘에 위치하는 인(P)의 농도를 최소화하여 순도 6N(99.9999%) 이상의 금속실리콘을 제조하거나, 순도 5N(99.999%) 이상의 금속실리콘이 제조할 수 있다.The metal silicon scouring system according to the second embodiment of the present invention includes the
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the following claims. Those who are engaged in the technology field will understand easily.
용융부(100), 냉각부(200), 파쇄부(300), 반응부(400)The
Claims (8)
상기 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 고형물을 형성하는 단계;
상기 고형물을 분말로 파쇄하는 단계; 및
상기 분말을 산용액과 반응시키는 단계
를 포함하는 금속실리콘 정련 방법.Forming a melt comprising 5% to 7% by weight Ca and the balance metal silicon in a weight ratio;
Cooling the melt at a rate of 2 [deg.] C to 0.5 [deg.] C / min to form a solid;
Crushing the solid into powder; And
Reacting the powder with an acid solution
≪ / RTI >
상기 금속실리콘은 2N 내지 4N의 순도를 가지는 금속실리콘 정련 방법.The method of claim 1,
Wherein the metal silicon has a purity of 2N to 4N.
상기 용융물을 형성하는 단계는 중량비 92%의 금속실리콘에 중량비 8%의 Ca를 혼합한 후, 1414℃ 이상의 온도로 가열하여 수행하는 금속실리콘 정련 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the step of forming the molten metal is performed by mixing 8% Ca in a weight ratio of 92% by weight of metal silicon and then heating to a temperature of 1414 캜 or higher.
상기 고형물을 형성하는 단계는 상기 용융물을 1020℃까지 냉각하여 수행하는 금속실리콘 정련 방법.The method of claim 1,
Wherein the step of forming the solid is performed by cooling the melt to 1020 占 폚.
상기 분말은 0.01mm 내지 1mm의 입도를 가지는 금속실리콘 정련 방법.The method of claim 1,
Wherein the powder has a particle size of from 0.01 mm to 1 mm.
상기 분말을 산용액과 반응시키는 단계는 70℃ 내지 80℃의 온도에서 수행하는 금속실리콘 정련 방법The method of claim 1,
Wherein the step of reacting the powder with an acid solution is carried out at a temperature of < RTI ID = 0.0 > 70 C < / RTI &
상기 산용액은 염산 및 불산이 부피비로 6:1로 혼합된 금속실리콘 정련 방법.The method of claim 6,
Wherein the acid solution is mixed with hydrochloric acid and hydrofluoric acid in a volume ratio of 6: 1.
상기 용융부와 연결되어 있으며, 상기 용융물을 2℃ 내지 0.5℃/min의 속도로 냉각하여 고형물을 형성하는 냉각부;
상기 냉각부와 연결되어 있으며, 상기 고형물을 분말로 파쇄하는 파쇄부; 및
상기 파쇄부와 연결되어 있으며, 상기 분말을 산용액과 반응시키는 반응부
를 포함하는 금속실리콘 정련 시스템.A molten portion forming a melt comprising 5% to 7% by weight Ca and the remainder of the metal silicon;
A cooling part connected to the molten part and cooling the molten material at a rate of 2 ° C to 0.5 ° C / min to form a solid material;
A crushing part connected to the cooling part and crushing the solid material into powder; And
A reaction part connected to the crushing part and reacting the powder with an acid solution,
/ RTI >
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120153593A KR101450852B1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Method for refining metalic silicon and system for refining metalic silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120153593A KR101450852B1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Method for refining metalic silicon and system for refining metalic silicon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140084467A true KR20140084467A (en) | 2014-07-07 |
| KR101450852B1 KR101450852B1 (en) | 2014-10-15 |
Family
ID=51734336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120153593A KR101450852B1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Method for refining metalic silicon and system for refining metalic silicon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101450852B1 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2694806A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | 6N Silicon Inc. | Use of acid washing to provide purified silicon crystals |
| KR101287874B1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-07-18 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Method for removing impurities in silicon and apparatus thereof |
-
2012
- 2012-12-26 KR KR1020120153593A patent/KR101450852B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101450852B1 (en) | 2014-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2467330B1 (en) | Method of purifying silicon utilizing cascading process | |
| Ceccaroli et al. | Solar grade silicon feedstock | |
| US20070245854A1 (en) | Silicon refining process | |
| RU2451635C2 (en) | Method of producing highly pure elementary silicon | |
| US20220274837A1 (en) | Refining Process for Producing Solar Silicon, Silicon Carbide, High-Purity Graphite, and Hollow Silica Microspheres | |
| EP3554998B1 (en) | Process for the production of commercial grade silicon | |
| CN101302013A (en) | Preparation of low-phosphorus solar-grade polysilicon | |
| JP2024026145A (en) | Silicon granules for preparation of trichlorosilane and associated production method | |
| EA009888B1 (en) | Method of production of pure silicon | |
| WO2018128708A1 (en) | Refining process for producing solar silicon, silicon carbide, high-purity graphite and hollow silica microspheres | |
| CN102616787B (en) | Method for removing boron-phosphorus impurities from silicon metal | |
| KR101450852B1 (en) | Method for refining metalic silicon and system for refining metalic silicon | |
| TW202016017A (en) | Method for the production of elementary silicon | |
| US9352970B2 (en) | Method for producing silicon for solar cells by metallurgical refining process | |
| Forniés et al. | Polysilicon vs. upgraded metallurgical grade silicon (UMG-Si): Technology, quality and costs | |
| JP2000327488A (en) | Production of silicon substrate for solar battery | |
| RU2588627C1 (en) | Method of refining metallurgical silicon | |
| KR101459882B1 (en) | Silicon refining method using metal element | |
| US20190071794A1 (en) | Efficient solar grade silicon production system | |
| KR20140084468A (en) | Method and system for producing high purity silicon | |
| KR20130074464A (en) | Method for dephosphorizing silicon | |
| JP2012012275A (en) | Holding vessel, method for producing the same, and method for producing silicon for solar cell | |
| JP2012254894A (en) | Method for purifying silicon | |
| JPH02229735A (en) | Quartz glass member | |
| WO2013080575A1 (en) | High-purity-silicon manufacturing method and high-purity silicon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180809 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190926 Year of fee payment: 6 |