[發明專利]一種硅芯的潔凈處理工藝

有效

• 申請號: 201410272522.7
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104018227A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 李川;李斌;甘居富;陳彬
• 申請（專利權）人: 四川永祥多晶硅有限公司
• 主分類號: C30B33/00
• 分類號: C30B33/00;B24B1/00;B08B3/12
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄒翠

技術領域

????本發明涉及多晶硅生產領域，特別涉及一種硅芯的潔凈處理工藝。

背景技術

????多晶硅的生產方法中目前被廣泛采用的有德國西門子公司于1954年發明的多晶硅制造方法（也稱為西門子法）：采用高純三氯氫硅和高純氫氣按照一定的配比混合在一起構成原料混合氣體，通入還原反應器中，在加熱的高純硅芯上不斷沉積，使硅芯的直徑逐漸變粗而形成多晶硅棒。

????西門子法中運用到的硅芯主要是依靠硅芯爐拉制而成，而硅芯要配對后兩根一組裝夾于還原爐中，必須對其進行加工處理，如在大頭處開U型丫口，根部磨錐等。在此加工整形過程中刀具，冷卻水，設備等會對硅芯造成污染。所以整形后的硅芯都需要經過酸洗才能使用。而酸洗過程中氫氟酸和硝酸對人體和環境危害極大，且浪費嚴重，成本較高。

201110137823.5，名稱為“硅芯腐蝕工藝”的發明專利，公開了一種硅芯的腐蝕工藝，包括以下工藝步驟：(1)將硅芯浸泡于堿溶液中浸泡10~20分鐘，在浸泡時加入質量百分濃度為0.5~1%的雙氧水，堿溶液的溫度為50~60℃；(2)一級漂洗：將硅芯放入純水中漂洗5~10分鐘以去除堿溶液；(3)中和：將經一級漂洗后的硅芯放入氫氟酸溶液中浸泡以中和殘余的堿溶液；(4)二級漂洗：將經中和處理后的硅芯置于純水中漂洗5~10分鐘以去除氫氟酸溶液；(5)潔凈：將經二級漂洗后的硅芯放入用蒸汽加熱的純水中浸泡30~50分鐘；(6)烘干：將硅芯置于烘箱中烘干。該專利用到了現在技術中的酸洗機，中和工序中仍使用有毒、易揮發的氫氟酸浸泡，且工序復雜。

200910182705.9，名稱為“硅芯潔凈工藝”的發明專利，公開了一種潔凈硅芯的方法。硅芯潔凈工藝包括：a.硅芯預處理：先用無水乙醇擦去硅芯表面的雜質，再用丙酮擦去硅芯表面的油污；然后再把硅芯放在超聲波清洗儀器中進行超聲波清洗；真空干燥；b.潔凈：將清潔的硅芯置于密閉的反應容器內，在300~320℃的溫度下發生如下反應：Si+3HCl→SiHCl3+H2；在上述反應過程中，將氫氣和氯化氫的混合氣體通入反應容器內；c.尾氣重復利用：反應產物三氯化氫和氫氣為制備多晶硅的原材料，反應產物通過反應容器內的進出氣管回氣，通過管道進入還原工段。該專利的技術方案實施需要增加壓力容器、一系列儀表閥門和管線布置，并且在該反應條件下的硅芯易被反應掉；另一方面，采用丙酮擦去硅芯表面的油污，丙酮易燃，且價格高昂，既不經濟也不安全。

發明內容

本發明為了解決硅芯的潔凈過程中酸洗對人體和環境的危害問題，提供了一種硅芯的潔凈處理工藝。該處理方法不使用酸洗，杜絕了人和酸的接觸，不需要用到NOX淋洗設備以及淋洗所用的堿藥，更加環保。

為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案：

一種硅芯的潔凈處理工藝，其特征在于：包括以下步驟：

A　采用陶瓷金剛石砂輪作為刀具對硅芯進行磨削整形，利用純水作為冷卻劑在硅芯開丫時對刀具和丫口進行沖洗；

由于切割刀具為陶瓷燒結金剛石，很好的避免了硅芯與空氣和金屬體接觸的機會。

B　整形完畢后的硅芯用純水在磨削的地方進行沖洗；

優選地，用純水在磨削的地方進行沖洗1-5min。

C　用四氯化碳擦拭硅芯后，將硅芯放入超聲池中進行超聲；

用超聲波清洗的目的主要是清除多晶硅表面的沾污，如微粒、有機物、無機金屬離子、氧化層等雜質。

D　從超聲池中取出硅芯放進烘箱，在100-120?℃的溫度下烘干；

E　將烘干后的硅芯放進真空烘箱保存待用，溫度設置50?-80℃。恒溫保存能有效保證硅芯質量，且便于還原裝爐時隨時領用硅芯。

優選地，所述的C步驟，所述的擦拭硅芯是指：人工戴手套在潔凈室用醫用紗布至少來回擦拭四次，直至紗布不再沾污為止。

優選地，所述的C步驟，硅芯放入超聲池中在40-50khz的頻率下超聲2-4小時。

優選地，所述的C步驟，超聲的同時，從超聲池底部通入純水，流量為0.3-0.8m??/h。?超聲過程中逐漸有漂浮物浮在表面，以0.3-0.8m??/h的流量通入純水達到溢流的效果，有效的去除漂浮物。

本發明所述的超聲結束后，待水面沒有漂浮物出現，才排水撈出硅芯進行烘干。

本發明所述的硅芯從硅芯爐中取出后所有轉運操作都在至少十萬級的潔凈廠房內。