[發(fā)明專利]多晶硅片生產(chǎn)工藝

在審

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• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107162002A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張兆民
• 申請（專利權(quán)）人: 張兆民
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C30B28/08;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多晶硅片生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多晶硅片生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

多晶硅是制造半導(dǎo)體器件和太陽能電池等產(chǎn)品的主要原材料，還可以用于制備單晶硅，其深加工產(chǎn)品被廣泛用于半導(dǎo)體工業(yè)中，作為人工智能、自動控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等器件的基礎(chǔ)材料。同時，由于能源危機和低碳經(jīng)濟的呼吁，全球正在積極開發(fā)利用可再生能源。太陽能由于其情節(jié)、安全、資源豐富，在可再生能源中最引人關(guān)注。利用太陽能的一種方法是通過光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。硅太陽能電池是最普遍采用的基于光電壓效應(yīng)的裝置。此外，由于半導(dǎo)體工業(yè)和太陽能電池的發(fā)展，對高純度多晶硅的需求正不斷增加。

中國發(fā)明專利CN 102849740A公開了一種多晶硅的生產(chǎn)工藝，通過氫氣在氯氫化和還原兩工序之間建立的大循環(huán)，可將還原產(chǎn)生的氫氣作為氯氫化的補充氣，因此使得運行成本得以下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種純凈度好且效率高的多晶硅片生產(chǎn)工藝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的多晶硅片生產(chǎn)工藝，包括以下步驟，

(1)選料，選擇純度好的工業(yè)硅；

(2)硅錠凝固，將選好的工業(yè)硅進行水平區(qū)熔單向凝固成硅錠；

(3)去除雜質(zhì)，去除硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分；

(4)硅錠二次凝固，進行第二次水平區(qū)熔單向凝固成硅錠；

(5)二次去雜，去除第二次區(qū)熔硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分；

(6)多晶硅生成，在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質(zhì)，生成多晶硅；

(7)切片，將生產(chǎn)的多晶硅切片形成多晶硅片。

進一步的，所述步驟(3)中去除硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分后，進行粗粉碎和清洗，在高頻感應(yīng)爐中去除硼雜質(zhì)。

更進一步的，所述在高頻感應(yīng)爐中去除硼雜質(zhì)為將硅錠和精煉劑混合裝入石墨坩堝中，然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應(yīng)爐中進行逐步加熱升溫，待溫度升高到1580-1750℃時保溫3-5h,然后冷卻至室溫即可。

更進一步的，所述硅錠和精煉劑的質(zhì)量比為1:1-3:1。

更進一步的，氬氣流量控制在8-13L/min，逐步升溫為130℃/11min。

更進一步的，所述精煉劑采用氯化鈣或氯化鎂中的一種。

進一步的，所述步驟(7)中多晶硅片的尺寸為6-8英寸。

采用上述工藝后，本發(fā)明在多晶硅生產(chǎn)過程中進行二次區(qū)熔硅錠，并且在每次區(qū)熔硅錠前進行去雜，極大的去除了多晶硅中的雜質(zhì)；另外，在去除硼雜質(zhì)的過程中逐步升溫，有效提升了去除硼雜質(zhì)的效果。

具體實施方式

實施方式一：

本發(fā)明多晶硅片生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(1)選料，選擇純度好的工業(yè)硅。

(2)硅錠凝固，將選好的工業(yè)硅進行水平區(qū)熔單向凝固成硅錠。

(3)去除雜質(zhì)，去除硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分；進行粗粉碎和清洗，為將硅錠和氯化鈣按質(zhì)量比1:1混合裝入石墨坩堝中，然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應(yīng)爐中進行逐步加熱升溫，其中氬氣流量控制在8L/min，逐步升溫為130℃/11min待溫度升高到1580℃時保溫5h,然后冷卻至室溫即可。

(4)硅錠二次凝固，進行第二次水平區(qū)熔單向凝固成硅錠；

(5)二次去雜，去除第二次區(qū)熔硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分；

(6)多晶硅生成，在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質(zhì)，生成多晶硅；

(7)切片，將生產(chǎn)的多晶硅切片形成多晶硅片，多晶硅片的尺寸為6英寸。

實施方式二：

本發(fā)明多晶硅片生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

(1)選料，選擇純度好的工業(yè)硅。

(2)硅錠凝固，將選好的工業(yè)硅進行水平區(qū)熔單向凝固成硅錠。

(3)去除雜質(zhì)，去除硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分；進行粗粉碎和清洗，為將硅錠和氯化鎂按質(zhì)量比1:2混合裝入石墨坩堝中，然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應(yīng)爐中進行逐步加熱升溫，其中氬氣流量控制在13L/min，逐步升溫為130℃/11min待溫度升高到1750℃時保溫3h,然后冷卻至室溫即可。

(4)硅錠二次凝固，進行第二次水平區(qū)熔單向凝固成硅錠；

(5)二次去雜，去除第二次區(qū)熔硅錠中金屬雜質(zhì)聚集的部分和外表部分；

(6)多晶硅生成，在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質(zhì)，生成多晶硅；