[發明專利]一種提高三氯氫硅品質的方法

有效

• 申請號: 202111158816.3
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113716570B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 官健;劉逸楓;羅軒;袁野;鐘國俊
• 申請（專利權）人: 四川永祥多晶硅有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 向丹

本發明公開了一種提高三氯氫硅品質的方法，將合成精餾中提純三氯氫硅時脫重得到的三氯氫硅重組分與四氯化硅產品液混合，依次經樹脂吸附柱、反歧化樹脂柱后，再作為合成精餾原料循環使用，以控制合成精餾得到的精制三氯氫硅物料中硼含量≤0.06ppb、磷含量為0.2～0.5ppb、有機硅含量為1～4ppm。本發明通過將合成精餾中循環的三氯氫硅重組分與四氯化硅混合，再進行脫硼磷等雜質處理后，再重復用于合成精餾以得到精制三氯氫硅，具有提升精制三氯氫硅及多晶硅產品質量的目的。

技術領域

本發明屬于多晶硅生產技術領域，具體的說，是一種提高三氯氫硅品質的方法。

背景技術

隨著光伏產業的發展，特別是電子行業，其對多晶硅品質的要求不斷提高，而作為主要原材料的三氯氫硅的品質直接影響著多晶硅產品的品質及產量。目前由于原材料生產廠家品質良莠不齊，特別是原料里面三氯化硼、三氯化磷等雜質含量超高，對企業的量產及品質的提高產生了一定的影響。在此情況下，各多晶硅企業尋求新的技術方法，期望通過前處理或后精制的方法來祛除一部分三氯化硼、三氯化磷等雜質，提高和穩定原料品質，保證產品質量。

大孔吸附樹脂作為一種新型的吸附材料，可以有選擇性的吸附處理目標物，達到純化分離的目的，在去除硼磷等雜質方面，有很好的效果，可作為三氯氫硅原料純化的前處理工藝。專用吸附樹脂是一類能與離子形成多配位絡合物的交聯功能高分子材料。機理是樹脂上的功能原子與目標離子發生配位反應，形成類似小分子的穩定結構，與目標物的結合力更強，選擇性也更高，適合于低濃度下物質的吸附，主要用于高純產品大的除雜和精制。目前，部分樹脂企業經過不斷努力，已經開發出了樹脂處理技術去除三氯氫硅中雜質的工藝技術，并通過實驗得到了驗證，取得了準確詳盡的工藝技術參數。

例如：公布號為CN105329902A的發明專利公開的一種三氯氫硅中ppb級硼和磷元素雜質的吸附除雜工藝，將工業三氯氫硅先經過精餾，再經過改性樹脂，吸附除去三氯氫硅中的含硼和磷元素雜質，可以得到高純三氯氫硅，并使得最終多晶硅產品的質量穩定達到電子級的水平。

但在多晶硅生產過程中，硼、磷雜質的主要來源除工業硅粉帶入外，還有氫氣及氯化氫的帶入，以及少量從設備的帶入。硅粉中的硼磷雜質在三氯氫硅合成爐中及冷氫化爐中參與反應，形成硼磷化合物及甲基硅烷而存在于三氯氫硅液體中，可通過多級精餾進行去除，但在高純精餾體系中，輕重組分的硼、磷及甲基硅烷仍然不易脫除干凈。這些雜質在系統內參與物料循環的雜質，隨物料一并進入了精餾單元，最后進入還原工序，再隨還原尾氣進入回收精餾單元，最后形成了一個雜質循環累積。

現有技術中，為解決高純精餾體系中硼、磷及甲基硅烷等雜質的脫除，公布號為CN103553058A的發明專利公開了一種高純精制三氯氫硅的生產工藝，采用吸附和精餾工藝聯合，通過樹脂對粗三氯氫硅中的雜質進行吸附后，再通過精餾分離粗三氯氫硅中的四氯化硅、二氯氫硅、三氯二氫硅及氯化氫，精餾得到的三氯氫硅純度大于99.9999%。除此之外，公布號為CN109205627A的發明專利公開了一種吸附脫除甲基氯硅烷雜質制備高純三氯氫硅的裝置和方法，以多級精餾后的三氯氫硅作為吸附原料，采用定向吸附劑對甲基氯硅烷雜質進行分級吸附，吸附后的三氯氫硅物料無需再經過精餾可直接作為還原工序的原料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高三氯氫硅品質的方法，通過將合成精餾中循環的三氯氫硅重組分與四氯化硅混合，再進行脫硼磷等雜質處理后，再重復用于合成精餾以得到精制三氯氫硅，具有提升精制三氯氫硅及多晶硅產品質量的目的。

本發明通過下述技術方案實現：一種提高三氯氫硅品質的方法，將合成精餾中提純三氯氫硅時脫重得到的三氯氫硅重組分與四氯化硅產品液混合，依次經樹脂吸附柱、反歧化樹脂柱后，再作為合成精餾原料循環使用，以控制合成精餾得到的精制三氯氫硅物料中硼含量≤0.06ppb、磷含量為0.2～0.5ppb、有機硅含量為1～5ppm。

所述四氯化硅產品液來自合成精餾中四氯化硅脫高時得到的四氯化硅重組分，經渣漿處理后而得到。