[发明专利]一种回收重掺半导体材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体废料的回收利用方法，特别是涉及一种回收重掺半导体材料的方法。

技术背景

现在随着太阳能电池的应用越来越广泛，用于制作太阳能电池的材料硅的需求量越来越大，半导体废料的回收越来越多。但重掺半导体材料由于里面含有较多的杂质，目前还不能直接用于制作太阳能电池。如何利用半导体废料越来越重要。虽然现在也有一些其它技术回收半导体材料，如中国专利局于2007.06.27公开的专利申请号200620103374.7发明名称《一种清除废硅片杂质的喷砂设备》发明技术，但该项发明技术只能对硅废料的表面杂质进行清理，无法将里面的“重掺”杂质分离出来。现在对重掺半导体废料的回收主要还是采用化学方法进行处理，但化学方法污染环境、能耗高、工艺复杂。因此，现在急需一种工艺简单、能耗低、对环境污染小的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种效率高、工艺简单、成本低的回收重掺半导体材料的方法。

为此，本发明提供了一种回收重掺半导体材料的方法，所述方法是利用重掺半导体废料中硅与其中杂质的熔点和沸点的不同以及在不同压力、不同温度下的蒸发量的不同，通过加热对重掺半导体废料进行蒸馏，将硅与其中的杂质进行分离，从而提高硅的纯度降低重掺半导体废料中杂质含量来回收的方法。将重掺半导体废料放置在加热器里，通过加热的方式使重掺处于气体蒸发状态，通过对气体的分馏将杂质去除。对于有些杂质如硼由于硼的沸点过高，在常压下难以蒸发，所以在真空下进行。

在本发明提供的另一种回收重掺半导体材料的方法中，所述温度在除去杂质磷、砷时，所述温度是高于硅的熔点而低于硼的熔点，在这种情况下磷、砷会从熔化的半导体废料中蒸发而硅则留在加热器里。除去杂质锑也是一样，所述温度高于锑的沸点小于硅的沸点，在这种温度下锑变成蒸汽蒸发掉了。

在本发明提供的另一种回收重掺半导体材料的方法中，所述温度在去除铟时，温度大于铟的沸点低于硅的沸点当压力是常压时，铟蒸发留下硅。同样，为了节省能源可以在真空条件下进行，在真空条件下进行蒸发可以在较低温度下进行。

本发明提供的另一种回收重掺半导体材料的方法中，所述温度在除去杂硼时，所述温度是高于硅的熔点低于硅的沸点和硼的熔点。由于硼的沸点很高，所以在真空状态下进行，在真空条件下由于硅的沸点较低，所以硅变成蒸汽，将杂质硼留在加热装器里。

本发明提供的另一种回收重掺半导体材料的方法中，所述加温过程是在分馏设备中进行。所述分馏设备与真空设备相连。由于真空条件下沸点降低将重掺废料变成了气体状态，所以可以进行分馏，通过分馏对重掺半导体废料里的不同成分进行了分离，从而将使半导体材料的纯度提高了，重新使用。

本发明提供的回收重掺半导体材料的方法与现有方法相比具有以下优点：

1.环境污染少：由于分馏是物理分离方法，没有进行化学反应，所以污染少；

2.能耗低：由于是在真空中直接进行蒸发，所以能耗少；

3.成本低：减少了化学药品的使用，降低了生产成本。

下面通过附图描述本发明的实施例，可以更清楚地理解本发明的构思、方法。

附图说明

附图1是本发明提供的一种回收重掺半导体材料的方法的一个实施例的示意图。

具体实施方式

参照附图1，附图1是本发明提供的一种回收重掺半导体材料的方法的一个实施例的示意图：在蒸馏罐3里安装了加热器1，重掺半导体废料2放置在加热器1里，在上方安装了硅冷却板6，蒸馏罐3的顶部连接真空管道5，真空管道5与真空泵4相连。当处理沸点低于硅的杂质时，如砷，不放置硅冷却板6，这样杂质在加热器1里受热后直接从上部排出；此时，不连接真空管道。当处理熔点高于硅的杂质，如硼(硼的熔点是2300℃，硅的熔点是1410℃)，控制加热器1的温度使硅熔化而硼不熔化，在蒸馏罐3里放置硅冷却板6，开启真空泵4，这样由于在真空的条件下，硅的沸点下降变成硅蒸汽，硅蒸汽与硅冷却板6相遇，温度下降，硅蒸汽在冷却板上结晶，从而与杂质分离，使硅纯度提高，达到回收的目的。

上面所述实施例是对本发明进行说明，并非对本发明进行限定。本发明要求保护的构思、方法和范围，都记载在本发明的权利要求书中。