[发明专利]生产多晶硅的方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种多晶硅的生产方法，尤指一种高纯度多晶硅的生产方法。

背景技术

硅材料成为新技术领域的重要基础材料，例如太阳能电池、半导体技术等。同时，硅材料的纯度直接影响到新技术领域的后续工艺，以及最终产品的性能和寿命。

怎样工业化、低成本的获得高纯度硅晶体，例如纯度大于99.9999％，成为制约新技术发展重要问题。

发明内容

为了得到一种适于大规模工业化、且同时达到高纯度、低成本、低污染、高效率的生产周期的多晶硅生产方法。

本发明公开一种生产多晶硅的方法，其特征在于：包括步骤如下：

将硅原料放入坩埚中，通过电子束熔化原料的顶部，形成熔融状态；

在达到1500℃的熔融状态下保温，并加入造渣剂进行氧化造渣、去渣；

将去渣后的硅熔液倒入容器中，并保温36小时凝固成锭；

切除硅锭顶部，打磨四周、去除金属杂质，以得到低磷、低金属多晶硅锭。

本发明同现有技术相比，生产周期短，生产加工中外来杂质污染几率小，去除有害物质彻底，并适合大规模工业化生产。

具体实施方式

本发明为一种生产多晶硅的方法，尤其是太阳能级的多晶硅。该方法包括：

将硅原料放入坩埚中，该原料中具有高磷、高金属、硼等有害杂质。所述坩埚可以采用石英、石墨等材料制成。

通过电子束熔化原料的顶部，形成熔融状态。

在达到1500℃的熔融状态下保温，并加入造渣剂进行氧化造渣、去渣，其中造渣剂为高纯石英砂(SiO₂)、Na₂SiO₃、碳酸钠、氧化钙(CaO)、氟化钙、氢氧化钡中的一种或几种。优选的所述造渣剂为Na₂SiO₃、SiO₂和CaF₂，且它们的重量比为6∶3.2∶1.2。而对应的所述造渣剂与工业硅的重量比为1∶3。

将去渣后的硅熔液倒入容器中，并保温36小时凝固成锭。

切除硅锭顶部，打磨四周、去除金属杂质，以得到低磷、低金属多晶硅锭。作为优选，所述被切除顶部占总高度的8％，即通过切除底部含有有害杂质部分，获得高纯度的硅锭。

同时，本发明所得的规定可以继续加工，获得更高纯度的硅粉。所述后续方法还包括：将硅锭破碎至100至200目(通常采用物理粉碎)、筛分，磁选后，放入容器中；加入浓度为25％的混合酸，该混合酸中包含盐酸、氢氟酸和硝酸。对液体进行升温至90℃，并对其搅拌反应5小时；对其中粉末进行过滤并洗涤至Ph中性；对粉末进行脱水、烘干成硅粉并包装。

作为进一步提纯，对所述硅份加热至完全熔融，并保温40至50分钟，然后将熔融硅浇注到定向凝固柑祸内，冷却得到多晶硅。

以上所举者仅系本创作之部份实施例，并非用以限制本创作，致依本创作之创意精神及特征，稍如变化修饰而成者，亦应包括在本专利范围之内。