[发明专利]生产元素硅的方法

权利要求书

1.一种由含有二氧化硅的原材料(2)生产高纯度元素硅的方法，包括以下步骤：

a)对所述原材料(2)进行热预纯化，其中，基本上完全分离出由硼和磷所组成的组中的杂质(7)并获得预纯化的二氧化硅(8)；

b)将所述预纯化的二氧化硅(8)还原为元素硅；

c)在步骤b)期间和/或之后，去除在步骤a)之后残留在所述预纯化的二氧化硅(8)中的杂质(7)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，基本上完全分离出沸点低于二氧化硅的沸点的其他杂质。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，将所述原材料(2)加热至二氧化硅基本上保持固态但所述杂质(7)熔化或形成熔融附聚物的温度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，将所述原材料(2)加热至二氧化硅为液态或形成熔融附聚物但所述杂质(7)蒸发的温度。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的方法，其特征在于，在气流中将所述原材料(2)引导至将二氧化硅和杂质(7)彼此分离的导流板表面(5)上。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a)以火焰熔融法的方式进行。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过等离子火焰或高温火焰将所述原材料(2)加热至必要的温度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，将二氧化硅单步还原成元素硅。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b)包括：

步骤b1)，将二氧化硅还原成一氧化硅；和

步骤b2)，在步骤b1)之后，将一氧化硅进一步还原成元素硅。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

在步骤b1)中，在1000℃至2500℃的温度下通过气态还原剂将二氧化硅还原为一氧化硅，由此形成含有一氧化硅的气相，并且

在步骤b2)中，在1500℃或更高的温度下，通过气态还原剂还原在步骤b1)中获得的一氧化硅，由此形成分离出来的元素硅和残留的气相。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

步骤b3)，将步骤b2)中残留的气相冷却至500℃或更低的温度并回收所述气态还原剂。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c)包括在步骤b1)期间去除沸点高于SiO的沸点的杂质。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤c)包括通过区域熔化来去除所获得的元素硅中含有的杂质。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述原材料(2)中二氧化硅的比例为至少85％，优选为至少95％，特别优选为98％或更高。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤a)中使用的原材料含有降低粘度的物质。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述降低粘度的物质具有小于0.005的分离系数。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述降低粘度的物质是氧化铁。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在基本上不使用含卤素的化合物的情况下进行。