[发明专利]多晶硅的生产工艺

摘要

本发明公开了一种多晶硅的生产工艺，包括以下步骤步骤一、在坩埚的表面从内到外依次设置第一涂层、第二涂层和第三涂层，铺设有晶体硅边角料层；步骤二、在坩埚中盛放熔融状态的少量多晶硅原料，控制坩埚的温度低于晶体硅边角料层的熔点，使得熔化后的少量多晶硅原料形成结晶保护层；步骤三、真空环境下，在坩埚中盛放待处理的多晶硅原料，置于带有电子束发生装置的熔化炉，采用激光辐照处理；步骤四、在真空环境下，进行高频感应加热，加入造渣剂，进行等离子加热，通入掺有水蒸汽和氢气的氩气，定向凝固得到目标产物多晶硅。本发明能够有效降低硼、磷、金属杂质的含量，制备完全多晶硅，长晶错位少、晶界适量，提高多晶硅电池的转化率。

主权项

一种多晶硅的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在坩埚的表面从内到外依次设置第一涂层、第二涂层和第三涂层，第一涂层为硼化硅涂层、第二涂层为氮化硅涂层，第三涂层为碳化硅涂层，在所述坩埚内的底部的第三涂层上铺设有晶体硅边角料层；步骤二、在所述坩埚中盛放熔融状态的少量多晶硅原料，控制所述坩埚的温度低于所述晶体硅边角料层的熔点，使得熔化后的少量多晶硅原料形成结晶保护层，其厚度为预先铺设的晶体硅边角料层的厚度1/3～2/5；步骤三、真空环境下，在所述坩埚中盛放待处理的多晶硅原料，置于带有电子束发生装置的熔化炉，采用波长为1.2～1.8μm激光在80～90A、0.6～20ms、1Hz条件下辐照处理10～15min，然后控制所述坩埚内部自下而上形成递增的温度梯度，保持10～15h，得到硅熔液，以80～90℃/h的速度阶梯式冷却得到硅锭，粉碎至60目，进行酸洗，清洗后烘干，得到第一处理料；步骤四、在真空环境下，将第一处理料进行高频感应加热，加入质量比为3～5:3～5:1的氧化钙、氟化钙和二氧化硅形成的造渣剂，所述造渣剂与所述第一处理料的质量比为16:16～25，在1500～1580℃下保持1～1.5h，得到第二处理料，然后将第二处理料进行等离子加热，通入掺有水蒸汽和氢气的氩气，在1500～1580℃下保持1～1.5h，定向凝固得到第三处理料，切除上层杂质富集区，得到目标产物多晶硅。