專利名稱：單晶硅堝底料中石英的分離工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體分離技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分離單晶硅堝底料中石英的工藝。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)單晶硅棒的時候不免會產(chǎn)生一些殘留硅料，這些殘留在堝底上的硅料稱堝 底料。在拉單晶硅時硅料會熔融在石英坩堝的堝底上，因此會有白色的石英坩堝殘余物附 著在灰色的硅料上面，而這些附著了石英的硅料，都是屬于原生性廢硅料。為了使單晶硅的 成品率提升，我們必須去除這些堝底料中的石英成份，使堝底料能夠繼續(xù)回爐拉單晶，使硅 料能夠得到充分利用。 已有的分離方法是人工將堝底料上的石英打落分別把硅料選出，而對一些細(xì)小 的石英粉末用肉眼是根本難以看清的，所以這種用人工分離的方法是費時長、耗工多、效 率低、分離不徹底，同時分選后的利用率也不高；中國專利"分離單晶硅堝底料中石英的工 藝"(專利申請?zhí)?2111761.0)這種方法是通過將混含有石英的堝底料放置在中頻爐中高 溫加熱熔融，利用硅的熔點低于石英熔點的特性，將石英顆粒與硅液分離開來，它雖具有生 產(chǎn)安全、分離效果較好等優(yōu)點，但它所需設(shè)備價格較為昂貴、工藝較為復(fù)雜，這對一般企業(yè) 來說也不是容易辦到的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種單晶硅堝底料中石英的新的分離工藝，它是采用一種 化學(xué)方法來提純堝底料的，其原理是根據(jù)石英能與氫氟酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成氣態(tài)的四氟化 硅和水從而把硅料分離出來，這種方法簡單易行、安全性強、操作方便、分離效果好、設(shè)備投 資較少，是一種節(jié)約成本的好辦法。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的根據(jù)石英的主要成分是二氧化硅，它的化學(xué)性質(zhì)不 活潑，不跟一般的酸反應(yīng)卻能跟氫氟酸起反應(yīng)，反應(yīng)后生成氣態(tài)的四氟化硅和水，利用這一 特性能徹底分解堝底料中的石英成分，留下的硅料便可繼續(xù)回爐拉伸單晶硅，這樣使單晶 硅成品率得到很大的提高。其化學(xué)反應(yīng)方程式為Si02+4HF = = SiF4 t +2H20 ;工藝是 將堝底料連同坩堝一同破碎，使之成顆粒狀料，將顆粒狀料置于耐酸的塑料槽內(nèi)；其顆粒狀 料與氫氟酸的重量比例為l : 4;氫氟酸與硝酸的重量比例為1 : 3，按此比例加入氫氟酸
和硝酸，待反應(yīng)完成后排放出反應(yīng)槽內(nèi)的液體，再用中性水沖洗經(jīng)處理過的堝底料的ra值
達(dá)中性為止；最后將沖洗好經(jīng)處理過的堝底料放置到烘干機上進(jìn)行烘干，烘好后取出的就 是石英被分離出去的新的堝底料。具體的操作方法為將堝底料連同坩堝一同破碎，破碎 后使之達(dá)到直徑為8-10厘米的顆粒狀料；然后按照堝底料比氫氟酸的重量比為1 : 4;氫
氟酸比硝酸的重量比為i : 3，按此比例將顆粒狀料置于耐酸的塑料槽內(nèi)，再，加入濃度為
45-55%的氫氟酸，同時加入濃度為68-71 %的硝酸作為催化劑。反應(yīng)溫度為19-22。C，反應(yīng) 時間控制在1. 5-2小時，然后排放出反應(yīng)槽內(nèi)的液體，終止反應(yīng)；接著用中性水進(jìn)行沖洗，直到用中性水沖洗經(jīng)處理過的堝底料的ra值達(dá)中性為止；最后將沖洗好經(jīng)處理過的堝底
料放置到烘干機上進(jìn)行烘干處理，烘干時間為0. 25-0. 35小時，然后取出，這時得到經(jīng)烘干后處理過的堝底料表面具有光澤，這樣得到的就是可以利用的、石英被分離出去的、新的堝底料。 本發(fā)明工藝簡單易行、安全性強、操作方便、分離效果好、設(shè)備投資較少，是一種節(jié)約成本提高成品率的好方法。
具體實施例方式
本發(fā)明的具體方法由以下的實施例給出。 下面詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的細(xì)節(jié)及工作情況。 將堝底料連同坩堝一同破碎，使之達(dá)直徑為8-10厘米的顆粒狀料，然后按照堝底
料比氫氟酸的重量比為i : 4;氫氟酸比硝酸的重量比為i : 3，按此比例將顆粒狀料置
于耐酸的塑料槽內(nèi)，加入濃度為45-55%的氫氟酸，再加入濃度為68-71 %的硝酸作為催化劑，反應(yīng)溫度為19-22t:，控制反應(yīng)時間在1.5-2小時，然后排放出反應(yīng)槽內(nèi)的液體，終止反應(yīng)；接著用中性水進(jìn)行沖洗，直到用中性水沖洗經(jīng)處理過的堝底料的ra值達(dá)中性為止；最后將沖洗好經(jīng)處理過的堝底料放置到烘干機上進(jìn)行烘干處理，烘干時間為0. 25-0. 35小時，然后取出，這時得到經(jīng)烘干后處理過的堝底料表面具有光澤，這樣得到的就是可以利用的、石英被分離出去的、新的堝底料。
權(quán)利要求
一種分離單晶硅堝底料中石英的工藝，其特征是將堝底料連同坩堝一同破碎，使之成顆粒狀料，將顆粒狀料置于耐酸的塑料槽內(nèi)，按顆粒狀料比氫氟酸的重量比為1∶4；氫氟酸比硝酸的重量比為1∶3，按此比例加入氫氟酸和硝酸，待反應(yīng)完成后排放出反應(yīng)槽內(nèi)的液體，再用中性水沖洗經(jīng)處理過的堝底料的PH值達(dá)中性為止；最后將沖洗好經(jīng)處理過的堝底料放置到烘干機上進(jìn)行烘干，烘干后取出新的堝底料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是所說的將堝底料連同坩堝一同破碎，破碎后 使之達(dá)到直徑為8-10厘米的顆粒狀料；所說的將顆粒狀料置于耐酸的塑料槽內(nèi)，按顆粒狀料比氫氟的重量比為i : 4;氫氟酸比硝酸的重量比為i : 3，按此比例加入的氫氟酸濃度為45-55%，加入硝酸的濃度為68-71% ;所說的反應(yīng)溫度為19_22°C ;所說的反應(yīng)時間控制 在1. 5-2小時；所說的用中性水沖洗經(jīng)處理過的堝底料的ra值達(dá)中性為止；所說的烘干處 理，烘干時間為0. 25-0. 35小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體分離技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分離單晶硅堝底料中石英的工藝，原理是根據(jù)石英能與氫氟酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成氣態(tài)的四氟化硅和水從而把硅料分離出來，方法是將殘留在堝底的硅料連同坩堝一同破碎，成為顆粒狀料；然后按照顆粒狀料比氫氟酸的重量比為1∶4；氫氟酸比硝酸的重量比為1∶3，按此比例將顆粒料置于耐酸的塑料槽內(nèi)，再加入氫氟酸和硝酸進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)完成后排出反應(yīng)槽內(nèi)的液體，終止反應(yīng)；用中性水沖洗到經(jīng)處理過的堝底料的pH值達(dá)中性為止；將處理過的堝底料烘干后取出。這樣得到的就是石英被分離出去的新的堝底料。本發(fā)明具有工藝簡單、安全性強、操作方便、效果好、投資少，成本低、成品率高等優(yōu)點。
文檔編號C01B33/037GK101786627SQ20091009602
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者江國慶 申請人:江國慶