專利名稱：生產(chǎn)多晶硅的方法
生產(chǎn)多晶硅的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明有關(guān)于一種多晶硅的生產(chǎn)方法，尤指一種高純度多晶硅的生產(chǎn)方法。
技術(shù)背景
硅材料成為新技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料，例如太陽能電池、半導(dǎo)體技術(shù)等。同時， 硅材料的純度直接影響到新技術(shù)領(lǐng)域的后續(xù)工藝，以及最終產(chǎn)品的性能和壽命。
怎樣工業(yè)化、低成本的獲得高純度硅晶體，例如純度大于99. 9999%，成為制約新技術(shù)發(fā)展重要問題。發(fā)明內(nèi)容
為了得到一種適于大規(guī)模工業(yè)化、且同時達到高純度、低成本、低污染、高效率的生產(chǎn)周期的多晶硅生產(chǎn)方法。
本發(fā)明公開一種生產(chǎn)多晶硅的方法，其特征在于包括步驟如下
將硅原料放入坩堝中，通過電子束熔化原料的頂部，形成熔融狀態(tài)；
在達到1500°C的熔融狀態(tài)下保溫，并加入造渣劑進行氧化造渣、去渣；
將去渣后的硅熔液倒入容器中，并保溫36小時凝固成錠；
切除硅錠頂部，打磨四周、去除金屬雜質(zhì)，以得到低磷、低金屬多晶硅錠。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)加工中外來雜質(zhì)污染幾率小，去除有害物質(zhì)徹底，并適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
本發(fā)明為一種生產(chǎn)多晶硅的方法，尤其是太陽能級的多晶硅。該方法包括
將硅原料放入坩堝中，該原料中具有高磷、高金屬、硼等有害雜質(zhì)。所述坩堝可以采用石英、石墨等材料制成。
通過電子束熔化原料的頂部，形成熔融狀態(tài)。
在達到1500°C的熔融狀態(tài)下保溫，并加入造渣劑進行氧化造渣、去渣，其中造渣劑為高純石英砂(SiO2)、Na2Si03、碳酸鈉、氧化鈣(CaO)、氟化鈣、氫氧化鋇中的一種或幾種。優(yōu)選的所述造渣劑為Na2Si03、SiOjP CaF2，且它們的重量比為6 3. 2 1. 2。而對應(yīng)的所述造渣劑與工業(yè)硅的重量比為1 3。
將去渣后的硅熔液倒入容器中，并保溫36小時凝固成錠。
切除硅錠頂部，打磨四周、去除金屬雜質(zhì)，以得到低磷、低金屬多晶硅錠。作為優(yōu)選，所述被切除頂部占總高度的8%，即通過切除底部含有有害雜質(zhì)部分，獲得高純度的硅Iio
同時，本發(fā)明所得的規(guī)定可以繼續(xù)加工，獲得更高純度的硅粉。所述后續(xù)方法還包括將硅錠破碎至100至200目(通常采用物理粉碎)、篩分，磁選后，放入容器中；加入濃度為25%的混合酸，該混合酸中包含鹽酸、氫氟酸和硝酸。對液體進行升溫至90°C，并對其攪拌反應(yīng)5小時；對其中粉末進行過濾并洗滌至Wi中性；對粉末進行脫水、烘干成硅粉并包裝。
作為進一步提純，對所述硅份加熱至完全熔融，并保溫40至50分鐘，然后將熔融硅澆注到定向凝固柑禍內(nèi)，冷卻得到多晶硅。
以上所舉者僅系本創(chuàng)作之部份實施例，并非用以限制本創(chuàng)作，致依本創(chuàng)作之創(chuàng)意精神及特征，稍如變化修飾而成者，亦應(yīng)包括在本專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)多晶硅的方法，其特征在于包括步驟如下將硅原料放入坩堝中，通過電子束熔化原料的頂部，形成熔融狀態(tài)； 在達到1500°C的熔融狀態(tài)下保溫，并加入造渣劑進行氧化造渣、去渣； 將去渣后的硅熔液倒入容器中，并保溫36小時凝固成錠； 切除硅錠頂部，打磨四周、去除金屬雜質(zhì)，以得到低磷、低金屬多晶硅錠。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述被切除頂部占總高度的8%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述造渣劑為Na2Si03、SiA和CaF2,且它們的重量比為6 3.2 1.2。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述造渣劑與工業(yè)硅的重量比為1 3。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將硅錠破碎至100至200目、篩分，磁選后，放入容器中； 加入濃度為25%的混合酸，升溫至90°C，攪拌反應(yīng)5小時； 過濾并洗滌至Wi中性；脫水、烘干成硅粉并包裝。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對所述硅份加熱至完全熔融，并保溫40至 50分鐘，然后將熔融硅澆注到定向凝固柑禍內(nèi)，冷卻得到多晶硅。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述多晶硅為太陽能級的多晶硅。
全文摘要
一種生產(chǎn)多晶硅的方法，包括將硅原料放入坩堝中，通過電子束熔化原料的頂部，形成熔融狀態(tài)；在達到1500℃的熔融狀態(tài)下保溫，并加入造渣劑進行氧化造渣、去渣；將去渣后的硅熔液倒入容器中，并保溫36小時凝固成錠；切除硅錠頂部，打磨四周、去除金屬雜質(zhì)，以得到低磷、低金屬多晶硅錠。該法是一種適于大規(guī)模工業(yè)化、且同時達到高純度、低成本、低污染、高效率的生產(chǎn)周期的多晶硅生產(chǎn)方法。
文檔編號C01B33/037GK102491338SQ20111037688
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者虞海盈 申請人:虞海盈