本發明涉及,特別是一種多晶硅片生產工藝。
背景技術:
多晶硅是制造半導體器件和太陽能電池等產品的主要原材料,還可以用于制備單晶硅,其深加工產品被廣泛用于半導體工業中,作為人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等器件的基礎材料。同時,由于能源危機和低碳經濟的呼吁,全球正在積極開發利用可再生能源。太陽能由于其情節、安全、資源豐富,在可再生能源中最引人關注。利用太陽能的一種方法是通過光電效應將太陽能轉化為電能。硅太陽能電池是最普遍采用的基于光電壓效應的裝置。此外,由于半導體工業和太陽能電池的發展,對高純度多晶硅的需求正不斷增加。
中國發明專利cn102849740a公開了一種多晶硅的生產工藝,通過氫氣在氯氫化和還原兩工序之間建立的大循環,可將還原產生的氫氣作為氯氫化的補充氣,因此使得運行成本得以下降。
技術實現要素:
本發明需要解決的技術問題是提供一種純凈度好且效率高的多晶硅片生產工藝。
為了解決上述技術問題,本發明的多晶硅片生產工藝,包括以下步驟,
(1)選料,選擇純度好的工業硅;
(2)硅錠凝固,將選好的工業硅進行水平區熔單向凝固成硅錠;
(3)去除雜質,去除硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;
(4)硅錠二次凝固,進行第二次水平區熔單向凝固成硅錠;
(5)二次去雜,去除第二次區熔硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;
(6)多晶硅生成,在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質,生成多晶硅;
(7)切片,將生產的多晶硅切片形成多晶硅片。
進一步的,所述步驟(3)中去除硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分后,進行粗粉碎和清洗,在高頻感應爐中去除硼雜質。
更進一步的,所述在高頻感應爐中去除硼雜質為將硅錠和精煉劑混合裝入石墨坩堝中,然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應爐中進行逐步加熱升溫,待溫度升高到1580-1750℃時保溫3-5h,然后冷卻至室溫即可。
更進一步的,所述硅錠和精煉劑的質量比為1:1-3:1。
更進一步的,氬氣流量控制在8-13l/min,逐步升溫為130℃/11min。
更進一步的,所述精煉劑采用氯化鈣或氯化鎂中的一種。
進一步的,所述步驟(7)中多晶硅片的尺寸為6-8英寸。
采用上述工藝后,本發明在多晶硅生產過程中進行二次區熔硅錠,并且在每次區熔硅錠前進行去雜,極大的去除了多晶硅中的雜質;另外,在去除硼雜質的過程中逐步升溫,有效提升了去除硼雜質的效果。
具體實施方式
實施方式一:
本發明多晶硅片生產工藝,包括以下步驟:
(1)選料,選擇純度好的工業硅。
(2)硅錠凝固,將選好的工業硅進行水平區熔單向凝固成硅錠。
(3)去除雜質,去除硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;進行粗粉碎和清洗,為將硅錠和氯化鈣按質量比1:1混合裝入石墨坩堝中,然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應爐中進行逐步加熱升溫,其中氬氣流量控制在8l/min,逐步升溫為130℃/11min待溫度升高到1580℃時保溫5h,然后冷卻至室溫即可。
(4)硅錠二次凝固,進行第二次水平區熔單向凝固成硅錠;
(5)二次去雜,去除第二次區熔硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;
(6)多晶硅生成,在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質,生成多晶硅;
(7)切片,將生產的多晶硅切片形成多晶硅片,多晶硅片的尺寸為6英寸。
實施方式二:
本發明多晶硅片生產工藝,包括以下步驟:
(1)選料,選擇純度好的工業硅。
(2)硅錠凝固,將選好的工業硅進行水平區熔單向凝固成硅錠。
(3)去除雜質,去除硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;進行粗粉碎和清洗,為將硅錠和氯化鎂按質量比1:2混合裝入石墨坩堝中,然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應爐中進行逐步加熱升溫,其中氬氣流量控制在13l/min,逐步升溫為130℃/11min待溫度升高到1750℃時保溫3h,然后冷卻至室溫即可。
(4)硅錠二次凝固,進行第二次水平區熔單向凝固成硅錠;
(5)二次去雜,去除第二次區熔硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;
(6)多晶硅生成,在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質,生成多晶硅;
(7)切片,將生產的多晶硅切片形成多晶硅片,多晶硅片的尺寸為7英寸。
實施方式三:
本發明多晶硅片生產工藝,包括以下步驟:
(1)選料,選擇純度好的工業硅。
(2)硅錠凝固,將選好的工業硅進行水平區熔單向凝固成硅錠。
(3)去除雜質,去除硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;進行粗粉碎和清洗,為將硅錠和氯化鎂按質量比1:3混合裝入石墨坩堝中,然后將石墨坩堝置于通有氬氣保護的高頻感應爐中進行逐步加熱升溫,其中氬氣流量控制在11l/min,逐步升溫為130℃/11min待溫度升高到1620℃時保溫4h,然后冷卻至室溫即可。
(4)硅錠二次凝固,進行第二次水平區熔單向凝固成硅錠;
(5)二次去雜,去除第二次區熔硅錠中金屬雜質聚集的部分和外表部分;
(6)多晶硅生成,在電子束溶解爐中去除磷和碳雜質,生成多晶硅;
(7)切片,將生產的多晶硅切片形成多晶硅片,多晶硅片的尺寸為8英寸。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式,但是本領域熟練技術人員應當理解,這些僅是舉例說明,可以對本實施方式作出多種變更或修改,而不背離發明的原理和實質,本發明的保護范圍僅由所附權利要求書限定。