多晶硅片生产工艺的制作方法

文档序号:11243920 阅读:2112 来源:国知局

本发明涉及,特别是一种多晶硅片生产工艺。



背景技术:

多晶硅是制造半导体器件和太阳能电池等产品的主要原材料,还可以用于制备单晶硅,其深加工产品被广泛用于半导体工业中,作为人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等器件的基础材料。同时,由于能源危机和低碳经济的呼吁,全球正在积极开发利用可再生能源。太阳能由于其情节、安全、资源丰富,在可再生能源中最引人关注。利用太阳能的一种方法是通过光电效应将太阳能转化为电能。硅太阳能电池是最普遍采用的基于光电压效应的装置。此外,由于半导体工业和太阳能电池的发展,对高纯度多晶硅的需求正不断增加。

中国发明专利cn102849740a公开了一种多晶硅的生产工艺,通过氢气在氯氢化和还原两工序之间建立的大循环,可将还原产生的氢气作为氯氢化的补充气,因此使得运行成本得以下降。



技术实现要素:

本发明需要解决的技术问题是提供一种纯净度好且效率高的多晶硅片生产工艺。

为了解决上述技术问题,本发明的多晶硅片生产工艺,包括以下步骤,

(1)选料,选择纯度好的工业硅;

(2)硅锭凝固,将选好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭;

(3)去除杂质,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;

(4)硅锭二次凝固,进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭;

(5)二次去杂,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;

(6)多晶硅生成,在电子束溶解炉中去除磷和碳杂质,生成多晶硅;

(7)切片,将生产的多晶硅切片形成多晶硅片。

进一步的,所述步骤(3)中去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后,进行粗粉碎和清洗,在高频感应炉中去除硼杂质。

更进一步的,所述在高频感应炉中去除硼杂质为将硅锭和精炼剂混合装入石墨坩埚中,然后将石墨坩埚置于通有氩气保护的高频感应炉中进行逐步加热升温,待温度升高到1580-1750℃时保温3-5h,然后冷却至室温即可。

更进一步的,所述硅锭和精炼剂的质量比为1:1-3:1。

更进一步的,氩气流量控制在8-13l/min,逐步升温为130℃/11min。

更进一步的,所述精炼剂采用氯化钙或氯化镁中的一种。

进一步的,所述步骤(7)中多晶硅片的尺寸为6-8英寸。

采用上述工艺后,本发明在多晶硅生产过程中进行二次区熔硅锭,并且在每次区熔硅锭前进行去杂,极大的去除了多晶硅中的杂质;另外,在去除硼杂质的过程中逐步升温,有效提升了去除硼杂质的效果。

具体实施方式

实施方式一:

本发明多晶硅片生产工艺,包括以下步骤:

(1)选料,选择纯度好的工业硅。

(2)硅锭凝固,将选好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭。

(3)去除杂质,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;进行粗粉碎和清洗,为将硅锭和氯化钙按质量比1:1混合装入石墨坩埚中,然后将石墨坩埚置于通有氩气保护的高频感应炉中进行逐步加热升温,其中氩气流量控制在8l/min,逐步升温为130℃/11min待温度升高到1580℃时保温5h,然后冷却至室温即可。

(4)硅锭二次凝固,进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭;

(5)二次去杂,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;

(6)多晶硅生成,在电子束溶解炉中去除磷和碳杂质,生成多晶硅;

(7)切片,将生产的多晶硅切片形成多晶硅片,多晶硅片的尺寸为6英寸。

实施方式二:

本发明多晶硅片生产工艺,包括以下步骤:

(1)选料,选择纯度好的工业硅。

(2)硅锭凝固,将选好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭。

(3)去除杂质,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;进行粗粉碎和清洗,为将硅锭和氯化镁按质量比1:2混合装入石墨坩埚中,然后将石墨坩埚置于通有氩气保护的高频感应炉中进行逐步加热升温,其中氩气流量控制在13l/min,逐步升温为130℃/11min待温度升高到1750℃时保温3h,然后冷却至室温即可。

(4)硅锭二次凝固,进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭;

(5)二次去杂,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;

(6)多晶硅生成,在电子束溶解炉中去除磷和碳杂质,生成多晶硅;

(7)切片,将生产的多晶硅切片形成多晶硅片,多晶硅片的尺寸为7英寸。

实施方式三:

本发明多晶硅片生产工艺,包括以下步骤:

(1)选料,选择纯度好的工业硅。

(2)硅锭凝固,将选好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭。

(3)去除杂质,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;进行粗粉碎和清洗,为将硅锭和氯化镁按质量比1:3混合装入石墨坩埚中,然后将石墨坩埚置于通有氩气保护的高频感应炉中进行逐步加热升温,其中氩气流量控制在11l/min,逐步升温为130℃/11min待温度升高到1620℃时保温4h,然后冷却至室温即可。

(4)硅锭二次凝固,进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭;

(5)二次去杂,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;

(6)多晶硅生成,在电子束溶解炉中去除磷和碳杂质,生成多晶硅;

(7)切片,将生产的多晶硅切片形成多晶硅片,多晶硅片的尺寸为8英寸。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域熟练技术人员应当理解,这些仅是举例说明,可以对本实施方式作出多种变更或修改,而不背离发明的原理和实质,本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。



技术特征:

技术总结
本发明涉及多晶硅片生产工艺技术领域,特别是一种多晶硅片生产工艺,包括以下步骤,(1)选料,选择纯度好的工业硅;(2)硅锭凝固,将选好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭;(3)去除杂质,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;(4)硅锭二次凝固,进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭;(5)二次去杂,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分;(6)多晶硅生成,在电子束溶解炉中去除磷和碳杂质,生成多晶硅;(7)切片,将生产的多晶硅切片形成多晶硅片。采用上述工艺后,本发明极大的去除了多晶硅中的杂质;另外,在去除硼杂质的过程中逐步升温,有效提升了去除硼杂质的效果。

技术研发人员:张兆民
受保护的技术使用者:张兆民
技术研发日:2017.06.26
技术公布日:2017.09.15
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