CN101660210A - 硅芯洁净工艺 - Google Patents
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Abstract
硅芯洁净工艺，本发明涉及多晶硅的加工工艺，具体地说是一种洁净硅芯的方法。按照本发明提供的技术方案，硅芯洁净工艺包括：a.硅芯预处理：先用无水乙醇擦去硅芯表面的杂质，再用丙酮擦去硅芯表面的油污；然后再把硅芯放在超声波清洗仪器中进行超声波清洗；真空干燥；b.洁净：将清洁的硅芯置于密闭的反应容器内，在300～320℃的温度下发生如下反应：Si+3HCl→SiHCl3+H2；在上述反应过程中，将氢气和氯化氢的混合气体通入反应容器内；c.尾气重复利用：反应产物三氯化氢和氢气为制备多晶硅的原材料，反应产物通过反应容器内的进出气管回气，通过管道进入还原工段。本发明反应产物可以完全回收，因此实现了氮化物的零排放，改善了环境。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅的加工工艺，具体地说是一种洁净硅芯的方法。
背景技术
硅芯的表面必须经过洁净处理后，才能使用。在现有技术中，硅芯表面的洁净方式通常为：Si溶于硝酸和氢氟酸的混合酸内发生化学反应，其反应方程式如下：
3Si+4HNO3+18HF→3H2SiF6+4NO+8H2O，以此达到洁净的目的。这种洁净方式的缺陷是：在处理过程中会产生大量的氮氧化物，影响到周围的环境，并需投资环保设备来加以处理，此外现有技术完全是人工操作，对操作人员的身体会造成一定的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅芯洁净工艺，利用硅与氯化氢的化学反应，来洁净硅芯的表面，由于其反应产物可以完全回收，因此实现了氮化物的零排放，改善了环境。
按照本发明提供的技术方案，所述硅芯洁净工艺包括：
a、硅芯预处理：先用无水乙醇擦去硅芯表面杂质；再用丙酮擦去表面油污；然后再把硅芯放在超声波清洗仪器中进行超声波清洗；超声波清洗时，超声波频率为20～40KHZ，洗涤液为清水；采用超声波清洗仪器清洗后，硅芯产品清洗效果好，并且对硅芯表面没有损伤；不须人手接触清洗液，安全可靠；产品清洗精度高，可以强有力的清洗微小的污渍颗粒；然后再真空干燥；
b、洁净：将清洁的硅芯置于多晶硅反应容器中，根据硅与氯化氢的化学反应机理，在300～320℃的温度发生如下反应，Si+3HCl→SiHCl3+H2，以清除硅芯表面的氧化层和金属杂质；
在所述反应过程中，将氢气和氯化氢混合气体通入反应容器内，以促进反应过程；在所述混合气体中，氢气为90～97体积份，氯化氢为3～10体积份，混合气体的流量为40～50Nm3/h，反应时间为25～35分钟；
c、尾气回收利用：将反应产物三氯氢硅和氢气作为制备多晶硅的原料，在回收利用时，将反应产物通过反应容器内的进出气管送回反应容器内，可以完全回收。
本发明的优点是：
1、只需用无水乙醇和丙酮对硅芯进行预处理，安装在反应容器后，洁净过程进行自动控制。
2、反应在密闭的容器中进行，减少硅芯转移污染，不会对环境、操作人员造成危害。
3、反应气体氯化氢为多晶硅制取过程中的副产物，可以综合利用，节省成本。
4、反应产物SiHCl3和H2是多晶硅制取的原料，可以回收利用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
a、硅芯预处理：选取硅芯长2000mm～2600mm，粗8～12mm的硅芯，先用柔软的物品蘸少量(以蘸湿纱布为宜)无水乙醇擦去硅芯表面的杂质，用丙酮擦去硅芯表面的油污，再把硅芯放在超声波清洗仪器中进行超声波清洗、干燥；
b、洁净：将硅芯用石墨夹具垂直安装于密闭的反应容器内，在300～320℃的温度下发生如下反应：Si+3HCl→SiHCl3+H2，在腐蚀掉硅芯表面层的同时，清除硅芯表面的氧化层和金属杂物；
在上述反应过程中，将氢气和氯化氢的混合气体通入反应容器内，在混合气体中，氢气90～97份，氯化氢3～10份，混合气体的流量为40～50Nm3/h，反应时间为25～35分钟；根据要求的硅芯洁净程度，通过控制混合气体流量、温度、时间，达到洁净目的。
c、尾气回收利用：反应产物三氯氢硅和氢气作为制备多晶硅的原料，反应产物通过反应容器内的进出气管送回反应容器内，通过管道进入还原工段。
Claims (1)
1、一种硅芯洁净工艺，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a、硅芯预处理：先用柔软的物品蘸少量无水乙醇擦去硅芯表面的杂质，再用丙酮擦去硅芯表面的油污；然后再把硅芯放在超声波清洗仪器中进行超声波清洗；超声波清洗时，超声波频率为20～40KHZ，洗涤液为清水；然后真空干燥；
b、洁净：将清洁的硅芯置于密闭的反应容器内，根据硅与氯化氢的化学反应机理，在300～320℃的温度下发生如下反应：Si+3HCl→SiHCl3+H2，以清除硅芯表面的氧化层和金属杂质；
在上述反应过程中，将氢气和氯化氢混合气体通入反应容器内，以促进反应过程；在上述混合气体中，氢气90～97体积份，氯化氢3～10体积份，混合气体的流量为40～50Nm3/h，反应时间为25～35分钟；
c、尾气回收利用：反应产物三氯氢硅和氢气作为制备多晶硅的原材料，在回收利用时，将反应产物通过反应容器内的进出气管送回反应容器内，通过管道进入还原工段。
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Publications (1)
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2009
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