CN102251242A

CN102251242A - 多晶硅清洗方法

Info

Publication number: CN102251242A
Application number: CN2011101866510A
Authority: CN
Inventors: 王晓楠; 侯俊峰; 杨光军; 胡永; 李峰
Original assignee: Guodian Ningxia Solar Co Ltd
Current assignee: Guodian Ningxia Solar Co Ltd
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明实施例公开了一种多晶硅清洗方法，该方法包括：将多晶硅置于SC-1清洗液中对其进行第一次清洗；采用纯水对所述多晶硅进行第一次漂洗；采用臭氧对所述多晶硅进行第一次干燥处理；将多晶硅置于硝酸和氢氟酸的混合溶液中对其进行第二次清洗；采用纯水对所述多晶硅进行第二次漂洗。本发明所提供的多晶硅清洗方法，不仅能够去除多晶硅表面的绝大部分杂质，而且还能去除多晶硅表面的油污和手印等有机物，从而可使清洗后的多晶硅表面的清洁度达到要求。

Description

多晶硅清洗方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种多晶硅清洗方法。

背景技术

多晶硅是制备半导体器件和太阳能电池的原材料，是全球电子工业及光伏产业的基石。多晶硅按照纯度和用途可分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅。

目前制备多晶硅的主要方法为改良西门子法，该法是利用硅芯棒(或称硅芯)作为发热体及硅的沉积载体，在1050℃～1150℃下通入三氯氢硅和氢气，三氯氢硅被氢气还原成硅并沉积在硅芯棒表面，最终使得硅芯棒转变成直径为100mm～200mm的多晶硅(或多晶硅棒)。在形成多晶硅时所使用的硅芯棒是以硅芯母料(特制的多晶硅棒)为原料，在高频硅芯炉中通过高频感应使硅芯母料局部加热熔化，然后用“籽晶”熔接，并以一定的速度向上提拉，进而形成硅芯。

多晶硅在被投入生产之前，必须对其表面进行严格清洗。由于多晶硅的用途不同，因此，对其表面进行清洗后所要求达到的表面清洁度也不同。一般来说，对太阳能级多晶硅表面的清洁度要求不高，但是对电子级多晶硅以及制备多晶硅所用的硅芯、制备硅芯所用的硅芯母料的表面清洁度要求较高。

现有工艺中在对表面清洁度要求较高的电子级多晶硅、硅芯及硅芯母料进行清洗时，一般均采用硝酸和氢氟酸的混合溶液进行清洗，这种清洗方法可以去除多晶硅表面的绝大部分杂质，但是对于多晶硅表面所粘附的油污和手印等有机物将无法去除，因此，当所述多晶硅表面粘附有油污或手印等有机物时，采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对其进行清洗后将不能达到要求，进而影响后续生产。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多晶硅清洗方法，该方法不仅能够去除多晶硅表面的绝大部分杂质，而且还能去除多晶硅表面的油污和手印等有机物，清洗效果较佳。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多晶硅清洗方法，该方法包括：

将多晶硅置于SC-1清洗液中对其进行第一次清洗；

采用纯水对所述多晶硅进行第一次漂洗；

采用臭氧对所述多晶硅进行第一次干燥处理；

将多晶硅置于硝酸和氢氟酸的混合溶液中对其进行第二次清洗；

采用纯水对所述多晶硅进行第二次漂洗。

优选的，采用纯水对所述多晶硅进行第二次漂洗之后，还包括：

将多晶硅置于通有臭氧的氢氟酸溶液中对其进行第三次清洗；

采用纯水对所述多晶硅进行第三次漂洗。

优选的，采用纯水对所述多晶硅进行第三次漂洗之后，还包括：

将多晶硅置于氢氟酸溶液中对其进行第四次清洗；

采用纯水对所述多晶硅进行第四次漂洗；

采用臭氧对所述多晶硅进行第二次干燥处理。

优选的，上述方法中，所述SC-1清洗液是由体积比为0.05∶1∶5的NH₄OH、H₂O₂和H₂O所组成的混合溶液。

优选的，上述方法中，对多晶硅进行第一次清洗时的温度为45℃～55℃，清洗时间为1min～4min。

优选的，上述方法中，对多晶硅进行第二次清洗时的温度为18℃～20℃，清洗时间为1min～4min。

优选的，上述方法中，对多晶硅进行第三次清洗时所用氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为9∶1，且氢氟酸的浓度为49％，清洗时间为1min～4min。

优选的，上述方法中，对多晶硅进行第四次清洗时所用氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为9∶1，且氢氟酸的浓度为49％，清洗时间为1min～3min。

优选的，上述方法中，对多晶硅进行第二次清洗时，所述混合溶液中硝酸和氢氟酸的体积比为9∶1，且硝酸的浓度为69％，氢氟酸的浓度为49％。

优选的，上述方法中，所述多晶硅包括：电子级多晶硅、硅芯或硅芯母料。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的多晶硅清洗方法，首先将多晶硅置于SC-1清洗液中对其进行第一次清洗，所述SC-1清洗液能够有效地去除多晶硅表面上的油污和手印等有机物；之后采用臭氧对所述多晶硅进行第一次干燥处理，由于臭氧可使多晶硅表面产生亲水性，因此可避免多晶硅表面受到金属颗粒的污染；最后将多晶硅置于硝酸和氢氟酸的混合溶液对其进行第二次清洗，所述硝酸和氢氟酸的混合溶液可除去多晶硅表面的金属等杂质，因此，采用本发明所提供的多晶硅清洗方法，不仅能够去除多晶硅表面的绝大部分杂质，而且还能去除多晶硅表面的油污和手印等有机物，从而可使清洗后的多晶硅表面的清洁度达到要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种多晶硅清洗方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的另一种多晶硅清洗方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种多晶硅清洗方法的流程示意图，该方法具体包括如下几个步骤：

步骤S1：将多晶硅置于SC-1清洗液中对其进行第一次清洗。

SC-1清洗液(或称APM清洗液)，其是由NH₄OH、H₂O₂和H₂O所组成的混合溶液。本实施例中所述NH₄OH、H₂O₂和H₂O的体积比为0.05∶1∶5。本步骤中采用SC-1清洗液对多晶硅进行第一次清洗时可控制SC-1清洗液的温度在45℃～55℃之间，可控制清洗时间为1min～4min。

采用SC-1清洗液对多晶硅进行第一次清洗后，可有效地去除多晶硅表面上所附着的油污或手印等有机物，除此之外，所述SC-1清洗液还可以清洗掉多晶硅表面上的部分金属及颗粒状的杂质。

步骤S2：采用纯水对所述多晶硅进行第一次漂洗。

采用纯水对多晶硅进行第一次漂洗后，漂洗掉了多晶硅表面上所残留的SC-1清洗液。

步骤S3：采用臭氧对所述多晶硅进行第一次干燥处理。

使多晶硅在充有臭氧的环境下进行高温烘干处理。由于所述臭氧可使多晶硅表面产生亲水性，因此，可避免多晶硅表面受到外界金属颗粒的污染。

步骤S4：将多晶硅置于硝酸和氢氟酸的混合溶液中对其进行第二次清洗。

本步骤中采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对多晶硅进行第二次清洗，以去除多晶硅表面上的金属等杂质。所述混合溶液中硝酸和氢氟酸的体积比为9∶1，且硝酸的浓度为69％，氢氟酸的浓度为49％。在对多晶硅进行第二次清洗时，可控制所述混合溶液的温度为18℃～20℃，在此温度范围内可利于所述混合溶液与多晶硅进行反应。第二次清洗进行的时间可以为1min～4min。

步骤S5：采用纯水对所述多晶硅进行第二次漂洗。

采用纯水对多晶硅进行第二次漂洗后，漂洗掉了多晶硅表面上所残留的硝酸和氢氟酸的混合溶液。

由上可知，本发明所提供的多晶硅清洗方法，首先采用SC-1清洗液去除掉了多晶硅表面上的油污、手印等有机物及部分金属和颗粒状的杂质，之后采用臭氧对多晶硅进行干燥，可提高多晶硅表面的亲水性，避免多晶硅表面再粘附外界的金属杂质，最后采用硝酸和氢氟酸的混合溶液清洗掉了多晶硅表面上的金属及其他的杂质，因此，该方法能够有效地提高多晶硅表面的清洁度。故本发明所提供的多晶硅清洗方法，尤其适用于对表面清洁度要求较高的多晶硅，例如：电子级多晶硅、硅芯和硅芯母料；而对于表面清洁度要求不高的多晶硅，例如：太阳能级多晶硅，只需采用硝酸和氢氟酸的混合溶液进行清洗即可。

实施例二

参考图2，图2为本发明实施例所提供的另一种多晶硅清洗方法的流程示意图，该方法在包含实施例一中所述步骤的同时，还包括如下几个步骤：

步骤S6：将多晶硅置于通有臭氧的氢氟酸溶液中对其进行第三次清洗。

氢氟酸溶液本身不与多晶硅进行反应，但是将多晶硅置于通有臭氧的氢氟酸溶液中时，臭氧会把多晶硅表面的一些杂质氧化成与氢氟酸反应的物质，从而达到去除多晶硅表面杂质的目的。

本步骤中所述臭氧所氧化的多晶硅表面的杂质主要为SiO，所述SiO形成于步骤S4之后，即：多晶硅经混合酸溶液进行第二次清洗后，当其在空气中停留时会在其表面产生褐色的SiO斑点。

本步骤中所述氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为9∶1，且氢氟酸的浓度为49％，控制清洗时间为1min～4min。

步骤S7：采用纯水对所述多晶硅进行第三次漂洗。

采用纯水对多晶硅进行第三次漂洗后，漂洗掉了多晶硅表面上所残留的氢氟酸溶液。

步骤S8：将多晶硅置于氢氟酸溶液中对其进行第四次清洗。

虽然氢氟酸溶液本身不与多晶硅发生反应，但其可以使多晶硅表面产生疏水性，因此，该步骤可为后续干燥多晶硅做准备。

本步骤中所述氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为9∶1，且氢氟酸的浓度为49％，控制清洗时间为1min～3min。

步骤S9：采用纯水对所述多晶硅进行第四次漂洗。

采用纯水对多晶硅进行第四次漂洗后，漂洗掉了多晶硅表面上所残留的氢氟酸溶液。

步骤S10：采用臭氧对所述多晶硅进行第二次干燥处理。

本实施例所提供的多晶硅清洗方法，不仅能够有效地去除多晶硅表面上的绝大部分杂质、油污或手印等，而且还能去除清洗过程中在多晶硅表面上所产生的褐色SiO斑点，并对最终清洗后的多晶硅进行干燥处理，使其表面呈现出亲水性，可避免外界金属颗粒的污染。

本发明实施例采用递进的方式对多晶硅清洗方法进行描述，每个实施例均有其侧重点，相关、相似之处可相互参考。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种多晶硅清洗方法，其特征在于，包括：

将多晶硅置于SC-1清洗液中对其进行第一次清洗；

采用纯水对所述多晶硅进行第一次漂洗；

采用臭氧对所述多晶硅进行第一次干燥处理；

采用纯水对所述多晶硅进行第二次漂洗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用纯水对所述多晶硅进行第二次漂洗之后，还包括：

采用纯水对所述多晶硅进行第三次漂洗。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用纯水对所述多晶硅进行第三次漂洗之后，还包括：

将多晶硅置于氢氟酸溶液中对其进行第四次清洗；

采用纯水对所述多晶硅进行第四次漂洗；

采用臭氧对所述多晶硅进行第二次干燥处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SC-1清洗液是由体积比为0.05∶1∶5的NH₄OH、H₂O₂和H₂O所组成的混合溶液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对多晶硅进行第一次清洗时的温度为45℃～55℃，清洗时间为1min～4min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对多晶硅进行第二次清洗时的温度为18℃～20℃，清洗时间为1min～4min。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对多晶硅进行第三次清洗时所用氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为9∶1，且氢氟酸的浓度为49％，清洗时间为1min～4min。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对多晶硅进行第四次清洗时所用氢氟酸溶液中水和氢氟酸的体积比为9∶1，且氢氟酸的浓度为49％，清洗时间为1min～3min。

9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，对多晶硅进行第二次清洗时，所述混合溶液中硝酸和氢氟酸的体积比为9∶1，且硝酸的浓度为69％，氢氟酸的浓度为49％。

10.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述多晶硅包括：电子级多晶硅、硅芯或硅芯母料。