專(zhuān)利名稱(chēng)：硅的冶金化學(xué)精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅的精制或除雜方法，即從較低純度的硅獲得較高純度的、符合太陽(yáng)能級(jí)或半導(dǎo)體級(jí)純度的晶硅的方法，適用于從各種純度的硅或含硅材料制造高純硅材料。 也可用于硅的一般除雜。
背景技術(shù)：
用于制造半導(dǎo)體或電子元器件、例如集成電路芯片、晶閘管芯片、光伏電池片的硅晶片，需要使用高純硅材料，其純度通常在6N 7N以上，和極低的雜質(zhì)含量，一般單一金屬雜質(zhì)低于0. lppm，氧、碳在數(shù)ppm，硼、磷等電性雜質(zhì)在0. 1 0. 5ppm以下。高純硅的工業(yè)生產(chǎn)，目前主要采用改良西門(mén)子法和硅烷法，通過(guò)將硅制成氣、液態(tài)化合物三氯氫硅和硅烷，經(jīng)精餾提純后再還原成硅，稱(chēng)之為化學(xué)法。這兩種工藝過(guò)程復(fù)雜、 需要消耗大量的能量，并使用和產(chǎn)生環(huán)境危害物質(zhì)，能耗和成本也較高，同時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模小， 單位產(chǎn)能投資規(guī)模巨大，難以適應(yīng)市場(chǎng)迅速擴(kuò)張對(duì)高純硅的需要。已知硅中的主要雜質(zhì)成分，在從熔體凝固成晶體的過(guò)程中，在硅晶體和剩余硅熔體之間存在偏析效應(yīng)，其中，絕大多數(shù)雜質(zhì)的偏析系數(shù)很低，即在晶體中含量較低，雜質(zhì)更多地留在剩余熔體中。因此，區(qū)域熔化、方向凝固等方法被用來(lái)除去硅的部分雜質(zhì)。通過(guò)反復(fù)多次的區(qū)域熔化(和重結(jié)晶)或方向凝固處理，硅中的大部分雜質(zhì)能逐漸降低到滿(mǎn)足半導(dǎo)體或光伏元器件的要求。例如，國(guó)內(nèi)早在60年代的實(shí)踐就發(fā)現(xiàn)，采用重復(fù)17次區(qū)熔處理金屬硅，可以獲得滿(mǎn)足航天工業(yè)要求的半導(dǎo)體級(jí)高純度硅。但是，經(jīng)多次區(qū)熔和方向凝固處理，產(chǎn)品收率大幅度降低，成本急劇升高，無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的要求。利用偏析效應(yīng)提純硅的效率低，主要是硼、磷等雜質(zhì)偏析系數(shù)接近于1，在硅固體和熔體之間的分配比例相近。為除去硼、磷雜質(zhì)，日本最早提出了以等離子體氧化除硼、真空電子束蒸發(fā)除磷、結(jié)合定向凝固的硅提純方法，可使硼、磷降低到接近或達(dá)到太陽(yáng)能級(jí)硅的純度，被稱(chēng)之為“物理法”或“冶金法”。但實(shí)踐表明，當(dāng)硼含量接近0. 5ppm時(shí)，等離子體氧化除硼導(dǎo)致硅大量損耗，成本偏高。而電子束設(shè)備、等離子設(shè)備成本和耗能均較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了硅的精制或除雜方法，以及從普通金屬硅制取太陽(yáng)能級(jí)高純硅的方法。根據(jù)本發(fā)明，提供在硅熔體中能夠和硼、磷雜質(zhì)結(jié)合的除雜劑，使其在硅熔體中結(jié)合硼和磷雜質(zhì)，形成硼或磷的化合物，并在隨后的硅熔體精煉中，從熔體中分離，或在硅結(jié)晶過(guò)程中避免進(jìn)入晶硅中。典型地，根據(jù)本發(fā)明方法，將硅和除雜劑制成混合熔體，精煉或純化該混合熔體，然后，使混合熔體中的硅凝固結(jié)晶，除去殘余的除雜劑或雜質(zhì)含量高的硅晶體成分，即獲得本發(fā)明的高純硅。由于本發(fā)明主要采用了在硅的熔體中使硼、磷等雜質(zhì)形成化合反應(yīng)除去包括硼、 磷在內(nèi)的雜質(zhì)的方法，因此，區(qū)別于現(xiàn)有的化學(xué)法和單純冶金法或者物理法提純方法，稱(chēng)之為硅提純或精制的冶金化學(xué)法。本發(fā)明所述硅精制或提純方法包含以下步驟
1、將硅、除雜劑制成混合熔體；其中，硅為任意純度的硅，例如工業(yè)硅，硅鐵，硅錳， 硅鈣，化學(xué)硅，回收硅料例如多晶硅錠邊皮料、單晶硅頭尾料、硅片切屑回收料、坩堝堝底料等，99. 9%的硅，優(yōu)選工業(yè)硅；所述的除雜劑為任選自包含以下一組元素中的至少一種元素的物質(zhì)或一種以上元素的物質(zhì)的組合物鍶、鈣、鋇、鑭、鈰、釹、釤、銪、釓、鋱、釔、鏑、鈧、鈹、鈦、鋯、釩、錳、鈮、 鉻、鐵、鎘、銦、鈷、鎳；其中，所選擇的除雜劑成分的依據(jù)是，其與硼或磷等雜質(zhì)形成的化合物，較硅與硼或磷等雜質(zhì)形成的合金或化合物更穩(wěn)定，或熔點(diǎn)更高、或沸點(diǎn)更低、或易揮發(fā)；其與硅反應(yīng)較弱或反應(yīng)形成的化合物較之與硼或磷等雜質(zhì)形成的化合物更不穩(wěn)定；所述的除雜劑用量為硅質(zhì)量的0. 1 20%，優(yōu)選1 5%，并可根據(jù)原料硅中的硼、磷等特定待除雜質(zhì)含量而調(diào)整。2、任選精煉或純化該混合熔體；其中，任選以下一組精煉和純化處理中的至少一種進(jìn)行精煉純化處理高溫精煉、真空精煉、精煉劑精煉、通氣精煉、過(guò)濾、電磁場(chǎng)處理、靜置處理、離心處理、直流電場(chǎng)處理；3、從混合熔體中使硅結(jié)晶并分離出來(lái)；其中，可以根據(jù)除雜劑的不同而分別采取冷卻凝固結(jié)晶、定向凝固、直拉晶體生長(zhǎng)、鑄造晶體生長(zhǎng)等方法使硅從熔體中凝固結(jié)晶，并與剩余熔體或除雜劑分離，或者蒸溜除去除雜劑成分而獲得硅。4、任選除去獲得的硅晶體中殘余的除雜劑成分；例如，切除含有除雜劑成分較多的硅晶體部分；例如，將晶硅重結(jié)晶以除去除雜劑成分；例如真空加熱處理以蒸發(fā)晶硅中的低沸點(diǎn)除雜劑成分；例如重熔精煉以除去除雜劑成分等等。由此，可獲得高純度的硅或硼、磷等特定雜質(zhì)含量較低的純化的硅，其中，硼、磷含量可低于0. 5ppm,單一金屬雜質(zhì)低于0. Ippm或0. 05ppm,獲得滿(mǎn)足太陽(yáng)能級(jí)硅純度要求的高純硅，包括多晶硅(錠)或單晶硅。根據(jù)本發(fā)明，在步驟1中，按質(zhì)量百分比，除雜劑的量可以占0. 1 20 %，優(yōu)選1 5%，或優(yōu)選為硼或磷等特定雜質(zhì)含量的2 200倍，進(jìn)一步優(yōu)選為5 50倍。根據(jù)本發(fā)明，步驟1形成所述的混合熔體，可以采用將固體的硅，例如金屬硅，和固體的除雜劑混合加熱熔化的方法制成；也可以采用將除雜劑混入熔化的硅熔體中的方法，或者，先制成除雜劑熔體，再加入硅或硅熔體，使硅和除雜劑熔化成混合熔體。根據(jù)本發(fā)明，也可將除雜劑制成粉末或蒸汽，噴吹入硅熔體中而與硅混合。根據(jù)本發(fā)明，任選的步驟2的精煉或純化處理，可以根據(jù)除雜劑的不同，而選擇適宜的至少一種精煉或純化方法，或一種以上的精煉或純化方法聯(lián)合處理，以除去熔體中的包含硼、磷在內(nèi)的部分或大部分雜質(zhì)。例如，可以采用高溫精煉以促進(jìn)除雜劑與雜質(zhì)化合反應(yīng)；可以采用電磁場(chǎng)或磁場(chǎng)處理的精煉方法；在使用可以和硼元素化合成高熔點(diǎn)化合物的除雜劑的情況下，可以采用過(guò)濾或通氣精煉、或超聲處理，或聯(lián)合通氣精煉和過(guò)濾處理；在使用可以和硼、磷化合成與硅和熔劑密度差別大的化合物的除雜劑的情況下，可以采用靜置、離心處理；在使用可以和硼、磷化合成低沸點(diǎn)、易揮發(fā)化合物的情況下，可以采用真空精煉或通氣精煉；使用適當(dāng)?shù)木珶拕┚珶捯猿セ旌先垠w中的夾雜物、非硅雜質(zhì)，結(jié)合并固定含硼、磷的化合物等。根據(jù)本發(fā)明，步驟3所述的冷卻凝固析出方法，包括使混合熔體降溫到一定溫度，硅凝固結(jié)晶，而除雜劑和雜質(zhì)及其化合物聚集在凝固起始或終了部位，可以分離而除去；所述的定向凝固方法，包括使混合熔體在定向凝固設(shè)備中凝固偏析而形成空間上分層或分部分的晶硅和除雜劑及雜質(zhì)的組合；所述的晶體生長(zhǎng)包括籽晶誘導(dǎo)的晶體生長(zhǎng)，例如CZ法直拉單晶生長(zhǎng)，或籽晶誘導(dǎo)的鑄造多晶或單晶生長(zhǎng)，通過(guò)保持硅籽晶表面與熔體接觸的同時(shí)， 使籽晶的溫度低于硅熔點(diǎn)而在籽晶表面生長(zhǎng)硅結(jié)晶。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)步驟3獲得的晶硅還含有超出提純要求的殘余除雜劑時(shí)，任選采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎカ@得的硅晶體中殘余的除雜劑成分；其中，除雜劑以熔體狀態(tài)包含或覆蓋硅晶體時(shí)，可采用固-液機(jī)械分離方法、真空蒸餾揮發(fā)熔劑方法和化學(xué)清洗方法除去晶體表面的熔劑成分；除雜劑成分以固熔體狀態(tài)混雜在晶硅中時(shí)，可以采用切除除雜劑含量高的部分、重熔精煉和/或重熔定向凝固、或真空蒸餾等方法處理。從混合熔體中分離出來(lái)的除雜劑，經(jīng)過(guò)精煉除雜后，可回收用作本發(fā)明方法所用的除雜劑，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。采用本發(fā)明的方法制造高純硅，不需要如常規(guī)化學(xué)法一樣將硅先化合成氣態(tài)或液態(tài)化合物，經(jīng)提純后再還原成高純硅；也不需要像普通冶金法或物理法一樣需要昂貴和耗能的諸如等離子體處理、電子束處理以除去硼或磷，因而大幅度降低了能耗和成本；較普通的冶金法或物理法提純，提高了硼、磷和其他雜質(zhì)的去除效果，可使硼、磷降低到完全滿(mǎn)足太陽(yáng)能級(jí)的含量要求，并可以獲得III族雜質(zhì)含量(原子數(shù)量濃度)低于V族雜質(zhì)含量的η 型晶體硅。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，取工業(yè)硅100kg，加入0. 2kg鉻或0. 3kg鉻綠，混合，裝入熔煉爐坩堝中加熱到1500°C熔化得到混合熔體，升溫到1550 1900°C精煉，并在保溫條件下充分?jǐn)嚢?0. 5小時(shí)，向熔體中通以氬氣或氮?dú)饩珶捇旌先垠w2小時(shí)，除去混合熔體表面的渣，降溫到 1430°C過(guò)濾，過(guò)濾后的熔體靜置1小時(shí)，降溫凝固，得到凝固結(jié)晶的硅錠，切除錠頂部和底部雜質(zhì)含量高的部分分，獲得精制的硅錠，其硼含量大幅降低。任選將獲得的硅錠在多晶硅定向凝固鑄錠爐內(nèi)做重熔和定向凝固，獲得多晶硅錠，切除錠的雜質(zhì)含量高的后凝固部分和邊皮部分，獲得6N純度的硅，其中，硼含量0. 2ppm,磷含量0. lppm。渣和切除的雜質(zhì)含量高的錠的部分，回收后用鋁熔體熔化、過(guò)濾，濾渣含硼化鉻、 磷化鉻，經(jīng)化學(xué)清洗后可作為副產(chǎn)品銷(xiāo)售。熔體經(jīng)加入適量的硅和鋁，調(diào)整鋁硅含量達(dá)到市售鋁硅合金要求，作為副產(chǎn)品銷(xiāo)售。本實(shí)施例中，硅中的雜質(zhì)磷和鉻生成磷化鉻，鉻與雜質(zhì)硼的單質(zhì)或硼的硅、鋁、鐵、 鈣、鈦等化合物在高溫下強(qiáng)烈反應(yīng)，生成不熔性的硼化鉻，經(jīng)氣體精煉大部分形成浮渣，剩余部分經(jīng)降溫聚合成顆粒，經(jīng)過(guò)濾而除去。鉻綠在高溫硅熔體中被硅還原成鉻，起到鉻單質(zhì)的作用。實(shí)施例2，取標(biāo)號(hào)441#工業(yè)硅100kg，其硼含量20ppm，磷含量50ppm，加入Ikg鐵粒，混合，裝入熔煉爐坩堝中加熱到1580°C熔化得到混合熔體，保溫條件下充分?jǐn)嚢?小時(shí)，向熔體中通以氬氣或氮?dú)饩珶捇旌先垠w3小時(shí)，除去混合熔體表面的渣，靜質(zhì)降溫到 1450°C后用預(yù)熱到1450°C的陶瓷過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾后的熔體裝入預(yù)熱到1450°C的垂直定向凝固鑄錠爐坩堝內(nèi)，在梯度溫度場(chǎng)內(nèi)作降溫定向凝固，得到硅錠，切除后凝固的部分，獲得精制的硅錠。任選將該硅錠重熔、并做真空精煉和二次定向凝固，獲得多晶硅錠，切除錠的雜質(zhì)含量高的后凝固部分和邊皮部分，獲得6N純度的多晶硅錠，其中，硼含量0. 2ppm，磷含量 0. Ippm0實(shí)施例3，取工業(yè)硅1001^，加入0. 5kg鈦，混合加熱到1650°C以上熔化得到混合熔體，保溫條件下充分?jǐn)嚢?小時(shí)，混合熔體置于定向凝固爐的坩堝內(nèi)，任選靜置1小時(shí)，然后做從下向上的定向凝固，獲得晶硅錠，切除該晶硅錠后凝固的雜質(zhì)含量高的部分，獲得含硼 0. 6ppm的晶硅錠。其中，硼雜質(zhì)與鈦形成低密度、高熔點(diǎn)的不熔固體，在定向凝固中被排除在硅晶格外。實(shí)施例4，取工業(yè)硅100kg，加熱熔化成硅熔體，保溫條件下，將金屬鈣蒸汽和氬氣混合氣體，從硅熔體底部通入攪拌硅熔體半小時(shí)，靜置1小時(shí)，除去渣，將硅熔體傾倒入事先放置有單晶籽晶并預(yù)熱到熔體溫度的坩堝內(nèi)，緩慢降溫，使熔硅沿籽晶表面凝固結(jié)晶，得到晶硅錠，切除后凝固的部分，獲得純化的鑄造硅單晶錠，其含有較低的硼和磷。實(shí)施例5，取工業(yè)硅100kg，和鋅錠70kg，加入IOkg鈣或鋇，或IOkg鈣鋇混合物，力口入含硅、鋇、鈣的氧化物和氟化鈣的精煉渣Hkg，在惰性氣氛下混合緩慢加熱熔化得到混合熔體，保溫條件下充分?jǐn)嚢?小時(shí)，靜置1小時(shí)，除去渣和上層熔體，將剩余的含硅熔體傾倒入事先放置有多晶籽晶并預(yù)熱到熔體溫度的坩堝內(nèi)，從籽晶部位緩慢冷卻降溫，使熔硅沿籽晶表面凝固結(jié)晶生長(zhǎng)，獲得鑄造硅多晶錠，將獲得的硅晶錠切除雜質(zhì)含量高的后凝固部分，在1400°C以下作真空蒸餾和退火處理，除去殘留的鈣和鋇雜質(zhì)，得到純度5N的硅晶錠。實(shí)施例6，取工業(yè)硅50kg，加入IOOg鈣，加入含硅、鋇、鈣的氧化物和氟化鈣的精煉渣10kg，混合后，裝入定向凝固鑄錠爐的坩堝內(nèi)，在加壓的惰性氣氛下緩慢加熱熔化得到混合熔體，保溫熔煉2小時(shí)，過(guò)濾除渣、靜置，緩慢冷卻凝固，得到硅錠，將硅錠在1400°C以下做真空蒸餾，除去殘余的鈣，獲得純化的多晶硅錠；或者混合熔體過(guò)濾除渣后，直接真空蒸餾，除去熔體中的鈣，獲得純化的硅熔體，冷卻凝固得到純化的硅錠。實(shí)施例7，取化學(xué)硅(純度99. 9% )適量，加入0. 1 %的釤或鈷，惰性氣氛下加熱到 1500 1800°C熔化，將熔體降溫到1420°C左右，在強(qiáng)電磁場(chǎng)中過(guò)濾，置定向凝固爐的坩堝內(nèi)做定向凝固，獲得晶硅錠，切去該晶硅錠后凝固的雜質(zhì)含量高的部分，獲得含硅99. 999% 以上的晶硅錠。實(shí)施例8，取硅適量，加少量鋯作除雜劑，連同熔體精煉劑硅鈣鋇渣(含二氧化硅、 氧化鈣、氧化鋇)，混合加熱熔化，攪拌或吹氣攪拌，旋轉(zhuǎn)離心或靜置處理，除去覆蓋在熔體表面的渣，除去熔體底部雜質(zhì)含量高的熔體和沉渣，將獲得的硅熔體在定向凝固鑄錠爐內(nèi)做定向凝固，得到晶體硅錠，切除后凝固的部分，獲得高純硅錠。其中，熔體精煉渣也可以采用密度不同的由不同比例的硅、鈣、鋇氧化物和氟化鋇或氟化鈣組成的預(yù)熔渣，形成底渣和覆蓋渣，其中，底渣在熔化前加入，覆蓋渣在熔化后加入熔體。實(shí)施例9，取硅適量，加少量金屬錳作除雜劑，混合加熱熔化，靜置使輕雜質(zhì)上浮， 采用降溫定向凝固或降溫籽晶誘導(dǎo)晶體生長(zhǎng)方法，使硅從熔體底部結(jié)晶，除去雜質(zhì)含量高的后凝固部分，獲得純化的多晶硅錠。任選將獲得的硅再次熔化，定向凝固，切除雜質(zhì)含量高的后凝固部分，獲得6N高純硅。實(shí)施例10，取硅適量，加少量鈰、釹等稀土金屬作除雜劑，混合后加熱熔化，對(duì)熔體施加直流電場(chǎng)的同時(shí)過(guò)濾熔體，將精煉后的熔體置于直拉單晶爐內(nèi)的坩堝中，降低熔體溫度的同時(shí)，以籽晶誘導(dǎo)提拉，使硅自熔體中沿籽晶表面結(jié)晶生長(zhǎng)，獲得純化的單晶硅棒。
實(shí)施例11，取硅適量，加少量鈧作除雜劑，混合后加熱熔化，對(duì)熔體通氬氣精煉，然后做定向凝固，除去后凝固部分，獲得低硼低磷的高純晶硅。本發(fā)明采用除雜劑與熔硅中的雜質(zhì)例如硼、磷化合成牢固化學(xué)結(jié)合的雜質(zhì)化合物，結(jié)合熔體精煉純化處理和凝固結(jié)晶，除去熔體中雜質(zhì)化合物，或阻止其進(jìn)入硅晶體中， 由此，獲得高效去除硼、磷等雜質(zhì)的效果，實(shí)現(xiàn)了低成本高純硅的制取。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明的范圍或構(gòu)思的情況下，可以對(duì)所披露的方法做出各種修改和變形。
權(quán)利要求
1.精制硅的方法，包含以下步驟1)將硅和除雜劑制成混合熔體；其中，所述的除雜劑為選自分別包含以下元素的一組單質(zhì)或化合物中的至少一種或一種以上的組合物鍶、鈣、鋇、鑭、鈰、釹、釤、銪、釓、鋱、釔、鏑、鈧、鈹、鈦、鋯、釩、錳、鈮、鉻、 鐵、鎘、銦、鈷、鎳；2)任選精煉或純化該混合熔體；3)使硅結(jié)晶并分離出來(lái)；
2.精制硅的方法，包含以下步驟1)將硅和除雜劑制成混合熔體；其中，所述的除雜劑為選自分別包含以下元素的一組單質(zhì)或化合物中的至少一種或一種以上的組合物鋇、鍶、鈣、釤、銪、鎂、鈹；2)精煉或純化該混合熔體，獲得硅和熔劑的混合物；3)任選凝固結(jié)晶所述的硅和除雜劑的混合物；4)蒸餾除去所述的硅和除雜劑的混合物中的殘余除雜劑成分，獲得提純的硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，步驟幻的精煉或純化處理，為選自以下一組精煉和純化處理中的任意一種或一種以上的聯(lián)合處理高溫精煉、真空精煉、精煉劑精煉、通氣精煉、過(guò)濾、超聲處理、電磁場(chǎng)處理、靜置處理、離心處理、直流電場(chǎng)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，步驟幻從混合熔體中使硅結(jié)晶的方法，為選自以下一組方法中的任意一種冷卻凝固析出、定向凝固、直拉晶體生長(zhǎng)、鑄造晶體生長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是，步驟幻的精煉或純化處理，為選自以下一組精煉和純化處理中的任意一種或一種以上的聯(lián)合處理真空精煉、精煉劑精煉、通氣精煉、過(guò)濾、 超聲處理、電磁場(chǎng)處理、靜置處理、離心處理、直流電場(chǎng)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是，步驟4)的蒸餾處理，為真空蒸餾處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是，真空蒸餾溫度低于純硅熔點(diǎn)。
8.除去硅中的硼雜質(zhì)的方法，包含步驟1)將硅和除雜劑制成混合熔體，其中，所述的除雜劑為選自分別包含以下元素的一組單質(zhì)或化合物中的至少一種或一種以上的組合物鉀、鋇、鍶、鈣、鈉、鑭、鈰、釹、釤、銪、釓、 鋱、釔、鎂、鏑、鈧、鈹、鋁、鈦、鋯、釩、錳、鈮、鋅、鉻、鐵、鎘、銦、鈷、鎳；2)任選精煉或純化該混合熔體；3)從混合熔體中使硅結(jié)晶并分離出來(lái)；4)任選除去獲得的硅晶體中殘余的熔劑成分。
9.除去硅中的硼雜質(zhì)的方法，包含步驟1)將硅、熔劑和除雜劑制成混合熔體，其中，所述的除雜劑為選自分別包含以下元素的一組單質(zhì)或化合物中的至少一種或一種以上的組合物鍶、鈣、鋇、鑭、鈰、釹、釤、銪、釓、鋱、 釔、鏑、鈧、鈹、鈦、鋯、釩、錳、鈮、鉻、鐵、鎘、銦、鈷、鎳；2)精煉或純化該混合熔體，獲得硅和熔劑的混合物；3)任選冷卻凝固所述的硅和熔劑的混合物；4)蒸餾除去所述的硅和熔劑的混合物中的熔劑成分，獲得提純的硅。
10.除去硅中的磷雜質(zhì)的方法，包含步驟1)將硅、熔劑和除雜劑制成混合熔體，其中，所述的除雜劑為選自分別包含以下元素的一組單質(zhì)或化合物中的至少一種或一種以上的組合物鍶、鈣、鋇、鑭、鈰、釹、釤、銪、釓、鋱、 釔、鏑、鈧、鈹、鈦、鋯、釩、錳、鈮、鉻、鐵、鎘、銦、鈷、鎳；2)任選精煉或純化該混合熔體；3)從混合熔體中使硅結(jié)晶并分離出來(lái)；4)任選除去獲得的硅晶體中殘余的熔劑成分。
全文摘要
本發(fā)明涉及硅的精制和除雜方法，即從較低純度的硅獲得較高純度、特別是低硼、低磷雜質(zhì)含量的、滿(mǎn)足半導(dǎo)體和電子元器件所需的純度較高的硅原料的方法?，F(xiàn)有的高純硅制造方法，存在著能耗大、生成環(huán)境危害因子、成本高、工藝復(fù)雜、投資大等問(wèn)題，本發(fā)明采用將硅材料和特定除雜劑制成的含硅熔體的方法，經(jīng)精煉純化，并使硅結(jié)晶分離，得到純化的硅，經(jīng)進(jìn)一步除去除雜劑成分，獲得可應(yīng)用于半導(dǎo)體和電子元器件領(lǐng)域的高純硅或硅晶體。適用于從各種純度的硅或含硅材料制取高純硅或硅晶體。
文檔編號(hào)C01B33/037GK102464320SQ201010550200
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者趙鈞永 申請(qǐng)人:趙鈞永