一种提升生产多晶硅内在品质的方法技术

本发明专利技术公开了一种提升生产多晶硅内在品质的方法，包括以下步骤：多晶硅生产过程中，当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大氢气︰三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质；当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少氢气︰三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质。通过本发明专利技术的提升生产多晶硅内在品质的方法，在原料氢气和原料三氯氢硅中杂质含量已定的前提下，通过品质较优的原料比例增加可以稀释品质略差的原料中的杂质浓度，降低气相沉积过程中的杂质和多晶硅棒表面碰撞的几率，从而减少杂质沉积。降低了化学还原气相沉积(CVD)多晶硅中的杂质沉积，提升了生产多晶硅内在品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多晶硅生产
，具体涉及一种提升生产多晶硅内在品质的方法。
技术介绍
高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的很长一段时间里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业的主要原材料。改良西门子法多晶硅生产工艺已经有近50年的工业化生产历史，生产出的多晶硅产品品质最优，被国内外多数公司所青睐，得到了广泛应用和深入研究。改良西门子法生产多晶硅的工艺原理是在1100℃左右的硅芯上，用高纯氢气还原高纯三氯氢硅，反应生成的硅沉积在高温硅芯上，随着气相沉积反应的不断进行，硅棒直径不断增长，直至满足工艺需求，停止向还原炉内送入高纯氢气和高纯三氯氢硅。改良西门子法多晶硅生产工艺中，在提升多晶硅内在品质方面，三氯氢硅精馏工艺和氢气净化技术已发展的较为成熟，但是在生产过程中常常会出现来自同样系统、同样品质的三氯氢硅和氢气，生产出的多晶硅品质存在较大差异。也就是说在多晶硅还原工序CVD气相沉积过程中，工艺控制会对杂质沉积造成影响，还原炉设备本身也会引入杂质，对多晶硅品质造成影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种提升生产多晶硅内在品质的方法，通过品质较优的原料比例增加可以稀释品质略差的原料中的杂质浓度，降低气相沉积过程中的杂质和多晶硅棒表面碰撞的几率，降低了化学还原气相沉积(CVD)多晶硅中的杂质沉积。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是提供一种提升生产多晶硅内在品质的方法包括以下步骤：多晶硅生产过程中，当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质；当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质。由于气体中的杂质含量难以检测，本专利技术以电解氢作为标准，三氯氢硅中杂质含量以磷含量20ppb，硼含量10ppb，铁含量50ppb，铝含量80ppb，钙含量80ppb为标准。当氢气纯度高于电解氢，三氯氢硅杂质含量高于以上标准时，氢气/三氯氢硅的摩尔配比越大，越有利于降低多晶硅生产过程中的杂质沉积；当氢气纯度低于电解氢，三氯氢硅杂质含量低于以上标准时，氢气/三氯氢硅的摩尔配比越小，越有利于降低多晶硅生产过程中的杂质沉积。优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为(3︰1)～(6：1)。更优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为4：1。优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为(1.5：1)～(2.9︰1)。更优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为2:1。优选的是，在将所述原料氢气和所述原料三氯氢硅进料的过程中，控制增大后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值，或者控制减少后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值。优选的是，所述原料氢气和所述原料三氯氢硅在内衬为不锈钢材质的还原炉筒内反应，当所述还原炉筒使用后内壁结垢后整体为灰黑色，则使用第一碱液进行清洗；优选的是，该清洗时间为30～50分钟。当所述还原炉筒使用后内壁结垢后整体可见不锈钢光亮本色，则使用去离子水进行清洗；优选的是，该清洗时间为30～50分钟。优选的是，所述当所述还原炉筒使用后内壁结垢后整体可见不锈钢光亮本色，使用去离子水进行清洗20～35天后，则需要再使用第二碱液进行清洗。优选的是，该清洗时间为30～50分钟。优选的是，所述第一碱液为浓度为2～7wt％的NaOH，所述第二碱液为浓度为2～7wt％的NaOH。优选的是，所述原料氢气和所述原料三氯氢硅在内衬为银材质的还原炉筒内反应，使用碱液对所述还原炉筒进行清洗。优选的是，所述碱液为浓度为2～7wt％的NaOH。通过本专利技术的提升生产多晶硅内在品质的方法，在原料氢气和原料三氯氢硅中杂质含量已定的前提下，通过品质较优的原料比例增加可以稀释品质略差的原料中的杂质浓度，降低气相沉积过程中的杂质和多晶硅棒表面碰撞的几率，从而减少杂质沉积。降低了化学还原气相沉积(CVD)多晶硅中的杂质沉积，提升了生产多晶硅内在品质。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例本实施例提供一种提升生产多晶硅内在品质的方法包括以下步骤：多晶硅生产过程中，当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质，降低杂质沉积；当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质，降低杂质沉积。原料氢气和原料三氯化硅通过化学还原气相沉积(CVD)多晶硅。通过本实施例的提升生产多晶硅内在品质的方法，在原料氢气和原料三氯氢硅中杂质含量已定的前提下，通过品质较优的原料比例增加可以稀释品质略差的原料中的杂质浓度，降低气相沉积过程中的杂质和多晶硅棒表面碰撞的几率，从而减少杂质沉积。降低了化学还原气相沉积(CVD)多晶硅中的杂质沉积，提升了生产多晶硅内在品质。由于气体中的杂质含量难以检测，本实施例以电解氢作为标准，三氯氢硅中杂质含量以磷含量20ppb，硼含量10ppb，铁含量50ppb，铝含量80ppb，钙含量80ppb为标准。当氢气纯度高于电解氢，三氯氢硅杂质含量高于以上标准时，氢气/三氯氢硅的摩尔配比越大，越有利于降低多晶硅生产过程中的杂质沉积；当氢气纯度低于电解氢，三氯氢硅杂质含量低于以上标准时，氢气/三氯氢硅的摩尔配比越小，越有利于降低多晶硅生产过程中的杂质沉积。优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为(3︰1)～(6：1)。更优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为4：1。优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为(1.5：1)～(2.9︰1)。更优选的是，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为2:1。优选的是，在将所述原料氢气和所述原料三氯氢硅进料的过程中，控制增大后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值，或者控制减少后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值。在还原炉内硅棒生长期间，从初始的硅芯到最终生长成大棒，氢气和三氯氢硅的进料量随着硅棒表面积增大是逐渐增加的过程，在此过程中，进料量增加但应保持氢气与三氯氢硅摩尔配比恒定。例如氢气与三氯氢硅配比为2:1时，增加2摩尔氢气的同时应增加1摩尔三氯氢硅，即同时等比例增长，否则将造成沉积过程中杂质分布不均匀，同一根硅棒靠近芯部和靠近外圈的品质存在差异。通过控制增大后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值，或者控制减少后的所述氢气︰所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升生产多晶硅内在品质的方法，其特征在于，包括以下步骤：多晶硅生产过程中，当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质；当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质。

【技术特征摘要】
1.一种提升生产多晶硅内在品质的方法，其特征在于，包括以下步骤：多晶硅生产过程中，当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质；当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比，则提升生产多晶硅内在品质。2.根据权利要求1所述的提升生产多晶硅内在品质的方法，其特征在于，所述当生产多晶硅所用的原料氢气的品质优于原料三氯氢硅时，增大所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为(3︰1)～(6：1)。3.根据权利要求1所述的提升生产多晶硅内在品质的方法，其特征在于，所述当生产多晶硅所用的原料三氯氢硅的品质优于原料氢气时，减少所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为(1.5：1)～(2.9︰1)。4.根据权利要求1～3任意一项所述的提升生产多晶硅内在品质的方法，其特征在于，在将所述原料氢气和所述原料三氯氢硅进料的过程中，控制增大后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值，或者控制减少后的所述氢气︰所述三氯氢硅的摩尔配比为定值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠，黄彬，潘小龙，张伟，张吉武，陈朝霞，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65