[发明专利]硅料清洗剂及硅料清洗的方法

说明书

技术领域

本发明属于硅单晶制造技术领域，具体涉及一种硅料清洗剂，本发明还涉及一种利用该硅料清洗剂进行硅料清洗的方法。

背景技术

在太阳能级硅单晶制造过程中，需要将原生多晶硅或再生硅料作为原料，在单晶炉中熔化后拉制成单晶棒。拉制单晶棒的硅料其纯度要求较高，但是硅料在加工、运输、储存过程中表面会污染；因此在使用这些硅原料之前必须对它进行表面清洗，主要是清除有机物、氧化层和金属离子的玷污，尤其是要求最大限度地不残留任何金属杂质。

传统的硅料清洗方法主要是采用强酸（HF、HNO₃）或强碱等强腐蚀的化学试剂，将硅料表层腐蚀、剥离达到去除杂质的效果。传统清洗方法中用到的强酸、强碱腐蚀性强，对操作人员危害大，废气、废液后处理烦琐，对环境污染较严重，由于强酸或强碱与硅料表层发生化学反应，不断腐蚀、剥离表层，造成硅料的损耗较大，化学腐蚀速度快、工艺稳定性差，且清洗成本高。

发明内容

本发明的目的是提供三种硅料清洗剂，在硅料清洗过程中，清洗效果较好，清洗成本低，硅料损耗小；能够实现生物降解，环境污染小。

本发明的另一目的是提供一种利用前述硅料清洗剂进行硅料清洗的方法，克服传统强酸或强碱清洗的缺点，环境污染小，清洗效果较好，清洗成本低，硅料损耗小。

本发明所采用的技术方案是，一种硅料清洗剂，由以下组分按质量份组成：脂肪醇聚氧乙烯醚为5-25；烷基酚聚氧乙烯醚为3-15；烷基醇酰胺为2-8；乙二醇烷基醚为0.5-7；螯合剂为0.1-5；含氯酸为5-10；H₂O₂为0.5-5；余量为去离子水，总份数为100。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种硅料清洗剂，由以下组分按质量份组成：椰子油烷基酰胺磷酸酯为4-15；三乙醇胺油酸皂为3-15；三乙醇胺为1-5；氨基三乙酸为0.1-5；氢氧化钾为1-5；余量为去离子水，总份数为100。

本发明所采用的第三种技术方案是，一种硅料清洗剂，由以下组分按质量份组成：醋酸为5-10；柠檬酸为0.5-10；山梨醇为0.1-5；余量为去离子水，总份数为100。

本发明所采用的第四种技术方案是，一种硅料清洗方法，具体按以下步骤进行，

步骤1、分别配制SEH-1、SEH-2、SEH-3三种清洗剂，

所述的清洗剂SEH-1由以下组分按质量份组成：脂肪醇聚氧乙烯醚为5-25；烷基酚聚氧乙烯醚为3-15；烷基醇酰胺为2-8；乙二醇烷基醚为0.5-7；螯合剂为0.1-5；含氯酸为5-10；H₂O₂为0.5-5；余量为去离子水，总份数为100，

所述的清洗剂SEH-2由以下组分按质量份组成：椰子油烷基酰胺磷酸酯为4-15；三乙醇胺油酸皂为3-15；三乙醇胺为1-5；氨基三乙酸为0.1-5；氢氧化钾为1-5；余量为去离子水，总份数为100，

所述的清洗剂SEH-3由以下组分按质量份组成：醋酸为5-10；柠檬酸为0.5-10；山梨醇为0.1-5；余量为去离子水，总份数为100；

步骤2、将硅料投入清洗剂SEH-1中浸泡，常温条件下浸泡30-60分钟，捞取浸泡后的硅料，用纯水冲洗；

步骤3、用水对步骤1配制出的清洗剂SEH-2进行稀释，得到清洗剂SEH-2浓度为1%-10%的稀释液，将经步骤1处理后的硅料投入清洗剂SEH-2稀释液中进行超声清洗，保持温度40℃-75℃，清洗时间5-15分钟，捞取硅料；

步骤4、用水对步骤1配制出的清洗剂SEH-3进行稀释，得到清洗剂SEH-3浓度为1%-8%的稀释液，将步骤3得到的硅料，投放于清洗剂SEH-3稀释液中进行超声清洗，完成中和过程，保持温度40℃-75℃，清洗时间5-15分钟；

步骤5、将上步中和清洗后的硅料放于纯水中进行超声清洗，保持温度40℃-75℃，清洗时间10-30分钟，纯水溢流，硅料转动搅拌；硅料表面渗出容留的杂质和离子，经纯水浸泡冲洗后，测当前纯水浸泡液的PH及电阻率，当前纯水浸泡液的电阻率≥8 MΩ·cm，且PH=7.0时，即为冲洗合格，否则增加冲洗次数；

步骤6、捞取硅料，烘干后即成。

本发明的有益效果是，清洗后的硅料完全清除了硅料表层的杂质和污物，符合制作太阳能级单晶硅的清洁要求；同时，所采用的清洗剂溶液和纯水漂洗液经过简单的中和处理即可排放，由于清洗剂的生物降解性能较好，不会对环境造成污染。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。