[发明专利]掺杂晶界聚杂法提纯硅

摘要

本发明涉及一种硅提纯的新方法‑掺杂晶界聚杂(ZJJJ)法。该方法的步骤为：向熔融态待提纯的工业硅中加入具有一定持性的掺杂物料(占总料量2‑10％)。使用具有温控装置的加热炉控制其降温、结晶凝固全过程，进行掺杂晶界聚杂提纯。将结晶冷凝后的硅锭浸入专用酸液中被浸碎成0.1‑0.5mm的硅粒，再经数种不同浓度酸碱液浸溶除杂，去离子水洗至中性，烘干得到硼、磷含量降至1‑0.1ppm，纯度大于5N(99.999％)的高纯硅粒。该方法解除了机械碎硅的弊端并破除了采用液‑固转换提纯手段难除硼、磷的魔咒。

主权项

1.掺杂晶界聚杂(ZJJJ)法提纯硅的方法 ，其特征在于：1)在熔融的待提纯工业硅中加入占熔体重量百分比2‑10％的一定特性并能熔于工业硅熔体的掺杂剂，保持高于此合金熔点100℃温度下10‑20分钟，搅拌使含有掺杂剂的合金熔体均匀化；2)采用带有温控仪的加热炉调控降温凝固全过程；由结晶前的降温速率调整熔体过冷度控制晶核产生的数量，由结晶起始后的保温加热功率控制晶粒长大速度，结晶完毕冷却至室温，取出硅锭；3)将掺有掺杂剂的硅锭浸入专用酸液中逐渐浸碎成0.1‑0.5毫米粒度的片、条、粒状并带有棱角、平面的光亮硅晶粒；4)上述硅晶粒再经不同种类、不同浓度的酸液依次浸溶除杂后最后用低浓度碱液去除非活泼金属的硅化物及硅粒表皮层，去离子水洗至中性，过滤，烘干得到提纯后的成品高纯硅粒；所用掺杂剂可以是单质、合金或化合物形态，应具备有下列三种特征之一或兼有：1)在硅中分凝系数K值≤10‑3且与硅形成的硅化物易溶于酸中；2)可使硅中杂质的分凝系数值在含有掺杂剂的硅熔体中发生改变；3)在硅中固溶度低。