[发明专利]硅芯洁净工艺

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅的加工工艺，具体地说是一种洁净硅芯的方法。

背景技术

硅芯的表面必须经过洁净处理后，才能使用。在现有技术中，硅芯表面的洁净方式通常为：Si溶于硝酸和氢氟酸的混合酸内发生化学反应，其反应方程式如下：

3Si+4HNO₃+18HF→3H₂SiF₆+4NO+8H₂O，

以此达到洁净的目的。这种洁净方式的缺陷是：在处理过程中会产生大量的氮氧化物，影响到周围的环境，并需投资环保设备来加以处理，此外现有技术完全是人工操作，对操作人员的身体会造成一定的危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅芯洁净工艺，利用硅与氯化氢的化学反应，来洁净硅芯的表面，由于其反应产物可以完全回收，因此实现了氮化物的零排放，改善了环境。

按照本发明提供的技术方案，硅芯洁净工艺包括：

a、硅芯预处理：先用柔软的物品蘸少量无水乙醇擦去硅芯表面的杂质，再用丙酮擦去硅芯表面的油污；

b、洁净：将清洁的硅芯置于密闭的反应容器内，在300-320℃的温度下发生如下反应：Si+HCl→SiHCl₃+H₂，以清除硅芯表面的氧化层和金属杂质；

在上述反应过程中，将氢气和氯化氢的混合气体通入反应容器内，在混合气体中，氯化氢的体积含量为4％～10％，混合气体的流量为40～50Nm³，反应时间为25～35分钟；

c、尾气重复利用：反应产物三氯氢硅和氢气为制备多晶硅的原材料，反应产物通过反应容器内的进出气管回气，通过管道进入还原工段。

本发明的优点是：

1、只需用无水乙醇和丙酮对硅芯进行简单的预处理，安装在反应容器后，洁净过程进行自动控制。

2、反应在密闭的容器中进行，不会对环境、操作人员造成危害。

3、反应气体HCl为多晶硅制取过程中的副产物，可以综合利用，节省成本。

4、反应产物SiHCl₃和H₂是多晶硅制取的原料，可以重复利用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

a、硅芯预处理：取一根约长2000mm，粗5～8mm的硅芯，先用柔软的物品蘸少量(以蘸湿纱布为宜)无水乙醇擦去硅芯表面的杂质，再用丙酮擦去硅芯表面的油污；

b、洁净：将清洁的硅芯用石墨夹头垂直安装于密闭的反应容器内，在300-320℃的温度下发生如下反应：Si+HCl→SiHCl₃+H₂，在腐蚀掉硅芯的表面层的同时，清除硅芯表面的氧化层和金属杂质；

在上述反应过程中，将氢气和氯化氢的混合气体通入反应容器内，在混合气体中，氯化氢的体积含量为4％～10％，混合气体的流量为40～50Nm³，反应时间为25～35分钟；根据要求的硅芯洁净程度，通过控制混合气体的流量和腐蚀时间，达到洁净目的。

c、尾气重复利用：反应产物三氯氢硅和氢气为制备多晶硅的原材料，反应产物通过反应容器内的进出气管回气，通过管道进入还原工段。