[发明专利]一种高钙除磷的硅的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅提纯领域，具体为一种高钙除磷的硅的清洗方法。

背景技术

目前，国际通用的单晶制造或多 晶铸造厂太阳能级硅原料，根据用途对杂质含量的要求为：

用途硼(ppm)磷(ppm)TMI(ppm)直拉单晶/区域熔融单晶≤0.06≤0.01≤0.01多晶铸锭≤0.16≤0.01≤0.01

备注：TMI为总金属含量

由上表可见，磷、硼元素对太阳能级硅具有重要的意义。在西门子法或改良西门子法制造高纯硅时，磷硼的去除是非常彻底的，因此西门子法或改良西门子法不必特别强调磷硼元素的去除。但在近年越来越被重视的冶金法提纯高纯硅的工艺中，磷硼元素是最令人头痛的，在正常的金属硅原料中，磷含量约20～80ppm，硼含量约5～30ppm，即便耗费大量的精力对金属硅制造原料的精选，磷含量最低约8ppm，硼最低约含量3ppm，远远不能满足太阳能级硅的要求，因此衍生了多种除磷除硼的方法。

在众多除磷的方法中，通过钙剂萃取硅中的磷是一种相对较廉价、有效的方法，这种方法必须在加完钙剂后，去渣冷却凝固，破碎研磨成一定颗粒度的硅粉，再通过一定的清洗工艺剥蚀去除硅晶体表面的杂质。研究表明，加入钙剂越多，凝固后的金属硅的钙含量越高，萃取磷效果越明显，但是高含钙的硅却是很危险的，这种高钙金属硅在清洗中往往会有大量硅烷和氢气产生，而硅烷在常温下遇氧气就会自燃，大量的硅烷和氢气随即发生爆炸，因此，合适的清洗工艺是必须的。

美国专利US4539194公开的一种方法，其硅中的钙含量为10000～100000ppmw，用两个步骤进行清洗，先用FeCl₃和HCl的水溶液进行浸提，再用HF和HNO₃的水溶液进行清理，该方法未能很好地对硅烷和氢气的产生量进行控制，很容易引起自燃和爆炸。

中国专利CN1409691A，国内知公示的一种方法，其硅中的钙含量为3000～9500ppmw，用两个步骤进行清洗，先用FeCl₃水溶液或FeCl₃和HCl的水溶液进行浸提，再用HF水溶液或HF和HNO₃的水溶液进行清洗，该方法未能很好地对硅烷和氢气的产生量进行控制，很容易引起自燃和爆炸，硅中含钙量较低，对磷的处理能力有限。

综上可知，通过钙剂萃取硅中磷杂质的硅纯化方法，存在着硅中钙含量较低，萃取磷能力较低，钙含量越高，萃取磷能力越高，但清洗时很容易自燃、爆炸，危险性越高的矛盾。因此，为获得高效的除磷方法，安全、有效的清洗方法是必须的，本案便由此产生。

发明内容

本发明提供的是一种在保证有效的清洗钙、磷的前提下，使生产安全进行的高钙除磷的硅的清洗方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高钙除磷的硅的清洗方法，其特征在于依以下步骤进行清洗：

步骤1，将高钙金属硅先破碎成1～10mm颗粒后，再研磨至20目以上，筛分出100～20目的粉料，取样，用ICP－AES（电感耦合等离子发射光谱）测定其钙含量；