[发明专利]去除单晶硅埚底料中石英的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于单晶硅制造技术领域，涉及一种去除单晶硅埚底料中石英的装置，本发明还涉及一种采用恒温水浴法去除单晶硅埚底料中石英的方法。

背景技术

目前，在处理直拉单晶硅埚底料时，使用氢氟酸在室温条件下浸泡去除埚底料粘附的石英，使其达到太阳能级硅单晶原料的纯度要求，从而有效利用这部分埚底料。

现有技术条件下，在使用氢氟酸浸泡过程中，由于室温温度过低，氢氟酸与埚底料反应速度过慢，反应周期长，工作效率低，且反应时间过长易发生副反应，埚底料的回收质量差。

发明内容

本发明的目的是提供一种去除单晶硅埚底料中石英的装置，解决了现有技术中存在的氢氟酸与埚底料中石英在室温下反应速度慢、周期长、效率低的问题。

本发明的另一目的是提供一种采用恒温水浴法去除单晶硅埚底料中石英的方法，解决了现有技术中因环境温度太低，化学反应慢，反应周期长的问题。

本发明采用的技术方案是，一种去除单晶硅埚底料中石英的装置，包括保温筒，在保温筒内壁设置有加热器，在保温筒的外壁设有温控显示器，温控显示器与加热器之间通过电控装置连接；在保温筒的内底面上设置有底撑，在底撑上放置有反应釜，反应釜与加热器同心分布；保温筒安装有上盖板，反应釜安装有反应釜盖板。

本发明采用的另一技术方案是，一种采用恒温水浴法去除单晶硅埚底料中石英的方法，利用前述的去除单晶硅埚底料中石英的装置，按照以下步骤实施：

步骤1、将反应釜对中放入保温筒内的底撑上，再向保温筒内加注自来水至保温筒容积的1/2-2/3；

步骤2、将待去除石英的单晶硅埚底料放入反应釜中，向反应釜内加入氢氟酸，所加氢氟酸液需没过所加的埚底料；

步骤3、盖上反应釜盖板，再扣锁好上盖板；

步骤4、开启温控显示器面板上的电源，设置加热器的反应加热功率为500-800W、反应温度为50-70℃；

步骤5、总反应时间为5-10小时，直到埚底料中的石英去除干净即成。

本发明的有益效果是：

1）由于本发明中采用了水浴加热法，使得埚底料与氢氟酸的反应温度保持在一定范围内，加快了反应速度，反应速率最佳，缩短了反应时间，提高工作效率。

2）减少副反应的发生。单晶硅埚底料与氢氟酸的反应时间在常温下由原来的25-35h缩短为5-10h，反应时间的缩短，减少了副反应的发生，提高去除石英后的硅料的品质。

3）本发明的加热器底部安装有底撑，底撑中心有圆柱形定位桩，反应釜底部设有与圆柱形定位桩相配合的内凹圆型定位槽，这样能使反应釜实现居中，受热均匀，加快埚底料与氢氟酸的反应速度。

4）水浴加热避免了直接加热造成的反应剧烈与温度的不可控性，温控显示器能够严格控制温度，实现平稳均匀加热。

5）加热功率及时间都是在温控显示器上操作，操作简单方便、安全。

6）反应釜采用聚四氟乙烯（PTFE）材料制作，耐酸性强，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明去除单晶硅埚底料中石英的装置的结构示意图；

图2为本发明装置中的保温筒底部的结构示意图；

图3为埚底料与氢氟酸的反应速率与温度曲线图；

图4分别是使用本发明方法和现有技术的反应时间对比统计示意图。

图中，1.上盖板，2.反应釜盖板，3.反应釜，4.保温筒，5.加热器，6.温控显示器，7.底座，8.底撑，9.上盖板锁扣，10.上盖板接耳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，本发明是一种去除单晶硅埚底料中石英的装置，其结构是，包括保温筒4，在保温筒4内壁或内底面设置有加热器5，在保温筒4的外壁设有温控显示器6，温控显示器6与加热器5之间通过电控装置连接，另外，温控显示器6的面板上还安装有水位计；在保温筒4的内底面上设置有底撑8，在底撑8上放置有反应釜3，反应釜3与加热器5同心分布，反应釜3与保温筒4的容积比为1∶2-5（优选容积比为1∶3）；保温筒4安装有上盖板1（外层盖板），反应釜3安装有反应釜盖板2（内层盖板），反应釜盖板2为聚丙烯塑料盖板，无色透明且工作状态下与反应釜3密封扣合；在保温筒4的外底部安装有底座7。

反应釜3材料采用耐酸的聚四氟乙烯（PTFE）制作。