[发明专利]硅料中杂质的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及杂质处理领域，更具体地，涉及一种硅料中杂质的处理方法。

背景技术

单晶炉在运行时需要用真空泵来进行排气，出现外网电源闪断或真空泵机械故障都会导致真空泵停止运转。如果是外网电源闪断导致真空泵停止运转，则需要手动再将真空泵开启；如果是真空泵出现了机械故障，则需要更换新的真空泵后再开启真空泵才能继续运行。真空泵停止运转后泵腔内将自动回填空气变成常压，而单晶炉内仍是低压的环境，内外的压力差将使这排气管路内的杂质倒吸入炉腔内。此时，一部分杂质会进入到单晶炉的热场内，甚至落入到已经融化的硅液中。如果硅液一旦有杂质进入，将导致单晶炉无法正常运行，使单晶炉拉制出的晶棒出现断棱的现象，影响晶棒的成品率。

在现有技术中，当出现真空泵停止运转的事故后，只能继续运行当前工艺，由于硅液内杂质增加，此时晶棒将出现断棱的现象，此后单晶炉将无法再拉制单晶硅棒，只能拉制多晶硅棒，影响了晶棒的成晶率，增加了单晶炉的生产成本。

发明内容

本发明旨在提供一种硅料中杂质的处理方法，能够将硅料中的杂质去除，保证了单晶炉中拉制出的单晶硅棒的成品率。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种硅料中杂质的处理方法，该硅料中杂质的处理方法包括杂质分离步骤：使加热器的温度高于杂质的沸点且低于硅料的沸点，以使杂质在气态下与硅料分离。

进一步地，在杂质分离步骤之前还包括预处理步骤，预处理步骤包括：使石墨坩埚位于加热器的高温区。

进一步地，在杂质分离步骤中，加热器的功率为85KW至95KW。

进一步地，在进行杂质分离步骤时，观察石墨坩埚内的石英埚中的硅料，如果出现沸腾现象，下调加热器的功率，以使加热器的温度高于杂质的沸点且低于硅料的沸点。

进一步地，加热器的下调功率为3KW至7KW。

进一步地，杂质分离步骤的处理时间为1.5小时至2小时。

进一步地，在杂质分离步骤之后还包括将杂质分离步骤分离出的杂质排出单晶炉的杂质排除步骤。

进一步地，杂质排除步骤包括：调节单晶炉内的惰性气体的流量，使杂质伴随惰性气体流出单晶炉。

进一步地，惰性气体的流量为40L/min至60L/min。

进一步地，惰性气体为氩气。

应用本发明的技术方案，硅料中杂质的处理方法包括杂质分离步骤，使加热器的温度高于杂质的沸点且低于硅料的沸点，以使杂质在气态下与硅料分离。根据本发明的硅料中杂质的处理方法，可以将单晶炉内的硅料中的杂质去除，当利用单晶炉拉制单晶硅棒时，可以大大提高单晶硅棒的成品率，降低企业的生产单晶硅棒的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明中的硅料中杂质的处理方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

术语解释：

单晶炉：是在惰性气体环境中，采用石墨电阻加热器，将硅材料熔化，并采用直拉法生长无位错单晶棒的设备。

加热器：是单晶炉热场的重要组成部件之一，是为单晶炉提供加热的发热部件。

石墨坩埚：是单晶炉热场的重要组成部分之一，在高温的状态下支撑石英埚，保护石英埚。

通过对硅液内的杂质成分进行分析，发明人发现，因单晶炉在运行时是高温的环境，大概在1400℃左右，单晶炉内通入的是惰性气体作为保护气体，主要是石墨件（主要成分为C）、石英埚（主要成分为二氧化硅）、硅料（Si）在高温下发生了化学反应，反应式为：

根据反应式得知硅液中杂质的主要成分为一氧化硅（SiO），常温下一氧化硅为黄土色无定形粉末，熔点为1702℃，沸点为1880℃。硅的熔点1420℃，沸点2355℃，也即一氧化硅的沸点比硅低很多，因此，可以考虑用高温的方法将硅液中的一氧化硅挥发出来。

根据本发明的实施例，硅料中杂质的处理方法包括由以下处理步骤。