[发明专利]电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法

说明书

本发明提供一种电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法，属于电子级多晶硅生产中尾气的提纯技术领域。将含有Cl₂、氢化物杂质的循环氢气通入等离子体装置中使Cl₂活化得到氯自由基，氯自由基与氢化物反应得到含氯化合物，将含氯化合物与循环氢气分离。此深度净化方法中，循环氢气中含有微量Cl₂，微量Cl₂在等离子体装置中由于强电磁场作用会充分活化，形成具有强取代活性的氯自由基，氯自由基会优先与氢化物发生取代反应，使其转变高沸点、强极性的物质，容易与循环氢气分离；不引入外杂质、反应副产物只有微量HCl，容易与循环氢气分离；等离子体活化可使Cl₂活化更加充分，达到循环氢气深度净化的目的。

技术领域

本发明涉及电子级多晶硅生产中尾气的提纯技术领域，具体而言，涉及一种电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法。

背景技术

电子级多晶硅是集成电路、航空航天、新能源等新型产业的基础性关键功能材料。尽管近年来我国多晶硅产业发展迅猛，产能规模跃居世界第一，但仍无法实现高纯、超高纯电子级多晶硅的量产，研发高纯、超高纯电子级多晶硅材料生产技术并实现规模化生产是我国的多晶硅产业发展的重点方向。

电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化技术是生产电子级多晶硅材料的关键技术。三氯氢硅与氢气在还原炉中发生反应时温度很高，各种杂质在高温条件下会发生裂解反应形成B₂H₆、PH₃等小分子形态，B₂H₆、PH₃等小分子杂质的深度去除是我国实现电子级多晶硅规模化量产的主要挑战。目前多晶硅生产中使用的氢气主要为循环氢气，现有技术无法实现循环氢气中杂质的深度去除，因此，循环氢气品质无法满足电子级多晶硅的规模化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法，能够很好的去除循环氢气中Cl₂、氢化物等杂质，从而使循环氢气稳定达到电子级。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法，将含有Cl₂、氢化物杂质的循环氢气通入等离子体装置中使Cl₂活化得到氯自由基，氯自由基与氢化物反应得到含氯化合物，将含氯化合物与循环氢气分离。

本发明的较佳实施例提供的电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法的有益效果是：

本发明提供的电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法，循环氢气中含有微量Cl₂，等离子体装置提供电磁场，Cl₂通入等离子体装置中，自由电子在电磁场的作用下加速成为高能电子，高能电子与活化Cl₂碰撞，使Cl₂转变为反应活性很强的氯自由基。高能电子与氢化物杂质碰撞，使氢化物的活性增强，使氯自由基很容易与氢化物反应生成含氯化合物；同时，循环氢气在等离子体装置中完全变为非平衡等离子体，会产生频率广的强光辐射，该光辐射可以使Cl₂活化成氯自由基，并与氢化物发生光取代反应，得到含氯化合物，与原有的氢化物相比，含氯化合物的沸点高、极性强，容易与循环氢气进行分离，循环氢气得到深度净化，从而使循环氢气稳定达到电子级，利于大规模生产电子级多晶硅。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的电子级多晶硅生产中循环氢气的深度净化方法进行具体说明。