[发明专利]用于从氯硅烷中去除杂质的方法和设备

说明书

一种用于从氯硅烷中去除杂质特别是掺杂物的方法，所述方法包括以下步骤：(a)加热沉积面(3)；(b)使至少一种气态的氯硅烷混合物与加热的沉积面(3)接触，所述气态的氯硅烷混合物含有至少一种氯硅烷和至少一种杂质、特别是至少一种掺杂物；(c)通过在所述沉积面(3)上形成多晶硅沉积物来至少部分地分离杂质、特别是掺杂物，所述多晶硅沉积物中与所述杂质、特别是掺杂物一起富集；(d)导出净化的气态的氯硅烷混合物；(e)使蚀刻气体与加热的沉积面(3)接触，以便使多晶硅沉积物和杂质、特别是掺杂物回到气相，从而形成气态的蚀刻气体混合物；以及(f)导出所述气态的蚀刻气体混合物。

技术领域

制造用于太阳能电池以及微电子设备的结晶硅层主要是通过使硅在基体上化学气相磊晶来实现的，由此，与传统的通过锯切由丘克拉斯基法(提拉法)或区域熔化法制成的硅块所进行的制造方法不同，可以实现明显更小的层厚。由于在化学气相磊晶中可以通过适当地选择反应条件来控制所形成的硅层的厚度，不需要接下来对硅进行锯切，如对于由前面所述的方法得到的硅块必不可少的那样，由此可以避免锯切损失。通过化学气相磊晶实现减小层厚以及锯切损失实现了生产成本的明显降低。

背景技术

合适的硅前体化合物主要是硅烷以及氯硅烷，其中，由于硅烷与大气氧接触时的自燃性，多数情况下应避免使用硅烷。出于热动力学上的原因，化学气相沉积通常只将很小比例的所使用的前体化合物，作为固态硅沉积在基体上。这个比例取决于化学气相沉积的反应腔中的气体组成。在通过气相磊晶使用氯硅烷，如例如四氯化硅或三氯硅烷作为前体化合物，制造结晶硅层时，只有约25％的氯硅烷发生转化。由此持续地产生气态的氯硅烷混合物形式的污染环境且有时非常难以净化的废弃物。因此，为了降低工艺成本以及为了减少这些污染环境的废弃物，特别是对于产业规模必不可少的是，对未消耗的氯硅烷进行净化并返回至工艺。

但是，在这样回收利用氯硅烷时出现的问题是，由工业厂房导出的废气不仅包含没有消耗的氯硅烷以及作为工艺气体的氢气，而且还包含少量未消耗的掺杂物和杂质。例如在气体的氯硅烷混合物中掺杂物以少数几个ppb(十亿分比浓度)的痕量存在。掺杂物的这种低浓度不能通过传统的氯硅烷回收利用(如例如利用带有前置的气体洗涤器的蒸馏式分离)充分地分离。但是，由于掺杂物很小的浓度波动就已经会对硅的半导体特性产生明显的影响，在将氯硅烷重新供应给实际的磊晶过程之前，氯硅烷中掺杂物的浓度必须精确地调整到几个ppb并去除杂质。尽管在市场上可以购得这种高纯度的氯硅烷，但这种氯硅烷的制造非常昂贵，这最终会对化学气相磊晶的工艺成本产生不利影响。较为经济的氯硅烷多数含有含金属的杂质，这种杂质同样对于结晶硅层的半导体特性产生严重的影响。

由于为了去除这种杂质，蒸馏式地净化氯硅烷混合物是不够的，例如已经提出使用微孔的固相材料用于去除掺杂物的方法，所述固相材料由于物理的相互作用结合所述掺杂物并由此将其从液态或气态的氯硅烷混合物中除去。US 4713230 A例如提出了一种用于从氯硅烷中除去含硼的掺杂物的方法，其中，引导气态的含硼的氯硅烷混合物通过硅胶。这种方法尽管可以将硼浓度降低到100ppba(十亿分之一原子比)。但在使用硅胶时，会出现其他废弃物，这些废弃物必须相应地清理。此外，所净化的氯硅烷的量和净化速度很大程度上取决于所使用的固相材料的特性和量，由此，这种固相材料很难集成到产业规模的循环过程中。

发明内容

因此，本发明的目的在于，给出一种用于从氯硅烷中去除杂质、特别是掺杂物的方法以及设备，所述方法和设备适于以产业规模净化以及回收利用氯硅烷。

所述目的根据本发明通过一种用于从氯硅烷中去除杂质的方法以及一种用于从氯硅烷中去除杂质的设备来实现。

根据本发明的构思的有利的改进方案是从属权利要求的主题。

本发明涉及一种根据用于从氯硅烷中去除杂质、特别是掺杂物的方法。此外本发明还涉及一种用于从氯硅烷中去除杂质、特别是掺杂物的设备。

根据本发明的用于从氯硅烷中去除杂质、特别是掺杂物的方法具有以下方法步骤：