本發(fā)明涉及一種多晶硅生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種使用還原工藝生產(chǎn)多晶硅的多晶硅生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的多晶硅生產(chǎn)中，一般采用還原爐還原三氯氫硅獲得多晶硅，在還原爐中，通入三氯氫硅和氫氣，高溫下在硅芯上長(zhǎng)晶生成硅棒，這是目前應(yīng)用最廣的多晶硅生產(chǎn)方式之一。但是，這種生產(chǎn)方式的能耗較高，而且在硅棒生長(zhǎng)的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)“倒棒”的現(xiàn)象，無(wú)法獲得完整的多晶硅棒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種成本較低、轉(zhuǎn)化率高的多晶硅生產(chǎn)工藝。

一種多晶硅生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

硅棒初步生長(zhǎng)步驟：在還原爐里通入氫氣和二氯二氫硅，在硅芯表面生成多晶硅使硅棒生長(zhǎng)到預(yù)定尺寸；

硅棒完整生長(zhǎng)步驟：通入三氯氫硅、二氯二氫硅和氫氣的混合氣體，完成硅棒生長(zhǎng)；

開爐步驟:待硅棒生長(zhǎng)完成后，打開還原爐，取出硅棒。

本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝，采用兩段生長(zhǎng)的方式，開始采用二氯二氫硅和氫氣反應(yīng)的方式，比常規(guī)氫氣還原三氯氫硅的方式生長(zhǎng)速度快，一般倒棒的事故多發(fā)生在晶棒生長(zhǎng)的前期，這就減少倒棒發(fā)生的可能，本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝，能夠減少倒棒率，降低生產(chǎn)成本。硅棒完整生長(zhǎng)階段，加入有部分二氯二氫硅，可以有效地增加硅的生成率，提高原料的轉(zhuǎn)化效率10%到15%。

附圖說(shuō)明

圖1為初步生長(zhǎng)階段的控制示意圖；

圖2為完整生長(zhǎng)階段的控制示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1及圖2對(duì)本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝包括以下步驟：

硅棒初步生長(zhǎng)步驟。在還原爐里通入氫氣和二氯二氫硅，氫氣作為載體，二氯二氫硅發(fā)生反應(yīng)在硅芯表面沉積生成多晶硅，反應(yīng)方程式如下：

2sih2cl2=si+sicl4+2h2；

sih2cl2=si+2hcl；

硅棒不斷生長(zhǎng)變粗，直到預(yù)定尺寸。本實(shí)施方式中，預(yù)定硅芯為10mm，硅棒的預(yù)定尺寸為40mm。這一階段溫度控制在600~900℃左右，壓力為常壓至1.0mpa。

實(shí)驗(yàn)表明，直徑10mm的硅芯，經(jīng)過(guò)20~22小時(shí)，可以長(zhǎng)到硅棒40mm。

硅棒完整生長(zhǎng)步驟。待多晶硅晶棒直徑超過(guò)40mm時(shí)，晶棒的表面積較大，僅用二氯二氫硅較難滿足晶棒繼續(xù)生長(zhǎng)的需要，改通入三氯氫硅、二氯二氫硅和氫氣的混合氣體，其中，要保持二氯二氫硅的含量占總進(jìn)料量的5%至10%左右，而三氯氫硅和氫氣的比例在3:1左右。即氫氣的進(jìn)料量比例在22.5~23.75%之間，三氯氫硅在67.5%~71.25%之間，溫度約為1150℃左右，壓力控制在常壓至1.0mpa。持續(xù)生長(zhǎng)120~130小時(shí)后，完成硅棒生長(zhǎng)，生成大概直徑約200~210毫米的硅棒。

開爐步驟。待硅棒生長(zhǎng)完成后，打開還原爐，取出硅棒。

可以理解，預(yù)定尺寸可以根據(jù)硅棒的直徑以及工藝、原料的變化適當(dāng)調(diào)整，不限于40mm，也可以為其他尺寸。

本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝，采用兩段生長(zhǎng)的方式，開始采用二氯二氫硅和氫氣反應(yīng)的方式，比常規(guī)氫氣還原三氯氫硅的方式生長(zhǎng)速度快，一般倒棒的事故多發(fā)生在晶棒生長(zhǎng)的前期(直徑40mm以下)，這就減少倒棒發(fā)生的可能，經(jīng)驗(yàn)證，本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝，能夠減少倒棒率，降低生產(chǎn)成本。硅棒完整生長(zhǎng)階段，加入有部分二氯二氫硅，可以有效地增加硅的生成率，提高原料的轉(zhuǎn)化效率10%到15%。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的范圍。即凡是依本發(fā)明權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種多晶硅生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：硅棒初步生長(zhǎng)步驟：在還原爐里通入氫氣和二氯二氫硅，在硅芯表面生成多晶硅使硅棒生長(zhǎng)到預(yù)定尺寸；硅棒完整生長(zhǎng)步驟：通入三氯氫硅、二氯二氫硅和氫氣的混合氣體，完成硅棒生長(zhǎng)；開爐步驟:待硅棒生長(zhǎng)完成后，打開還原爐，取出硅棒。本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝，采用兩段生長(zhǎng)的方式，開始采用二氯二氫硅和氫氣反應(yīng)的方式，比常規(guī)氫氣還原三氯氫硅的方式生長(zhǎng)速度快，一般倒棒的事故多發(fā)生在晶棒生長(zhǎng)的前期，這就減少倒棒發(fā)生的可能，本發(fā)明的多晶硅生產(chǎn)工藝，能夠減少倒棒率，降低生產(chǎn)成本。硅棒完整生長(zhǎng)階段，加入有部分二氯二氫硅，可以有效地增加硅的生成率，提高原料的轉(zhuǎn)化效率10%到15%。

技術(shù)研發(fā)人員：齊林喜;郭金強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古盾安光伏科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.02.19
技術(shù)公布日：2017.08.29