什么是物理提纯?什么是化学提纯?
多晶硅生产的关键就在于提纯,如果产品没有达到所需要的高纯度,就是废品,生产得再 多也没有用。因此,要想制备多晶硅,掌握提纯方法是非常重要的。对材料提纯的方法有很 多,但不外乎物理提纯和化学提纯两大类。 常见的提纯方法有挑选、清洗、磁选、浮选、筛选等都是物理提纯;利 用 “偏析”原理所 实现的冶炼提纯,也是物理提纯,因为它只是让被提纯物发生温度变化,而没有发生化学反应。物理提纯是有效的,可以将被提纯物提高到3N,甚至4N,但这对生产多晶硅来说,是不 够的,还无法使多晶硅达到所要求的纯度标准。 可以想象,6N以上的纯度,其杂质含量仅占硅的百万分之一,甚至更少。要想达到这样少的杂质含量,用物...全部
多晶硅生产的关键就在于提纯,如果产品没有达到所需要的高纯度,就是废品,生产得再 多也没有用。因此,要想制备多晶硅,掌握提纯方法是非常重要的。对材料提纯的方法有很 多,但不外乎物理提纯和化学提纯两大类。
常见的提纯方法有挑选、清洗、磁选、浮选、筛选等都是物理提纯;利 用 “偏析”原理所 实现的冶炼提纯,也是物理提纯,因为它只是让被提纯物发生温度变化,而没有发生化学反应。物理提纯是有效的,可以将被提纯物提高到3N,甚至4N,但这对生产多晶硅来说,是不 够的,还无法使多晶硅达到所要求的纯度标准。
可以想象,6N以上的纯度,其杂质含量仅占硅的百万分之一,甚至更少。要想达到这样少的杂质含量,用物理提纯方法是根本无法实现的。 物理提纯方法无法实现,化学提纯方法还是可以的。化学提纯就是用化学的方法来提纯,是使被提纯物发生化学变化(使硅变成四氯化硅和三氣氢硅),然后采用化学常用的提纯方法 来提纯。
对四氣化硅和三氯氢硅化学提纯的方法也有很多种,目前比较常用的有单一精馏法、 络合精馏法、固体吸附法、部分水解吸附法、萃取法、电解法、高温裂解除碳、铜屑去硫砷等 多种方法。以上的几种方法都各有所长,它们都可以单独使用。
为求完美,也可以取长补短, 采用几种方法组合使用。一般来说,一种方法只对一定的杂质有较好的提纯作用,而对另外一些杂质则效果较差, 不同方法对操作条件的要求也各不相同,条件控制得好,提纯效果显著;反之,条件用得不严 格,反而走向反面,即引进沾污。
络合精馏法是一种最有成效的方法,几乎能去除所有的杂质,但是它分离络合物还得依靠 精馏法,而且它还存在络合物的选择、处理、络合条件、减少沾污等具体问题,因此,在生产 中还是没能得到广泛采用。固体吸附和部分水解吸附法是精馏法的好助手。
前者对分离强极性杂质磷和金属氣化物特 别有效,后者对除硼特别有效,常被用于四氣化硅和三氯氢硅的提纯。单一精馏法(简称精馏法)是一种非常重要的提纯方法,它简单而有效,又可避免引进任 何试剂,绝大多数杂质都可通过此法去除,特别是难以除掉的非极性重金属氣化物也能用此法 去除。
采用这种方法有利于减少沾污,工序简化,操作方便,而且适用于大规模工业生产。因 此,对于四氣化硅和三氣氢硅的提纯来说,大多数都是采用单一的精馏法。收起
