DD240729A1 - Verfahren zur gewinnung von hochreinem siliziumpulver - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von hochreinem siliziumpulver Download PDFInfo
- Publication number
- DD240729A1 DD240729A1 DD28031485A DD28031485A DD240729A1 DD 240729 A1 DD240729 A1 DD 240729A1 DD 28031485 A DD28031485 A DD 28031485A DD 28031485 A DD28031485 A DD 28031485A DD 240729 A1 DD240729 A1 DD 240729A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- silicon
- purity
- production
- powder
- metallurgical
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 2
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 2
- -1 hydrogen halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 18
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical group C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003500 flue dust Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Reinstsilizium aus metallurgischen Siliziumpulvern. Sie kann bevorzugt im Bereich der Herstellung von Grundmaterial fuer Solarzellen und Halbleiterbauelemente sowie fuer die Fertigung hochreiner keramischer Pulver oder kompakter keramischer Formkoerper auf Siliziumbasis genutzt werden. Ziel der Erfindung ist es, aus metallurgischem Silizium auf relativ einfachem Wege unter Verringerung der energieintensiven Prozesse hochreines Silizium zu gewinnen. Aufgabe der Erfindung ist es, metallurgisches Si-Pulver durch einfach handhabbare Prozessstufen in einen Reinheitsgrad zu ueberfuehren, der die Weiterverarbeitung zum hoechstreinen Grundmaterial fuer die Herstellung von Solarzellen und/oder Halbleiterbauelementen sowie fuer die Fertigung hochreiner keramischer Pulver oder kompakter keramischer Formkoerper auf Siliziumbasis ermoeglicht. Ueberraschenderweise wurde nun gefunden, dass alle nach den ueblichen Verfahren hergestellten technischen Siliziumqualitaeten sich in ihrer Reinheit erfindungsgemaess dadurch erhoehen lassen, dass das metallurgische Silizium chemisch oder mechanisch aktiviert, mit Wasser und Mineralsaeuren extrahiert und anschliessend mindestens einmal einem Zyklus, bestehend aus- einer bei Temperaturen von 50-100C bis zu mehreren Stunden durchgefuehrten Behandlung mit Flusssaeure,- Neutralwaschen mit hochreinem Wasser,-anschliessender Behandlung mit NH4OH/H2O2 - und HCl/H2O2-Gemischen bei Temperaturen bis 100C und- erneutem Waschen mit hochreinem Wasserunterzogen wird und getrocknet wird. Nach Trocknung verbleibt ein Siliziumpulver unerwartet hoher Reinheit.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Reinstsilizium aus metallurgischen Siliziumpulvern. Sie kann bevorzugt im Bereich der Herstellung von Grundmaterial für Solarzellen und Halbleiterbauelementen sowie für die Fertigung hochreiner keramischer Pulver oder kompakter keramischer Formkörper auf Siliziumbasis genutzt werden.
Die Gewinnung von Reinstsilizium als Grundmaterial für die Herstellung von Solarzellen und Halbleiterbauelementen sowie für die Fertigung keramischer Pulver oder kompakter keramischer Formkörper auf Siliziumbasis erfolgt gleichermaßen in aufwendigen vielstufigen Prozessen und erfordert hohen Aufwand von Elektroenergie und Spezialanlagen.
Bedingt dadurch wird seit Jahrzehnten intensiv nach einfacheren Verfahren gesucht, die zur Gewinnung von billigem Silizium führen. Eine Übersicht über die bekannten Verfahren befindet sich in [Aulich, H. A.; Schulz, F. W.; Grabmeier, J. G.; Chem. Ing.
Techn. 56 (1984) 9, S. 667-673].
Für die Produktion von Reinstsilizium hat sich das dort angeführte Trichlorsilan-Wasserstoff-Reduktionsverfahren durchgesetzt. Das so gewonnene Silizium ist sehr rein aber gleichzeitig auch sehr teuer infolge des technologisch aufwendigen Prozesses. Er umfaßt die energieintensive Reduktion von Quarzkiesel und/oder Quarzit aus natürlichen Lagerstätten mit Kohlenstoffträgern im Lichtbogenofen, die Überführung des entstandenen metallurgischen Siliziums in ein Chlorsilangemisch, dessen Reinigung und Trennung in hochleistungsfähigen Rektifikationskolonnen, die Zersetzung des isolierten Trichlorsilans im Gemisch mit Wasserstoff an Si-Stäben bei Temperaturen oberhalb 11000C in einem komplizierten und energieaufwendigen Prozeß (Siemens-Verfahren), die Herstellung und physikalische Reinigung von Silizium-Einkristallen im Quarztiegel nach Czochralski oder nach dem Zonenschmelzverfahren.
Es werden weiterhin Verfahren zur Herstellung von Silizium durch Reduktion bzw. Zersetzung von Siliziumtetrachlorid (SiCI4), Dichlorsilan (SiH2CI2), Monosilan (SiH4), aus Siliziumtetrafluorid (SiF4) bzw. Hexafluorid-Kieselsäure (H2SiF6) vorgeschlagen.
Im Zusammenhang mit der großtechnischen Nutzung von Si für Solarzellen erhöhten sich die Anstrengungen zur Billigherstellung des Si, wobei insbesondere versucht wird, die energieintensiven Stufen des Gesamtprozesses zu umgehen. So wurde versucht, Reinstsilizium direkt aus metallurgischem Si durch Einsatz ausgewählter reiner Rohstoffe (Quarzkiesel mit Kohlenstoffträger) und nachfolgendem Zonenschmelzen der aus der Schmelze der aus der Schmelze des erhaltenen technischen Si gezogenen Stäbe herzustellen.
Nach anderen Verfahren sollen die störenden Verunreinigungen aus der Schmelze durch Frischen mit Sauerstoff oder Chlorgas, durch Zuschlag von Erdalkalioxiden, Mischschmelzen mit Aluminium, zielgerichtetes Erstarren und selektive Weiterverarbeitung des Materials eliminiert werden.
Beim bekannten sogenannten „Siligrain-Verfahren" (DE-OS 2 122 029) geht man von grobstückigem technischem Si aus, das durch eine wäßrige FeCI3-Lösung bei ständiger Chlorzugabe gelaugt und zerkleinert wird. Der gesamte Prozeß wird durch Wärmezufuhr bei etwa 11O0C gehalten. Bei diesem mehrstufigen Verfahren fallen neben dem gereinigten Silizium vor allem wasserstoff haltige Abgase an, die bis zu 0,5% des hochtoxischen Phosphins enthalten. Die damit auftretenden sicherheitstechnischen und Umweltschutzprobleme sind nur mit hohem zusätzlichen Aufwand befriedigend zu lösen. Als Ausgangspunkt für den „Siligrain-Prozeß" wird außerdem eine metallurgische Si-Qualität bestimmter struktureller und chemischer Zusammensetzung gefordert, die zusätzlich durch eine gezielte Segregation zu einem für die Lagerung notwendigen aktiven Zustand (Ausbildung intermetallischer Phasen bestimmter Zusammensetzung und Struktur) geführt wird. Mit diesem Verfahren sind Reinheiten von max.
99,2 Ma.-% Si erreichbar. Diese Qualität ist für Solar- und Halbleiterzwecke ungeeignet.
Allen genannten Verfahren ist gemeinsam, daß entweder die erreichbare Reinheit des Si für die Weiterverarbeitung in der Halbleiterindustrie oder zu Solarzellen zu gering oder daß das erzeugte Si zu teuer ist. Nachteilig ist weiterhin, daß das so hergestellte Silizium für die Verarbeitung zu keramischen Werkstoffen (Nitrid, Carbid) zu grob ist und daher aufgemahlen werden muß, was zu einer zusätzlichen Verunreinigung bis zu 0,3% führt.
Ziel der Erfindung ist es, aus metallurgischem Silizium auf relativ einfachem Wege unter Verringerung der energieintensiven Prozesse hochreines Silizium zu gewinnen.
Aufgabe der Erfindung ist es, metallurgisches Si-Pulver durch einfach handhabbare Prozeßstufen in einen Reinheitsgrad zu überführen, der die Weiterverarbeitung zum höchstreinen Grundmaterial für die Herstellung von Solarzellen und/oder Halbleiterbauelementen sowie für die Fertigung hochreiner keramischer Pulver oder kompakter keramischer Formkörper auf Siliziumbasis ermöglicht.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß alle nach den üblichen Verfahren hergestellten technischen Siliziumqualitäten sich in ihrer Reinheit erfindungsgemäß dadurch erhöhen lassen, daß das metallurgische. Silizium chemisch oder mechanisch aktiviert, mit Wasser und Mineralsäuren extrahiert und anschließend mindestens einmal einem Zyklus, bestehend aus
- einer bei Temperaturen von 50-1000C bis zu mehreren Stunden durchgeführten Behandlung mit Flußsäure,
- Neutralwaschen mit hochreinem Wasser,
- anschließender Behandlung mit NH4OH/H2O2- und HCI/H2O2-Gemischen bei Temperaturen bis 1000C und
- erneutem Waschen mit hochreinem Wasser
unterzogen und anschließend getrocknet wird. Nach Trocknung verbleibt ein Siliziumpulver unerwartet hoher Reinheit. In der nachfolgenden Tabelle sind einige typische Analysenwerte von Siliziumprodukten (Kornfraktion < 100 μηη) in Gew.-% dargestellt:
Fe Al Ca Mg
metallurgisches Silizium 2,95 0,5 0,5 0,02
gereinigtes Endprodukt 0,008 0,01 0,01 0,001
Es liegt also ein Pulver vor, das nach Pressen zu Pellets in Schmelztiegeln zu Si-Stäben verarbeitet und bei Bedarf anschließend zur Höchstreinigung einem oder mehreren Zonenzügen unterworfen werden kann.
Das Tiegelziehen wird umgangen, wenn aus dem Pulver Stäbe gepreßt werden, die der weiteren Reinigung durch Zonenschmelzen zugeführt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Aktivierung des metallurgischen Siliziums auf chemischem Wege durch partielle Umsetzung mit Halogenen, Halogenwasserstoffen oder Organohalogeniden im Rahmen einer entsprechenden Silansynthese erfolgt, aus der das aktivierte Pulver in Form von Flugstaub entnommen wird.
Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit der bereits großtechnisch eingesetzten Chlorsilan- bzw. Alkylchlorsilansynthese koppeln, indem der dort als Abprodukt anfallende sehr feinkörnige aktivierte Flugstaub den weiteren Verfahrensschritten unterworfen wird. Damit kann das dort eingesetzte metallurgische Silizium praktisch fast vollständig und umweltfreundlich zu hochwertigen Produkten umgesetzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die der eigentlichen Reinigung vorausgehende Aktivierung des metallurgischen Siliziums auf mechanischem Wege durch eine Feinmahlung auf weniger als '/0 der Ausgangskorngröße, mindestens jedoch auf Korngrößen < 40 μιτι erfolgt.
Ebenso können Schneidschlämme und Schleifpulver aus dem Bereich der Fertigung von Halbleitersilicium, welche in ihrer anfallenden Form bereits mechanisch aktiviert sind, mit entsprechend geringem Aufwand mit gereinigt werden.
Insgesamt ergibt sich noch ein Zusatzvorteil beim Einsatz des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siliziumpulvers insbesondere für die Fertigung keramischer Werkstoffe. Bei der Verwendung von nach dem Stand der Technik gereinigtem metallurgischen Si mußte für die Herstellung der Keramiken von einem zwar sauberen, aber sehr harten und grobkörnigen Produkt ausgegangen werden, das erst nach erfolgtem Brechen einer Grobzerkleinerung und Feinmahlung unterworfen werden konnte. Dabei tragen nachträgliche Verunreinigungen bis zu 0,3% auf. Demgegenüber kann das nach der Erfindung hergestellte reine Siliziumpulver ohne nachträgliche Zerkleinerung weiterverarbeitet und damit eine Verunreinigung ausgeschlossen werden.
Im folgenden soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
10 kg techn. Si (etwa 96% Si-Gehalt) in Pulverform werden in einem Wirbelbettreaktor mit Chlorwasserstoff zur Reaktion gebracht, wobei etwa 30% des eingesetzten Pulvers und die entstandenen Chloride der Verunreinigungselemente im Gasstrom mitgeführt und im nachgeschalteten Filtersystem abgeschieden werden.
Das aus den Filtern entnommene chemisch aktivierte Pulver wird mehrfach mit je 15-20 I destilliertem Wasser und anschließend mit halbkonzentrierter Salzsäure ausgelaugt. Zur Entfernung von oxidischen Bestandteilen wird eine Behandlung mit verdünnter Flußsäure angeschlossen. Als abschließender Reinigungsprozeß wird das Pulver mit einer Mischung von NH4OH/H2O2- und HCI/H2O2 bei 80-900C behandelt.
Es werden 2 kg Siliziumpulver in folgender Reinheit erhalten:
Fe Al Ca Cu As
[%] 6 · 10"3 10"2 10"2 5 10-4 6 · 10"5
Für den Fall, daß die Korngröße des gewonnenen aktivierten Si-Pulvers für den späteren Verwendungszweck zu groß sein sollte, ist es ohne Verringerung der Reinheit des Endproduktes möglich, einen zusätzlichen Mahlschritt in den Verfahrensablauf an beliebiger Stelle, jedoch vor dem letzten Reinigungsschritt einzuschieben.
Das erhaltene reine Si-Pulver kann nun verschiedenen Verwendungen zugeführt werden, für die im folgenden einige Beispiele angeführt werden:
- 3 - Z4U /za
— Das Pulver wird zu Pellets mit etwa 5 g Gewicht gepreßt und diese im Tiegel einer Czochralski-Kristallzüchtungsanlage eingeschmolzen und in einer Zonenschmelzanlage 2 Zonenzügen unterworfen und dabei in einen Einkristall umkristallisiert, der bereits zur Weiterverarbeitung zu Solarzellen geeignet ist.
— 100 g Pulver werden mit rückstandsfrei zersetzbaren Zusatzstoffen und mit Wasser zu einer Masse verrührt und einem * Schlickerguß unterworfen. Aus den so hergestellten Formkörpern werden durch Behandeln mit Stickstoff bei 14000C hochreine Siliziumnitridformkörper hergestellt.
— 84 g Pulver werden mit 36 g Kohlenstoff (Ruß) gemischt und in inerter Gasatmosphäre bei 1400 °C zu hochreinem Siliziumcarbid umgesetzt.
1 kg technisches Silizium der Korngröße 0,3 mm wird durch Feinmahlung auf Korngrößen von etwa 5 μηη mechanisch aktiviert und unter Erwärmen in etwa 3 I Wasser eingerührt. Nach dreistündigem Rühren bei 70-90°C wird abdekantiert und der Vorgang nochmals wiederholt.
Anschließend wird wie im Beispiel 1 verfahren. Schließt man an den letzten Reinigungsschritt eine nochmalige Behandlung mit verdünnter Flußsäure und eine anschließende Behandlung mit NH4OH/H2O2 und HCI/H2O2 an, so kann die Reinheit des Endprodukts gegenüber den im Beispiel 1 angegebenen Werten noch erhöht werden. Das so gewonnene Pulver kann für die gleichen Zwecke wie im Beispiel 1 sowie als Halbleitersilizium eingesetzt werden.
Claims (3)
- Erfindungsanspruch:1. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Si-Pulver aus metallurgischem Silizium, dadurch gekennzeichnet, daß das metallurgische Silizium chemisch oder mechanisch aktiviert, mit Wasser und Mineralsäuren extrahiert und anschließend mindestens einmal einem Zyklus, bestehend aus— einer bei Temperaturen von 50-100°C bis zu mehreren Stunden durchgeführten Behandlung mit Flußsäure,— Neutralwaschen mit hochreinem Wasser,— anschließender Behandlung mit NH4OH/H2O2- und HCI/H2O2-Gemischen bei Temperaturen bis 100°C und— erneutem Waschen mit hochreinem Wasser
unterzogen und anschließend getrocknet wird. - 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Aktivierung durch partielle Umsetzung mit Halogenen, Halogenwasserstoffen oder Organohalogeniden im Rahmen einer entsprechenden Silansynthese erfolgt, aus der das aktivierte Pulver in Form von Flugstaub entnommen wird.
- 3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Aktivierung durch Feinmahlung des technischen Siliziums auf weniger als 1Ao der Ausgangskorngröße, mindestens auf Korngrößen < 40 μίτι erfolgt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28031485A DD240729A1 (de) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Verfahren zur gewinnung von hochreinem siliziumpulver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28031485A DD240729A1 (de) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Verfahren zur gewinnung von hochreinem siliziumpulver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD240729A1 true DD240729A1 (de) | 1986-11-12 |
Family
ID=5571020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD28031485A DD240729A1 (de) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Verfahren zur gewinnung von hochreinem siliziumpulver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD240729A1 (de) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006027273B3 (de) * | 2006-06-09 | 2007-10-25 | Adensis Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von Reinstsilizium |
| DE102008031388A1 (de) | 2008-07-02 | 2010-01-07 | Adensis Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von Reinstsilizium |
| WO2010003455A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Degussa Novara Technology S.P.A. | Silicon-based green bodies |
| WO2010003456A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Garbo S.R.L. | Method for purification and compaction of feedstock for photovoltaic applications |
| DE102009014562A1 (de) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Schmid Silicon Technology Gmbh | Aufreinigung von metallurgischem Silizium |
| DE102009046265A1 (de) * | 2009-10-30 | 2011-05-19 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Verfahren zur Aufarbeitung von Sägerückständen aus der Produktion von Silizium-Wafern |
| WO2019081380A1 (de) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Nexwafe Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verunreinigungen aus chlorsilanen |
-
1985
- 1985-09-04 DD DD28031485A patent/DD240729A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006027273B3 (de) * | 2006-06-09 | 2007-10-25 | Adensis Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von Reinstsilizium |
| DE102008031388A1 (de) | 2008-07-02 | 2010-01-07 | Adensis Gmbh | Verfahren zur Gewinnung von Reinstsilizium |
| JP2011527278A (ja) * | 2008-07-09 | 2011-10-27 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | シリコンを基礎とする未焼結成形体 |
| WO2010003456A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Garbo S.R.L. | Method for purification and compaction of feedstock for photovoltaic applications |
| US20110147979A1 (en) * | 2008-07-09 | 2011-06-23 | Garbo S.R.L. | Method for purification and compaction of feedstock for photovoltaic applications |
| CN102143910A (zh) * | 2008-07-09 | 2011-08-03 | 加宝有限公司 | 纯化和压实用于光伏应用的原料的方法 |
| WO2010003455A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Degussa Novara Technology S.P.A. | Silicon-based green bodies |
| US8608994B2 (en) | 2008-07-09 | 2013-12-17 | Evonik Degussa Gmbh | Silicon-based green bodies |
| CN102143910B (zh) * | 2008-07-09 | 2014-07-16 | 加宝有限公司 | 纯化和压实用于光伏应用的原料的方法 |
| DE102009014562A1 (de) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Schmid Silicon Technology Gmbh | Aufreinigung von metallurgischem Silizium |
| WO2010106056A1 (de) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Schmid Silicon Technology Gmbh | Aufreinigung von metallurgischem silizium |
| DE102009046265A1 (de) * | 2009-10-30 | 2011-05-19 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Verfahren zur Aufarbeitung von Sägerückständen aus der Produktion von Silizium-Wafern |
| WO2019081380A1 (de) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Nexwafe Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verunreinigungen aus chlorsilanen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1341721B1 (de) | Verfahren zur herstellung von silan | |
| DE3635064C2 (de) | ||
| EP1341720B1 (de) | Verfahren zur herstellung von reinstsilicium | |
| EP0024614B1 (de) | Verfahren zum Reinigen von Rohsilicium | |
| EP2620411B1 (de) | Dotierstoffarmes polykristallines Siliciumstück | |
| DE3311650A1 (de) | Verfahren zur herstellung von hoch reinem silan sowie hoch reinem polykristallinem und einkristallinem silicium fuer solarzellen und halbleiter | |
| WO2016198264A1 (de) | Verfahren zur aufarbeitung von mit kohlenstoffverbindungen verunreinigten chlorsilanen oder chlorsilangemischen | |
| DE2944975A1 (de) | Verfahren zur reinigung von silizium | |
| DD236511A5 (de) | Verfahren zur herstellung von siliciumtetrafluorid | |
| EP1318967B1 (de) | Verfahren zur herstellung von trichlorsilan | |
| DD240729A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von hochreinem siliziumpulver | |
| EP1326803A1 (de) | Verfahren zur herstellung von trichlorsilan | |
| DE10049963B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Trichlorsilan | |
| EP3847131B1 (de) | Verfahren zur raffination von rohsilicium-schmelzen mittels eines partikulären mediators | |
| DE102011115081B4 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Solarsilizium aus Sägeabfällen | |
| DD240730A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von reinem siliziumpulver | |
| RU2026814C1 (ru) | Способ получения высокочистого кремния | |
| EP3962860B1 (de) | Verfahren zur raffination von rohsilicium-schmelzen mittels eines partikulären mediators | |
| EP3100979A1 (de) | Aufbereitung feinteiliger feststoffe bei der herstellung von chlorsilanen durch sintern bei niedrigen temperaturen | |
| EP1333890B1 (de) | Verfahren zur inertisierung von staubförmigen siliziummetallhaltigen rückständen | |
| DE102012015417B4 (de) | Verfahren zur Aufarbeitung von Sägerückständen aus der Produktion von Siliciumwafern | |
| RU2049056C1 (ru) | Способ получения порошка кремния повышенной чистоты | |
| EP0527353A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Silicium im Elektroniederschachtofen und Rohstoff-Formlinge für die Durchführung des Verfahrens | |
| EP2530052A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Siliziumtetrachlorid und Verfahren zur Herstellung von Solarsilizium | |
| DE4126255C2 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Silicium durch Reduktion von Quarz im Elektroniederschachtofen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |