專利名稱：提高多晶硅的純化和沉積效率的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)硅原料的方法，更具體地說，涉及純化不純硅的方法，其通過碘化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)運(yùn)以產(chǎn)生用于制造光伏器件和其它半導(dǎo)體器件的純硅原料。
背景技術(shù)：
由于包括高油價和政府針對全球變暖等環(huán)境問題的政策等因素，對于光電池(PV)形式的太陽能收集系統(tǒng)的市場需求在全球正以每年超過25%的速度增長。PV的主要的基質(zhì)材料是硅，占目前安裝的商業(yè)設(shè)備的大約90%。但是，基于硅的PV價值鏈中的一個嚴(yán)重缺點(diǎn)在于目前沒有以具有競爭力的價格生產(chǎn)PV級多晶硅(PV-Si)的直接方法。這種情況的主要原因是，歷史上，PV工業(yè)主要依賴于從微電子工業(yè)中回收的廢棄硅材料。最近，全球?qū)τ赑V-Si的需求已經(jīng)超過了回收的電子級硅(REG-Si)的供應(yīng)量，并且認(rèn)為這種硅來源不再能滿足PV工業(yè)的需求。許多PV生產(chǎn)者現(xiàn)在正在考慮直接購買也是處于緊張供應(yīng)的電子級硅(EG-Si)，但其價格比REG-Si的歷史平均價格高出10倍之多。EG-Si的高價主要是由于目前主導(dǎo)該工業(yè)的三氯硅烷和硅烷工藝的復(fù)雜性和高投資成本。在許多情況下，EG-Si生產(chǎn)者也被向前整合到微電子價值鏈中，所以為了終端用戶市場(end-user market)而優(yōu)化這些工藝。PV工業(yè)所需要的是比占主導(dǎo)地位的EG-Si工藝更簡單、更經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行更安全的工藝。在美國專利6，712，908和6，468，886中，Wang等人公開了一種生產(chǎn)PV-硅和EG-硅的三步工藝。第一步，不純的冶金級硅(MG-Si)在T < 900°C的溫度下與碘反應(yīng)，這有利于四碘化硅SiI4的形成。然后以這種方式產(chǎn)生足量的SiI4W填充存儲罐。一旦產(chǎn)生所需量的SiI4，就再循環(huán)到起始反應(yīng)器階段(stage)，其中，溫度已升高至高于1200°C，且3114與MG-Si反應(yīng)而產(chǎn)生大量的不穩(wěn)定的二碘化硅蒸氣化合物Sil2。SiI2通過自然對流轉(zhuǎn)移到“冷壁”反應(yīng)器的較冷的區(qū)域，在該區(qū)域，它分解并作為多晶硅沉積在可以是惰性或高純度硅棒的固體基質(zhì)上。但是，存在許多與該發(fā)明的記載有關(guān)的問題和與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的其它問題，這些問題一起阻礙了生產(chǎn)PV-硅和EG-硅的可規(guī)模化的、經(jīng)濟(jì)的方法的實(shí)現(xiàn)。下面詳細(xì)描述這些缺點(diǎn)。I.在硅的反應(yīng)和沉積中使用“冷壁”容器對于Wang等人公開的該發(fā)明的方法和裝置是關(guān)鍵的。但是，由于以下3個因素，這將導(dǎo)致對于硅沉積的空間分布的控制較差1)形成硅的SiI2分解反應(yīng)是溫度的函數(shù)；2)SiI2易于分解，不需要固體基質(zhì)就可在蒸氣相中形成固體硅；3)在反應(yīng)器的SiI2B成區(qū)域(即，T 1200°C)和壁區(qū)域(即，T = 200-700°C)之間的溫度梯度為至少500°C。此外，由于在反應(yīng)器底部形成了被SiI2飽和的產(chǎn)物蒸氣，一些蒸氣向較冷壁移動，從而產(chǎn)生了對于蒸氣相中的精細(xì)硅粉成核作用的熱力學(xué)驅(qū)動力。硅粉的量可以為任何規(guī)定時間產(chǎn)生的總硅量的10-50%之間的任意數(shù)值。這種硅粉將均勻地產(chǎn)生，并且在被注入分批蒸餾塔時，與液體四碘化硅SiI4流一起夾帶。由于沒有準(zhǔn)備分離夾帶的硅粉，蒸餾塔的運(yùn)行受到影響，而且為了經(jīng)常清洗需要停止工藝，從而使得該工藝更不可行。而且，這樣產(chǎn)生的硅非常細(xì)，且由于其在終端用戶錠料和晶片制造者的設(shè)施中具有被空氣氧化的趨勢，一般不是可用形式?？傊?，上述三種因素的相互作用導(dǎo)致產(chǎn)生大量的既不適于銷售又難于從工藝中移出的硅產(chǎn)物，從而降低了 Wang等人的工藝的經(jīng)濟(jì)可行性。2. MG-Si中超過一半重量的雜質(zhì)一般由Fe原子組成。盡管在冷壁室下部、在大約1250°C的溫度下，F(xiàn)e與SiI4反應(yīng)形成FeI2蒸氣，但隨著蒸氣溫度在冷壁附近降低至700-800°C,Fe轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆wFeSi。由于對冷壁反應(yīng)器溫度的控制較差，隨著液體流流向蒸餾單元，大多數(shù)的Fe原子可能作為固體夾帶在四碘化硅液體流中。
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此外，在氣相硅形成的情況下，這些雜質(zhì)由于污染再循環(huán)流并堵塞蒸餾塔的內(nèi)部管件而影響蒸餾塔的運(yùn)行。因為Wang等人的記載沒有提供除去這些雜質(zhì)，它們將在過程中增加，并再循環(huán)回到冷壁反應(yīng)器中，大大降低了純化的總效率。3.冷壁反應(yīng)器作為自然對流驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行，這導(dǎo)致在反應(yīng)器的最上端區(qū)域附近形成蒸氣云。由于這種蒸氣云的存在，在反應(yīng)器的頂端部分不能優(yōu)先除去硼(B)和磷(P)，因為沒有準(zhǔn)備優(yōu)先從蒸氣云中的其它主要化合物如四碘化硅、碘和其它雜質(zhì)中除去這些元素的碘化物。而且，根據(jù)Wang等人的記載，從反應(yīng)器的這一部分無意中除去的任何元素硅或碘化硅不能回收得到。4. Wang等人記載了在蒸餾塔中純化四碘化硅的方法和裝置，該蒸餾塔以分批模式運(yùn)行，使用引入底部的輸入SiI4流。這種系統(tǒng)類型被稱為“沒有回流的分批蒸餾”。在這種運(yùn)行模式中，純化水平一般不是非常好，當(dāng)然不能滿足循環(huán)回路中有效的工藝所需的SiI4中10，000 : I或更聞的雜質(zhì)減少水平。另外，由于與啟動和停止運(yùn)行相關(guān)的聞成本，分批蒸餾的大規(guī)模使用一般不可行。5.向該工藝中加入的碘原料一般比MG-Si更貴。因此，需要使工藝中碘的使用減至最少并從雜質(zhì)輸出流中回收碘，這是確保經(jīng)濟(jì)上可規(guī)?；墓に嚨囊粋€重要部分。Wang等人的方法和裝置沒有教導(dǎo)如何從形成的固體和液體碘化物(如，F(xiàn)eI2和AlI3)中回收碘。另外，Wang等人沒有說明如何將工藝中碘的使用減至最少，以使初始投資和商業(yè)設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用最小化。6. Wang等人的方法和裝置假設(shè)，一旦運(yùn)行的第二階段開始，并且四碘化硅再循環(huán)進(jìn)入冷壁反應(yīng)器中，就沒有游離碘(即，I或I2)留在系統(tǒng)中。但是，熱力學(xué)計算顯示，在1100-1300°c下，在反應(yīng)器底部，固體Si和SiI4蒸氣之間的反應(yīng)產(chǎn)生了如下化學(xué)計算顯示的化合物Siis) +2.55//4 OSASiI2 +2.3/+0.3/2 +0.LSV石。由于忽略了游離碘的存
在，蒸餾塔設(shè)計忽略了對冷凝、純化和再循環(huán)這種昂貴的原料的需要，因為在塔的頂部沒有回流能力。7.在商業(yè)化的工藝中，碘原料含有需要除去的雜質(zhì)。如果碘源是生硝礦藏，那么這些雜質(zhì)一般為水、非揮發(fā)性的固體和氯-溴化合物。在Wang等人沒有公開除去這些雜質(zhì)的方法。8. Wang等人沒有提供生產(chǎn)EG-Si的經(jīng)濟(jì)的方法。例如，對于其中沒有純化SiI4再循環(huán)的情況，記載的實(shí)驗結(jié)果顯示B和P的純度水平分別為4和7ppm原子。為了降低B和P的水平，甚至進(jìn)一步降至十億分之幾的EG-Si規(guī)格，需要SiI4與輸入MG-Si的循環(huán)比處于100-1，000的范圍內(nèi)。這種再循環(huán)量在商業(yè)系統(tǒng)中貴得驚人，因此需要一種方法來大大降低SiI4循環(huán)比和蒸餾塔的大小，以使這種化學(xué)方法比以前討論的競爭的三氯硅烷和硅烷方法更經(jīng)濟(jì)。9.自然對流是“冷壁”反應(yīng)器中物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的主要模式。這種混合反應(yīng)物的方法不會導(dǎo)致高產(chǎn)率，在商業(yè)應(yīng)用中的化學(xué)工藝系統(tǒng)中一般避免使用，因為它導(dǎo)致廠房和設(shè)備的不必要的高投資成本。10.沒有除去分批蒸餾塔中沸點(diǎn)高于CI4的液體碘化物雜質(zhì)的手段。 總之，上述發(fā)明的缺陷使其非常難于以商業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)純化的硅。其它相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)包括USP3，006, 737，Moates 等人；USP3，020, 129，Herrick ；USP 4，910，163，Jain ;和 USP 6，281，098，Wang 等人。相關(guān)的出版物包括Herrick,C. S.等人，“High-purity Silicon froman IodideProcess Pilot Plant, ” J. Electrochem. Soc. , Vol. 107, No. 2, Feb. 1960, pp.111-117 ；Glang, R.等人，“Silicon”，in The Art andScience of Growing Crystals, John Wiley和 Sons, New York,1963, pp.80-87；Szekely, G.,“Preparation of Pure Silicon byHydrogen Reductionof Silicon Tetraiodide,，，J. Electrochem. Soc. , Vol. 104, No. 11,Nov. 1957, pp. 663-667 ；Litton, F. B.,等人，“High Purity Silicon,，，J. Electrochem.Soc. , Vol. 101, No. 6, June 1954, pp. 287-292 ；Glang R.,等人，“ Impurity Introductionduring Epitaxial Growth of Silicon,^lBMJournaljJuly 1960,pp. 299-301 ;和Hillel,R.等 Α ^StabiliteThermique et Proprietes Thermodynamiques des Iodures dePhosphore al’ etat Condenseet Gaseux,，，J. Chimie Physique, Vol. 73, No. 9-10,1976,pp. 845-848。發(fā)明概述相應(yīng)地，本發(fā)明提供了由多種來源的材料生產(chǎn)或純化用于許多商業(yè)應(yīng)用的硅的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了可規(guī)?；劣芍T如冶金級或化學(xué)級硅(一般為98-99. 5%純度的硅)等不純的硅來源生產(chǎn)PV-級硅和EG-級硅的商業(yè)能力(即，每年500-5，000噸)的工藝。本發(fā)明的另一方面也提供了沉積純的硅顆粒的經(jīng)濟(jì)的、高生產(chǎn)量的方法，所述純的娃顆?？捎糜谥饕狿V生產(chǎn)者使用帶娃(stringribbon)或球形單元(spherical cells)的連續(xù)工藝中的應(yīng)用。本發(fā)明也提供了生產(chǎn)純的顆粒硅原料的裝置。本發(fā)明的一些實(shí)施方式提供了通過將不純硅和包括純化的循環(huán)SiI4和I2的物料流向第一單元(兩級流化床反應(yīng)器系統(tǒng))中連續(xù)進(jìn)料而產(chǎn)生純的顆粒硅原料的方法。第一流化床可以含有諸如二氧化硅的惰性固體材料，第一流化床在整個反應(yīng)器體積中維持在恒定的溫度，且從其中放出蒸氣混合物，該蒸氣混合物含有蒸氣Sil2、SiI4, I、I2，在MG-Si中包含的雜質(zhì)元素的碘化物蒸氣，和包括未反應(yīng)的MG-Si的夾帶的固體細(xì)粒。在沒有明顯的溫度下降的情況下，將這種蒸氣/固體混合物轉(zhuǎn)移至如旋風(fēng)分離器(cyclone)的分離容器中，在分離容器中固體和蒸氣相基本上被分離，使得包括不純硅的大部分夾帶的微粒被回收，將剩余的蒸氣相引向維持在實(shí)質(zhì)上較低的溫度且在開始時在懸浮液中含有一些純硅晶種微粒的流化床，在該流化床中，SiI2在蒸氣相中反應(yīng)產(chǎn)生純固體硅核，并在純固體硅晶種微粒上反應(yīng)形成薄膜?？梢酝ㄟ^改變流化床溫度、蒸氣組成和晶種微粒的量來控制氣相和晶種微粒硅形成的比例。以這種方式，流化床晶種微粒的大小隨時間生長，并且新的硅核在氣相中形成以補(bǔ)充流化床。第二流化床的高表面積允許高的硅生產(chǎn)速度和可規(guī)?；纳虡I(yè)生產(chǎn)方法。對于流化床溫度的良好控制進(jìn)一步提高了整個工藝的可控性和優(yōu)化。離開第二流化床反應(yīng)器的蒸氣流主要包括Sil4、I、I2和SiI3蒸氣，MG-Si的元素雜質(zhì)的碘化物蒸氣，和在蒸氣相沉積反應(yīng)過程中形成的夾帶的純硅核。將這種蒸氣/固體 混合物轉(zhuǎn)移至如旋風(fēng)分離器的固體/氣體分離器中，固體/氣體分離器維持在比第二流化床略低的溫度，從而使得在第二流化床下游的蒸氣相中進(jìn)一步的硅成核作用最小化。在旋風(fēng)分離器中捕獲純的硅核，然后使其返回到流化床，作為進(jìn)一步的硅沉積的晶種微粒?？梢詫⒌诙骰仓械募児桀w?；蛘邚墓に囍腥〕鲣N售，或者轉(zhuǎn)移至第二單元中的進(jìn)一步的純化步驟，在第二單元中，另一個雙流化床反應(yīng)器系統(tǒng)重復(fù)前述的反應(yīng)/沉積過程。以這種方式，產(chǎn)生的硅顆粒的純度可以通過使用一個或多個改變顆粒硅產(chǎn)物中的η-型和p-型雜質(zhì)組成的單元來定制(tailor)。第二單元沉積流化床具有比從第一單元進(jìn)入的硅顆粒高10-100倍的硅純度范圍。該過程的進(jìn)一步重復(fù)可以在另外的單元中發(fā)生，但經(jīng)濟(jì)學(xué)一般要求最大的單元數(shù)。在第一單元中，離開氣體/固體分離器的蒸氣流隨后經(jīng)過熱交換器網(wǎng)絡(luò)快速冷卻至700-800°C的溫度以捕獲如FeSi的固體，然后轉(zhuǎn)移至高溫氣體過濾器系統(tǒng)，該過濾器系統(tǒng)除去氣流中的這些和其它固體。將蒸氣混合物的剩余物引至另一熱交換器系統(tǒng)中，在該熱交換器系統(tǒng)中，溫度進(jìn)一步降低至200-30(TC，從而冷凝一部分蒸氣，然后將這種液體/蒸氣混合物在兩個位置(在塔長的中點(diǎn)附近和塔的下部附近)引入連續(xù)分餾塔中。蒸餾塔中的液體和蒸氣的組分主要是Sil4。因為在工藝中需要補(bǔ)充碘，因此將相對純的碘蒸氣/液流在更接近塔的上部引入分餾塔中，并進(jìn)一步在塔中純化。在蒸餾塔中，產(chǎn)物及其輸出位置如下較高沸點(diǎn)的碘化物(即，八113、1114、(14和？13)在底層附近取出4114在中層附近取出；較低沸點(diǎn)的化合物(即，BI3)在上層附近取出；純化的碘從頂部取出，并作為向該塔的回流，從而提供穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。將以這種方式產(chǎn)生的純碘液體和SiI4轉(zhuǎn)移至液體/固體過濾器中，該液體/固體過濾器除去可能已被夾帶入蒸餾塔或在蒸餾塔中形成的任何微粒。部分含有碘和SiI4的濾過的液體流然后再循環(huán)回到第一單元流化床反應(yīng)器，并且如果最終的硅純度目標(biāo)需要，則將這一部分以有助于進(jìn)一步硅純化的比例引向第二單元雙流化床反應(yīng)器。整個工藝一般在僅僅略微高于IOOkPa的絕對壓力下運(yùn)行，但蒸餾塔也可以在真空條件下運(yùn)行。所有在第一或者第二單元中收集的雜質(zhì)碘化物(例如，固體FeI2、液體AlI3和液體PI3)以液體/固體漿的形式一起混合，并連續(xù)注入400-900°C加熱的、具有含氧的干燥氣氛的反應(yīng)器中。在這些條件下，大部分雜質(zhì)元素的氧化物比其相應(yīng)的碘化物更穩(wěn)定，因而會以90-95%的轉(zhuǎn)化效率釋放蒸氣形式的碘。載有碘的氣流然后分階段地冷卻至低于碘的熔點(diǎn)，生成的純液體碘再循環(huán)到蒸餾塔上游的純碘物料流中。以這種方式，大部分進(jìn)料到多晶硅生產(chǎn)工藝中的碘被回收和再利用。本發(fā)明涉及I. 一種純化硅的方法，包括(a)將不純的固體娃原料和純化的再循環(huán)的含娃蒸氣輸入第一流化床反應(yīng)器；(b)從所述第一流化床反應(yīng)器輸出包括過量的不純的固體硅和蒸氣混合物的輸出物；(C)將所述輸出物轉(zhuǎn)移到固體-氣體分離器中；(d)將所述輸出物分離為分離的固體和分離的蒸氣；
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(e)從固體-氣體分離器中移出所述分離的固體的細(xì)粉部分，并將所述分離的固體的粗粒部分返回到所述第一流化床反應(yīng)器；(f)將所述分離的蒸氣轉(zhuǎn)移到第二流化床反應(yīng)器；(g)在起始時向所述第二流化床反應(yīng)器提供純的娃晶種微粒；和(h)從第二流化床反應(yīng)器輸出純的硅顆粒。2.如第I項所述的方法，其中，所述第二流化床反應(yīng)器維持在800-1000°C的溫度。3.如第2項所述的方法，其中，所述第一流化床反應(yīng)器維持在1200-1350°C的溫度。4.如第3項所述的方法，其中，所述純化的再循環(huán)蒸氣包括SiI4和I2蒸氣。5.如第4項所述的方法，其中，所述蒸氣混合物包括Sil2、SiI4, 12、I和來自所述不純固體硅原料的雜質(zhì)的含碘蒸氣。6.如第5項所述的方法，其中，所述固體-氣體分離器維持在與所述第一流化床反應(yīng)器相似的溫度。7.如第6項所述的方法，其中，所述第二流化床反應(yīng)器維持在比第一流化床反應(yīng)器實(shí)質(zhì)上更低的溫度。8.如第7項所述的方法，其中，在所述第二流化床反應(yīng)器中，分離的蒸氣中的SI2反應(yīng)，在蒸氣中形成純固體硅核，并與所述起始的硅晶種微粒反應(yīng)，在所述晶種微粒上面形成所述純硅顆粒的薄膜。9.如第8項所述的方法，其中，Sil4、12、I、SiI3和來自所述不純硅原料的雜質(zhì)的含碘蒸氣的混合物是所述第二流化床反應(yīng)器的輸出物。10.如第9項所述的方法，其中，將所述混合物和所述純硅顆粒提供給第二固體-氣體分離器。11.如第10項所述的方法，其中，所述第二固體-氣體分離器維持在比所述第二流化床反應(yīng)器更低的溫度，以使在所述第二流化床下游的氣相中的硅成核作用最小化。12.如第11項所述的方法，其中，來自所述第二固體-氣體分離器的純固體硅核返回到所述第二流化床反應(yīng)器中。13. —種用于純化硅的容器，包含形成有內(nèi)部空腔的溫度控制反應(yīng)器；和在所述空腔內(nèi)部的流化床，其中，該流化床由硅材料和至少一種惰性材料的組合形成。14.如第13項所述的容器，其中，所述惰性材料是以下材料中的至少一種二氧化硅、氬或惰性氣體。15.如第13項所述的容器，其中，所述容器也可以設(shè)置有分離蒸氣/固體混合物的分離器。16. —種純化硅的方法，包括 將具有初始純度水平的硅原料和碘基蒸氣輸入設(shè)定為第一溫度的第一溫度調(diào)節(jié)容器中；將硅原料和碘基蒸氣反應(yīng)以提供硅蒸氣產(chǎn)物；將硅蒸氣產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到設(shè)定為第二溫度的第二溫度調(diào)節(jié)容器中；和在第二溫度調(diào)節(jié)容器中由硅蒸氣產(chǎn)物形成純度水平超過硅原料的初始純度水平的固體娃產(chǎn)物。17.如第16項所述的方法，其中，所述第一和第二溫度控制容器包括用于輔助溫度調(diào)節(jié)的流化床。18.如第16項所述的方法，其中，所述流化床由硅材料和惰性材料形成。19.如第18項所述的方法，其中，所述硅材料由硅晶種微粒組成。20.如第16項所述的方法，其中，在第一和第二溫度控制容器的溫度之間存在溫度梯度。21.如第16項所述的方法，其中，所述第二溫度控制容器維持在比第一溫度控制容器實(shí)質(zhì)上更低的溫度。22.如第16項所述的方法，其中，所述蒸氣產(chǎn)物包括以下至少一種SiI2、SiI4、I2、
I、雜質(zhì)的含碘蒸氣、再循環(huán)的SiI4、再循環(huán)的I2蒸氣或其組合。23.如第16項所述的方法，其中，在轉(zhuǎn)移到第二溫度調(diào)節(jié)容器之前，使用固體-蒸氣分離器分離所述娃蒸氣產(chǎn)物。24.如第16項所述的方法，其中，所述硅蒸氣產(chǎn)物在熱控制條件下，經(jīng)過熱交換器轉(zhuǎn)移到第二溫度調(diào)節(jié)容器。25.如第16項所述的方法，其中，所述固體硅產(chǎn)物在第二溫度調(diào)節(jié)容器中、在硅晶種微粒存在下形成。26. 一種娃處理模塊，含有用來產(chǎn)生碘化硅蒸氣產(chǎn)物、在第一溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的第一溫度調(diào)節(jié)室；接受碘化硅蒸氣產(chǎn)物、在第二溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的第二溫度調(diào)節(jié)室；和位于第一和第二溫度調(diào)節(jié)室之間的熱交換器，其用于在第一和第二溫度調(diào)節(jié)室之間提供可選擇的溫度梯度，以有助于固體硅產(chǎn)物的形成。結(jié)合下面的描述和附圖考慮，可進(jìn)一步理解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢。盡管下面的描述可能含有描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的具體細(xì)節(jié)，但這不應(yīng)理解為對于本發(fā)明的范圍的限制，而是作為優(yōu)選實(shí)施方式的示例。對于本發(fā)明的每一方面，本文提出的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的許多變化是可能的?？梢栽诓槐畴x本發(fā)明精神的情況下，在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出許多變化和修改。


加入本文并構(gòu)成說明書的一部分的附圖，說明了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，并與描述部分一起解釋本發(fā)明的原理。圖I是顯示用于商業(yè)生產(chǎn)PV-硅和EG-硅的物料流的裝置示意圖。圖2是顯示從圖I所示的工藝的廢物流中回收碘的物料流的裝置示意圖。圖3是具有雙反應(yīng)室的綜合娃純化或沉積系統(tǒng)的不意圖。參考引用本文弓丨入在說明書中提及的所有出版物和專利申請作為參考，如同每個單獨(dú)的出版物或?qū)＠暾執(zhí)貏e、單獨(dú)地弓I入作為參考。優(yōu)選實(shí)施方式詳述 本發(fā)明提供了生產(chǎn)一種或多種含有定制水平的η-型和P-型雜質(zhì)的多晶硅原料產(chǎn)物的方法和裝置。能夠使用本文公開的工藝和裝置高產(chǎn)量和低成本地生產(chǎn)各種級別的硅。參見圖1，將不純的硅物料經(jīng)過管道11引入作為雙流化床系統(tǒng)的單元I中的第一流化床10的致密相中。將包括循環(huán)液體SiI4和碘的液體混合物52汽化，并在有或沒有諸如氬的惰性氣體IOa的輔助下，通過流化床10的底部泵入單元I中。循環(huán)液體與不純的硅物料的摩爾比一般不大于大約20 I。流化床10在其整個體積中維持在1200_1350°C范圍內(nèi)的恒定溫度，且可以含有諸如高純度石英的惰性微粒，以促進(jìn)適當(dāng)?shù)幕旌闲袨?，以及調(diào)整MG-Si與循環(huán)液體52的比例?？梢岳斫?，本發(fā)明提供的反應(yīng)器或容器，包括用于單元I和2中的流化床10、20、60、70的反應(yīng)器或容器，可以由結(jié)構(gòu)材料制成，所述結(jié)構(gòu)材料一般包括提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的外層金屬合金殼體和暴露于床微粒、抵抗其中含有的含鹵素蒸氣的高溫腐蝕的內(nèi)層陶瓷殼體。不純的硅物料主要包括硅，但也含有諸如硼或磷的P-型和η-型雜質(zhì)，并可能含有金屬元素和非金屬元素的廣泛組合。石英微粒具有適當(dāng)?shù)拇笮?，且一般保留在致密相中，基本上不與蒸氣反應(yīng)。流化床10中的不純的娃物料微粒與碘和SiI4的蒸氣反應(yīng),主要產(chǎn)生蒸氣種類Sil2、SiI4, I、SiI3和某些雜質(zhì)元素的碘化物蒸氣。在等溫條件下，這種蒸氣流轉(zhuǎn)移出流化床10的致密相,經(jīng)過管道13進(jìn)入分離器14,如旋風(fēng)分離器(cyclone separator)。隨著不純娃反應(yīng)，其粒徑和質(zhì)量減少至一定程度，此時流化介質(zhì)(fluidizing medium)具有足以將剩余的小顆粒轉(zhuǎn)運(yùn)至分離器14中的動量，經(jīng)過管道16將它們從分離器14中從工藝中移出。一般地，分離器14能夠移除直徑為I微米或更小的微粒。從流化床無意中移除的較大的微粒能夠從微粒中分離，并經(jīng)過管道12返回到流化床10。這樣可以分離減去移除的微粒的蒸氣流，用于按照本發(fā)明進(jìn)一步處理。這樣形成的優(yōu)選無灰塵的蒸氣離開分離器，并通過管道15轉(zhuǎn)運(yùn)至熱交換器25，熱交換器25在短距離內(nèi)使溫度降低幾百度。由于蒸氣以這種方式冷卻，硅具有在氣相中以非常小的核或在熱交換器表面上以薄膜沉積的趨勢。熱交換器中的短的停留時間和流動模式基本上將這些趨勢最小化。這樣形成的冷卻的蒸氣經(jīng)過管道24進(jìn)入維持在800-1000°C范圍內(nèi)的恒定溫度的第二流化床20的下部?；蛘?，熱交換器25可以位于第二流化床20之內(nèi)和分配板的直接上游。提出的另一個選擇方案是，第二流化床20在其外殼上或致密相內(nèi)含有熱交換夾套(jacket)。在這種情況下，無灰塵的蒸氣15保持在第一流化床10的運(yùn)行溫度，直至它進(jìn)入第二流化床20的致密相，其后被大量的較低溫度的微粒冷卻。在該過程的啟動期，第二流化床20可以包括具有高純度硅的起始晶種微粒的致密相?？梢詫⒘骰?0看作兩個不同的相一含有浸泡于蒸氣中的充分混合的懸浮微粒的致密相，和包括主要在垂直方向上向上移動的蒸氣泡的第二相。氣泡形成的好處在于提供特別高的固體混合速度，導(dǎo)致整個床體積中具有均勻的溫度。缺點(diǎn)在于氣泡導(dǎo)致蒸氣繞過反應(yīng)區(qū)和產(chǎn)率總體下降。在該情況下，氣泡中含有的蒸氣傾向于主要在氣相中產(chǎn)生硅，而致密相中的蒸氣則傾向于在微粒上以薄膜形式沉積硅。因而，致密相微粒在該過程中生長，而新的硅微粒核則經(jīng)過SiI2在蒸氣相中的均勻氣相反應(yīng)而加入。由于這種性能，在流化床20的運(yùn)行過程中，一般不需要加入新的高純度晶種硅微粒。由于致密相硅微粒達(dá)到較大的尺寸，經(jīng)過管道22從流化床20中取出它們是有益的。這些微粒可以被銷售23或經(jīng)過管道21導(dǎo)向單元2中的流化床70，作為類似于前述的第二純化順序的起始材料。將在流化床20的氣相中形成的一些硅核經(jīng)過管道29轉(zhuǎn)移，進(jìn)入如旋風(fēng)分離器的分離器27中，在分離器27中，它們與蒸氣分離，并通過分離器離開，經(jīng)過管道26返回到流化床。分離器27保持在低于大約800°C的溫度，以使流化床20下游的任何殘留硅形成最小化。
離開分離器27的蒸氣經(jīng)過管道28轉(zhuǎn)運(yùn)至熱交換器32中，熱交換器32將蒸氣溫度降低到500-700°C，然后蒸氣通過管道31到達(dá)高溫過濾器30，高溫過濾器30捕獲如FeSi和高熔點(diǎn)碘化物的雜質(zhì)細(xì)微粒，作為濾渣。將雜質(zhì)從過濾器30中定期除去，并收集在容器33中。濾過的蒸氣經(jīng)過管道34轉(zhuǎn)運(yùn)至熱交換器35，熱交換器35將蒸氣溫度降低到200-300°C從而導(dǎo)致SiI4冷凝。獲得的蒸氣-液體混合物分成兩股流，部分材料經(jīng)過管道36泵入連續(xù)板塔式(tray-tower)蒸餾塔40的中間部分，部分材料經(jīng)過管道36a泵入再沸器部分46。將商品級碘原料或從廢物回收工藝(如圖2中所示)中再循環(huán)的碘汽化，并通過管道81和冷凝器80經(jīng)管道82進(jìn)料到蒸餾塔中。蒸餾塔40的連續(xù)輸出流包括液體SiI4 (沸點(diǎn)，288°C)44、液體碘(沸點(diǎn)，183°C)51，和(如果存在的話)氬氣49。在塔的頂部，連續(xù)回流42主要是碘，其在回流交換器單元41中冷凝。如果在工藝中使用如氬的惰性氣體，則將它冷卻，從碘蒸氣中分離，并經(jīng)過管道49，分別經(jīng)過管道IOa和管道70a返回到工藝單元I和2中。在塔的底部，連續(xù)再沸器46用來控制沸騰物47的溫度，沸騰物47主要包括如碘化鋁(沸點(diǎn)，382°C)和碘化鈦(沸點(diǎn)，377°C)的高沸點(diǎn)雜質(zhì)。在蒸餾塔的運(yùn)行過程中，一定量的雜質(zhì)液體從以下塔板(column trays)中分批移出碘化硼(沸點(diǎn)，210°C ) 43、碘化磷(沸點(diǎn)，316°C )和碘化碳(沸點(diǎn)，3200C )45,和碘化鋁，以及較高沸點(diǎn)的液體碘化物48。這些液體流然后被送到如圖2所示的廢碘回收工藝。來自回流環(huán)路的液體碘經(jīng)過管道51轉(zhuǎn)運(yùn)，與經(jīng)過管道44的純化的液體SiI4合并，并在液體-固體過濾器50中過濾，以移出任何懸浮在液體中的微粒。這些固體微粒包括雜質(zhì)碘化物和其它沒有被氣體-固體過濾器30捕獲的雜質(zhì)化合物，純化硅和其它隨原料引入工藝中的或由于工藝容器壁的腐蝕作用而產(chǎn)生的固體污染物。將其從蒸餾塔的下游移出確保了再循環(huán)流中的固體不會污染工藝單元I和2。定期從工藝中除去濾渣53。純化的液體碘和SiI4的混合物分別通過管道52或54再循環(huán)到該工藝的單元I和2中。在單元2中，雙流化床系統(tǒng)如同單元I 一樣重復(fù)。但是，應(yīng)該注意，在工藝的這一部分中的設(shè)備的大小和材料的流速不是必須與單元I中相同。此外，該單元獲得的純化的硅可以以不同比例與前一單元獲得的純化硅混合，從而進(jìn)一步定制η-型和P-型雜質(zhì)的最終硅產(chǎn)物組成。處于流化床20的溫度的純化的硅微粒通過螺旋進(jìn)料器或其它機(jī)械設(shè)備連續(xù)進(jìn)料到保持在1200-1350°C溫度的流化床70的致密相中。加熱液體SiI4和碘的循環(huán)混合物，并經(jīng)過管道54引入流化床的底部。如果工藝中需要，也可以提供惰性氣流70a。如同在單元I中一樣，經(jīng)過管道54的循環(huán)液體與經(jīng)過管道21的純化硅物料的摩爾比一般不大于大約20 I。流化床70在其整個體積中維持1200-1350°C范圍內(nèi)的恒定的溫度，且可以含有如高純度石英的惰性微粒。由于通過前面列出的工藝步驟除去了大部分金屬和其它非金屬元素，流化床70中的純化的硅微粒與碘和SiI4的蒸氣反應(yīng)，主要產(chǎn)生蒸氣種類SiI2、SiI4、I、SiI3和主要是B、P和碳的碘化物雜質(zhì)蒸氣。在等溫條件下，該蒸氣流轉(zhuǎn)移出流化床70的致密相，經(jīng)過管道74轉(zhuǎn)移至分離器72。隨著先前純化的硅微粒反應(yīng)，其粒徑和質(zhì)量減少至一定程度，此時流化介質(zhì)具有足以將剩余的小顆粒轉(zhuǎn)運(yùn)至旋風(fēng)分離器72內(nèi)的動量，從旋風(fēng)分離器72中捕獲它們，并經(jīng)過管道71返回到流化床70。太小而難于除去的先前純化的硅微粒與蒸氣一起從分離器72經(jīng)過管道73轉(zhuǎn)運(yùn)至熱交換器62內(nèi)，熱交換器62在短距離內(nèi)將溫度降低幾百度。這些微粒在流化床60中作為晶種微粒結(jié)束。當(dāng)該蒸氣/固體混合物以這種方式冷卻時，存在娃在氣相中以非常小的核沉積或在熱交換器表面和夾帶的純化娃微粒上以薄膜沉積的趨勢。熱交換器中的短的停留時間和流動模式基本上將這些趨勢最小·化?；蛘撸瑹峤粨Q器62可以位于第二流化床60之內(nèi)和位于分配板的直接上游。這樣形成的冷卻的蒸氣經(jīng)過管道61進(jìn)入維持在800-1000°C范圍內(nèi)的恒定溫度的第二流化床60的下部。如上所述，如果在夾套上或致密相內(nèi)提供冷卻介質(zhì)，這種溫度降低也可以發(fā)生在流化床60中。在該過程的啟動期，流化床60的致密相包括高純度硅的晶種微粒，但由于上述原因在運(yùn)行過程中一般不需要任何補(bǔ)充。由于致密相硅微粒達(dá)到較大的尺寸，經(jīng)過管道63從流化床60中移出它們是有益的。這些微?？梢宰鳛檩^高純度的硅銷售或引導(dǎo)至第三單元等，用于產(chǎn)生更高純度的產(chǎn)物。在流化床60的氣相中形成的一些硅核經(jīng)過管道66轉(zhuǎn)移進(jìn)入分離器65中，在分離器65中，它們與蒸氣分離，并經(jīng)過管道67返回到流化床。分離器65保持在低于大約800°C的溫度，以使流化床60下游的任何殘留硅形成最小化。離開分離器65的蒸氣經(jīng)過管道64轉(zhuǎn)運(yùn)至熱交換器32，并因此再進(jìn)入所述的前一工藝步驟。圖2顯示了從圖I中的廢物流中回收碘的工藝流程圖。應(yīng)該注意，該工藝的通量一般只是前述工藝的1/100左右，而且隨著MG-Si中雜質(zhì)的量以及廢物流中最終的設(shè)備腐蝕產(chǎn)物的量而變化。來自圖I中的蒸餾塔40的液體流43、45、48單獨(dú)地或混合地經(jīng)過管道11進(jìn)入200-300°C溫度的混合容器10中。來自圖I所述工藝的濾渣固體流33、53單獨(dú)地或混合地經(jīng)過管道12進(jìn)入混合容器10中。流11和12的相對比例根據(jù)污染物的組成、尤其是硼、磷、鉛、砷和汞的水平而變化。在這些具體雜質(zhì)的含量太高而不能實(shí)現(xiàn)足夠的碘回收的情況下，以下面所述的方式單獨(dú)處理含有雜質(zhì)的特定的流。液體/固體混合物經(jīng)過管道13轉(zhuǎn)移至加熱器30，加熱器30將物料流的溫度升高至|J400°C左右。然后將加熱的漿液經(jīng)過管道31噴射到含有如二氧化硅的惰性微粒并在低于大約IOOOkPa的絕對壓力下運(yùn)行的流化床反應(yīng)器50的下部。根據(jù)管道31中的物料流中的雜質(zhì)元素的組成，流化床50保持在400-900°C的溫度。含氧的氣體經(jīng)過管道21進(jìn)入含有硅膠或其它吸收劑的塔中，將含水量降至百萬分之幾。該步驟對于降低大量水與循環(huán)碘一起進(jìn)入圖I的工藝的可能性是有益的。然后將含氧的干燥氣體經(jīng)過管道22泵入燃?xì)饧訜崞?0中，燃?xì)饧訜崞?0將氣流41的溫度升高到500-900°C，然后以足以充分混合惰性微粒的速度導(dǎo)入流化床50的底部。在流化床50中，氣流41中的氧與物料流31含有的固體和液體雜質(zhì)碘化物反應(yīng)，產(chǎn)生固體氧化物和含有I2和I的蒸氣。超過95重量％的雜質(zhì)碘化物以這種方式反應(yīng)。在700°C下、在含有化學(xué)計量過量的氧的氣氛中完全回收的關(guān)鍵元素的穩(wěn)定固體氧化物如下Fe203、A1203、VO2λ Ti02、CaO、NiO、Mn2O3Λ Cr2O3Λ MgO、ZrO2Λ CuO、CdO、SnO2Λ Bi203、SbO2Λ SrO、TeO2, In2O3、Co3O4和Ga2O3。在流化床中，在二氧化硅微粒表面上或氣相中產(chǎn)生這些雜質(zhì)元素的固體氧化物。硼的氧化物B2O3和砷的氧化物As2O5在流化床中可以為固體或液體，這取決于溫度分別是高于還是低于大約450°C和600°C。在由于存在液體氧化物而發(fā)生去流體化的情況下，兩級氧化是適當(dāng)?shù)?，或者，流化?0可以按快速流化方案運(yùn)行以有效地消除這一潛在的問題。
如果氧化物在二氧化硅微粒上形成，那么這些微粒的大小隨時間增長，并最終經(jīng)過管道53從流化床中移出。類似地，如果在氣相中形成的氧化物核大到足以保持懸浮于流化床中，那么它們也隨時間增長并最終經(jīng)過管道53移出。但是，某些氣相氧化物形成微?；蛐∫旱?，所述微?；蛐∫旱翁∫蚨軌驈牧骰?0中淘析并進(jìn)入分離器51中，在分離器51中，它們在流54中與氣體分離。由于運(yùn)行溫度較低，進(jìn)入分離器51的硼和砷的液體氧化物會轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w。溫度為300-400°C的不含微粒的蒸氣流從分離器51中排出，并經(jīng)過管道52引入一個或多個熱交換器60中。熱交換器60在出口處將蒸氣流的溫度降低到200°C左右，然后蒸氣經(jīng)過管道61轉(zhuǎn)移到冷凝器70中，冷凝器70使蒸氣的溫度略微高于碘的熔點(diǎn)(即，113°C )。在冷凝器中，在冷凝器70的入口附近，碘蒸氣在大約183°C開始冷凝。沿著冷凝管的長度，純碘蒸氣的分壓從入口處的760mm Hg降低至出口附近的大約80mm Hg。以這種方式，大約80-90重量％的引入冷凝器70的碘轉(zhuǎn)化為液體形式。冷凝的液體碘然后經(jīng)過管道71泵入液體-固體過濾器72中，過濾器72除去任何沒有被旋風(fēng)分離器51捕獲的殘留的微粒。另外，過濾器72也除去在大約200°C時在冷凝器70中由同樣組成的蒸氣形成的磷氧化物(P205) 2。經(jīng)過管道73除去過濾器72中產(chǎn)生的濾渣，并將濾過的液體碘送到如圖I所示的純化的碘物料中。來自冷凝器70的蒸氣流然后經(jīng)過管道74泵至冷卻水熱交換器80中，經(jīng)過管道81泵至制冷單元90中，接著經(jīng)過管道91轉(zhuǎn)運(yùn)到在低于大約10°C下運(yùn)行的布濾器100中。在這些工藝步驟中，碘蒸氣轉(zhuǎn)化為固體形式，并作為濾渣回收，再循環(huán)到圖I的工藝中的純化的碘物料中。由于在這些溫度下，氣流中的純碘的分壓降低到低于大約0. Imm Hg，那么以這種方式回收了大部分殘留的碘。含有氧和少量CO2的濾過的氣流然后經(jīng)過管道101轉(zhuǎn)移進(jìn)入分流器(splitter)中，由此某些氣體經(jīng)過102再循環(huán)到碘回收工藝的氣流21中，而一些氣體排放到周圍環(huán)境中。圖3說明了本發(fā)明的另一方面，其提供了一系列的一個或多個硅處理模塊。根據(jù)具體的應(yīng)用，該模塊可以配置用于硅純化、硅沉積或其它硅處理。本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式提供了具有雙反應(yīng)室的硅處理模塊。例如，反應(yīng)室#1可以是溫度調(diào)節(jié)的，用來產(chǎn)生在第一溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的碘化娃蒸氣產(chǎn)物。該室可以接受一種或多種各種娃處理材料的輸入或物料，如本文其它地方所述的不純的硅物料、惰性氣體/固體材料和碘或碘化硅蒸氣混合物。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個室可以配置有發(fā)揮兩種作用的裝置根據(jù)本發(fā)明的另一方面的具有硅和惰性材料的流化床的硅反應(yīng)器；和用于分離碘化硅蒸氣產(chǎn)物的分離器(如旋風(fēng)分離器)。在本發(fā)明的替代實(shí)施方式中，可以在分開的設(shè)備中行使每種功能，如一系列熱控制和流體連通的反應(yīng)器和分離器(見圖I)。在反應(yīng)室#1中產(chǎn)生的碘化硅蒸氣產(chǎn)物可以通過溫度調(diào)節(jié)器傳遞到在第二溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的反應(yīng)室#2中。由于反應(yīng)室之間具有溫度梯度，在反應(yīng)室#2中存在或不存在硅晶種微粒，因此根據(jù)本發(fā)明可以形成具有選擇水平的純度的固體硅產(chǎn)物。溫度調(diào)節(jié)器可以是產(chǎn)生或維持需要的中間溫度范圍的任何裝置。本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式包括位于第一和第二溫度調(diào)節(jié)容器之間的熱交換器，以在它們之間提供可選擇的溫度梯度，從而有助于固體硅產(chǎn)物的形成。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，碘化硅蒸氣產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)移到維持在相對較低溫度、可在懸浮液中含有至少一些純硅晶種微粒的反應(yīng)室#2中的流化床中。因而，如SiI2的碘化硅蒸氣產(chǎn)物不僅可以在蒸氣相中反應(yīng)以產(chǎn)生純固體硅產(chǎn)物，而且可以在晶種微粒上反應(yīng)以形成可以從反應(yīng)室#2中取出的薄膜。由于硅微粒達(dá)到較大的尺寸，它們本身可以作為商業(yè)終產(chǎn)物取出，或作為起始 材料或系統(tǒng)輸入物，用于可以在另一連續(xù)硅處理模塊中如上所述重復(fù)的另一處理或純化順序。如同本發(fā)明的其它實(shí)施方式，所示的硅處理模塊可以以串聯(lián)方式連接。進(jìn)一步的處理或純化可以通過將碘化硅蒸氣和/或其它輸入物傳遞到連續(xù)模塊中而實(shí)現(xiàn)?？梢詫⑶笆霾糠挚醋髦皇潜景l(fā)明原理的示例。進(jìn)一步，因為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到許多修改和變化，不應(yīng)該將本發(fā)明限制到所示和所述的具體的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行，因而所有合適的修改和等價方案可以落在下面的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種純化硅的方法，包括 (a)將不純的固體硅原料和純化的再循環(huán)的含硅蒸氣輸入第一流化床反應(yīng)器； (b)從所述第一流化床反應(yīng)器輸出包括過量的不純的固體硅和蒸氣混合物的輸出物； (C)將所述輸出物轉(zhuǎn)移到固體-氣體分離器中； (d)將所述輸出物分離為分離的固體和分離的蒸氣； (e)從固體-氣體分離器中移出所述分離的固體的細(xì)粉部分，并將所述分離的固體的粗粒部分返回到所述第一流化床反應(yīng)器； (f)將所述分離的蒸氣轉(zhuǎn)移到第二流化床反應(yīng)器； (g)在起始時向所述第二流化床反應(yīng)器提供純的娃晶種微粒；和 (h)從第二流化床反應(yīng)器輸出純的硅顆粒。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第二流化床反應(yīng)器維持在800-1000°C的溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一流化床反應(yīng)器維持在1200-1350°C的溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述純化的再循環(huán)蒸氣包括SiI4和I2蒸氣。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述蒸氣混合物包括Sil2、SiI4,12、I和來自所述不純固體硅原料的雜質(zhì)的含碘蒸氣。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述固體-氣體分離器維持在與所述第一流化床反應(yīng)器相似的溫度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二流化床反應(yīng)器維持在比第一流化床反應(yīng)器實(shí)質(zhì)上更低的溫度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述第二流化床反應(yīng)器中，分離的蒸氣中的SI2反應(yīng)，在蒸氣中形成純固體硅核，并與所述起始的硅晶種微粒反應(yīng)，在所述晶種微粒上面形成所述純硅顆粒的薄膜。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，Sil4、12、I、SiI3和來自所述不純硅原料的雜質(zhì)的含碘蒸氣的混合物是所述第二流化床反應(yīng)器的輸出物。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，將所述混合物和所述純硅顆粒提供給第二固體-氣體分離器。
全文摘要
本發(fā)明提供了由諸如冶金級硅的不純的硅來源商業(yè)規(guī)模地生產(chǎn)含有一種或多種定制水平的n-型和p-型雜質(zhì)的純化多晶硅顆粒的方法和裝置。該純化系統(tǒng)和方法包括(1)一個或多個系列的設(shè)置有雙流化床的溫控反應(yīng)器或容器，其中轉(zhuǎn)運(yùn)固體和氣體，以使得通過嚴(yán)格控制溫度和停留時間來實(shí)現(xiàn)固體硅的不同程度的純化和沉積；(2)分離和回收高熔點(diǎn)雜質(zhì)的化合物，如FeSi和FeI2；(3)純化、分離和再循環(huán)四碘化硅；(4)在連續(xù)分餾塔中，由碘回流促進(jìn)，分離和回收較低沸點(diǎn)的液體雜質(zhì)的碘化物，如AlI3；(5)在分餾塔的下游分離和回收液體混合物中的非常細(xì)的固體微粒，包括雜質(zhì)碘化物和元素硅；(6)由工藝中的固體和液體碘化物雜質(zhì)廢物流的氧化回收輸入碘。
文檔編號C01B33/037GK102942182SQ20121042884
公開日2013年2月27日 申請日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者J·A·法拉沃里塔 申請人:伊奧西爾能源公司