籽晶酸洗的配方和方法

技术领域

本发明涉及单晶生产拉制技术领域，更具体地，涉及一种籽晶酸洗的配方和方法。

背景技术

在太阳能硅单晶制造过程中，需要将多晶硅作为原料，在单晶炉中熔化后拉制成单晶棒。硅作为一种不可再生资源，其存储量有限，在生产制造过程中，对硅料的有效利用显得尤为重要。

相关技术中，籽晶酸洗是单晶拉制前必不可少的一个流程，若籽晶不酸洗进行单晶拉制，籽晶表面就存在硅粉以及粗糙度过大，导致籽晶卡死在石墨夹头中进而引发掉棒。现有酸洗溶液的配方，籽晶酸洗后导致表面凹坑异常，出现蓝白雾，无法保证尺寸合格，严重影响籽晶产出。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种籽晶酸洗的配方和方法，用以提高籽晶利用率。

第一方面，本申请提供一种籽晶酸洗的配方，用于对籽晶进行酸洗，所述籽晶酸洗的配方包括：氢氟酸、硝酸和冰乙酸；

所述氢氟酸的质量份数为7～10份，所述硝酸的质量份数为56～80份，所述冰乙酸的质量份数为21～30份。

可选地，其中：

所述氢氟酸、所述硝酸和所述冰乙酸的溶液体积比为1:8:3。

可选地，其中：

所述氢氟酸的浓度不低于55％。

可选地，其中：

所述硝酸的浓度不低于68％。

可选地，其中：

所述冰乙酸的浓度不低于99.5％。

第二方面，本申请提供一种籽晶酸洗的方法，包括：超声清洗静置；酸洗；纯水清洗；常温水中静置；清除水渍擦拭；其中，酸洗所用的酸溶液，按照第一方面所述的任一项籽晶酸洗的配方制成。

可选地，其中：

所述超声清洗静置，具体为：将籽晶用水进行超声清洗，清洗后静置13～17min。

可选地，其中：

所述酸洗，具体为：将经过所述超声清洗后的籽晶，放入装有酸溶液的盒子中，酸洗15～20min，期间不间断翻转籽晶。

可选地，其中：

所述纯水清洗，具体为：将经过所述酸洗后的籽晶，连续两次放入不同的纯水中分别清洗20～40s。

可选地，其中：

所述常温水中静置，具体为：将经过所述纯水清洗后的籽晶放入常温水中静置13～17min。

与现有技术相比，本发明提供的一种籽晶酸洗的配方和方法，至少实现了如下的有益效果：

本申请提供了一种籽晶酸洗的配方和方法，籽晶酸洗的配方，用于对籽晶进行酸洗，籽晶酸洗的配方包括：氢氟酸、硝酸和冰乙酸；氢氟酸的质量份数为7～10份，硝酸的质量份数为56～80份，冰乙酸的质量份数为21～30份。籽晶酸洗的方法，包括：超声清洗静置；酸洗；纯水清洗；常温水中静置；清除水渍擦拭；其中，酸洗所用的酸溶液，按照上述籽晶酸洗的配方制成。本申请提供的籽晶酸洗的配方和方法，使用后，得到的酸洗后的籽晶尺寸变化可控，外观光滑平整，无明显异常，提高了籽晶的利用率，改善了籽晶良率，同时酸洗时间较短，节约了生产时间，从而提高生产效率。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1所示为籽晶酸洗的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

相关技术中，制备晶体硅的方法包括直拉法，在直拉法中，将经过清洗处理后的多晶硅料装入单晶炉的石英坩埚内，在合理的热场中，加热多晶硅料使其熔化得到熔融体，然后取一籽晶与熔融体充分熔接后，以一定速度旋转提升籽晶，在籽晶的诱导下，控制晶体生长条件和掺杂工艺，沿籽晶定向凝固长大，依次经过引晶、细颈、放肩、等径、收尾后得到完整的晶体硅。

籽晶酸洗是单晶拉制前必不可少的一个流程，若籽晶不酸洗进行单晶拉制，籽晶表面就存在硅粉以及粗糙度过大，导致籽晶卡死在石墨夹头中进而引发掉棒。现有酸洗溶液的配方，籽晶酸洗后导致表面凹坑异常，出现蓝白雾，无法保证尺寸合格，严重影响籽晶产出。

在籽晶酸洗的过程中，由于酸洗溶液的配方不同，在酸洗过程中，会影响籽晶的尺寸，会使得籽晶出现凹坑，以及会影响籽晶的外观状况；籽晶的尺寸变化应在可控范围之内；凹坑一般为圆形，凹坑的直径一般在0.3mm-0.6mm，凹坑的数量在5个以内视为合格籽晶，直径小于0.3mm，则不计数量；籽晶的外观需要光滑平整。

有鉴于此，本发明提供了一种籽晶酸洗的配方和方法，用以提高籽晶利用率。

本申请提供一种籽晶酸洗的配方，用于对籽晶进行酸洗，籽晶酸洗的配方包括：氢氟酸、硝酸和冰乙酸；其中，氢氟酸的质量份数为7～10份，硝酸的质量份数为56～80份，冰乙酸的质量份数为21～30份。

具体而言，本申请提供了一种籽晶酸洗的配方，该配方用于对籽晶进行单晶拉制前的酸洗，籽晶酸洗的配方中主要成分包括：氢氟酸、硝酸和冰乙酸。其中，氢氟酸、硝酸和冰乙酸对应的质量份数不同，氢氟酸的质量份数为7～10份，硝酸的质量份数为56～80份，冰乙酸的质量份数为21～30份。使用本申请提供的籽晶酸洗的配方，酸洗后，得到的籽晶尺寸变化可控，外观光滑平整，无明显异常，提高了籽晶的利用率，改善了籽晶良率，同时酸洗时间较短，节约了生产时间，从而提高生产效率。

籽晶酸洗的配方中，包括氢氟酸，本申请提供一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为7份；本申请提供另一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为8份；本申请提供再一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为9份；本申请提供又一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为10份。

籽晶酸洗的配方中，包括硝酸，本申请提供一种可选地实施方式为，硝酸的质量份数为56份；本申请提供另一种可选地实施方式为，硝酸的质量份数为60份；本申请提供再一种可选地实施方式为，硝酸的质量份数为66份；本申请提供又一种可选地实施方式为，硝酸的质量份数为72份。

籽晶酸洗的配方中，包括冰乙酸，本申请提供一种可选地实施方式为，冰乙酸的质量份数为22份；本申请提供另一种可选地实施方式为，冰乙酸的质量份数为24份；本申请提供再一种可选地实施方式为，冰乙酸的质量份数为27份；本申请提供另一种可选地实施方式为，冰乙酸的质量份数为30份。

籽晶酸洗的配方中，包括氢氟酸、硝酸和冰乙酸，他们的质量份数各不相同，本申请提供一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为7份，硝酸的质量份数为56份，冰乙酸的质量份数为21份。本申请提供另一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为7份，硝酸的质量份数为60份，冰乙酸的质量份数为23份。本申请提供再一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为8份，硝酸的质量份数为65份，冰乙酸的质量份数为25份。本申请提供又一种可选地实施方式为，氢氟酸的质量份数为9份，硝酸的质量份数为72份，冰乙酸的质量份数为25份。

需要说明的是，氢氟酸，是一种弱酸，具有极强的腐蚀性，能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体；硝酸，是一种具有强氧化性和腐蚀性的无机强酸，可对大多数金属产生腐蚀作用，高浓度的硝酸对金属有钝化作用；冰乙酸，也称乙酸或醋酸，是一种有机一元酸，它能起到延缓腐蚀强度，延缓腐蚀时间的作用；在氢氟酸、硝酸和冰乙酸三种成分中，硝酸的比例高低，对籽晶的影响特别大。

本申请提供一种可选地实施方式为，氢氟酸、硝酸和冰乙酸的溶液体积比为1:8:3。

具体而言，本申请提供一种籽晶酸洗的配方，主要成分包括：氢氟酸、硝酸和冰乙酸，其中氢氟酸、硝酸和冰乙酸的溶液体积比为1:8:3。使用该配比的籽晶酸洗的配方进行籽晶酸洗，得到的籽晶尺寸大小变化可控，无凹坑或凹坑大小小于0.3mm，籽晶外观光滑平整，无明显异常，可提高籽晶的利用率，改善籽晶良率。表1为籽晶酸洗变化表，其中是用的是氢氟酸、硝酸和冰乙酸的溶液体积比为1:8:3的籽晶酸洗的配方，在酸洗5min-20min内的，籽晶变化情况，请参考表1内容：

表1籽晶酸洗变化表

由表1中内容可以看出，氢氟酸、硝酸和冰乙酸的溶液体积比为1:8:3时，当酸洗时间为5分钟时，籽晶尺寸变化均值为0.054mm，籽晶表面没有凹坑，籽晶外观暂未光亮，说明籽晶酸洗不足；当酸洗时间为10分钟时，籽晶的尺寸变化均值为0.097mm，籽晶表面没有凹坑，籽晶外观接近光滑，此时的籽晶酸洗效果仍未达到最好；当酸洗时间为15分钟时，籽晶的尺寸变化均值为0.14mm，在尺寸变化的可控范围之内，得到了表面光滑平整，且没有凹坑的籽晶；当酸洗时间为20分钟时，籽晶的尺寸变化均值为0.23mm，籽晶表面存在凹坑，但凹坑的数量小于五，且直径小于0.3mm，可忽略不计，籽晶的表面仍然光滑平整。由此可以得出，使用氢氟酸、硝酸和冰乙酸的溶液体积比为1:8:3的籽晶酸洗溶液，在籽晶酸洗的15-20分钟内，籽晶的尺寸变化值可控制在0.25mm之内，籽晶表面的凹坑直径均小于0.3mm，凹坑的数量小于5个，外观光滑平整，使用本申请提供的籽晶酸洗的配方进行籽晶酸洗，提升了籽晶的利用率，改善了籽晶良率。

本申请提供一种可选地实施方式为，氢氟酸的浓度不低于55％。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的配方中，包括氢氟酸，当氢氟酸的浓度低于55％时，酸洗后的籽晶凹坑较多，并且会呈现蓝白雾，因此设置氢氟酸的浓度不低于55％。本申请提供一种可选地实施方式为，氢氟酸的浓度为55％；本申请提供另一种可选地实施方式为，氢氟酸的浓度为60％；本申请提供再一种可选地实施方式为，氢氟酸的浓度为58％。

本申请提供一种可选地实施方式为，硝酸的浓度不低于68％。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的配方中，包括硝酸，当硝酸的浓度低于68％时，酸洗后的籽晶表面会出现蓝白雾，并且凹坑明显增多，因此设置硝酸的浓度不低于68％。本申请提供一种可选地实施方式为，硝酸的浓度为68％；本申请提供另一种可选地实施方式为，硝酸的浓度为70％；本申请提供再一种可选地实施方式为，硝酸的浓度为69％。

本申请提供一种可选地实施方式为，冰乙酸的浓度不低于99.5％。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的配方中，包括冰乙酸，当硝酸的浓度低于99.5％时，酸洗后的籽晶表面也会出现蓝白雾和凹坑，因此设置冰乙酸的浓度不低于99.5％。本申请提供一种可选地实施方式为，冰乙酸的浓度为99.5％；本申请提供另一种可选地实施方式为，冰乙酸的浓度为99.6％；本申请提供再一种可选地实施方式为，冰乙酸的浓度为99.9％。

本申请提供一种可选地实施方式为，籽晶酸洗的配方中，包括氢氟酸、硝酸和冰乙酸，其中氢氟酸的浓度为59％，硝酸的浓度为68％，冰乙酸的浓度为99.6％，氢氟酸占酸洗溶液的质量份数为7份，硝酸占酸洗溶液的质量份数为56份，冰乙酸占酸洗溶液的质量份数为21份。

本申请提供另一种可选地实施方式为，籽晶酸洗的配方中，包括氢氟酸、硝酸和冰乙酸，其中氢氟酸的浓度为58％，硝酸的浓度为68％，冰乙酸的浓度为99.5％，氢氟酸占酸洗溶液的质量份数为8份，硝酸占酸洗溶液的质量份数为65份，冰乙酸占酸洗溶液的质量份数为25份。

图1所示为籽晶酸洗的方法的流程图，请参考图1，基于同一发明构思，本申请提供一种籽晶酸洗的方法，包括：S01、超声清洗静置；S02、酸洗；S03、纯水清洗；S04、常温水中静置；S05、清除水渍擦拭；其中，酸洗所用的酸溶液，按照第一方面的任一项籽晶酸洗的配方制成。

具体而言，本申请提供了一种籽晶酸洗的方法，具体为，将籽晶放入花篮中，把花篮放入50°的水中进行超声清洗，清除表面杂质，然后静置片刻；调配氢氟酸、硝酸和冰乙酸的体积比为1:8:3的溶液，将进行过超声清洗静置后的籽晶放入装有酸洗溶液的盒子中进行酸洗，酸洗期间不间断翻转籽晶，使酸洗溶液均匀分布在籽晶表面，翻转时应注意，轻微翻转，避免籽晶发生碰撞，引起崩边划痕等异常，酸洗后观察籽晶表面是否光滑平整，尺寸是否合格；酸洗结束后，立刻提起籽晶花篮，将籽晶花篮连续两次放入不同的纯水中清洗；清洗后将籽晶花篮放入常温水中静置，此处静置的主要目的是降低温度；静置结束后，使用风枪清除籽晶表面水渍，随后用无尘纸进行擦拭，并放入籽晶专用盒内。

需要说明的是，本申请提供的籽晶酸洗的方法中，使用的酸洗溶液是按照本申请上述的任意一项籽晶酸洗的配方调制而成，酸洗后可得到，尺寸变化值在可控制在0.25mm范围内，凹坑数量小于5，同时凹坑的直径小于0.3mm，外观光滑平整的合格籽晶，使用本申请提供的籽晶酸洗的配方和方法进行籽晶酸洗，提高了籽晶的利用率，改善了籽晶良率。

请继续参考图1，本申请提供一种可选地实施方式为，超声清洗静置，具体为：将籽晶用水进行超声清洗，清洗后静置13～17min。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的方法中，包括超声清洗静置，具体为，将20根籽晶放入花篮中，随后将花篮放入50°的水中进行超声清洗，清除表面杂质，清洗后静置13～17分钟。在此步骤中，设置静置13～17分钟，主要是为了将籽晶在50°的水中超声清洗之后的温度，从而降低后序籽晶在酸洗溶液中的反应温度，若静置时间小于13分钟，籽晶的温度还是过高，若静置时间大于17分钟，延长了整个酸洗工艺的时间，降低了生产效率，因此设置静置时间为13～17分钟。

本申请提供一种可选地实施方式为，将籽晶用水进行超声清洗，清洗后静置13分钟；本申请提供另一种可选地实施方式为，将籽晶用水进行超声清洗，清洗后静置15分钟；本申请提供又一种可选地实施方式为，将籽晶用水进行超声清洗，清洗后静置16分钟。

请继续参考图1，本申请提供一种可选地实施方式为，酸洗，具体为：将经过超声清洗后的籽晶，放入装有酸溶液的盒子中，酸洗15～20min，期间不间断翻转籽晶。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的方法中，包括酸洗，具体为：调配酸洗溶液，酸洗溶液由氢氟酸、硝酸和冰乙酸组成，其中氢氟酸的浓度为55％，占酸洗溶液的质量份数为8份，硝酸的浓度为68％，占酸洗溶液的质量份数为64份，冰乙酸的浓度为99.5％，占酸洗溶液的质量份数为24份，将进行超声清洗静置后的籽晶放入装有酸洗溶液的盒子中进行酸洗，期间使用聚丙烯材质的搅拌棒不间断翻转籽晶，使酸洗溶液均匀分布在籽晶表面，翻转时需注意，轻微翻转避免籽晶发生碰撞，引起崩边划痕等异常，酸洗时间为15～20分钟，酸洗结束后，观察籽晶表面是否光亮，尺寸是否合格。本申请提供的籽晶酸洗的方法，酸洗时间为15～20分钟，酸洗时间较短，节约了生产时间，从而提高生产效率。

本申请提供一种可选地实施方式为，酸洗时间为15分钟；本申请提供另一种可选地实施方式为，酸洗时间为17分钟；本申请提供再一种可选地实施方式为，酸洗时间为19分钟；本申请提供又一种可选地实施方式为，酸洗时间为20分钟。

请继续参考图1，本申请提供一种可选地实施方式为，纯水清洗，具体为：将经过酸洗后的籽晶，连续两次放入不同的纯水中分别清洗20～40s。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的方法中，包括纯水清洗，具体为，酸洗结束后，立刻提起籽晶花篮放入纯水中清洗20～40秒，随后再放入另一个纯水中清洗20～40秒。

本申请提供一种可选地实施方式为，将经过酸洗后的籽晶，连续两次放入不同的纯水中分别清洗25s；本申请提供另一种可选地实施方式为，将经过酸洗后的籽晶，连续两次放入不同的纯水中分别清洗30s；本申请提供又一种可选地实施方式为，将经过酸洗后的籽晶，连续两次放入不同的纯水中分别清洗35s。

请继续参考图1，本申请提供一种可选地实施方式为，常温水中静置，具体为：将经过纯水清洗后的籽晶放入常温水中静置15～20min。

具体而言，本申请提供的籽晶酸洗的方法中，包括常温水中静置，具体为，将在纯水中清洗后的籽晶花篮放入常温水中静置13～17分钟，静置时间结束后用风枪清除表面水渍，随后用无尘纸擦拭籽晶并放入籽晶专用盒中。将籽晶花篮放入常温水中静置的主要目的为降温，静置时间设置为15～20分钟，若静置时间过短，籽晶温度不能降至常温，若静置时间过长则延长了籽晶酸洗的时间，降低了籽晶酸洗的效率。

本申请提供一种可选地实施方式为，将在纯水中清洗后的籽晶花篮放入常温水中静置14分钟；本申请提供另一种可选地实施方式为，将在纯水中清洗后的籽晶花篮放入常温水中静置15分钟；本申请提供又一种可选地实施方式为，将在纯水中清洗后的籽晶花篮放入常温水中静置16分钟。

本申请提供了一种籽晶酸洗的方法，具体为，将籽晶放入花篮中，把花篮放入50°的水中进行超声清洗，清除表面杂质，然后静置15分钟；调配酸洗溶液，酸洗溶液包括氢氟酸、硝酸和冰乙酸，氢氟酸、硝酸和冰乙酸的体积比为1:8:3，将进行过超声清洗静置后的籽晶放入装有酸洗溶液的盒子中进行酸洗，酸洗时间为17分钟，酸洗期间不间断翻转籽晶，使酸洗溶液均匀分布在籽晶表面，翻转时应注意，轻微翻转，避免籽晶发生碰撞，引起崩边划痕等异常，酸洗后观察籽晶表面是否光滑平整，尺寸是否合格；酸洗结束后，立刻提起籽晶花篮，放入纯水中清洗30秒，随后再放入另一个纯水中清洗30秒；清洗后将籽晶花篮放入常温水中静置15分钟，此处静置的主要目的是降低温度；静置结束后，使用风枪清除籽晶表面水渍，随后用无尘纸进行擦拭，并放入籽晶专用盒内。

本申请提供一种可选地实施方式为，将籽晶放入花篮中，把花篮放入50°的水中进行超声清洗，清除表面杂质，然后静置16分钟；调配酸洗溶液，酸洗溶液包括氢氟酸、硝酸和冰乙酸，氢氟酸的质量份数为8份，硝酸的质量份数为64份，冰乙酸的质量份数为24份，将进行过超声清洗静置后的籽晶放入装有酸洗溶液的盒子中进行酸洗，酸洗时间为15分钟，酸洗期间不间断翻转籽晶，使酸洗溶液均匀分布在籽晶表面，翻转时应注意，轻微翻转，避免籽晶发生碰撞，引起崩边划痕等异常，酸洗后观察籽晶表面是否光滑平整，尺寸是否合格；酸洗结束后，立刻提起籽晶花篮，放入纯水中清洗35秒，随后再放入另一个纯水中清洗35秒；清洗后将籽晶花篮放入常温水中静置15分钟，此处静置的主要目的是降低温度；静置结束后，使用风枪清除籽晶表面水渍，随后用无尘纸进行擦拭，并放入籽晶专用盒内。

通过上述实施例可知，本发明提供的籽晶酸洗的配方和方法，至少实现了如下的有益效果：

本申请提供了一种籽晶酸洗的配方和方法，籽晶酸洗的配方，用于对籽晶进行酸洗，籽晶酸洗的配方包括：氢氟酸、硝酸和冰乙酸；氢氟酸的质量份数为7～10份，硝酸的质量份数为56～80份，冰乙酸的质量份数为21～30份。籽晶酸洗的方法，包括：超声清洗静置；酸洗；纯水清洗；常温水中静置；清除水渍擦拭；其中，酸洗所用的酸溶液，按照上述籽晶酸洗的配方制成。本申请提供的籽晶酸洗的配方和方法，使用后，得到的酸洗后的籽晶尺寸变化可控，外观光滑平整，无明显异常，提高了籽晶的利用率，改善了籽晶良率，同时酸洗时间较短，节约了生产时间，从而提高生产效率。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。