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多晶硅是制备硅太阳电池、各种硅分立器件和各种硅集成电路的基本原料，是发展太阳 能产业和信息微电子产业的战略物资。

要将1N〜2N的工业多晶硅提纯到6N〜7N的太阳能级多晶硅和9N〜12N电子级的多晶硅，现有的方法有物理方法和化学方法两类。

虽然这些方法可以将大多数金属杂质去除，然而杂质分凝提纯的物理方法却不适合于硅中硼和磷杂质的去除，因为硼在硅中的分凝系数是0.8，磷是0.35，都接近1，分凝提纯的效果很差。

多晶硅生产中的硼、磷杂质如BCl3、PCl3等是具有相当大的偶极矩的不对称分子，具有很强的极性，强烈地趋向于形成加成化学键，很容易被吸附剂吸附。硼吸附机理主要是螯合作用，而且大多硼吸附剂主要利用功能基团与硼的螯合作用来吸附除硼。磷吸附机理主要是配位络合与离子交换形式的化学吸附。

以下是多晶硅除硼的几种常见工艺流程：

1. 反应 - 精馏法

• 反应阶段：向三氯氢硅中加入醚类化合物，醚类与硼磷杂质发生特异性反应，生成易于分离的产物，不与三氯氢硅反应，避免原料损耗。

• 精馏阶段：通过常规精馏工艺分离“反应产物”与“纯净三氯氢硅”，实现硼磷杂质的深度去除。该方法选择性高、除杂效果稳定，可精准解决三氯氢硅中硼磷超标的问题。

2. 吸附 - 精馏法

• 方案一（先吸附后精馏）：采用含氟盐吸附剂对三氯氢硅进行吸附处理，初步去除硼磷杂质后，再通过精馏提升纯度。

• 方案二（先精馏后吸附）：先通过精馏分离大部分杂质，再将精馏产物通入树脂吸附塔或活性炭吸附塔，深度去除残留硼磷。可将多晶硅中的硼含量降至“ppb 级”，满足高纯度多晶硅的生产要求。

3. 高压等离子辅助造渣除硼法

• 加热熔化：将硅块装入中频感应炉石墨坩埚中加热，并熔化成硅液。

• 投入造渣剂：向硅液中投入造渣剂，造渣剂由NaCl、KCl与SiO₂组成，继续加热使造渣剂完全熔化，并保持硅液温度。

• 通氧气：将带有通气孔道的石墨棒预热后插入到硅液中，开始通氧气。

• 等离子注入：同时开启高压离子发生器，在室温下将氧气通道中的氧气电离成氧离子并通过石墨棒注入硅液中。

• 冷却凝固：将处理后的硅液注入保温炉中凝固，待硅锭冷却后，去除硅锭表面渣块，得到提纯后的精制低硼多晶硅。

4. 吹气造渣法

• 预熔助渣剂：按一定比例混合助渣剂粉末，如Na₂CO₃与SiO₂、CaO、CaF₂、SiO₂等，并预熔。

• 熔化硅料：将原料金属硅放入石墨坩埚中，抽真空，启动中频感应加热，使金属硅完全熔化。

• 通入惰性气体：当硅全部熔化后，向体系中通入惰性气体（如Ar），提高电源功率，使硅液温度保持在一定范围，加入预熔过的第一种助渣剂反应。

• 加入第二种助渣剂：进一步提高电源功率，使硅液温度保持在更高温度，再加入预熔后的第二种助渣剂，进行造渣反应。

• 冷却静置：待造渣完成后，将硅液倒入浇注用坩埚中，静置，冷却后取出硅锭，去除头尾部分，得到提纯后的多晶硅锭。

5. 离子交换树脂吸附法

• 吸附阶段：利用离子交换树脂，如Tulsimer® CH-99 ，其含有胺聚羟基等功能基团，可与硼酸根离子形成稳定的络合阴离子，并进一步被树脂中的胺基捕获，完成选择性吸附

• CH-99除硼树脂是一种专门用于去除硼元素的树脂材料。硼在某些工业和环境应用中可能会对产品质量和环境造成影响，因此去除水中的硼是非常重要的。

  这种树脂通常具有以下几个特点：

  1. 选择性吸附：CH-99树脂能够选择性地吸附水中的硼离子，减少其浓度。

  2. 再生能力：许多除硼树脂可以在使用一段时间后进行再生，恢复其吸附能力

  3. 应用广泛：可用于饮用水处理、工业废水处理以及其他需要去除硼的场合。

  

  
  

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