[發(fā)明專利]一種電子束過熱熔煉去除多晶硅中金屬雜質(zhì)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410829665.3
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104556050A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜大川;石爽;王登科;譚毅
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

1.一種電子束過熱熔煉去除多晶硅中金屬雜質(zhì)的裝置，包括水冷熔煉坩堝，其特征在于：所述水冷銅坩堝內(nèi)側(cè)壁與水冷銅坩堝底夾角為105～120°，所述水冷銅坩堝內(nèi)設(shè)有石墨襯套，所述石墨襯套外表面與水冷銅坩堝內(nèi)表面貼合，石墨襯套的底部與水冷銅坩堝底部水平，所述石墨襯套內(nèi)表面?zhèn)缺谂c石墨襯套底夾角為95～100°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述石墨襯套底部厚度為20～40mm；所述石墨襯底的側(cè)壁底部厚度大于或等于20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于：所述石墨襯套的內(nèi)部高度與底部寬度之間的比值為1:1～2:1。

4.一種利用權(quán)利要求1～3所述裝置進(jìn)行電子束過熱熔煉去除多晶硅中金屬雜質(zhì)的方法，其特征在于包括以下步驟：

a.將水冷銅坩堝置于電子槍的下方，將石墨襯套置于水冷銅坩堝中，將破碎成10～30mm的硅料裝入石墨襯套中，同時(shí)將所述硅料裝滿電子束熔煉的加料裝置；

b.預(yù)熱電子槍；

c.熔化、熔煉硅料；同時(shí)開啟電子槍的高壓和束流，逐漸提升電子槍的熔煉功率至200～300kW，功率提升速率為5～10kW/min，熔化硅料后，繼續(xù)熔煉20-40min；

d.關(guān)閉電子槍，熔煉后的硅料隨爐冷卻1～3h，依次關(guān)閉擴(kuò)散泵、羅茨泵、機(jī)械泵，打開放氣閥，開啟設(shè)備倉門取出硅錠；

e.無揮發(fā)性的雜質(zhì)會(huì)由于定向凝固作用集中在硅錠的上表面，切除硅錠上表面5～10mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于：步驟b中，關(guān)閉設(shè)備倉門，依次開啟機(jī)械泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵，使熔煉室的真空度達(dá)到5×10^-2Pa，電子槍的真空度達(dá)到5×10^-3Pa；電子槍設(shè)置高壓為25-35kW，高壓預(yù)熱5-10min后，關(guān)閉高壓，設(shè)置電子槍束流為70-200mA，束流預(yù)熱5-10min，關(guān)閉電子槍束流。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于：步驟c中，熔煉后由加料裝置向石墨襯套中加入硅料，重復(fù)步驟c，直到達(dá)到指定量。