[發明專利]熱處理粒狀硅的方法、粒狀硅及制備硅單晶的方法

在審

• 申請號: 201680048555.0
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107922196A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: G·布倫寧格
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: C01B33/02
• 分類號: C01B33/02;C30B29/06;C30B13/00;C30B35/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 李振東,過曉東

1.熱處理由多晶顆粒組成的粒狀硅的方法，所述方法包括：

-引導工藝氣體沿著流動方向通過等離子室；

-在所述等離子室中產生等離子區；

-通過將微波輻射引入所述等離子室中而維持所述等離子區；

-通過所述工藝氣體將所述粒狀硅預熱到不低于900℃的溫度；

-與所述工藝氣體的流動方向相反地，輸送經預熱的粒狀硅通過所述等離子室和所述等離子區，其中暫時地使所述顆粒的外部區域熔化；及

-收集經等離子處理的粒狀硅。

2.制備硅單晶的方法，所述方法包括：

-形成具有界面的熔融區，硅單晶在所述界面處生長；

-引導工藝氣體沿著流動方向通過等離子室；

-在所述等離子室中產生等離子區；

-通過將微波輻射引入所述等離子室中而維持所述等離子區；

-通過所述工藝氣體將由多晶顆粒組成的粒狀硅預熱到不低于900℃的溫度；

-與所述工藝氣體的流動方向相反地，輸送經預熱的粒狀硅通過所述等離子室和所述等離子區，其中暫時地使所述顆粒的外部區域熔化；

-以感應方式使經等離子處理的粒狀硅熔化；及

-將熔化的粒狀材料送至所述熔融區。

3.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述工藝氣體具有還原特性，并且從粒狀材料的表面去除氧化物層。

4.根據權利要求1至3之一的方法，所述方法包括：提供所述粒狀硅通過在其中預熱所述粒狀硅的預熱階段的輸送路徑，及在所述預熱階段中提供擋板，由于存在擋板延長了所述粒狀材料通過所述預熱階段的輸送路徑。

5.根據權利要求1或權利要求2的方法，所述方法包括：在通過所述工藝氣體預熱所述粒狀硅之后，將所述工藝氣體送回至氣體入口而進入所述等離子室中。

6.根據權利要求3的方法，其特征在于，將所述粒狀硅以經等離子處理的狀態從所述等離子室在非氧化氣氛中輸送到以感應方式使所述粒狀材料熔化的位置。

7.根據權利要求2或權利要求3的方法，其特征在于，所述粒狀硅在以感應方式熔化之前具有不低于600℃的溫度。

8.由多晶顆粒組成的粒狀硅，所述多晶顆粒各自包含：表面、邊緣區域和核心區域，其中在所述邊緣區域中的晶體密度小于在所述核心區域中的晶體密度。

9.根據權利要求8的粒狀硅，其中在所述邊緣區域中的晶體密度不多于在所述核心區域中的晶體密度的20％。

10.根據權利要求8或權利要求9的粒狀硅，其中所述邊緣區域具有不小于30μm的厚度。

11.根據權利要求8至10之一的粒狀硅，其中至少98重量％的所述顆粒具有600至8000μm的顆粒尺寸。

12.根據權利要求8至11之一的粒狀硅，其包含至少一種雜質，其特征在于，在所述核心區域中的雜質濃度大于所述邊緣區域。

13.根據權利要求12的粒狀硅，其特征在于氯作為所述雜質，其中氯濃度比在所述邊緣區域中的氯濃度與所述核心區域相等的情況下以算術方式確定的氯濃度低至少50％。