[发明专利]基于电子束熔炼利用引锭杆制造多晶硅的装置及方法

权利要求书

1.一种多晶硅制造装置，包括：

真空室；

第一电子枪和第二电子枪，布置在所述真空室的上侧，从而将电子束照射到所述真空室中；

硅熔炼单元，放置在与所述第一电子枪对应的第一电子束照射区域上，并且粉末状原料硅被供给到该硅熔炼单元并且被所述第一电子束熔化；以及

单向凝固单元，放置在与所述第二电子枪对应的第二电子束照射区域上，所述单向凝固单元中设置有起熔块，沿着向下方向驱动该起熔块，以便沿着向下方向传送熔融硅，并且所述单向凝固单元的下部形成有冷却通道，使得所述熔融硅从所述熔融硅的下部到上部凝固和被铸造，所述起熔块包括引锭杆，该引锭杆具有与该引锭杆的上部接合的硅扣。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述引锭杆由石墨制成。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，与所述硅扣接合的所述引锭杆的表面是多孔表面。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述单向凝固单元设置有铸造容器，所述铸造容器由铜制成并且下端形成有冷却通道。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述硅扣具有8N到10N的纯度和10到15mm的厚度。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述硅扣通过在所述单向凝固单元内对待熔化硅块进行熔化而形成，并接合到所述引锭杆。

7.一种多晶硅制造装置，包括：

电子枪；

硅熔炼单元，填充有被所述电子枪熔化的硅；以及

单向凝固单元，从所述硅熔炼单元接收熔融硅，该单向凝固单元中包括起熔块，该起熔块使得所述熔融硅沿着所述单向凝固单元的向下方向传送所述熔融硅，

其中，所述起熔块包括与所述熔融硅面对的硅扣和与所述硅扣接合的引锭杆。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述硅扣的纯度高于所述熔融硅的纯度。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述引锭杆具有多孔表面。

10.一种多晶硅制造方法，包括：

将粉末状原料硅供给到硅熔炼单元，并且通过对所述原料硅照射电子束来熔化所供给的原料硅；

持续供给和熔化所述原料硅，使得所述熔融硅从所述硅熔炼单元溢出；

通过单向凝固单元接收从所述硅熔炼单元溢出的所述熔融硅，通过驱动具有硅材料的起熔块沿向下方向传送所述熔融硅，然后从所述熔融硅的下部到上部使所述熔融硅凝固，以形成精炼硅锭；以及

切除所述精炼硅锭的上部，以从所述硅锭中去除金属杂质。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述起熔块以0.005到0.05mm/s的速率被降低。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述原料硅具有2N的纯度和1到2mm的平均颗粒直径。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，在熔化所供给的原料硅时，挥发性杂质在真空下从所述原料硅中挥发。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述熔融硅的凝固过程中，包含在所述熔融硅中的金属杂质随着固/液界面移动到所述熔融硅的上部。