[发明专利]一种去除多晶硅中杂质磷的方法及装置

摘要

本发明一种去除多晶硅中杂质磷的方法及装置属于用物理冶金技术提纯多晶硅的技术领域，特别涉及一种利用电子束熔炼技术将多晶硅中的杂质磷去除的方法及装置。该方法中采用双电子束，用旋转水冷铜坩埚的方式使电子束可以充分对多晶硅进行熔炼，可以在熔炼过程中加料实现连续作业，去除多晶硅中杂质磷。将多晶硅料装入水冷铜坩埚中，关闭真空装置盖；然后抽真空，给左、右电子枪预热。所用的装置由真空装置盖与真空圆桶构成装置外壳，真空圆桶内腔即为真空室。多晶硅中有害的杂质磷用电子束熔炼去除，充分完全，有效提高了多晶硅的纯度，实现连续作业。方法效率高、装置简单、节约能源。

主权项

1、一种去除多晶硅中杂质磷的方法，采用电子束去除多晶硅中杂质磷，其特征在于，此方法中采用双电子束，用旋转水冷铜坩埚的方式使电子束可以充分对多晶硅进行熔炼，可以在熔炼过程中加料实现连续作业，去除多晶硅中杂质磷，其步骤如下：1)、将多晶硅料(4)装入水冷铜坩埚(5)中，多晶硅的装入量为水冷铜坩埚(5)的三分之一位置，关闭真空装置盖(2)；2)、抽真空过程：先用机械泵(7)、罗兹泵(8)将真空室(3)抽到低真空10-0pa，再用扩散泵(9)抽到高真空10-3pa以下；3)、给左电子枪(15)、右电子枪(1)预热，设置高压为25-35kW，高压预热5-10分钟，关闭高压，设置左电子枪(15)、右电子枪(1)束流为70-200mA，束流预热5-10分钟，关闭左电子枪(15)、右电子枪(1)束流；4)、同时打开左电子枪(15)、右电子枪(1)的高压和束流，稳定后用左电子枪(15)、右电子枪(1)轰击多晶硅料(4)，增大左电子枪(15)、右电子枪(1)束流到500-800mA，持续轰击20-50分钟，直到多晶硅料(4)全部熔化；5)、调节右电子枪(1)的束流到零，旋转机械转轴(17)，机械转轴带动水冷铜坩埚(5)向左电子枪(15)的方向偏转45°，用左电子枪(15)轰击20-40分钟，反方向旋转机械转轴(17)，机械转轴带动水冷铜坩埚(5)反转45°，旋转水冷铜坩埚(5)归位；6)、增大右电子枪(1)的束流到500-800mA，调整左电子枪(15)的束流到零，旋转机械转轴(17)，机械转轴带动水冷铜坩埚(5)向右电子枪(1)的方向偏转45°，用右电子枪(1)轰击20-40分钟，继续旋转机械转轴(17)，机械转轴带动水冷铜坩埚(5)再向右电子枪(1)偏转45℃，垂直于右电子枪(1)，将液态硅倒入水冷铜容器(6)中后，反向旋转机械转轴(17)，机械转轴带动水冷铜坩埚(5)正方向转动90°，在将水冷铜坩埚(5)归位；7)、再由进料口(14)投入多晶硅(13)至水冷铜坩埚(5)中，到三分之一的位置，连续作业，重复4-6步；8)、关闭左电子枪(15)、右电子枪(1)；9)、依次关闭扩散泵(9)、罗兹泵(8)、机械泵(7)待温度降到200℃左右时，打开放气阀(11)，打开真空装置盖(2)从水冷铜容器(6)中取出硅锭。