[发明专利]晶体硅提纯集成系统

摘要

一种晶体硅提纯集成系统包括：第一破碎装置、酸洗装置、原料硅矿热炉、第二破碎装置、除碳装置、电子束熔炼装置；通过第一破碎装置将粗硅料破碎，酸洗装置酸洗破碎料后利用原料硅矿热炉进行渣洗熔炼以获得原料硅。第二破碎装置对原料硅破碎后，除碳装置煅烧以降低第二破碎装置生产出的破碎料中的碳含量，电子束熔炼装置对煅烧后的破碎料进行熔炼除磷及以面积变化的面扫描方式及按照第一预定功率对除磷后的原料进行扫描升温，利用熔池与结晶的物料之间的固液界面来使杂质不断的向熔池内汇集、挥发；控制电子束枪以面积不变的面扫描方式且功率逐渐缩小而获得多晶硅半成品，将多晶硅半成品的底部和顶部杂质富集区锯切以获得多晶硅。

主权项

一种晶体硅提纯集成系统，其特征在于，包括：第一破碎装置、酸洗装置、原料硅矿热炉、第二破碎装置、除碳装置、电子束熔炼装置；第一破碎装置将粗硅料破碎至30～150目，以获得第一破碎料；酸洗装置将第一破碎装置生产出的第一破碎料进行酸洗，以去除第一破碎料表面的杂质；原料硅矿热炉采用埋弧冶炼方式进行渣洗熔炼酸洗装置酸洗除杂后的第一破碎料以获得原料硅；第二破碎装置对原料硅矿热炉生产出的原料硅进行破碎，以获得第二破碎料，第二破碎料的目数为30～150目；除碳装置将第二破碎装置生产出的第二破碎料进行煅烧，以降低第二破碎料中的碳含量，其中煅烧后的第二破碎料中的碳含量小于0.4ppm；电子束熔炼装置包括控制装置、加料装置、炉体、设置在炉体内的两个熔炼坩埚、一个水冷铜坩埚及对应设置在熔炼坩埚、水冷铜坩埚上方电子束枪，控制装置控制加料装置、熔炼坩埚、水冷铜坩埚、电子束枪工作，两个熔炼坩埚平行设置，水冷铜坩埚设置在两个熔炼坩埚下方，且位于两个熔炼坩埚之间，加料装置设置在炉体上，以在控制装置的控制下将预定量的煅烧后的第二破碎料加入到两个熔炼坩埚中，控制装置控制两个熔炼坩埚上方的电子束枪对两个熔炼坩埚中的第二破碎料进行熔炼除磷，控制装置控制两个熔炼坩埚将熔融的原料先后交替流入水冷铜坩埚，控制装置控制水冷铜坩埚上方的电子束枪以面积变化的面扫描方式及按照第一预定功率对流入水冷铜坩埚中的原料进行扫描升温，以保证在水冷铜坩埚内有一个预定厚度的熔池，利用熔池与结晶的物料之间的固液界面来使杂质不断的向熔池内汇集、挥发；其中，面积变化的面扫描方式是指调整电子束扫描面扩大、缩小的频率，使水冷铜坩埚中被扫描的区域不断由大至小的变换，来实现对熔区移动速度和结晶速度的控制；在水冷铜坩埚内的原料流满后，控制装置控制水冷铜坩埚上方的电子束枪以面积不变的面扫描方式且功率逐渐缩小，来降低功率及将硅锭中的杂质集中至硅锭顶部中心，待水冷铜坩埚中的冷却后出锭，获得多晶硅半成品，将多晶硅半成品的底部和顶部杂质富集区锯切，以获得多晶硅。