[发明专利]去除多晶硅中杂质磷和金属杂质的方法及装置

摘要

本发明一种去除多晶硅中杂质磷和金属杂质的方法及装置，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和金属杂质去除的方法。用电子束熔炼和感应加热相互配合的方式，完成对多晶硅的熔炼和凝固过程。用高纯硅粉平铺在水冷铜底座填满石英坩埚的镂空空间；将多晶硅料装入石英坩埚中，关闭真空装置盖；抽真空过程，先用机械泵、罗兹泵将真空室抽到低真空，再用扩散泵将真空抽到高真空；所用的装置由真空装置盖、真空圆桶构成装置的外壳，真空圆桶内腔即为真空室，真空室内装有熔炼系统。本发明有效提高了多晶硅的纯度，具有效率高、装置简单、节约能源的优点。

主权项

1、一种去除多晶硅中杂质磷和金属杂质的方法，其特征在于，用电子束熔炼和感应加热相互配合的方式，完成对多晶硅的熔炼和凝固过程，去除多晶硅中杂质磷及其他金属杂质，其步骤如下：1)、用高纯硅粉(13)平铺在水冷铜底座(9)填满石英坩埚(7)的镂空空间(a)；2)、将多晶硅料(5)装入石英坩埚(7)中，关闭真空装置盖(2)；3)、抽真空过程，先用机械泵(8)、罗兹泵(10)将真空室(3)抽到低真空10-0pa，再用扩散泵(11)将真空抽到高真空10-3pa以下；3)、设置功率为10-25kW给感应线圈(4)通电，温度达到1500℃将硅料全部融化；4)、给电子枪(1)预热，设置高压为25-35kW，高压预热5-10分钟，关闭高压，设置电子枪(1)束流为70-200mA，束流预热5-10分钟，关闭电子枪(1)束流；5)、再降低感应线圈(4)的功率到5-10kW，保温温度为1450℃用于维持石英坩埚(7)内多晶硅料(5)的液态状态；6)、同时打开电子枪(1)的高压和束流，稳定后用电子枪(1)轰击多晶硅料(5)，增大电子枪(1)束流到500-800mA，持续轰击50-70分钟；7)、启动拉锭杆(12)，以0.5-10mm/min的速度拉锭；8)、关闭电子枪(1)，将感应线圈(4)功率调高到10-25kW；9)、待整个拉锭过程结束后，降低感应线圈(4)功率，控制在以1-5℃/min的速度，直到温度降低到1000℃，关闭感应线圈(4)；10)、依次关闭扩散泵(11)、罗兹泵(10)、机械泵(8)待温度降到200℃左右时，打开放气阀(14)，打开真空装置盖(2)取出硅材料。