[发明专利]一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法及设备

权利要求书

1.一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法，其特征是：先通过电子束在低磷、低金属的高纯硅锭的顶部形成稳定熔池，后将需提纯的硅粉落入熔池熔炼，实现粉体的快速熔化去除硅粉中的挥发性杂质磷，同时进行定向拉锭使低磷多晶硅进行定向凝固生长，通过分凝效应去除多晶硅中金属杂质。

2.根据权利要求1所述的一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法，其特征是：具体步骤如下：

第一步备料：采用低磷、低金属的高纯硅锭置于真空设备中做载体，在其上面装粉桶中装入需提纯的高磷、高金属粉体硅料；

第二步预处理：对真空设备进行抽真空，真空达到0.002Pa以下；然后对拉锭部件进行冷却，使坩埚的温度维持在25-45℃；给电子枪预热，设置高压为28-32kV，高压稳定5-10分钟后，关闭高压，设置电子枪束流为100-200mA进行预热，预热10-15分钟后，关闭电子枪束流；

第三步：除磷和金属杂质：同时打开电子枪的高压和束流，稳定后，通过电子枪以200-300mA的束流轰击低磷、低金属高纯硅锭，形成稳定的熔池；然后，调节电子枪束流大小，使束流维持在300－500mA，优选300mA-400mA，将装粉桶中的高磷、高金属硅粉落入熔池中，硅粉快速熔化去除挥发性杂质磷，同时按照匹配的速度向下拉锭；直至落粉结束后，首先关闭电子枪，10-15分钟后停止向下拉锭，继续抽真空35-50分钟；停止抽真空后进行放气，放气结束后取出硅锭即完成提纯。

3.一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法采用的设备，其特征是：设备采用真空盖、真空炉壁及装粉盖构成真空设备，真空设备内腔为真空室；真空室内上部装有装粉桶，装粉桶底部带有出料口，出料口装配有外驱式挡粉板，装粉桶出料口底部装有坩埚，坩埚底部装有拉锭机构，拉锭机构上装有硅锭，电子枪安装在真空室上部，电子束流对准硅锭。

4.根据权利要求3所述的一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法采用的设备，其特征是：所述真空设备外壳上安装有抽真空装置，抽真空装置采用机械泵、罗茨泵和扩散泵。

5.根据权利要求3所述的一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法采用的设备，其特征是：所述拉锭机构采用拉锭支撑杆安装在真空炉壁的底部，拉锭支撑杆上部安装有铜板，铜板上安装石墨块，石墨块上放置硅锭，拉锭支撑杆和铜板中开设有冷却流道，冷却流道接通冷却源。

6.根据权利要求3所述的一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法采用的设备，其特征是：所述装粉桶顶部带有装粉盖，装粉盖位于真空炉壁上，外驱式挡粉板为L形挡粉板，挡粉板一端转动安装在转动机构中，转动机构安装在真空炉壁外。

7.根据权利要求3所述的一种电子束除磷、除金属的耦合提纯多晶硅的方法采用的设备，其特征是：所述坩埚安装在支撑底座的顶部，支撑底座安装在真空炉壁的底部，支撑底座上安装有保温套。