[发明专利]一种电子束诱导定向凝固除杂的方法

权利要求书

1.一种电子束诱导定向凝固除杂的方法，其特征是：（1）取料、预处理：首先取铝、钙含量高的纯度为98.5%-99.9%冶金级多晶硅，将其清洗烘干后置于电子束熔炼炉中的坩埚内，抽取电子束熔炼炉真空至2×10-2Pa以下；

（2）电子束熔炼蒸发除杂：电子枪预热后，启动电子枪，以400-700mA的束流轰击多晶硅，至全部熔化，形成熔池，不断移动电子束的束斑，使之能够较均匀的熔炼硅熔体，持续熔炼30-60min；

（3）电子束诱导定向凝固除杂：然后采用对数降束的方式降低电子束的束流，待电子束束流降低到100-150mA时，停止降束，熔体缓慢凝固形成铸锭，关闭束流，待炉体冷却25-40分钟后打开炉门，取出铸锭，将铸锭顶部中心铝和钙含量较高的尖状突起切除，即可得到低铝、低钙的多晶硅铸锭。

2.根据权利要求1所述的一种电子束诱导定向凝固除杂的方法，其特征是：所述具体步骤如下：

（1）取料、预处理：选取杂质铝、钙含量较高的冶金级硅作为原料，其中硅的质量分数为98.5%-99.9%，将原料破碎成小块，置于分析纯酒精中超声波震荡清洗，去除表面残留的油污和灰尘；已清洗的硅料经烘干处理后置于电子束熔炼炉中的水冷铜坩埚内；用机械泵、罗茨泵和扩散泵抽炉体真空至2×10-2Pa以下；

（2）电子束熔炼蒸发除杂：启动电子枪，设置高压为30kV、以束流400-700mA轰击多晶硅料表面，电子束与硅直接作用区首先发生熔化，然后熔池迅速扩大，至全部硅料都形成熔池，此后不断地移动电子束的束斑，使之能够较均匀的熔炼硅熔体，持续熔炼30-60min，部分杂质铝、钙在电子束高温作用下蒸发去除；

（3）电子束诱导定向凝固除杂：以对数                                               的速度降低电子束的束流，硅熔体将以线性方式进行定向凝固，杂质向熔体顶部富集，待电子束束流降低到100-150mA时，停止降束，熔体缓慢凝固形成铸锭，关闭束流，待炉体冷却30分钟后打开炉门，取出铸锭，将铸锭顶部中心位置的铝和钙含量较高的尖状突起切除，即可得到低铝、低钙的多晶硅铸锭。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种电子束诱导定向凝固除杂的方法，其特征是：所述铝、钙含量高的多晶硅是指其中铝60-120ppmw，钙25-50ppmw。

4.根据权利要求1或2任一所述的一种电子束诱导定向凝固除杂的方法，其特征是：所述低铝、低钙的多晶硅铸锭是指其中铝含量低于0.13ppmw，钙含量低于0.18ppmw。

5.根据权利要求1或2任一所述的一种电子束诱导定向凝固除杂的方法，其特征是：所述电子束的光斑形态设置为圆形。