[发明专利]一种电子束熔炼多晶硅粉体的装置及方法

权利要求书

1.一种电子束熔炼多晶硅粉体的装置，包括熔炼室、电子枪及其真空系统、熔炼室真空系统、坩埚和进料系统，其特征在于：所述进料系统包括加料仓(2)和位于其下的入料仓(3)，所述加料仓(2)和入料仓(3)间通过蝶阀(9)隔离；入料仓(3)底部设有通入熔炼室的入料口(12)，入料口(12)下端连接螺旋加料器(6)；入料口(12)的上方设有料位传感器(10)，所述料位传感器(10)与报警器(11)相连；加料仓(2)的顶端一侧设有加料口(1)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述加料仓(2)中与加料口(1)相对的一侧设有隔离网(8)，所述隔离网(8)的孔径小于80目，其与垂直方向的夹角为30～60度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述螺旋加料器(6)接收来自入料仓(3)的物料；所述螺旋加料器(6)的散料口(7)位于坩埚的正上方。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述加料系统包括加料真空系统。

5.一种利用权利要求1所述装置进行多晶硅熔炼的方法，其特征在于：包括下述工艺步骤：

①可选地，在坩埚中放置多晶硅原料，关闭熔炼室仓门；从加料口(1)中加入多晶硅粉体，调节蝶阀至垂直状态，关闭加料口(1)；

②分别对熔炼室、电子枪、加料系统抽真空，使熔炼室与加料系统的真空度达到5×10^-2Pa，使电子枪的真空度达到5×10^-3Pa，翻转蝶阀(9)至水平状态；给电子枪预热，设置高压为25～35kW，高压预热5～10min后，关闭高压，设置电子枪束流为70～200mA，束流预热5～10min，关闭电子枪束流；同时开启电子枪的高压和束流，稳定后用电子枪轰击熔炼坩埚中的多晶硅原料，逐渐增大电子枪功率至100～300kW，使其全部熔化，之后保持功率；

③将螺旋加料器(6)的加料速率控制在20～100g/min，多晶硅粉体落至坩埚中；持续加多晶硅粉体和熔化过程，当入料仓(3)中的多晶硅粉体减少至料位传感器(10)位置以下时，报警器(11)报警，关闭加料系统的真空系统；从加料口(1)中补充粉体多晶硅，关闭加料口(1)，开启真空系统，抽真空至5×10^-2Pa后，开启蝶阀(9)至垂直状态，进行补料，补料结束后，使蝶阀处于水平状态；

④重复步骤③，直至硅熔体达到计划熔炼量。