[发明专利]一种横向凝固叠加电场提高多晶硅提纯得率的设备和方法

权利要求书

1.一种横向凝固叠加电场提高多晶硅提纯得率的设备，其特征在于，包括水冷柱，所述水冷柱的侧壁外侧设有石墨套筒，所述石墨套筒的侧壁外侧设有石墨坩埚，所述水冷柱、所述石墨套筒和所述石墨坩埚的轴线位于同一直线上，所述石墨坩埚的侧壁外侧设有环形发热体，所述环形发热体的侧壁外侧设有环形加热体，所述石墨坩埚的底部设有旋转托盘，所述水冷柱内设有循环流道，所述石墨套筒和所述石墨坩埚分别与电源正负极连接。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述石墨套筒与所述旋转托盘连接。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水冷柱的材质为不锈钢或铜。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述环形发热体为环形石墨发热体。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述环形加热体为环形感应线圈或环形石墨电极。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的设备，其特征在于：所述石墨坩埚的内壁涂有涂层，所述涂层为碳化硅或氮化硅层，所述石墨坩埚的纵截面呈倒等腰梯形状。

7.一种使用权利要求6所述的设备横向凝固叠加电场提高多晶硅提纯得率的方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、将硅料放置在所述石墨坩埚内，将反应空间抽真空至0.1-3Pa后冲入流动氩气，使反应空间内压强为60000-100000Pa，所述环形加热体以10℃/min的升温速度将所述环形发热体加热至1550℃，保温0.5-1h，得到完全熔化的硅熔体；

S2、所述循环流道内冲入冷却水，打开所述电源使所述石墨套筒与所述石墨坩埚之间形成电场，待多晶硅开始在所述石墨套筒的外壁形核后，所述石墨套筒和所述石墨坩埚随所述旋转托盘以1-300r/min的速度旋转，同时，所述环形发热体以1-10℃/h的降温速度降温；

S3、待80％的硅熔体凝固成多晶硅时，所述旋转托盘的旋转速度提升10-50％，同时，增加所述电源的电流；

S4、待90％的硅熔体凝固成多晶硅时，关闭所述电源，取出所述水冷柱和所述石墨套管。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中所述电源的电流为1A-50A。