[发明专利]热处理粒状硅的方法、粒状硅及制备硅单晶的方法

权利要求书

1.热处理由多晶颗粒组成的粒状硅的方法，所述方法包括：

-引导工艺气体沿着流动方向通过等离子室；

-在所述等离子室中产生等离子区；

-通过将微波辐射引入所述等离子室中而维持所述等离子区；

-通过所述工艺气体将所述粒状硅预热到不低于900℃的温度；

-与所述工艺气体的流动方向相反地，输送经预热的粒状硅通过所述等离子室和所述等离子区，其中暂时地使所述颗粒的外部区域熔化；及

-收集经等离子处理的粒状硅。

2.制备硅单晶的方法，所述方法包括：

-形成具有界面的熔融区，硅单晶在所述界面处生长；

-引导工艺气体沿着流动方向通过等离子室；

-在所述等离子室中产生等离子区；

-通过将微波辐射引入所述等离子室中而维持所述等离子区；

-通过所述工艺气体将由多晶颗粒组成的粒状硅预热到不低于900℃的温度；

-与所述工艺气体的流动方向相反地，输送经预热的粒状硅通过所述等离子室和所述等离子区，其中暂时地使所述颗粒的外部区域熔化；

-以感应方式使经等离子处理的粒状硅熔化；及

-将熔化的粒状材料送至所述熔融区。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述工艺气体具有还原特性，并且从粒状材料的表面去除氧化物层。

4.根据权利要求1至3之一的方法，所述方法包括：提供所述粒状硅通过在其中预热所述粒状硅的预热阶段的输送路径，及在所述预热阶段中提供挡板，由于存在挡板延长了所述粒状材料通过所述预热阶段的输送路径。

5.根据权利要求1或权利要求2的方法，所述方法包括：在通过所述工艺气体预热所述粒状硅之后，将所述工艺气体送回至气体入口而进入所述等离子室中。

6.根据权利要求3的方法，其特征在于，将所述粒状硅以经等离子处理的状态从所述等离子室在非氧化气氛中输送到以感应方式使所述粒状材料熔化的位置。

7.根据权利要求2或权利要求3的方法，其特征在于，所述粒状硅在以感应方式熔化之前具有不低于600℃的温度。

8.由多晶颗粒组成的粒状硅，所述多晶颗粒各自包含：表面、边缘区域和核心区域，其中在所述边缘区域中的晶体密度小于在所述核心区域中的晶体密度。

9.根据权利要求8的粒状硅，其中在所述边缘区域中的晶体密度不多于在所述核心区域中的晶体密度的20％。

10.根据权利要求8或权利要求9的粒状硅，其中所述边缘区域具有不小于30μm的厚度。

11.根据权利要求8至10之一的粒状硅，其中至少98重量％的所述颗粒具有600至8000μm的颗粒尺寸。

12.根据权利要求8至11之一的粒状硅，其包含至少一种杂质，其特征在于，在所述核心区域中的杂质浓度大于所述边缘区域。

13.根据权利要求12的粒状硅，其特征在于氯作为所述杂质，其中氯浓度比在所述边缘区域中的氯浓度与所述核心区域相等的情况下以算术方式确定的氯浓度低至少50％。