[发明专利]局部蒸发去除多晶硅中硼的方法及装置

摘要

本发明局部蒸发去除多晶硅中硼的方法及装置属于用物理冶金技术提纯多晶硅的技术领域，特别涉及一种利用电子束熔炼技术将多晶硅中的杂质硼去除的方法和装置。该方法用电子束对石墨坩埚中的多晶硅进行局部熔炼，将液态硅蒸发到石墨坩埚上方的沉积板上，收集沉积在沉积板上多晶硅的方法；该装置由真空盖、真空圆桶构成装置的外壳，真空圆桶的内腔即为真空室，真空室内装有熔炼系统，熔炼系统由电子枪、石墨坩埚、水冷铜托盘组成。该方法工艺简单，能耗低，环境污染小，提纯精度高；技术稳定，有利于大规模生产。

主权项

一种局部蒸发去除多晶硅中硼的方法，其特征在于，用电子束对石墨坩埚中的多晶硅进行局部熔炼，将液态硅蒸发到石墨坩埚上方的沉积板上，收集沉积在沉积板上多晶硅的方法，其步骤如下：1)、将含硼量为0.001％以下的高硼多晶硅(6)放入石墨坩埚(8)中，关闭真空盖(3)；2)、抽真空过程，先用机械泵(2)、罗兹泵(15)将真空室(12)抽到低真空1Pa，再用扩散泵(16)将真空抽到高真空0.001Pa以下；3)、通过水冷支撑杆(10)向水冷铜托盘(9)中通入冷却水，将水冷铜托盘的温度维持在40°以下；4)、给电子枪(13)预热，设置高压为25-35kW，高压预热5-10分钟，关闭高压，设置电子枪(13)束流为70-200mA，束流预热5-10分钟，关闭电子枪(13)束流；5)、同时打开电子枪(13)的高压和束流，稳定后用电子枪(13)轰击石墨坩埚(8)中心部位的高硼多晶硅(6)，使中心部位形成熔池，增大电子枪(13)束流到500-1000mA，持续轰击；6)、旋转沉积板(14)的支撑杆(1)，使沉积板(14)以每分钟2-30转的速度旋转，沉积蒸发到沉积板(14)上的低硼多晶硅(7)；7)、通过填料口(5)向石墨坩埚(8)中补充高硼多晶硅(6)，保证反应的持续进行；8)、待沉积结束后，关闭电子枪(13)，继续抽真空10-20分钟；9)、依次关闭扩散泵(16)、罗兹泵(15)、机械泵(2)，打开放气阀(11)，打开真空盖(3)，从沉积板(14)上取出硅材料；