[发明专利]一种在多晶硅定向凝固中提高提纯得率的设备及方法

权利要求书

1.一种在多晶硅定向凝固中提高提纯得率的设备，包括高纯石英棒探测器(2)、中频感应线圈(5)、石墨发热层(4)、碳毡保温层(6)和石英坩埚(8)，其特征在于：所述设备还包括从设备顶部穿过至设备腔室内的水冷盘装置，所述水冷盘装置包括水冷盘移动杆(1)，水冷盘(3)和设置在水冷盘装置内的冷却水循环系统(7)，所述水冷盘装置可上下移动，使水冷盘(3)探入石英坩埚(8)内部。

2.根据权利要求1所述的在多晶硅定向凝固中提高提纯得率的设备，其特征在于：所述水冷盘移动杆(1)通过液压或丝杠传动装置控制。

3.根据权利要求1所述的在多晶硅定向凝固中提高提纯得率的设备，其特征在于：所述水冷盘(3)的大小为其边缘距离石英坩埚(8)的壁5～30mm。

4.根据权利要求1所述的在多晶硅定向凝固中提高提纯得率的设备，其特征在于：所述水冷盘(3)的形状与石英坩埚(8)的底面形状相同。

5.利用权利要求1～4任意一项所述的设备提高提纯得率的方法，包括以下步骤：

①将块状多晶硅置于石英坩埚(8)中，关闭仓门，抽真空至1×10^-2Pa以下，控制高纯石英棒探测器(2)和水冷盘(3)离开硅表面，加热至1450～1500℃，使硅料熔化，调整底部的碳毡保温层(4)，使石英坩埚(8)内底部温度低于顶部温度，利用定向凝固原理，使金属杂质集于硅熔体顶部，形成高金属杂质区；

②通过高纯石英棒探测器(2)测定固液分界面距熔体顶部表面20～30mm时，控制温度保持固液分界面不再变化，启动水冷盘装置，使水冷盘(3)贴近硅熔体上表面，从硅熔体上表面进行逆定向凝固，保持30～60min；

③逆定向凝固完成后，定向凝固和逆定向凝固界面出形成断裂带，使硅锭随炉冷却后，直接将高金属杂质区的一段分离。