[发明专利]通过定向凝固提纯冶金级硅以及获得光电用途的硅锭的方法和装置

摘要

通过定向凝固提纯冶金级硅以及获得用于光电用途的硅锭的方法和装置。该方法包括石英坩埚(18)的预加热步骤，其中石英坩埚(18)被预加热至达到比硅的熔点高的温度，该石英坩埚容纳于安排在炉的腔体(4)内部的容纳外壳(19)。该炉的腔体(4)由覆盖结构(3)和底座(2)限定，其可相对于彼此移动或者相反地移动，即为了开启和关闭腔体(4)沿着垂直方向分别面向彼此或远离彼此地移动。经由电类型的加热装置(10)来使进行加热，该加热装置与覆盖结构(3)的壁相关联。在碳还原炉中碳还原周期结束时获得冶金级硅，冶金级硅以熔融态从碳还原炉中排出，且以熔融态直接转移到如以上所述地预加热的炉腔体内部的石英坩埚(18)中，该腔体关闭且在其内部生成压强比大气压高的惰性气体气氛。熔融态的硅穿过靠近在覆盖结构(3)的顶(7b)中形成的至少一个开口(13)而生成的至少一个惰性气体屏障来转移。然后该方法包括用于定向凝固熔融态硅的步骤，该定向凝固通过从石英坩埚的底部移除热、通过电类型的加热装置的有选择控制以及对由它们所传递的功率的调制来进行，直到硅完全凝固为锭。在凝固步骤期间，炉腔关闭，且在其内部在比大气压高的压强下保持惰性气体气氛。在凝固结束时，从炉腔取出容纳于容纳外壳(19)且包含如上所述地获得的锭的石英坩埚(18)，其通过从底座(2)移除覆盖结构(3)来开启。

主权项

一种用于通过定向凝固提纯冶金级硅且获得用于光电用途的硅锭的方法，在碳还原炉中的碳还原周期结束时所述冶金级硅以所述熔融态排出，其特征在于，所述方法包括以下的附加步骤：‑石英坩埚的预加热步骤，通过电类型的加热装加热到高达比硅的熔点高的温度，所述石英坩埚容纳于安排在炉的腔体内部的容纳外壳中，所述腔体由覆盖结构和底座限定，所述覆盖结构和底座可相对于彼此移动或者相反地移动，即为开启和关闭所述腔体而沿着垂直方向分别面向彼此或者远离彼此地移动，且所述电类型的加热装置与所述覆盖结构的壁相关联；‑用于将所述熔融态的所述冶金级硅直接转移到所述石英坩埚的步骤，所述石英坩埚由此预加热且容纳于安排在关闭的腔体内的所述容纳外壳中，所述覆盖结构和所述底座移动成彼此更靠近，且在其内部生成压强比大气压高的压强惰性气体气氛，所述熔融态硅通过至少一种惰性气体的屏障被灌入所述预加热石英坩埚，所述惰性气体屏障靠近在所述覆盖结构的顶部中形成的至少一个开口生成，所述屏障覆盖所述开口的至少一个区域；‑用于定向凝固所述熔融态硅的步骤，所述步骤通过从容纳于所述容纳外壳中的所述石英坩埚的底部移除热，且通过所述电类型加热装置的有选择控制和对由它们所传递的功率的调制来进行，直到硅完全凝固在锭中，且在所述腔体关闭期间，所述覆盖结构和所述底座移动成彼此更靠近，且所述开口被可移除类型的封闭元件阻塞，且在其内部保持压强比大气压高的惰性气体气氛；‑用于从所述腔体取出所述石英坩埚的步骤，所述石英坩埚容纳于所述容纳外壳中且包含由此从开启的腔体中获得的所述锭，所述覆盖结构和所述底座彼此分隔开。