[发明专利]一种物理除磷制备多晶硅的方法及设备

摘要

一种物理除磷制备多晶硅的方法及设备，公布了一种使用物理方法降低冶金级硅中磷含量的方法和设备。该方法主要利用磷的物理特性，经过将冶金级硅在特定的环境下将磷去除，使其达到太阳能级硅的要求，同时设计出了一种带微孔搅拌托盘的与上述方法配套使用的设备。本发明过程简单，效率高，且节能环保，适合推广使用。

主权项

一种物理除磷制备多晶硅的方法，其特征在于，利用硅液良好的流动特性，将装有金属硅的坩埚安装在密闭的高温精炼炉中，在一定的炉内压力下，加热熔化至液体状态，利用配套使用的除磷制备多晶硅的设备使硅液形成内流动，同时持续改变硅液表面扩散面积，使硅液内部的磷不断通过硅液表面持续气化蒸发，并将气化的磷不断置换出来。使磷的含量降低到0.7PPm以下，符合太阳能级多晶硅要求；其具体步骤如下：1)选用优质金属硅(P含量要求低于3ppm)，其粒度要求在1～3厘米，并用去离子水洗净烘干，将金属硅均匀装放于坩埚内，并将装好料的坩埚安装在高温精炼炉中；2)将坩埚缓慢升温加热至硅全熔化状态，维持温度至1450～1550度，开启投入炉内环境气体置换系统并维持炉内压力在设定在1000～3000帕的负压状态下；3)下降配套使用的除磷制备多晶硅的设备至硅液内，由于硅液流动性能良好，除磷制备多晶硅的设备在搅拌时，硅液通过托盘微孔形成硅液内部相对流动，同时使硅液表面形成波纹，使硅液内部的磷不断蒸发气化，并不断地置换出炉内环境气体，使磷不断地被置换出来，维持此状态运行三小时后停止搅拌，在高纯惰性气体环境下定向冷却，完成除磷工作。