高纯多晶硅的提纯系统及提纯方法

摘要

本发明公开了一种高纯多晶硅的提纯系统及用该系统制备高纯多晶硅的方法，该系统包括：置于密闭腔体中的硅料熔化装置、电迁移装置和定向凝固装置。硅料熔化装置和电迁移装置通过第一溢流管连接，电迁移装置和定向凝固装置通过第二溢流管连接。该方法的特征是对熔融硅液施加一个垂直于硅液流动方向的水平直流电场，在电场作用下，硅液中阳离子杂质和阴离子杂质分别向阴极和阳极方向迁移，并在两侧电极区域聚集，利用分流挡板使高杂质浓度硅液和高纯硅液分开，并将高纯硅液进行定向凝固铸锭，最终获得高纯多晶硅锭。本发明的优点是可以实现高纯硅的大规模连续提纯生产，具有提纯效果好、设备简单、投资少、生产成本低的优点。

主权项

一种高纯多晶硅的提纯系统，包括：置于密闭腔体(1)中的硅料熔化装置(2)、电迁移装置(3)和定向凝固装置(4)，其特征在于：硅料熔化装置和电迁移装置通过第一溢流管(21)连接，电迁移装置和定向凝固装置通过第二溢流管(31)连接；所述的硅料熔化装置(2)由置于中频感应圈(22)中的熔化坩埚(23)组成，在熔化坩埚上方，密闭腔体(1)的顶面安置有真空加料装置(5)；第一溢流管(21)从熔化坩埚底部正中间伸入熔化坩埚(23)内，伸入高度为熔化坩埚深度的1/3至2/3，第一溢流管的上端口安置有防止硅块落入溢流管的分料锥(51)，第一溢流管(21)的下端伸入电迁移保温腔(32)，熔化的硅液通过第一溢流管流入电迁移槽(33)的一端；所述的电迁移装置(3)包括：架空在电迁移保温腔(32)中的电迁移槽(33)，在电迁移槽的长度方向的相对两侧分别设置有电极板(34)，通过导线与密闭腔体(1)外的直流电源连接；电迁移槽(33)的另一端有三根横向均布的从电迁移保温腔(32)底部穿入电迁移槽(33)内的溢流管，这三根溢流管的伸入高度为电迁移槽深度的1/3至2/3，它们之间由固定在电迁移槽横向侧壁的分流挡板(35)分隔，其中中间的一根为收集高纯硅液的第二溢流管(31)，两边为收集高杂质浓度硅液的第三溢流管(36)，第三溢流管通向回收槽(37)，第二溢流管通向定向凝固装置(4)的凝固坩埚(41)中，分流挡板(35)的高度高于第二溢流管的高度，分流挡板的长度为溢流管直径的2至3倍；所述的定向凝固装置(4)包括：置于凝固保温腔(42)中的周围置有电阻加热器(44)的凝固坩埚(41)，凝固坩埚(41)置于升降平台(43)上，升降平台由支撑杆(45)支撑，由密闭腔体外的升降控制装置(46)控制。