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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104651929A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201310596052.5(22)申请日2013.11.22(71)申请人青岛隆盛晶硅科技有限公司地址266234山东省青岛市即墨市普东镇太阳能产业基地(72)发明人姜大川王登科安广野郭校亮谭毅(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)C01B33/037(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法及设备(57)摘要本发明属于冶金熔炼领域,特别涉及一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法及设备,该方法首先将炉体和电子枪抽真空,启动熔炼用电子枪对多晶硅料进行电子束熔炼,熔炼初步去除杂质氧;在辐射用电子枪作用下保持液态进一步除氧,最后通过水冷传输带引导进入铸锭装置中,进行定向长晶,得到多晶硅铸锭,该设备包括电子束熔炼组件和铸锭耦合组件,铸锭耦合组件包括铸锭装置,铸锭装置位于水冷传输带下方,且水冷传输带的导流口位于铸锭装置的石英坩埚中心的正上方,本发明首次提出了电子束熔炼除氧的工艺方法和用途,实现了电子束除氧的效果,同时结合铸锭耦合,降低了铸锭加热原料所需的能耗,大大提高了生产效率。CN104651929ACN104651929A权利要求书1/2页1.一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法,其特征在于:首先将炉体和电子枪抽真空,预热电子枪;然后通过加料装置向电子束熔炼炉水冷传输带上连续加入多晶硅料,启动熔炼用电子枪对多晶硅料进行电子束熔炼,熔炼初步去除杂质氧;初步除氧后的多晶硅液沿水冷传输带向下流动并在辐射用电子枪作用下保持液态进一步除氧,得到除氧后的多晶硅液;最后将除氧后的多晶硅液通过导流口引导进入铸锭装置中,进行定向长晶铸锭工艺,得到多晶硅铸锭。2.根据权利要求1所述的一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法,其特征在于具体步骤如下:(1)装料抽真空:将颗粒大小为10-30mm的多晶硅料清洗烘干后放入加料装置中,在铸锭装置的石英坩埚底部铺设6N的多晶硅铸锭底料,并将炉体和电子枪抽真空,预热电子枪10-15min;(2)初步除氧:通过加料装置向电子束熔炼炉水冷传输带上连续加入步骤(1)中的多晶硅料,启动熔炼用电子枪,设定熔炼用电子枪的电子束束流为200-1200mA熔化并熔炼多晶硅料初步去除其中的杂质氧;(3)进一步除氧:初步除氧后的多晶硅液沿水冷传输带向下流动并在辐射用电子枪作用下保持液态进一步除氧,得到除氧后的多晶硅液,此过程中设定辐射用电子枪的电子束束流为200-800mA;(4)多晶硅铸锭工艺:加热熔化铸锭装置的石英坩埚底部铺设的6N多晶硅铸锭底料,将除氧后的多晶硅液通过导流口引导进入铸锭装置的石英坩埚中,控制铸锭装置的加热器功率维持多晶硅为液态,连续向铸锭装置的石英坩埚中加入该多晶硅液,至达到石英坩埚体积的80%-85%后,进行定向长晶铸锭工艺,得到电子束除氧的多晶硅铸锭。3.根据权利要求1或2任一所述的一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法,其特征在于:所述炉体的真空度低于5×10-2Pa,所述电子枪的真空度低于5×10-3Pa。4.根据权利要求1或2任一所述的一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法,其特征在于:所述多晶硅料纯度为99.996%-99.998%,氧含量为4-20ppmw。5.根据权利要求2所述的一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的方法,其特征在于:所述步骤(2)中熔炼多晶硅料去除其中的杂质氧的熔炼时间为5-20min。6.一种根据权利要求1所述的电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的设备,包括炉体,其特征在于:炉体中设置有电子束熔炼组件和铸锭耦合组件,其中:电子束熔炼组件包括安装于炉体内上部的水冷传输带,该水冷传输带一侧的炉体壁上设置有加料装置,该加料装置的出料口位于水冷传输带上方,该水冷传输带另一侧向下倾斜并设有导流口,该水冷传输带顶部炉体上固定安装有熔炼用电子枪和辐射用电子枪;铸锭耦合组件包括铸锭装置,铸锭装置位于水冷传输带下方,且水冷传输带的导流口位于铸锭装置的石英坩埚中心的正上方。7.根据权利要求6所述的一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的设备,其特征在于:所述水冷传输带向下倾斜,其与水平面之间的倾斜角度为5°~15°。8.根据权利要求6所述的一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的设备,其特征在于:所述铸锭装置包括固定安装于炉体内底部的水冷机构,该水冷机构上设有石英坩埚,石英坩埚外壁上由内到外设有加热器和保温套筒。2CN104651929A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的一种电子束熔炼多晶硅