專(zhuān)利名稱(chēng)：多晶硅還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅的生產(chǎn)設(shè)備，尤其是一種用于生產(chǎn)多晶硅的多晶硅還原 爐。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越迅猛。作為太陽(yáng) 能光伏產(chǎn)業(yè)以及半導(dǎo)體工業(yè)主要的原料的多晶硅，其工業(yè)需求也是越來(lái)越大。目前，業(yè)界生產(chǎn)多晶硅的方法有多種，其中較為常見(jiàn)的是氫還原法。其是把提純好 的三氯氫硅和凈化好的氫氣作為原料，通入到反應(yīng)容器內(nèi)，在高溫、高壓環(huán)境下，兩者在反 應(yīng)容器內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成多晶硅，并沉積在反應(yīng)容器內(nèi)的電極發(fā)熱體上。隨著化學(xué)反應(yīng) 的繼續(xù)，沉積在電極發(fā)熱體上的多晶硅越來(lái)越多，逐漸的將發(fā)熱體全部覆蓋，變成一根外表 包裹著多晶硅的棒狀體，俗稱(chēng)硅棒。反應(yīng)容器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，多晶硅也會(huì)繼續(xù)沉 積在硅棒上，使得硅棒的半徑逐漸加大，直到最后達(dá)到預(yù)定的半徑尺寸，停止反應(yīng)容器內(nèi)的 化學(xué)反應(yīng)。業(yè)界通常使用多晶硅還原爐，作為實(shí)施上述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)容器。其自身的性能 好壞，對(duì)其生產(chǎn)的多晶硅的品質(zhì)有著重大的影響。其通常包括有底座以及設(shè)置于底座上的 爐體。進(jìn)一步的，底座上設(shè)置的位于爐體內(nèi)的用于沉積多晶硅的電極發(fā)熱體一般是由硅 材料制成的。由于硅材料的導(dǎo)電性很差，其電阻很高。因此使用前，先會(huì)使用高壓電將其擊 穿。由于相應(yīng)電壓設(shè)備的限制，通常提供的高壓電最高為10000伏，所以由硅材料制備的電 極發(fā)熱體的直徑一般也就是在6 8mm左右。隨著電極發(fā)熱體的直徑再增大，高壓擊穿設(shè) 備隨著工作能力的提高，也就是功率的提高，其設(shè)備投資的額度也會(huì)相應(yīng)提高很多，同時(shí)對(duì) 操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)的要求也會(huì)相應(yīng)提高很多。且，在對(duì)硅電極加熱體進(jìn)行高壓電擊穿操 作時(shí)，其操作較為復(fù)雜，受人力因素影響大，很容易因?yàn)橐馔?，?dǎo)致硅電極加熱體與爐體內(nèi) 壁接觸，如此高壓電也會(huì)同時(shí)擊穿爐體內(nèi)壁，導(dǎo)致設(shè)備損壞，進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本。另外，由于受電極發(fā)熱體直徑尺寸的限制，使得其要長(zhǎng)成較大預(yù)定尺寸的硅棒時(shí)， 其生長(zhǎng)周期會(huì)很長(zhǎng)。因此，業(yè)界急需一種多晶硅還原爐的解決方案，來(lái)改善或解決上述的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有業(yè)界使用的多晶硅還原爐，其使用的由硅材料制備的電極發(fā)熱體所 帶來(lái)的生產(chǎn)操作復(fù)雜，且生產(chǎn)成本相對(duì)高昂的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多晶硅還原爐，其操作簡(jiǎn)單。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種多晶硅還原爐，其包括有底 座以及其上設(shè)置的爐體。其中底座上還設(shè)置有電極發(fā)熱體，其制備材料包括有金屬材料鉭。 使用包括金屬材料鉭的材料來(lái)制備電極發(fā)熱體，一方面其本身耐高溫，可適合在高溫條件下使用。另一方面，其本身就具有導(dǎo)電性，因此，不需使用高壓電將其擊穿，以使其具有導(dǎo)電 性。因此，其制造的電極發(fā)熱體的直徑，并不會(huì)受到擊穿電壓的限制，而是可隨需要制備出 各種不同尺寸的電極發(fā)熱體。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，電極發(fā)熱體的直徑在15 75mm之間。例如，其具 體可以是，15、18、20、22、25、28、30、32、25、38、40、42、45、48、50，55，60，65，70，75讓等等進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，電極發(fā)熱體的直徑在30 60mm之間。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中電極發(fā)熱體為U形中空管。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，底座上設(shè)置有第一配接部，爐體上也相應(yīng)設(shè)置有用 于與底座第一配接部配接的第二配接部，爐體與底座通過(guò)兩者配接部的相互配接，配接在一起。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中爐體用于與底座接觸的底端向外延伸出有延 伸部，而第二配接部設(shè)置于延伸部上。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，延伸部向外延伸出的 距離，也就是其外端距離爐體內(nèi)壁的距離，可隨具體需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)而第二配接部 距離爐體內(nèi)壁的距離也是隨需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座的第一配接部為一個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，而爐體的 第二配接部為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座的第一配接部與爐體的第二配接部之間 還設(shè)置有一個(gè)密封元件。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座的第一配接部?jī)?nèi)設(shè)置有一個(gè)凹槽，密封元 件部分收容于該凹槽內(nèi)。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座和爐體上，還設(shè)置有緊固元件，例如。緊固 螺釘，以將兩者固定在一起。本發(fā)明的有益效果是，使用金屬材料鉭來(lái)制備多晶硅還原爐內(nèi)的電極發(fā)熱體，使 得電極發(fā)熱體的外形尺寸，不會(huì)在受到擊穿電壓的限制，從而使得其可根據(jù)多晶硅不同生 長(zhǎng)周期的需求，而制備出相應(yīng)外形尺寸的電極發(fā)熱體。而且鉭材料電極發(fā)熱體可以被制成 U形中空管，使得結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，且更加節(jié)省鉭材料，使得成本更低。另外，在爐體內(nèi)生產(chǎn)多晶硅的過(guò)程中，由于會(huì)涉及到氫，而鉭管在高溫氫氣氛下， 會(huì)出現(xiàn)氫脆問(wèn)題，而此問(wèn)題卻正好便于在多晶硅沉積完成后，方便了清除其內(nèi)的鉭管的工 藝。且，清除得到的鉭材料，可以回收利用制作新的鉭管，進(jìn)一步的降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明涉及的多晶硅還原爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明涉及的一種用于生產(chǎn)多晶硅的對(duì)晶硅還原爐100，其包括 有底座Iio和設(shè)置于其上的爐體120。固定在底座110上的兩個(gè)U形電極發(fā)熱體150，底座 110上還設(shè)置有進(jìn)氣口 113和若干出氣口 115。爐體120的爐壁為雙層，在雙層爐壁之間設(shè) 置有螺旋上升的冷卻管道或者導(dǎo)流槽，冷卻管道或?qū)Я鞑壑型ɡ鋮s水或冷卻油121，冷卻水或冷卻油121的進(jìn)口 123設(shè)置在爐體120的底部，出口 125設(shè)置在爐體120的爐頂，通過(guò)泵 (未圖示)對(duì)冷卻水或冷卻油121加壓，使其持續(xù)流動(dòng)，從而對(duì)爐體120進(jìn)行冷卻。進(jìn)一步的，底座110中部為雙層，其夾層中設(shè)置有冷卻水或冷卻油111。底座110 的外緣設(shè)置有第一配接部112。爐體120在底端向外延伸設(shè)置有延伸部122，于延伸部122 上設(shè)置有用于與第一配接部112配接的第二配接部124。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，延伸部122向外延伸出的距離，也就是其外端距離 爐體內(nèi)壁的距離，可隨具體需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)而第二配接部124距離爐體內(nèi)壁的距離 也是隨需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)一步的，在本實(shí)施方式中，底座110的第一配接部112為一個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，而爐體 120的第二配接部124為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)。通過(guò)底座110的第一配接部112與爐體120 的第二配接部124兩者之間的配接，來(lái)實(shí)現(xiàn)底座110與爐體120連接間的密封。由于底座 與爐體兩者本身就要承受爐體內(nèi)的高溫、高壓，因此爐體內(nèi)的反應(yīng)條件不會(huì)對(duì)其造成什么 影響。因此，在一定限度內(nèi)可保證兩者之間連接的密封性。在其他實(shí)施方式中，兩者的配接 部也可以是其它類(lèi)型的可相互配接的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步保證底座110與爐體120連接之間的密封 效果。其中底座110的第一配接部112與爐體120的第二配接部124之間還設(shè)置有一個(gè)密 封元件130。由于第一配接部112與第二配接部124兩者的配接位置，距離爐體內(nèi)壁126 有一定距離，同時(shí)也遠(yuǎn)離冷卻水或冷卻油111，因此使得其并不會(huì)直接承受與爐體內(nèi)的高溫 高壓，而且經(jīng)過(guò)冷卻水或冷卻油111的冷卻，密封元件130所處所以在該位置的溫度相對(duì)較 低，因此，在選擇密封元件上，就不必選擇可承受高溫高壓的材料制成的密封元件，只需選 擇可承受較高溫度的材料制成的密封元件即可，且其使用壽命也會(huì)較長(zhǎng)，因此，降低了生產(chǎn) 成本。進(jìn)一步的，底座110的第一配接部112內(nèi)設(shè)置有一個(gè)凹槽114，密封元件130部分 收容于該凹槽114內(nèi)。進(jìn)一步的，底座110和爐體120上，還設(shè)置有緊固元件，例如。緊固螺釘140，以將
兩者固定在一起。進(jìn)一步的，底座110上還設(shè)置有，一對(duì)成U形的電極發(fā)熱體150，其制備材料包括有 金屬材料鉭。使用包括金屬材料鉭的材料來(lái)制備電極發(fā)熱體，一方面其本身耐高溫，可適合 在高溫條件下使用。另一方面，其本身就具有導(dǎo)電性，因此，不需使用高壓電將其擊穿，以使 其具有導(dǎo)電性。因此，其制造的電極發(fā)熱體的直徑，并不會(huì)受到擊穿電壓的限制，而是可隨 需要制備出各種不同尺寸的電極發(fā)熱體。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為 限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán) 利要求書(shū)中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多晶硅還原爐，其包括有底座以及其上設(shè)置的爐體，其特征是，其中所述底座上設(shè)置有電極發(fā)熱體，其制備材料包括有金屬材料鉭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述電極發(fā)熱體的直徑在 15 75mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述電極發(fā)熱體的直徑在 30 60mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述電極發(fā)熱體為U形中空管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座上設(shè)置有第一配接 部，所述爐體上也相應(yīng)設(shè)置有用于與底座第一配接部配接的第二配接部，所述爐體與底座 通過(guò)兩者配接部的相互配接，配接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述爐體用于與底座接觸的 底端向外延伸出有延伸部，所述第二配接部設(shè)置于所述延伸部上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座的第一配接部為一 個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，而所述爐體的第二配接部為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座的第一配接部與爐 體的第二配接部之間還設(shè)置有一個(gè)密封元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座的第一配接部?jī)?nèi)設(shè) 置有一個(gè)凹槽，密封元件部分收容于該凹槽內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座和爐體上，還設(shè)置 有緊固元件，以將兩者固定在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶硅還原爐，其用于生產(chǎn)多晶硅。其包括有底座以及其上設(shè)置的爐體。其中底座上還設(shè)置有電極發(fā)熱體，其制備材料包括有金屬材料鉭。使用包括金屬材料鉭的材料來(lái)制備電極發(fā)熱體，一方面是其本身耐高溫，可適合在高溫條件下使用。另一方面，其本身就具有導(dǎo)電性，因此，不需使用高壓電將其擊穿，以使其具有導(dǎo)電性。因此，其制造的電極發(fā)熱體的直徑，并不會(huì)受到擊穿電壓的限制，而是可隨需要制備出各種不同尺寸的電極發(fā)熱體。
文檔編號(hào)C01B33/035GK101966992SQ20091005766
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者王春龍 申請(qǐng)人:王春龍