專利名稱：用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)器及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)多晶硅的系統(tǒng)，尤其涉及生產(chǎn)棒狀多晶硅的反應(yīng)器及包含該反應(yīng) 器的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，多晶硅生產(chǎn)主要采用改良西門子工藝法。所說(shuō)西門子工藝的原理就是在 1100°C左右的高純硅芯上用高純氫(H2)還原高純?nèi)葰涔?SiHC13)，生成多晶硅沉積在 硅芯上。改良西門子工藝則是在西門子工藝的基礎(chǔ)上，增加了還原尾氣干法回收系統(tǒng)、四氯 化硅(SiC14)氫化工藝，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，通過(guò)采用大型還原爐，降低了單位產(chǎn)品的能耗。改良西門子工藝主要采用鐘罩型反應(yīng)器(也稱為還原爐)和與電極相連的硅芯作 為沉積基底，采用高溫還原工藝，以高純的SiHC13在H2氣氛中還原沉積而生成多晶硅。上 述化學(xué)氣相沉積過(guò)程是在鐘罩型的反應(yīng)器中進(jìn)行的，該反應(yīng)容器是密封的，底盤上安裝有 出料口和進(jìn)料口以及若干對(duì)電極，電極上連接著直徑5-10mm、長(zhǎng)度1500-3000mm的硅芯，每 對(duì)電極上的兩根硅芯又在另一端通過(guò)一較短的硅棒相互連接形成配對(duì)硅芯。當(dāng)向與該配 對(duì)硅芯電連通的電極施加6 12kV左右的高壓時(shí)，硅芯和硅棒都被擊穿導(dǎo)電并被加熱至 1000-1150°C，SiHC13在硅芯的表面發(fā)生反應(yīng)，其所含的硅經(jīng)氫還原，沉積在硅芯的表面上， 使硅芯的直徑逐漸增大，最終達(dá)到120-200mm左右。通常情況下，生產(chǎn)直徑為120-200mm的 高純硅棒，所需的反應(yīng)時(shí)間大約為150-300小時(shí)。由于爐筒和底盤一般為圓形，因此在傳統(tǒng)的還原爐中，一般將硅芯按圓形進(jìn)行排 列，底盤上設(shè)有原料氣進(jìn)出口。專利號(hào)為ZL200820006917. 2的中國(guó)專利就公開了這樣的還 原爐，其中，在該還原爐的底盤上分兩個(gè)圓周均勻布置13對(duì)電極(對(duì)應(yīng)13對(duì)電極)，外周布 置8對(duì)電極，內(nèi)周布置5對(duì)電極，而進(jìn)氣噴口均勻分布在底盤上。這種布局提高了還原爐內(nèi) 空間的利用率，并使內(nèi)外圈耗電功率接近，與傳統(tǒng)的12對(duì)電極相比，每爐的多晶硅生產(chǎn)量 得到提高，相應(yīng)地，生產(chǎn)成本及耗能被降低。類似地，專利號(hào)為ZL200820006916.8的中國(guó)專利也公開了這樣的還原爐，其中， 在該還原爐的底盤上分三個(gè)圓周均勻布置18對(duì)電極(對(duì)應(yīng)18對(duì)硅芯)，最外一周布置9對(duì) 電極，最內(nèi)一周布置3對(duì)電極，中間一周布置6對(duì)電極，進(jìn)氣噴口則均勻地分布在底盤上。這 種布局能夠進(jìn)一步提高還原爐的產(chǎn)量，進(jìn)而降低多晶硅的生產(chǎn)成本和能耗。出于持續(xù)不斷的節(jié)能降耗需求，專利號(hào)為ZL200820105591. 9的中國(guó)專利對(duì)上述 底盤上電極對(duì)的布局作了進(jìn)一步的改進(jìn)。該專利所公開的還原爐仍分三個(gè)圓周布置電極 對(duì)，但是每個(gè)圓周上的電極對(duì)數(shù)量都增加了，使電極對(duì)的總量達(dá)到了 24對(duì)。這樣的電極對(duì) 布局使得每爐的多晶硅產(chǎn)量得到大幅度的提升，隨之而來(lái)的是生產(chǎn)成本和能耗的大幅度降 低。盡管上述的電極對(duì)圓形布局有助于多晶硅產(chǎn)量的提高以及生產(chǎn)成本和能耗的降 低，但是這種圓形布局方式仍存在缺陷。一種缺陷就是硅芯按圓形排列時(shí)，相鄰硅芯之間的 距離不同，在空間構(gòu)成的幾何形態(tài)也有差別，不利于還原爐內(nèi)氣體流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的均勻分布，氣體流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)不均勻會(huì)導(dǎo)致生成的多晶硅棒表面出現(xiàn)明顯的顆粒，造成質(zhì)量 的下降。另一種缺陷是圓形排列的硅芯對(duì)還原爐空間的利用率并不是最高的，而反應(yīng)空間 利用率將會(huì)直接影響多晶硅沉積速率、原料的一次轉(zhuǎn)化率以及反應(yīng)器內(nèi)熱效率，即直接影 響多晶硅生產(chǎn)成本。因此，仍然存在對(duì)硅芯布局方式進(jìn)行改進(jìn)的需求，以改進(jìn)還原爐內(nèi)氣體流場(chǎng)的分 布和提高還原爐空間的利用率，從而提高多晶硅產(chǎn)量，降低多晶硅的生產(chǎn)成本和能耗。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)器，尤其是棒狀多晶 硅。該反應(yīng)器采用如下的技術(shù)方案其包括底盤和罩在底盤上的筒體，底盤上密集地設(shè)有多 對(duì)硅芯座、至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口，硅芯座中心、進(jìn)氣口中心和排氣口中心一起 在底盤上構(gòu)成中心點(diǎn)陣，中心點(diǎn)陣的至少一部分中心點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)之間的距離都相等。采用硅芯、原料氣進(jìn)口和尾氣出口密集排布的方式可以提高反應(yīng)器內(nèi)沉積表面 積，減少反應(yīng)器無(wú)效空間，提高能量密度及利用率，降低平均熱損失，從而直接降低棒狀多 晶硅生產(chǎn)成本。同時(shí)，中心點(diǎn)陣的至少一部分中心點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)之間的距離保持相等可 以使原料進(jìn)氣更加均衡，得到更加優(yōu)化的原料氣流場(chǎng)，從而改善棒狀多晶硅表面形貌，提升 多晶娃廣品質(zhì)量。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，至少部分中心點(diǎn)中的任意相鄰的三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)成 正三角形。進(jìn)一步地，位于底盤中部的任意相鄰的三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形；位于底盤外部 的中心點(diǎn)沿底盤的圓周向布置在至少一個(gè)圓周上。或者，位于所述底盤外部的任意相鄰的三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形；位于所述底盤 中部的中心點(diǎn)沿所述底盤的圓周向布置在至少一個(gè)圓周上。進(jìn)一步地，布置在圓周上的硅芯座中心點(diǎn)為偶數(shù)。作為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所有中心點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)之間的距離均相等， 并且任意相鄰的三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形。正三角形是最為密集的點(diǎn)陣排布方式，此種排列中，在相同面積的底盤上，當(dāng)點(diǎn)距 一定，原料氣進(jìn)口與尾氣出口數(shù)量一定時(shí)，能夠設(shè)置最多數(shù)量的硅芯，從另一方面看，當(dāng)硅 芯數(shù)量和氣體進(jìn)出口數(shù)量一定，并且點(diǎn)距一定時(shí)，所需的底盤面積最小。進(jìn)一步地，任意兩個(gè)相鄰中心點(diǎn)之間的距離例如為150mm 300mm，優(yōu)選為 210mm 250mm。作為本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，筒體包括封頭和筒身，筒身高度例如為1.8m 3m，優(yōu)選則為2. Im 2. Sm。筒體上設(shè)有至少一個(gè)觀察窗。筒體由金屬材料制成，并且設(shè)有 冷卻夾套以供冷卻介質(zhì)從其中流過(guò)。冷卻介質(zhì)例如為水或?qū)嵊汀＿M(jìn)一步地，與筒身的內(nèi)壁相鄰的硅芯座中心與該內(nèi)壁之間的距離都相等，例如為 150mm 300mm，優(yōu)選為 180mm 230mm。作為本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，底盤由金屬材料制成，并且底盤設(shè)有冷卻夾套 以供冷卻介質(zhì)從其中流過(guò)。冷卻介質(zhì)例如為水或?qū)嵊汀＿M(jìn)一步地，硅芯座由石墨材料制成。每個(gè)硅芯座可接納一根棒狀硅芯，硅芯經(jīng)其下端豎向插入硅芯座，硅芯的上端則與相鄰的另一根硅芯的上端經(jīng)由連接件聯(lián)接成配對(duì)硅 芯，以允許施加電流通過(guò)該配對(duì)硅芯。連接件為水平放置的硅棒，硅棒短于硅芯。在該實(shí)施 例中，硅芯的電阻率與待生產(chǎn)的多晶硅的電阻率相同，并且硅棒和硅芯由相同材料制成。硅 芯和硅棒可以通過(guò)直拉法、區(qū)熔法或切割法生產(chǎn)，硅芯和硅棒可以是適合的任意形狀。硅芯 的直徑或當(dāng)量直徑例如為6mm 20mm，高度例如為1. 8m 3m，更優(yōu)選地，硅芯的直徑或當(dāng) 量直徑為8mm 10mm，高度為2m 2. 8m。優(yōu)選地，硅芯座數(shù)量為6的倍數(shù)，例如12對(duì)、24對(duì)、36對(duì)、48對(duì)或60對(duì)。本發(fā)明還公開了一種用于生產(chǎn)多晶硅的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含本發(fā)明所公開的反應(yīng)總地講，與現(xiàn)有還原爐相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)實(shí)現(xiàn)了更密集的硅芯排布，提高了還原爐內(nèi)熱能利用率，縮減了還原爐內(nèi)無(wú)效 空間，減少了熱損失，降低了單位能耗，并抑制了副反應(yīng)，提高了單程收率。2)實(shí)現(xiàn)了更均勻的流場(chǎng)分布，改善了原料在硅芯表面的分配，優(yōu)化了棒狀多晶硅 產(chǎn)品表面形貌，提升了多晶硅沉積速率，縮短了沉積時(shí)間，提升了產(chǎn)能。


以下通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明中的裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但這些實(shí)施 例僅僅是例示的目的，并不旨在對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行任何限定。圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的立式截面示 意圖。圖2為圖1所示實(shí)施例的中心點(diǎn)陣排布示意圖。圖3為本發(fā)明的用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)器的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的中心點(diǎn)陣排布 示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)器一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。如圖1所示，反應(yīng)器 1主要包括鐘罩式筒體11、底盤12、硅芯座13、硅芯14和橫梁硅棒17、原料進(jìn)氣口 15、以及 尾氣排氣口 16。鐘罩式筒體11固定在底盤12上，并且相互之間形成密封。硅芯座13、硅 芯14和橫梁硅棒17、原料進(jìn)氣口 15、以及尾氣排氣口 16均位于筒體11與底盤12所圍成 的密閉空間內(nèi)。硅芯座13、原料進(jìn)氣口 15和尾氣排氣口 16的幾何中心構(gòu)成的中心點(diǎn)陣全部按正 三角形排列，所有中心點(diǎn)的相鄰兩點(diǎn)距離均相等。相鄰兩點(diǎn)間的距離為220mm?？蛇x地，該 距離在其它實(shí)施例中也可為其它任何適合的距離?？拷搀w11的內(nèi)壁的硅芯座中心點(diǎn)保持距離筒體內(nèi)壁的距離一致。可選地，在其 它實(shí)施例中，鄰近筒體內(nèi)壁的硅芯座中心點(diǎn)與筒體內(nèi)壁之間的距離根據(jù)布置需要也可以是 不相同的。在本實(shí)施例中，鄰近筒體內(nèi)壁的硅芯座中心點(diǎn)與筒體內(nèi)壁之間的距離為190mm。 可選地，該距離在其它實(shí)施例中也可為其它任何適合的距離。原料進(jìn)氣口 15均勻地布置在底盤12上并與反應(yīng)器1外部的原料進(jìn)氣管道20相 連通。原料進(jìn)氣方向豎直向上。原料進(jìn)氣口上可加裝任意結(jié)構(gòu)的噴嘴，以提高原料氣進(jìn)氣流速以及調(diào)整原料氣噴射角度，從而改善還原爐內(nèi)原料氣流場(chǎng)。底盤12上設(shè)有一個(gè)尾氣排氣口 16，其位于底盤的中心。尾氣排氣口 16與尾氣管 道21相連。該尾氣管道采用套管式設(shè)計(jì)，這樣進(jìn)氣管道就可以嵌套在尾氣管道內(nèi)部，從而 與進(jìn)氣口相連?？蛇x地，在其它實(shí)施例中，尾氣排氣口也可以為多個(gè)，例如3個(gè)，可以均勻地 布置在硅芯座之間。鐘罩式筒體11為金屬結(jié)構(gòu)，例如由不銹鋼材料制成。筒體由下部的筒身111和頂 部的封頭112兩部分組成，筒身111的高度為2. 5m?？蛇x地，在其它實(shí)施例中也可以為任何 其它適合的高度。筒身111上設(shè)有三個(gè)觀察口(未示出)，分別設(shè)置在筒身的不同高度上， 并且相互形成120°角。筒體11中還設(shè)有冷卻夾套，冷卻介質(zhì)可以從該冷卻夾套中流過(guò)以 冷卻該筒體。在本實(shí)施例中，冷卻介質(zhì)為水，溫度為50 150°C。在其它實(shí)施例中，冷卻介 質(zhì)也可以是導(dǎo)熱油。底盤12也為金屬結(jié)構(gòu)，例如由不銹鋼材料制成。底盤也設(shè)有供冷卻介質(zhì)從其中流 過(guò)的冷卻夾套，以便冷卻底盤。同樣地，冷卻介質(zhì)為水，溫度為30 100°C?？蛇x地，在其它 實(shí)施例中，冷卻介質(zhì)也可以是導(dǎo)熱油。如圖2所示，底盤12上布置有60對(duì)硅芯14、30個(gè)原料進(jìn)氣口 15和一個(gè)尾氣排氣 Π 16。對(duì)應(yīng)的，底盤12上布置有120個(gè)硅芯座13。硅芯座13固定在底盤上，并且由石墨 材料制成。可選地，在其它實(shí)施例中，硅芯座也可由其它適合材料制成。每個(gè)硅芯14的下端豎向地插在對(duì)應(yīng)的硅芯座13中，并且該硅芯的上端通過(guò)橫放 的硅棒17與相鄰硅芯中的一個(gè)的上端連接，從而形成配對(duì)硅芯。裝有配對(duì)硅芯的成對(duì)硅芯座中的一個(gè)內(nèi)部設(shè)有正電極，另一個(gè)內(nèi)部則設(shè)有負(fù)電 極，以便向配對(duì)的硅芯施加電壓。所有電極都與供電系統(tǒng)(未示出)相連。硅芯座為圓形，上表面直徑為120mm 200mm，優(yōu)選地為140mm 180mm，硅芯座上 表面設(shè)有石墨固定件用于固定硅芯并使硅芯底部與電極相連。硅芯14及橫梁硅棒17采用與目標(biāo)多晶硅具有相同電阻率的多晶硅進(jìn)行生產(chǎn)，可 采用切割、直拉或區(qū)熔等方式進(jìn)行制備，硅芯及橫梁硅棒可采用任意形式，例如細(xì)圓柱形、 硅管、硅帶、S形、X形、+形等，優(yōu)選地為細(xì)圓柱形，直徑為6mm 20mm，優(yōu)選地為8mm 12mm， 高度為1. 8m 3m，優(yōu)選地為2m 2. 8m。60對(duì)棒狀硅芯共120個(gè)硅芯座，連同30個(gè)原料進(jìn)氣口均勻排布在底盤上，實(shí)現(xiàn)最 優(yōu)化的原料流場(chǎng)和爐內(nèi)溫度場(chǎng)。可選地，成對(duì)的硅芯座可以是6的倍數(shù)，例如是12對(duì)、24對(duì)、36對(duì)或48對(duì)。相應(yīng) 地，進(jìn)氣口的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要可以增加或減少，并保持均勻地布置在底盤上。圖3為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，位于底盤中部的硅芯14與相 鄰的硅芯或原料進(jìn)氣口或尾氣排氣口的距離都保持相同，類似前述的實(shí)施例。然而，底盤最 外側(cè)的硅芯14'沒(méi)有按照正三角形進(jìn)行排列，而是布置在同一個(gè)圓周上，例如以底盤中心 為圓心的圓周上，一共布置了 12對(duì)硅芯?？蛇x地，在該圓周上其它對(duì)數(shù)的硅芯也可以布置?？蛇x地，根據(jù)需要，中心點(diǎn)陣外圍的硅芯座也可以布置在兩個(gè)圓周或甚至更多的 圓周上?；蛘呖蛇x地，中心點(diǎn)陣中部的中心點(diǎn)可以布置在一個(gè)或更多圓周上，例如以底盤中心為圓心的圓周上。中心點(diǎn)陣外圍的中心點(diǎn)則按正三角形進(jìn)行排列，這取決于實(shí)際的需要。在圖3所示的實(shí)施例中，尾氣排氣口 16內(nèi)部增設(shè)一個(gè)原料進(jìn)氣口 15，以使反應(yīng)器 內(nèi)的流場(chǎng)更加均勻。除了前述的不同之處，圖3所示實(shí)施例的其它方面可以與圖1所示實(shí)施例相同。下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)反映本發(fā)明的反應(yīng)器的有益效果。首先需說(shuō)明的是，在改良西門子工藝中，可采用甲硅烷作為原料；也可采用鹵代甲 硅烷作為原料并附加氫氣，鹵代甲硅烷與氫氣的體積比為3 1 9 1。其中，硅化合物的硅轉(zhuǎn)化率按照以下公式計(jì)算η = (22. 4m/MVt) X 100%其中η——硅元素單程收率；m——單爐多晶硅棒總質(zhì)量；M——硅元素摩爾質(zhì) 量；V——含硅原料氣體體積流量；t——含硅原料氣通入時(shí)間。根據(jù)該計(jì)算公式可知，硅元 素單程收率受到反應(yīng)時(shí)間、單爐多晶硅棒總質(zhì)量以及含硅原料氣體體積流量的影響。下面的實(shí)驗(yàn)是基于圖1所示實(shí)施例。實(shí)驗(yàn)1 1)采用純?nèi)燃坠柰榕c氫氣作為原料氣體。2)爐內(nèi)壓力為0. IMPa。3)硅芯高度為2m。4)三氯甲硅烷平均流量約為450m3/h，氫氣平均流量約為1700m3/h。5)啟爐后三氯甲硅烷通料時(shí)間約為100小時(shí)，生產(chǎn)約7500kg多晶硅棒，還原爐耗 電約5X105kWh，多晶硅平均電耗約為67kWh/kg，三氯氫硅中硅元素單程收率約為13. 3%， 并且產(chǎn)品棒狀多晶硅整體均表面光滑，質(zhì)地致密。實(shí)驗(yàn)2 1)采用二氯甲硅烷含量6%，三氯甲硅烷含量94%的混合氯硅烷與氫氣作為原料 氣體。2)爐內(nèi)壓力為0. IMPa。3)硅芯高度為2m。4)混合氯硅烷平均流量約為360m3/h，氫氣平均流量約為1400m3/h。5)啟爐后混合氯硅烷通料時(shí)間約為80小時(shí)，生產(chǎn)約6500kg多晶硅棒，還原爐耗電 約3X105kWh，多晶硅平均電耗約為46kWh/kg，三氯氫硅中硅元素單程收率約為18%，并且 產(chǎn)品棒狀多晶硅整體均表面光滑，質(zhì)地致密。實(shí)驗(yàn)3 1)采用純甲硅烷為原料氣體。2)爐內(nèi)為常壓。3)硅芯高度為2m。4)甲硅烷平均流量約為120m3/h。5)啟爐后三氯甲硅烷通料時(shí)間約為80小時(shí)，生產(chǎn)約7500kg多晶硅棒，還原爐耗電 約2. 5X105kWh，多晶硅平均電耗約為33kWh/kg，三氯氫硅中硅元素單程收率約為60%，并 且產(chǎn)品棒狀多晶硅整體均表面光滑，質(zhì)地致密。
根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，通過(guò)本發(fā)明的反應(yīng)器生產(chǎn)出來(lái)的棒狀多晶硅整體均表 面光滑，質(zhì)地致密。另外，相比傳統(tǒng)的150 300小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間明顯縮短了，因此本發(fā)明的 反應(yīng)器不但能夠提高原料氣體單程收率、降低單位電耗，并且能夠顯著提高產(chǎn)品多晶硅質(zhì) 量，改善多晶硅棒表面形貌。盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是， 我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作 用仍未超出說(shuō)明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)器，其包括底盤和罩在所述底盤上的筒體，所述底盤上 密集地設(shè)有多對(duì)硅芯座、至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口，硅芯座中心、進(jìn)氣口中心和排 氣口中心一起在所述底盤上構(gòu)成中心點(diǎn)陣，其特征在于所述中心點(diǎn)陣的至少一部分中心 點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)之間的距離都相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于至少部分中心點(diǎn)中的任意相鄰的三個(gè) 中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于位于所述底盤中部的任意相鄰的三個(gè) 中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于位于所述底盤外部的中心點(diǎn)沿所述底 盤的圓周向布置在至少一個(gè)圓周上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于位于所述底盤外部的任意相鄰的三個(gè) 中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于位于所述底盤中部的中心點(diǎn)沿所述底 盤的圓周向布置在至少一個(gè)圓周上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的反應(yīng)器，其特征在于布置在所述圓周上的硅芯座中心 點(diǎn)為偶數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所有中心點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)之間的距離 均相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的反應(yīng)器，其特征在于任意相鄰的三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)成正三 角形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于任意兩個(gè)相鄰中心點(diǎn)之間的距離為 150mm 300mm，優(yōu)選為 210mm 250mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述筒體由金屬材料制成，并且所述 筒體設(shè)有冷卻夾套以供冷卻介質(zhì)從其中流過(guò)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述筒體設(shè)有至少一個(gè)觀察窗。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述筒體包括封頭和筒身，所述筒身 高度為1. 8m 3m,優(yōu)選為2. Im 2. 8m。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于與所述筒身的內(nèi)壁相鄰的硅芯座中心 點(diǎn)與該內(nèi)壁之間的距離可都相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反應(yīng)器，其特征在于所述距離為150mm 300mm，優(yōu)選為 180mm 230mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述底盤由金屬材料制成，并且所述 底盤設(shè)有冷卻夾套以供冷卻介質(zhì)從其中流過(guò)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于所述硅芯座由石墨材料制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于每個(gè)硅芯座可接納一根棒狀硅芯，所 述硅芯經(jīng)其下端豎向插入所述硅芯座，所述硅芯的上端與相鄰的另一根硅芯的上端經(jīng)由連 接件聯(lián)接成配對(duì)硅芯，以允許施加電流通過(guò)該配對(duì)硅芯。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)器，其特征在于所述硅芯的電阻率與待生產(chǎn)的多晶 硅的電阻率相同。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的反應(yīng)器，其特征在于所述連接件為水平放置的硅 棒，所述硅棒短于所述硅芯。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的反應(yīng)器，其特征在于所述硅棒和所述硅芯由相同材料制成。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的反應(yīng)器，其特征在于所述硅芯和所述硅棒可以通過(guò)直拉 法、區(qū)熔法或切割法生產(chǎn)，所述硅芯和所述硅棒可以是任意適合的形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反應(yīng)器，其特征在于所述硅芯的直徑或當(dāng)量直徑為 6mm 20mm，優(yōu)選為8mm 10mm，高度為1. 8m 3m，優(yōu)選為2m 2. 8m。
24.一種用于生產(chǎn)棒狀多晶硅的系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-23任一項(xiàng)所述的反應(yīng)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于西門子工藝生產(chǎn)棒狀多晶硅的反應(yīng)器，其包括底盤和罩在所述底盤上的筒體，所述底盤上密集地設(shè)有多對(duì)硅芯座、至少一個(gè)進(jìn)氣口和至少一個(gè)排氣口，硅芯座中心、進(jìn)氣口中心和排氣口中心一起在所述底盤上構(gòu)成中心點(diǎn)陣，所述中心點(diǎn)陣的至少一部分中心點(diǎn)與相鄰中心點(diǎn)之間的距離都相等。優(yōu)選至少一部分中心點(diǎn)的任意相鄰的三個(gè)中心點(diǎn)構(gòu)成正三角形。該反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了更密集的硅芯布置，提高了還原爐內(nèi)熱能利用率，實(shí)現(xiàn)了更均勻的流場(chǎng)分布，從而提高了每爐的多晶硅產(chǎn)量、改善了產(chǎn)品表面質(zhì)量，并降低了能耗。本發(fā)明還公開了包括上述反應(yīng)器的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C30B29/06GK102134745SQ20101014188
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者鐘真武, 陳其國(guó), 陳文龍, 陳涵斌 申請(qǐng)人:江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司