專利名稱：一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置及防爆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直拉重?fù)搅讍尉У纳a(chǎn)方法，特別涉及一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置及防爆方法。
背景技術(shù)：
直拉重?fù)焦鑶尉前雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一種不可缺少的基礎(chǔ)材料，需要生產(chǎn)大量的直拉重?fù)絾尉?。由于磷熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低，在高溫的硅熔體中會(huì)不斷揮發(fā)，因而直拉重?fù)搅讍尉У纳a(chǎn)過程中，需要摻入大量的單質(zhì)磷。摻雜之后，在單晶的拉制過程中，磷蒸汽不斷從硅熔體中揮發(fā)出來，并隨著Ar氣排除爐體。由于爐壁和管道等部位溫度較低，所以磷蒸汽在這些地方不斷沉積。冷卻停爐后，在清爐過程中，爐壁、管道等部位的磷單質(zhì)暴露在空氣中，極易與氧氣反應(yīng)自燃，進(jìn)而發(fā)生連鎖反應(yīng)而爆炸，對(duì)員工人身安全造成了極大的威脅。生產(chǎn)Φ6寸重?fù)搅讍尉r(shí)投料量較少，仍然需要摻入大約300g左右的磷，而生產(chǎn)Φ8寸、Φ 12寸重?fù)搅讍尉r(shí)投入的磷將達(dá)到數(shù)千克之多，其爆炸所產(chǎn)生的危害是不能接受的。所以研發(fā)一種防爆裝置及防爆方法是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置及防爆方法，以保證生產(chǎn)安全有序地進(jìn)行。重?fù)搅讍尉г谇鍫t時(shí)之所以爆炸，就是因?yàn)榈腿键c(diǎn)的磷元素與氧氣劇烈反應(yīng)，放出大量的熱。所以，本發(fā)明的思路就在于使磷在爐內(nèi)揮發(fā)為磷蒸汽，并隨Ar氣排出的過程中使之轉(zhuǎn)化為P2O5，在清爐時(shí)，爐壁管道等部位沉積的便不再是活躍的磷單質(zhì)，而是性質(zhì)不活潑的P2O5，從而避免爆炸事故的發(fā)生。具體而言，就是采用數(shù)個(gè)分支管道伸入到爐膛內(nèi)部，將凈化空氣送入爐膛中與磷元素化合。為了使磷元素充分反應(yīng)，分支管道伸入的高度應(yīng)等于熔體液面高度或略高于硅熔體液面高度。同時(shí)為了保證爐內(nèi)真空度，需要一個(gè)氣體流量閥控制空氣進(jìn)入的速率。為了避免空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入爐膛內(nèi)造成斷苞事故，必須在空氣進(jìn)入爐膛之前對(duì)其進(jìn)行凈化。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置，其特征在于包括空氣凈化器、氣體流量閥、氣體流量計(jì)、環(huán)形管道、數(shù)個(gè)的分支管道及連接管道，所述空氣凈化器、氣體流量閥及氣體流量計(jì)通過連接管道連接，連接管道的一端與環(huán)形管道相通連接，每個(gè)分支管道的一端與環(huán)形管道相通連接，另一端伸入到爐體內(nèi)部。一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣椒?，其特征在于在生產(chǎn)重?fù)搅讍尉н^程中，摻雜開始后，打開氣體流量閥，通入定量的凈化空氣或其它含氧氣的氣體，直至拉晶收尾，堝底料凝固結(jié)晶超過Hmin后停止通入凈化空氣或其它含氧氣的氣體。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是采用本發(fā)明，有效地解決了直拉重?fù)搅讍尉鍫t時(shí)容易爆炸的問題，從而保證了工藝的安全性。


圖1為防爆裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明參照?qǐng)D1，一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置包括空氣凈化器1、氣體流量閥2、氣體流量計(jì)3、環(huán)形管道4、數(shù)個(gè)的分支管道5及連接管道6，空氣凈化器1、氣體流量閥2及氣體流量計(jì)3通過連接管道6連接，連接管道6的一端與環(huán)形管道4相通連接，每個(gè)分支管道5的一端與環(huán)形管道4相通連接，另一端伸入到爐體7內(nèi)部。數(shù)個(gè)分支管道5水平高度等于或高于硅熔體液面高度。連接管道6、環(huán)形管道4和分支管道5之間是通過焊接連接的。一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣椒ǎ唧w步驟如下拆清爐、裝化料，將摻雜劑磷放入摻雜裝置后，凈化副室，打開翻板閥，下降摻雜裝置至熔體液面上方約1 2mm處，摻雜開始后，此時(shí)，打開氣體流量閥，通入定量的凈化空氣或其它含氧氣的氣體，并調(diào)整氣體流量。摻雜完畢后，將籽晶降至液面處，經(jīng)過熱、引晶、擴(kuò)肩、轉(zhuǎn)肩、等徑保持直至拉晶收尾工藝過程后，當(dāng)堝底料凝固結(jié)晶超過廣5min后，關(guān)閉氣體流量閥，停止通入凈化空氣或其它含氧氣的氣體，并且停爐。本防爆裝置通入的凈化空氣，經(jīng)氣體流量閥以及連接管道進(jìn)入環(huán)形管道，再經(jīng)分支管道進(jìn)入爐體內(nèi)部，與揮發(fā)的P蒸汽反應(yīng)生成P2O5后，隨Ar氣排出爐體。此時(shí)再進(jìn)行清爐，便不會(huì)發(fā)生爆炸起火事故了。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置，其特征在于包括空氣凈化器(1)、氣體流量閥(2)、氣體流量計(jì)(3)、環(huán)形管道(4)、數(shù)個(gè)分支管道(5)及連接管道(6)，所述空氣凈化器(1)、氣體流量閥(2 )及氣體流量計(jì)(3 )通過連接管道(6 )連接，連接管道(6 )的一端與環(huán)形管道(4)相通連接，每個(gè)分支管道(5)的一端與環(huán)形管道(4)相通連接，另一端伸入到爐體(7)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置，其特征在于所述數(shù)個(gè)分支管道(5)水平高度等于或高于硅熔體液面高度。
3.一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣椒?，其特征在于在生產(chǎn)重?fù)搅讍尉н^程中，摻雜開始后，打開氣體流量閥，通入定量的凈化空氣或其它含氧氣的氣體，直至拉晶收尾，堝底料凝固結(jié)晶超過Hmin后停止通入凈化空氣或其它含氧氣的氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)直拉重?fù)搅讍尉У姆辣b置及防爆方法。本防爆裝置包括空氣凈化器、氣體流量閥、氣體流量計(jì)、環(huán)形管道、數(shù)個(gè)的分支管道及連接管道，所述空氣凈化器、氣體流量閥及氣體流量計(jì)通過連接管道連接，連接管道的一端與環(huán)形管道相通連接，每個(gè)分支管道的一端與環(huán)形管道相通連接，另一端伸入到爐體內(nèi)部。其防爆方法是在生產(chǎn)重?fù)搅讍尉н^程中，摻雜開始后，打開氣體流量閥，通入定量的凈化空氣，直至拉晶收尾，堝底料凝固結(jié)晶超過1~5min后停止通入凈化空氣。采取本發(fā)明，有效地解決了直拉重?fù)搅讍尉鍫t時(shí)容易爆炸的問題，從而保證了工藝的安全性。
文檔編號(hào)C30B15/00GK102383185SQ201110308210
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者康冬輝, 張雪囡, 徐強(qiáng), 李建弘, 李立偉, 沈浩平, 王林, 高樹良 申請(qǐng)人:天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料技術(shù)有限公司