專利名稱：一種采用空心硅芯生長多晶硅的方法
—種采用空心硅芯生長多晶硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅的生長方法，具體地說本發(fā)明涉及一種采用空心硅芯生長多晶硅的方法。
背景技術(shù)：
已知的，在西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中硅芯搭接技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，它主要應(yīng)用于多晶硅生產(chǎn)的一個環(huán)節(jié)、即還原反應(yīng)過程。所述的還原反應(yīng)過程的原理是:還原反應(yīng)是在一個密閉的還 原爐中進行的，在裝爐前先在還原爐內(nèi)用硅芯搭接成若干個閉合回路，也就是行話中的“搭橋”；每個閉合回路都由兩根豎硅芯和一根橫硅芯形成“Π”字形結(jié)構(gòu)；每一個閉合回路的兩個豎硅芯分別接在爐底上的兩個電極上，兩個電極分別接直流電源的正負極，然后對硅芯進行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個大電阻，然后向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，開始進行還原反應(yīng)；這樣，所需的多晶硅就會在硅芯表面生成。以上所述就是硅芯及其搭接技術(shù)在多晶硅生產(chǎn)中的應(yīng)用。在現(xiàn)有的西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中，由于所使用的硅芯直徑通常為Φ8πιπι左右的實心硅芯或經(jīng)過線切割形成的方硅芯，搭接好的硅芯在正常還原反應(yīng)過程中，生成的娃不斷沉積在娃芯表面，娃芯的表面積也越來越大，反應(yīng)氣體分子對沉積面(娃芯表面)的碰撞機會和數(shù)量也隨之增大，當(dāng)單位面積的沉積速率不變時，表面積愈大則沉積的多晶硅量也愈多；因此在多晶硅生長時，還原反應(yīng)時間越長，硅芯的直徑越大，多晶硅的生長效率也越高，這樣不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，同時也降低了生產(chǎn)成本；但是現(xiàn)有的實心硅芯或方硅芯在還原中，都無法很好的克服由于搭接“實心硅芯或方硅芯”的硅芯強度較低，由此導(dǎo)致還原過程中所產(chǎn)生的硅芯倒伏現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來不必要的麻煩和成本的增加；硅芯所述的倒伏現(xiàn)象是指硅芯在密閉的容器內(nèi)進行生長，由于實心圓硅芯或方硅芯本身工藝所帶來的后果是:I)、實心硅芯；實心硅芯的直徑通常在8 10麗左右，由8 10麗生長至120 150麗為例，開始時生長較為緩慢，后期隨著直徑的加大，生長速度也隨之加快；如果直接采用大直徑的實心硅芯，則會造成硅芯本體的重量增加；并且在大直徑實心硅芯的拉制過程中，由于要得到較大直徑的硅芯，拉制速度要控制到很慢，生產(chǎn)效率低下；且生長過程中由于直徑較大，拉直難度極高，并且每次僅可以少量的拉制，也就是拉制根數(shù)必將受到限制，對于加大直徑問題現(xiàn)有技術(shù)中還有很多難點無法克服，同時大直徑硅芯拉制所消耗的電能和保護性氣體也隨之增加，同時大直徑硅芯還不便于后續(xù)加工和搬運；2)、方娃芯；目前市場上出現(xiàn)了線切割的方硅芯，由于是在線切割過程中，晶體受到金剛石線切割中的微震，使得成品方硅芯內(nèi)出現(xiàn)較多肉眼難以察覺的微小裂痕，在硅芯生長通電的瞬間對于裂痕的沖擊較大，使得硅芯生長過程中斷裂或倒塌量大幅度增加，輕者導(dǎo)致該組硅芯無法生長，嚴(yán)重時導(dǎo)致停爐。
那么采用大直徑的硅芯進行搭接來實現(xiàn)多晶棒的快速生長及提高硅芯自身的強度就成了一個本領(lǐng)域技術(shù)人員難以克服的技術(shù)壁壘；然，對于如何加大硅芯直徑也是本領(lǐng)域技術(shù)人員的長期訴求。尤其是發(fā)明人對于空心硅芯拉制研發(fā)的成功，使得空心硅芯與實心硅芯在重量基本相等的情況下，直徑遠大于實心硅芯的，本人經(jīng)過檢索目前還沒有對于空心硅芯生長多晶硅的方法和裝置出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種采用空心硅芯生長多晶硅的方法，本發(fā)明所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法通過將兩根豎硅芯管的上端與橫硅芯管或方硅芯或圓硅芯的兩邊通過可行的搭接方式，獲取“Π”形導(dǎo)電回路，實現(xiàn)了增大硅芯表面面積的目的，達到了多晶棒快速生長的訴求。為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種采用空心硅芯生長多晶硅的方法，包括以下步驟，將兩根豎硅芯管的下端與底座上部設(shè)置的插柱或套管或插柱與套管之間的間隙連接，兩根豎硅芯管的上端與橫硅芯管或方硅芯或圓硅芯的兩邊搭·接，獲取“Π”形導(dǎo)電回路。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，所述兩根豎硅芯管的下端與底座上部設(shè)置的套管連接，在兩底座上部面中部分別設(shè)有套管，所述套管的內(nèi)管壁分別與兩根豎硅芯管下部的外緣面插接連接，所述套管的內(nèi)管壁與豎硅芯管的外緣面緊密配合。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，所述兩根豎硅芯管的下端與底座上部設(shè)置的插柱連接，在兩底座上部面中部分別設(shè)有插柱，插柱分別與兩根豎硅芯管的硅芯管孔插接連接，所述插柱的外緣面與豎硅芯管的硅芯管孔壁緊密配合。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，所述兩根豎硅芯管的下端與底座上部設(shè)置的插柱與套管之間間隙連接，在兩底座上部面中部分別設(shè)有插柱，插柱外部的底座上間隔設(shè)有套管，所述兩根豎硅芯管下部的插入插柱與套管之間的間隙內(nèi)形成插接連接，所述豎硅芯管的外緣面或硅芯管孔與插柱的外緣面或套管的管壁緊密配合。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，在插柱的上端設(shè)有尖頭或圓錐臺。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，兩根豎硅芯管的上端與橫硅芯管的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管的上端相對面一側(cè)分別設(shè)有斜面，所述橫硅芯管的兩端下部分別設(shè)有對應(yīng)兩根豎硅芯管斜面的斜面，在橫硅芯管的兩個斜面上分別設(shè)有口部小的豁口，在兩根豎硅芯管的斜面上分別設(shè)有端部大的插塊，橫硅芯管的豁口與兩根豎硅芯管的插塊連接形成榫卯對接結(jié)構(gòu)。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，兩根豎硅芯管的上端與橫硅芯管的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管的上端相對面一側(cè)分別設(shè)有斜面，所述橫硅芯管的兩端下部分別設(shè)有對應(yīng)兩根豎硅芯管斜面的斜面，在橫硅芯管的兩個斜面上分別設(shè)有端部大的插塊，在兩根豎硅芯管的斜面上分別設(shè)有口部小的豁口，橫硅芯管的插塊與兩根豎硅芯管的豁口連接形成另一替換的榫卯對接結(jié)構(gòu)。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，兩根豎硅芯管的上端與方硅芯的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管的上端分別設(shè)有“V”形槽，所述方硅芯兩邊的一個角分別與兩根豎硅芯管上端的兩“V”形槽搭接。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，兩根豎硅芯管的上端與方硅芯的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管的上端分別設(shè)有上部敞口的口字型槽，所述方硅芯的兩邊三個面分別與兩根豎硅芯管上端的口字型的槽底部及其兩個面搭接。所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，兩根豎硅芯管的上端與圓硅芯的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管的上端分別設(shè)有“U”形槽，所述圓硅芯的兩邊分別與兩根豎硅芯管上端的“U”形槽搭接。通過上述公開內(nèi)容，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，通過將兩根豎硅芯管的上端與橫硅芯管或方硅芯或圓硅芯的兩邊通過可行的搭接方式進行搭接，獲取了 “Π”形導(dǎo)電回路，由于本發(fā)明的兩根豎硅芯管為管狀結(jié)構(gòu)，同步設(shè)置了相匹配的連接底座，穩(wěn)定性得到了保證，通過所述兩根豎硅芯管實現(xiàn)了增大硅芯表面面積的目的，獲得了多晶棒快速生長的技術(shù)支持。

圖1是本發(fā)明豎硅芯管與橫硅芯管的搭接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是本發(fā)明豎硅芯管與方硅芯的搭接結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的B向視圖；圖5是本發(fā)明豎硅芯管與圓硅芯的搭接結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的C向視圖；圖7是本發(fā)明夾持座單獨設(shè)置插柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明夾持座同時設(shè)置套管和插柱實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明夾持座同時設(shè)置套管和插柱另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明夾持座設(shè)置套管的實施例結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中:1、榫卯對接；2、橫硅芯管；3、豎硅芯管；4、插柱；5、底座；6、硅芯管孔；7、方硅芯；8、“V”形槽；9、下切面；10、圓硅芯；11、尖頭；12、“U”形槽；13、套管；14、圓錐臺；
15、管壁。
具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步的說明；下面的實施例并不是對于本發(fā)明的限定，僅作為支持實現(xiàn)本發(fā)明的方式，在本發(fā)明所公開的技術(shù)框架內(nèi)的任意等同結(jié)構(gòu)替換，均為本發(fā)明的保護范圍；結(jié)合附圖1 10中所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，包括以下步驟，將兩根豎硅芯管3的下端與底座5上部設(shè)置的插柱4或套管13或插柱4與套管13之間的間隙連接，兩根豎硅芯管3的上端與橫硅芯管2或方硅芯7或圓硅芯10的兩邊搭接，獲取“Π”形導(dǎo)電回路。

結(jié)合附圖7 10中給出的結(jié)構(gòu)，所述兩根豎硅芯管3的下端與底座5上部設(shè)置的套管13連接，在兩底座5上部面中部分別設(shè)有套管13，所述套管13的內(nèi)管壁15分別與兩根豎硅芯管3下部的外緣面插接連接，所述套管13的內(nèi)管壁15與豎硅芯管3的外緣面緊密配合；或所述兩根豎硅芯管3的下端與底座5上部設(shè)置的插柱4連接，在兩底座5上部面中部分別設(shè)有插柱4，插柱4分別與兩根豎硅芯管3的硅芯管孔6插接連接，所述插柱4的外緣面與豎硅芯管3的硅芯管孔6壁緊密配合；或所述兩根豎硅芯管3的下端與底座5上部設(shè)置的插柱4與套管13之間間隙連接，在兩底座5上部面中部分別設(shè)有插柱4，插柱4外部的底座5上間隔設(shè)有套管13，所述兩根豎硅芯管3下部的插入插柱4與套管13之間的間隙內(nèi)形成插接連接，所述豎硅芯管3的外緣面或硅芯管孔6與插柱4的外緣面或套管13的管壁15緊密配合。其中，在插柱4的上端設(shè)有尖頭11或圓錐臺14，以便于兩根豎硅芯管3下部的插入。結(jié)合附圖1或2所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，兩根豎硅芯管3的上端與橫硅芯管2的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管3的上端相對面一側(cè)分別設(shè)有斜面，所述橫硅芯管2的兩端下部分別設(shè)有對應(yīng)兩根豎硅芯管3斜面的斜面，在橫硅芯管2的兩個斜面上分別設(shè)有口部小的豁口，在兩根豎硅芯管3的斜面上分別設(shè)有端部大的插塊，橫硅芯管2的豁口與兩根豎娃芯管3的插塊連接形成榫卯對接I結(jié)構(gòu)；或兩根豎娃芯管3的上端與橫娃芯管2的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管3的上端相對面一側(cè)分別設(shè)有斜面，所述橫硅芯管2的兩端下部分別設(shè)有對應(yīng)兩根豎硅芯管3斜面的斜面，在橫硅芯管2的兩個斜面上分別設(shè)有端部大的插塊，在兩根豎硅芯管3的斜面上分別設(shè)有口部小的豁口，橫硅芯管2的插塊與兩根豎硅芯管3的豁口連接形成另一替換的榫卯對接I結(jié)構(gòu)。結(jié)合附圖3或4中給出的結(jié)構(gòu)，兩根豎硅芯管3的上端與方硅芯7的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管3的上端分別設(shè)有“V”形槽8，所述方硅芯7兩邊的一個角分別與兩根豎硅芯管3上端的兩“V”形槽8搭接；或兩根豎硅芯管3的上端與方硅芯7的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管3的上端分別設(shè)有上部敞口的口字型槽，所述方硅芯7的兩邊三個面分別與兩根豎硅芯管3上端的口字型的槽底部及其兩個面搭接形成另一替換結(jié)構(gòu)。結(jié)合附圖5或6中給出的結(jié)構(gòu)，兩根豎硅芯管3的上端與圓硅芯10的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管3的上端分別設(shè)有“U”形槽12，所述圓硅芯10的兩邊分別與兩根豎硅芯管3上端的“U”形槽12搭接。實施本發(fā)明所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，將兩根豎硅芯管3的下端與底座5上部設(shè)置的插柱4或套管13或插柱4與套管13之間的間隙連接,兩根豎娃芯管3的上端與橫硅芯管2或方硅芯7或圓硅芯10的兩邊搭接，獲取“Π”形導(dǎo)電回路；通過前述搭接方式本發(fā)明具有裝配可靠、使用便捷等優(yōu)點，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的硅芯易斷問題，使得還原爐裝配硅芯較為穩(wěn)定，使得啟爐和生產(chǎn)初期倒棒的問題得以克服，確保開爐成功率的大幅度上升，本發(fā)明生產(chǎn)多晶硅可以有效地降低生產(chǎn)成本，也同時提高了生產(chǎn)效率；可以保證在電傳導(dǎo)中的接觸效果達到設(shè)計要求，避免因接觸不良出現(xiàn)局部溫升過高；同樣可避免因接觸不良出現(xiàn)局部溫升過高。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:包括以下步驟，將兩根豎硅芯管(3)的下端與底座(5)上部設(shè)置的插柱(4)或套管(13)或插柱(4)與套管(13)之間的間隙連接，兩根豎硅芯管(3)的上端與橫硅芯管(2)或方硅芯(7)或圓硅芯(10)的兩邊搭接，獲取“Π”形導(dǎo)電回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:所述兩根豎硅芯管(3)的下端與底座(5)上部設(shè)置的套管(13)連接，在兩底座(5)上部面中部分別設(shè)有套管(13)，所述套管(13)的內(nèi)管壁(15)分別與兩根豎硅芯管(3)下部的外緣面插接連接，所述套管(13)的內(nèi)管壁(15)與豎硅芯管(3)的外緣面緊密配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:所述兩根豎硅芯管(3)的下端與底座(5)上部設(shè)置的插柱(4)連接，在兩底座(5)上部面中部分別設(shè)有插柱(4)，插柱⑷分別與兩根豎硅芯管(3)的硅芯管孔(6)插接連接，所述插柱⑷的外緣面與豎硅芯管(3)的硅芯管孔(6)壁緊密配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:所述兩根豎硅芯管(3)的下端與底座(5)上部設(shè)置的插柱(4)與套管(13)之間間隙連接，在兩底座(5)上部面中部分別設(shè)有插柱(4)，插柱(4)外部的底座(5)上間隔設(shè)有套管(13)，所述兩根豎硅芯管(3)下部的插入插柱(4)與套管(13)之間的間隙內(nèi)形成插接連接，所述豎硅芯管(3)的外緣面或硅芯管孔(6)與插柱(4)的外緣面或套管(13)的管壁(15)緊密配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:在插柱(4)的上端設(shè)有尖頭(11)或圓錐臺(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:兩根豎硅芯管(3)的上端與橫硅芯管(2)的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管(3)的上端相對面一側(cè)分別設(shè)有斜面，所述橫硅芯管(2)的兩端下部分別設(shè)有對應(yīng)兩根豎硅芯管(3)斜面的斜面，在橫硅芯管(2)的兩個斜面上分別設(shè)有口部小的豁口，在兩根豎硅芯管(3)的斜面上分別設(shè)有端部大的插塊，橫硅芯管(2)的豁口與兩根豎硅芯管(3)的插塊連接形成榫卯對接(I)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:兩根豎硅芯管(3)的上端與橫硅芯管(2)的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管(3)的上端相對面一側(cè)分別設(shè)有斜面，所述橫硅芯管(2)的兩端下部分別設(shè)有對應(yīng)兩根豎硅芯管(3)斜面的斜面，在橫硅芯管(2)的兩個斜面上分別設(shè)有端部大的插塊，在兩根豎硅芯管(3)的斜面上分別設(shè)有口部小的豁口，橫硅芯管(2)的插塊與兩根豎硅芯管(3)的豁口連接形成另一替換的榫卯對接(I)結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:兩根豎硅芯管(3)的上端與方硅芯(7)的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管(3)的上端分別設(shè)有“V”形槽(8)，所述方硅芯(7)兩邊的一個角分別與兩根豎硅芯管(3)上端的兩“V”形槽(8)搭接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:兩根豎硅芯管(3)的上端與方硅芯(7)的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管(3)的上端分別設(shè)有上部敞口的口字型槽，所述方硅芯(7)的兩邊三個面分別與兩根豎硅芯管(3)上端的口字型的槽底部及其兩個面搭接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用空心硅芯生長多晶硅的方法，其特征是:兩根豎硅芯管(3)的上端與圓硅芯(10)的兩邊搭接，在兩根豎硅芯管(3)的上端分別設(shè)有“U”形槽(12)，所述圓硅芯(10)的兩 邊分別與兩根豎硅芯管(3)上端的“U”形槽(12)搭接。
全文摘要
一種采用空心硅芯生長多晶硅的方法，涉及一種多晶硅的生長方法，包括以下步驟，將兩根豎硅芯管(3)的下端與底座(5)上部設(shè)置的插柱(4)或套管(13)或插柱(4)與套管(13)之間的間隙連接，兩根豎硅芯管(3)的上端與橫硅芯管(2)或方硅芯(7)或圓硅芯(10)的兩邊搭接，獲取“∏”形導(dǎo)電回路；本發(fā)明通過將兩根豎硅芯管的上端與橫硅芯管或方硅芯或圓硅芯的兩邊通過可行的搭接方式，獲取“∏”形導(dǎo)電回路，實現(xiàn)了增大硅芯表面面積的目的，達到了多晶棒快速生長的訴求。
文檔編號C30B28/14GK103160926SQ20111040831
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者劉朝軒, 王晨光 申請人:洛陽金諾機械工程有限公司