[實(shí)用新型]適用于低壓常規(guī)電源加熱啟動(dòng)的多晶硅氫還原爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720081581.1
• 申請(qǐng)日: 2007-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201105993Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉漢元;戴自忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川永祥多晶硅有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/023
• 分類號(hào): C01B33/023;C01B33/03;C30B29/06;F27B5/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所
• 代理人: 方強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種多晶硅生產(chǎn)設(shè)備，主要涉及適用于低壓常規(guī)電源加熱啟動(dòng)的多晶硅氫還原爐。

背景技術(shù)

多晶硅氫還原爐是多晶硅生產(chǎn)的專用設(shè)備，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求很高，同時(shí)多晶硅氫還原爐又是一個(gè)高耗能的設(shè)備。因此，還原爐的結(jié)構(gòu)好壞，以及是否節(jié)能，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和生產(chǎn)成本。

而現(xiàn)有技術(shù)中，還原爐生產(chǎn)多晶硅都是采用硅芯棒作為發(fā)熱體，并使產(chǎn)品沉積在高溫的純硅芯棒上，初始的硅芯棒直徑為8-10mm，而純硅在常溫下導(dǎo)電性能很差，電阻率很大，一般為數(shù)十到數(shù)百Ω-cm，只有當(dāng)其本身溫度達(dá)到600℃以上時(shí)，其電阻率會(huì)下降到0.1Ω-cm左右，此時(shí)常規(guī)電源才能對(duì)其加熱，因此使用一般的常規(guī)電壓不能在純硅芯棒載體進(jìn)行初始啟動(dòng)發(fā)熱，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中主要有兩種方案，一是為克服硅芯棒的冷電阻，對(duì)純硅芯棒加上高電壓使電流強(qiáng)行通過(guò)硅芯棒，使其加熱，隨著溫度升高，電阻率逐漸下降，達(dá)到一定溫度后再轉(zhuǎn)入中、低電源，即高壓?jiǎn)?dòng)。此種方式比較直接，但其缺點(diǎn)是設(shè)備比較復(fù)雜，加熱啟動(dòng)程序也比較復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升，二是采用外來(lái)加溫體對(duì)硅芯棒進(jìn)行烘烤，如在氫還原爐中另外設(shè)置碳棒或鉬條，也有采用等離子電弧加熱的方式，而這樣的方式都需要另外增加大量設(shè)備和裝置，其加熱啟動(dòng)程序也比較復(fù)雜。

在中國(guó)專利公報(bào)中，公開(kāi)號(hào)為CN2708213Y的專利公開(kāi)了一種12對(duì)硅芯棒的氫還原爐，該專利中并沒(méi)有解決避免高電壓簡(jiǎn)化加熱啟動(dòng)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供一種適用于低壓常規(guī)電源啟動(dòng)的多晶硅氫還原爐。本實(shí)用新型不僅可以實(shí)現(xiàn)大直徑、多對(duì)棒生產(chǎn)，提高了多晶硅產(chǎn)量，同時(shí)采用低壓電源加熱啟動(dòng)，有效節(jié)約了生產(chǎn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

適用于低壓常規(guī)電源啟動(dòng)的多晶硅氫還原爐，包括帶有冷卻裝置的爐殼，爐殼安裝在底盤上；底盤上布有進(jìn)、出氣裝置，底盤設(shè)有加熱電極，電極上一一對(duì)應(yīng)安裝有硅芯棒，其特征在于：硅芯棒和電極為各18對(duì)，即各36個(gè)，且在底盤上沿三個(gè)同心圓周均布設(shè)置，從內(nèi)圓周向外圓周分別設(shè)置為3對(duì)、5對(duì)、10對(duì)；所述內(nèi)圓周的3對(duì)硅芯棒為低電阻率硅芯棒，其余兩圓周上為常規(guī)電阻率硅芯棒。

所述噴口為四組，所述每組噴口為多個(gè)，其中兩組噴口形成的圓為同心圓，且均布在底盤每?jī)蓚€(gè)硅芯棒圈之間的圓周上，另外兩組設(shè)置在內(nèi)圈硅芯棒圓周之內(nèi)。

每個(gè)噴口上設(shè)有可拆卸式石墨噴嘴，且每個(gè)噴嘴的截面積相同；各組噴口的噴嘴的截面積之和的比為1∶2∶4∶8。

所述低電阻率硅芯棒為電阻率為0.05-0.1Ω-cm的摻雜硅芯棒。

所述摻雜硅芯棒是指先在直拉爐中用常規(guī)摻雜方法加入硼或磷而制成電阻率為0.05-0.1Ω-cm的預(yù)制棒，再將預(yù)制棒在硅芯爐中拉制成為電阻率為0.05-0.1Ω-cm的硅芯棒。

所述常規(guī)電阻率硅芯棒是指先在直拉爐中用常規(guī)方法制成常規(guī)電阻率的預(yù)制棒，再將預(yù)制棒在硅芯爐中拉制成為常規(guī)電阻率的硅芯棒。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、由于通常氫還原爐的硅芯棒對(duì)數(shù)和電極對(duì)數(shù)都是一一對(duì)應(yīng)，都是3的倍數(shù)，以符合供電3相平衡要求，同時(shí)根據(jù)棒距和均勻分布的原則，本實(shí)用新型將最內(nèi)圓周上的硅芯棒和電極對(duì)數(shù)設(shè)置為3對(duì)，中圈和外圈圓周設(shè)置為5對(duì)和10對(duì)，總共18對(duì)，相對(duì)于12對(duì)硅芯棒大大增加了數(shù)量，符合大直徑和多對(duì)棒的生產(chǎn)要求，有利于大量提高產(chǎn)量，增加效益。

2、將最內(nèi)圈的硅芯棒設(shè)置為低電阻率硅芯棒，這樣在啟動(dòng)時(shí)，可以先用低壓常規(guī)電源對(duì)最內(nèi)圈3對(duì)硅芯棒進(jìn)行加熱啟動(dòng)，并不斷烘烤中圈和外圈的常規(guī)硅芯棒，使中圈和外圈的常規(guī)硅芯棒逐漸受熱后不斷降低電阻率，當(dāng)常規(guī)硅芯棒電阻率降低到0.05-0.1Ω-cm時(shí)，再對(duì)常規(guī)硅芯棒通入低壓常規(guī)電源進(jìn)行啟動(dòng)，有效避免了原有直接通入高壓電源強(qiáng)行對(duì)硅芯棒加熱降低電阻率的方式，大大簡(jiǎn)化了高壓電控制設(shè)備。

3、本實(shí)用新型中由于有摻雜的低電阻率的硅芯棒，其后期沉積的多晶硅產(chǎn)品的品質(zhì)磷(或硼)含量高于未摻雜的硅芯棒沉積生產(chǎn)出的多晶硅產(chǎn)品，但目前太陽(yáng)能級(jí)單、多晶硅都是需要摻磷(或硼)，只要事先根據(jù)用戶的需要進(jìn)行摻雜，并且每爐產(chǎn)品中摻雜硅棒數(shù)量?jī)H有3對(duì)，數(shù)量很少，因此，并不影響產(chǎn)品質(zhì)量和用戶使用。