[實(shí)用新型]新型多晶硅還原爐之水冷電極

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820032050.8
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN201180090Y
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張旭平;劉成玲;張世萍;高培利;浩南楠
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇雙良鍋爐有限公司
• 主分類號: C01B33/03
• 分類號: C01B33/03;C30B29/06
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所
• 代理人: 唐紉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)多晶硅的還原爐，尤其是涉及一種新型多晶硅還原爐之水冷電極。屬多晶硅制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接材料。高純度多晶硅是光電轉(zhuǎn)換電池、集成電路等半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)材料。隨著世界半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展、超大規(guī)格集成電路的大量應(yīng)用、光伏電池的大量需求，整個世界對多晶硅的需求量在大幅增加。

生產(chǎn)多晶硅的方法有多種，氫還原法是最常見的一種方法。該方法是把提純的硅鹵化物和凈化好的氫氣作為原料通入還原爐，在高溫環(huán)境中，硅鹵化物與氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成多晶硅，并沉積在發(fā)熱體(小直徑的硅棒)上。化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，沉積在發(fā)熱體上的多晶硅越來越多，硅棒漸漸變粗，最后生成了有效高度約為2.8m、直徑約為150mm的多晶硅硅棒。

多晶硅還原爐是多晶硅硅棒的最終生成設(shè)備，在硅鹵化物被氫氣還原生成多晶硅硅棒的過程中，會放出大量的熱，還原爐內(nèi)的工作溫度超過1000℃，還原爐的冷卻直接關(guān)系還原爐的安全使用和還原爐的使用壽命。

多晶硅還原爐，國內(nèi)已有相關(guān)研究，下面分別予以說明。

專利號ZL?200420060144.8也公開了一種多晶硅氫還原爐，該還原爐包括帶有冷卻水腔的封頭和爐體，底盤，底盤下的進(jìn)氣管和排氣管，底盤上的電極，所述電極為12對、即24個電極，且在底盤上沿兩個圓周均布設(shè)置；所述進(jìn)氣管主要由一個水平環(huán)管和9個噴嘴連通構(gòu)成，其中8個噴嘴位于兩圈電極之間、且沿同一圓周均布設(shè)置在底盤上，一個噴嘴設(shè)置在底盤中心位置。8對電極中設(shè)置在外圓周上，其余4對電極設(shè)置在內(nèi)圓周上。電極中，正、負(fù)電極在底盤上逐一間隔設(shè)置。底盤是水冷式結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置冷卻水進(jìn)口和出口。爐體上設(shè)置有雙層玻璃結(jié)構(gòu)的視窗。封頭頂部設(shè)置有連接法蘭。該專利的主要不足之處在于電極未采用水冷結(jié)構(gòu)，不能保證在還原爐內(nèi)超過1000℃高溫條件下長期穩(wěn)定使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種帶有水冷結(jié)構(gòu)新型多晶硅還原爐之水冷電極。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種新型多晶硅還原爐之水冷電極，包括加熱體、石墨頭、電極體、電源夾具、冷卻水進(jìn)口管和冷卻水出口管，加熱體和電極體分別設(shè)置在石墨頭二端，電源夾具夾置在電極體的外緣，冷卻水進(jìn)口管由電極體一端插入電極體中心空腔內(nèi)，冷卻水出口管設(shè)置在電極體的一端，與電極體中心空腔相連通。電流依次流經(jīng)電極上的電源夾具、電極體、石墨頭、加熱體，加熱體將電流轉(zhuǎn)換為熱，對外放熱。冷卻水對電極體進(jìn)行冷卻，保證電極的長期、可靠工作。

與現(xiàn)有多晶硅還原爐用電極相比，本實(shí)用新型能保證電極的長期、可靠工作，以實(shí)現(xiàn)還原爐的長期、安全、高效的運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型新型多晶硅還原爐之水冷電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：加熱體1、石墨頭2、電極體3、電源夾具4、冷卻水進(jìn)口管5、冷卻水出口管6。

具體實(shí)施方式

參見圖1，本實(shí)用新型所涉及的新型多晶硅還原爐之水冷電極，主要由加熱體1、石墨頭2、電極體3、電源夾具4、冷卻水進(jìn)口管5和冷卻水出口管6組成。加熱體1和電極體3分別設(shè)置在石墨頭2二端，電源夾具4夾置在電極體3的外緣，冷卻水進(jìn)口管5由電極體3一端插入電極體3中心空腔內(nèi)，冷卻水出口管6設(shè)置在電極體3的一端，與電極體3中心空腔相連通。電流由電源夾具4導(dǎo)入，通過電極體3、石墨頭2，電流流至加熱體1，加熱體1將電流轉(zhuǎn)換為熱，對外放熱。冷卻水從冷卻水進(jìn)口5進(jìn)入，在電極體3的空腔內(nèi)流動，對電極體3進(jìn)行冷卻，從冷卻水出口6流出。