[實(shí)用新型]一種用于晶體硅制備的高純氫生產(chǎn)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520229780.7
• 申請(qǐng)日: 2015-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204643833U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東合即得能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/32
• 分類號(hào): C01B3/32
• 代理公司: 東莞市冠誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44272
• 代理人: 何恒韜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及晶體硅制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于晶體硅制備的高純氫生產(chǎn)設(shè)備。

背景技術(shù)

在晶體的生長(zhǎng)與襯底的制備、氧化工藝、外延工藝中以及化學(xué)氣相淀積（CVD）技術(shù)中，均要用到氫氣。半導(dǎo)體工業(yè)對(duì)氣體純度要求極高。純氫和高純氫是電子工業(yè)用氫的普遍標(biāo)準(zhǔn)晶硅的制備需要用到氫，當(dāng)硅用氯化氫生成三氯氫硅SiHCl₃后，經(jīng)過(guò)分餾工藝分離出來(lái)，在高溫下用氫還原，達(dá)到半導(dǎo)體需求的純度，反應(yīng)過(guò)程為：SiHCl₃?+?H₂?→Si?+?3HCl。在外延工藝中，用于硅氣相外延四氯化硅或三氯氫硅在加熱的硅襯底表面與氫發(fā)生反應(yīng)，還原出硅沉積到硅襯底上，生成外延層的過(guò)程為：SiCl₄?+?2H₂?→?Si?+?4HCl及SiHCl₃?+?H₂?→?Si?+?3HCl。上述過(guò)程對(duì)氫氣純度要求很高，通常要求至少達(dá)到99.9999%。氫氣中含有的微量一氧化碳和二氧化碳雜質(zhì)會(huì)使襯底氧化；如果含有甲烷，則會(huì)生成碳化硅進(jìn)人外延層，引起缺陷。

在現(xiàn)有技術(shù)中，晶體硅制備的高純氫來(lái)源主要有三種：其一、直接采購(gòu)罐裝高純氫氣。其二、用電解水的方法制取氫氣，再純化，但是，電解水制氫需要消耗大量的電能,制氫和純化速率慢，且智能化差、無(wú)法模塊化。其三、甲醇水重整制氫，參照中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)201310340475.0（申請(qǐng)人：上海合既得動(dòng)氫機(jī)器有限公司），該專利公開(kāi)了一甲醇水制氫系統(tǒng)，甲醇與水蒸氣重整器的重整室內(nèi)，在350-409℃溫度下1-5M?Pa的壓力條件下通過(guò)催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳，這是一個(gè)多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下：(1)CH₃OH→CO+2H₂；(2)H₂O+CO→CO₂+H₂；(3)CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂，重整反應(yīng)生成的H₂和CO₂，再經(jīng)過(guò)分離室的鈀膜分離器將H₂和CO₂分離，得到高純氫氣。但是在現(xiàn)有晶體硅制備過(guò)程中，甲醇水重整制氫技術(shù)均采用單一的重整器，智能化差、無(wú)法模塊化、體積大、啟動(dòng)慢，甲醇原料浪費(fèi)嚴(yán)重，安全性低，整個(gè)過(guò)程需要貯氫罐，晶體硅制備的穩(wěn)定性難以保障。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于晶體硅制備的高純氫生產(chǎn)設(shè)備，該高純氫生產(chǎn)設(shè)備模塊化高，單一模塊體積小、啟動(dòng)快速，無(wú)需要貯氫罐、能即時(shí)制氫及快速分離出氫氣，穩(wěn)定性好，智能化高，制氫溫度、氣體流量及氣壓等方面參數(shù)控制靈敏，安全性高、可靠性強(qiáng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種用于晶體硅制備的高純氫生產(chǎn)設(shè)備，包括控制裝置、甲醇水儲(chǔ)存輸送裝置及至少三組甲醇水重整制氫模組，所述控制裝置與甲醇水儲(chǔ)存輸送裝置及每一組甲醇水重整制氫模組均電性連接，以控制甲醇水儲(chǔ)存輸送裝置及各組甲醇水重整制氫模組的工作狀態(tài)；所述各組甲醇水重整制氫模組制得的氫氣通過(guò)輸送管道直接傳送給晶體硅制備系統(tǒng)，該晶體硅制備系統(tǒng)在晶體硅制備的過(guò)程中，將即時(shí)高純氫需求量反饋給控制裝置，該控制裝置根據(jù)晶體硅制備系統(tǒng)的高純氫需求量信息控制適當(dāng)數(shù)量的甲醇水重整制氫模組運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制甲醇水儲(chǔ)存輸送裝置向運(yùn)轉(zhuǎn)的甲醇水重整制氫模組輸送甲醇和水原料。

所述甲醇水儲(chǔ)存輸送裝置包括甲醇水儲(chǔ)存容器及輸送泵，所述甲醇水儲(chǔ)存容器內(nèi)儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水原料，所述輸送泵用于將甲醇水儲(chǔ)存容器中的甲醇和水原料輸送至甲醇水重整制氫模組；所述輸送泵的數(shù)量與甲醇水重整制氫模組的數(shù)量相匹配，所述甲醇水儲(chǔ)存容器的數(shù)量等于或少于輸送泵的數(shù)量。