[發(fā)明專利]一種多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610422812.4
• 申請(qǐng)日: 2016-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107515274A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王淑琴;占時(shí)友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海韻申新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;C01B33/035
• 代理公司: 上海愉騰專利代理事務(wù)所(普通合伙)31306
• 代理人: 林弘毅

1.一種多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，包括一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐、進(jìn)料控制模塊、混合氣電加熱模塊、電源系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)以及傳動(dòng)系統(tǒng)；所述進(jìn)料控制模塊的輸入端連接來(lái)自多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中罐區(qū)的三氯氫硅和氫氣，所述進(jìn)料控制模塊的輸出端連接所述混合氣電加熱模塊的輸入端，所述混合氣電加熱模塊的輸出端連接所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐的反應(yīng)氣體出氣管口，所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐的反應(yīng)氣體出氣管口連接尾氣回收系統(tǒng)或廢氣洗滌系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)連接所述混合氣電加熱模塊以及所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐的一對(duì)電極，所述預(yù)熱系統(tǒng)安裝在所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐頂部，所述傳動(dòng)系統(tǒng)連接所述預(yù)熱系統(tǒng)以及所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐包括帶有冷卻水的底盤、底盤上的帶有冷卻水夾套的鐘罩、置于底盤且連有電源的一對(duì)電極，所述一對(duì)電極上連有一對(duì)高純硅芯，所述一對(duì)電極的外側(cè)分別設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)氣管口和反應(yīng)氣體出氣管口，所述反應(yīng)氣體進(jìn)氣管口和反應(yīng)氣體出氣管口穿過(guò)所述帶有冷卻水的底盤與所述帶有冷卻水夾套的鐘罩爐體相通；所述帶有冷卻水夾套的鐘罩側(cè)面帶有試鏡和限位裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述預(yù)熱系統(tǒng)包括石英管和石英管限位裝置，所述石英管伸入所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐內(nèi)，所述石英管限位裝置設(shè)置在所述帶有冷卻水夾套的鐘罩頂部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐與一對(duì)高純硅芯介質(zhì)接觸的爐內(nèi)高溫區(qū)為銀Ag99.99。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，還包括結(jié)構(gòu)框架和集成化控制面板，所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐、進(jìn)料控制模塊、混合氣電加熱模塊、電源系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及集成化控制面板均安裝在所述結(jié)構(gòu)框架中。

6.一種用權(quán)利要求1～5之一所述裝置進(jìn)行多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)系統(tǒng)中的管路和所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐進(jìn)行氣體置換；

(2)通過(guò)所述電源系統(tǒng)對(duì)所述預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱，預(yù)熱到一對(duì)棒啟 動(dòng)溫度后切換所述電源系統(tǒng)對(duì)一對(duì)棒通電加熱；

(3)來(lái)自多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)中罐區(qū)的三氯氫硅和氫氣通過(guò)所述進(jìn)料控制模塊計(jì)量控制后混合進(jìn)入所述混合氣電加熱模塊，通過(guò)所述混合氣電加熱模塊進(jìn)行汽化，汽化后的混合氣體進(jìn)入所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐；

(4)在所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐內(nèi)一對(duì)棒表面進(jìn)行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，生成多晶硅棒，隨著時(shí)間的進(jìn)行多晶硅棒逐漸長(zhǎng)粗，最終達(dá)到要求的尺寸；反應(yīng)完成后，關(guān)閉所述電源系統(tǒng)，所述進(jìn)料控制模塊停止混合氣體進(jìn)料，同時(shí)通入氫氣進(jìn)行冷卻；反應(yīng)后的尾氣進(jìn)入尾氣回收系統(tǒng)或廢氣洗滌系統(tǒng)；在反應(yīng)過(guò)程中，觀察所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐內(nèi)多晶硅棒的生長(zhǎng)情況；

(5)反應(yīng)完成后，通過(guò)所述傳動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)帶有冷卻水及夾套的鐘罩，將多晶硅棒取出進(jìn)行化驗(yàn)分析，通過(guò)對(duì)多晶硅棒各成分、半導(dǎo)體性能進(jìn)行分析，得到原料特別是三氯氫硅的純度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，所述進(jìn)料控制模塊通過(guò)計(jì)量控制來(lái)料混合氣體，所述混合氣體為純度99.99999％的氫氣和三氯氫硅；將液態(tài)的三氯氫硅和99.99999％氫氣經(jīng)過(guò)所述混合氣電加熱模塊汽化混合后由反應(yīng)氣體進(jìn)氣管口送至帶有冷卻水底盤與帶有冷卻水夾套的鐘罩組成的反應(yīng)空腔內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，在所述一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐內(nèi)由一對(duì)電極對(duì)一對(duì)高純硅芯通電加熱，一對(duì)高純硅芯表面的溫度達(dá)到1100℃左右，三氯氫硅和氫氣在一對(duì)高純硅芯表面發(fā)生化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，生成多晶硅棒。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，所述傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶自鎖功能變頻電機(jī)和同步帶來(lái)驅(qū)動(dòng)所述預(yù)熱系統(tǒng)，根據(jù)石英管限位裝置進(jìn)行精確對(duì)位，自動(dòng)控制所述預(yù)熱系統(tǒng)的工作與非工作狀態(tài)；同時(shí)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)采用帶自鎖功能變頻電機(jī)和絲桿帶來(lái)驅(qū)動(dòng)一對(duì)棒評(píng)價(jià)爐的鐘罩，根據(jù)限位裝置進(jìn)行精確對(duì)位，自動(dòng)控制鐘罩的工作與非工作狀態(tài)。