[實用新型]一種LPCVD雙層爐管結構

有效

• 申請號: 201921614657.1
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN211595791U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 邵玉林;陶俊;張三洋
• 申請（專利權）人: 無錫琨圣科技有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了一種LPCVD雙層爐管結構，涉及多晶硅制造領域，包括有雙層爐管，所述雙層爐管包括有石英內管、石英外管、爐門、內管法蘭、外管法蘭、管內支撐裝置、密封圈，石英內管作為工藝管，石英外管作為真空密封管，管內支撐裝置包括有支撐塊，所述支撐塊設置在石英內管與石英外管之間，石英外管通過外管法蘭與加熱爐腔固定在一起，內管法蘭、外管法蘭均加工有密封墊和密封圈凹槽，兩個法蘭銜接處通過密封圈進行密封，爐門前端為實心表面平整圓形構造，尾端采用開孔，尾端通過內管法蘭、外管法蘭共同固定。本實用新型杜絕了多晶硅在外管內側沉積導致的外觀破損，提升了設備工藝穩定性，提升了產能，減少了設備維護成本。

技術領域

本實用新型涉及多晶硅制造領域，尤其涉及一種LPCVD雙層爐管結構。

背景技術

LPCVD是一種低壓化學氣相沉積設備，用于沉積氧化硅、多晶硅、非晶硅的真空鍍膜設備，硅烷SiH4在600度以上分解生成多晶硅，600度以下為非晶硅光伏發電近年發展迅速。光電轉換效率在逐步提高，生產成本也在逐漸降低，其度電成本已經接近傳統火力發電的水平，各個光伏公司都在進行大規模擴產，隨著技術進步和發電成本的降低，可預見的光伏產業后期更將迎來爆發性增長。目前主流晶硅電池結構為PERC背鈍化電池，其光電轉換效率在22%左右，下一代高效晶硅電池為TOPCON電池，其電池效率可以達到23.5%以上，多家企業已開始量產和布局TOPCON電池。該高效電池制備過程中需使用LPCVD設備在硅片背面沉積一層多晶硅薄膜，但是LPCVD設備目前并不是很成熟，主要問題一個是薄膜沉積的均勻性較差，另外一個問題是多晶硅沉積在石英爐管上，由于多晶硅和石英的熱膨脹系數不同，經過一段時間的使用設備維護或其它異常造成爐體降溫時，應力差異會導致爐管破裂，因此爐管的壽命比較低，頻繁更換爐管勢必嚴重影響產能，增加設備使用成本。現有的改善方案是采用雙層石英管結構，外層爐管作為真空爐管，內層爐管作為工藝爐管，內部爐管通過法蘭、密封墊、密封圈實現固定密封。但是這種方式存在一個問題，密封圈在600度以上高溫條件下長時間使用，密封性會變差，因此還是會有少量多晶硅沉積到內外管環狀間隙，長時間使用仍然外管也容易破損。專利號CN 109338333 A 爐管兩端均露空一段距離用于空冷給密封圈降溫，延長密封圈壽命的方式，由于兩端沒包覆保溫棉石英管直接暴露在空氣中會導致爐管兩側溫度急劇降低，爐管中間部分溫度也會受到影響導致波動較大，而LPCVD對溫度要求極高，溫度波動進而會導致工藝不穩定。本發明設計了一種雙層爐管結構，鑒于內管維護損壞周期較短便于拆裝維護，同時包括在內外管中間增加一套氮氣控制系統，在多晶硅沉積工藝過程中，向內外管間可控的通入少量氮氣，使內外管環形空間內保持一定的正壓，避免了由于密封圈高溫長時間使用后密封性變差導致的多晶硅沉積到外管內的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中密封圈高溫長時間使用密封性會變差多晶硅會在外管內側沉積、爐管破損率高，維護周期短，影響工藝穩定性的缺點，而提出的一種LPCVD雙層爐管結構。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種LPCVD雙爐層爐管結構，包括雙層爐管，所述雙層爐管包括有石英內管、石英外管、爐門、內管法蘭、外管法蘭、管內支撐裝置、密封圈，石英內管作為工藝管，石英外管作為真空密封管，管內支撐裝置包括有支撐塊，所述支撐塊設置在石英內管與石英外管之間，石英外管通過外管法蘭與加熱爐腔固定在一起，內管法蘭、外管法蘭均加工有密封墊和密封圈凹槽，兩個法蘭銜接處通過密封圈進行密封，爐門包括有前爐門、后爐門，前爐門為實心表面平整圓形構造，后爐門采用開孔，槳可配合后爐門開孔插入。

進一步的技術方案，所述支撐塊采用與石英內管外壁相同的弧度結構耐高溫支撐塊，支撐塊主體表面包覆一層柔性聚四氟乙烯緩沖墊；

進一步的技術方案，所述內管法蘭四周均勻分布大小一致的圓形出氣孔；

進一步的技術方案，所述密封圈所用材質為耐高溫的聚四氟乙烯材料；