[發明專利]還原爐內壁處理裝置及其方法

在審

• 申請號: 202010541115.7
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111690924A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 張寶順;王體虎;宗冰
• 申請（專利權）人: 亞洲硅業(青海)股份有限公司;青海省亞硅硅材料工程技術有限公司
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C01B33/035
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 趙薇

本發明提供了一種還原爐內壁處理裝置及其方法，涉及多晶硅裝備技術領域，該還原爐內壁處理裝置包括鐘罩、旋轉機構、磁感應加熱組件以及冷氣體動力噴槍；鐘罩具有密閉的容置空間；旋轉機構與鐘罩傳動連接，用于驅動鐘罩旋轉；磁感應加熱組件包括高頻線圈，高頻線圈設置于容置空間內，用于將鐘罩內壁面加熱至預設溫度范圍；冷氣體動力噴槍設置于容置空間內，用于向鐘罩內壁面噴射粉末。通過該還原爐內壁處理裝置，解決了現有技術中存在的在冷氣體動力噴涂法中，鐘罩多采用硬度較大的不銹鋼，對噴涂條件的要求較高的技術問題。

技術領域

本發明涉及多晶硅裝備技術領域，尤其是涉及一種還原爐內壁處理裝置及其方法。

背景技術

晶硅是微電子行業和光伏行業的基礎材料，而改良西門子法是當下制備多晶硅的主流方法。改良西門子法的特點是：在鐘罩式化學氣相沉積(CVD)反應器(行業術語為多晶硅還原爐)中，以通電自加熱至溫度為950～1150℃的細硅芯為沉積載體，通入多晶硅還原爐的三氯氫硅與氫氣在熱硅芯表面發生氫還原反應，被還原的硅沉積在硅芯表面，隨著氫還原反應的進行，硅芯的直徑逐漸變大，直至達到規定的尺寸，最終以多晶硅棒的形式采出。

多晶硅還原爐主要材質為不銹鋼，為了避免多晶硅還原爐運行過程中因內壁溫度過高而使不銹鋼材料蠕變失效的問題，通常在外壁和內壁間的夾套內通入低溫水進行冷卻，使內壁溫度保持在300℃以下。在多晶硅還原爐運行過程中，硅棒表面發射出大量紅外電磁波，到達內壁表面的紅外電磁波幾乎全部被吸收，并轉化為內壁的內熱能，然后傳導至高熱容的低溫冷卻水。據統計，夾套冷卻水帶走的熱量約占多晶硅還原爐總輸入能量的60％以上。當下，多通過在多晶硅還原爐內壁制備以銀為主的貴金屬涂層，利用貴金屬涂層優良的紅外電磁波反射性能，提高還原爐內壁對紅外輻射的反射率，減少熱量損失和輸入能量，實現多晶硅還原爐節能的目的。

冷氣體動力噴涂法是新興的多晶硅還原爐內壁節能涂層制備技術，其特征是：金屬粉末被加熱的壓縮氣體加速至超音速狀態，在低于其熔點的溫度下，撞擊基體表面，通過與基體間的機械咬合作用和劇烈彈性形變在基體表面形成涂層。由于基體多采用硬度較大的不銹鋼，且在噴涂過程中，鐘罩的內壁溫度為常溫，因此，要想獲得高強度的涂層，就需要較高的噴涂條件(噴涂溫度和噴涂壓力)才能實現，無疑增加了加工成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種還原爐內壁處理裝置及其方法，以緩解現有技術中存在的在冷氣體動力噴涂法中，要想獲得高強度的涂層，需對噴涂條件要求較高的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供一種還原爐內壁處理裝置，包括：鐘罩、旋轉機構、磁感應加熱組件以及冷氣體動力噴槍。

所述鐘罩具有密閉的容置空間。

所述旋轉機構與所述鐘罩傳動連接，用于驅動所述鐘罩旋轉。

所述磁感應加熱組件包括高頻線圈，所述高頻線圈設置于所述容置空間內，用于將鐘罩內壁面加熱至預設溫度范圍。

所述冷氣體動力噴槍設置于所述容置空間內，且相對所述鐘罩轉動，用于向所述鐘罩內壁面噴射粉末。

進一步的，所述高頻線圈為中空管狀結構，所述中空管狀結構的一端用于連接進液管路，另一端用于連接出液管路。

進一步的，還包括磁屏蔽組件。

所述磁屏蔽組件包括用于吸收所述高頻線圈產生的電磁場的磁屏蔽罩，所述磁屏蔽罩位于所述容置空間內。

所述高頻線圈位于所述鐘罩與所述磁屏蔽罩的外周側之間。

所述冷氣體動力噴槍包括槍體部和噴射部，所述槍體部位于所述磁屏蔽罩內，所述噴射部穿出所述磁屏蔽罩并朝向所述鐘罩內壁面設置。

進一步的，所述磁屏蔽罩包括內磁屏蔽罩和外磁屏蔽罩，所述內磁屏蔽罩與所述外磁屏蔽罩圍成空腔。