[实用新型]多晶硅氢还原炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅生产设备，主要涉及多晶硅氢还原炉。

背景技术

多晶硅氢还原炉是多晶硅生产的专用设备，对产品的质量要求很高，同时多晶硅氢还原炉又是一个高耗能的设备。因此，还原炉的结构好坏，以及是否节能，直接影响到产品的质量、性能和生产成本。而现有技术中，多晶硅氢还原炉主要存在以下问题：1、还原炉生产多晶硅都是采用硅芯棒作为发热体，并使产品沉积在高温的纯硅芯棒上，初始的硅芯棒直径为8-10mm，而纯硅在常温下导电性能很差，电阻率很大，一般为数十到数百Ω-cm，因此使用一般的常规电压不能在纯硅芯棒载体进行初始启动发热；2、在多晶硅生产中，多晶硅氢还原炉测温视镜是测量炉内硅棒温度的窗口，在现有技术中，测温视镜常常被污染，其原因有两个：①视镜往往都是采用双层玻璃结构，由于生产中还原炉的炉内温度很高，导致视镜玻璃温度也很高，往往通水冷却，在长时间水冷过程中，视镜玻璃很容易被水中污垢污染，从而影响观测。②在生长过程中，由于玻璃内表面温度较高，混合气就可以很容易在玻璃的内表面沉积，形成有色的无定形硅，而污染视镜。而在生产中，视镜的污染将直接影响温度测量，导致误差很大，使得硅棒温度闭环控制无法使用，闭环控制是指用测得的温度与设定的温度进行比较，将差值经过运算去控制加热电源的加热功率，使得测得的温度与设定的温度的差值控制在设定的范围内，若测得的温度不准确，控制加热电源的加热功率就无法控制，现有技术就是因为视窗污染而只能人工控制。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种多晶硅氢还原炉。本实用新型不仅可以实现大直径、多对棒生产，提高了多晶硅产量，有效节约了生产成本，同时有效解决了由于水冷而污染视镜玻璃和形成硅附着物的问题，并且结构简单，保证了视镜在生产中不被污染。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：

多晶硅氢还原炉，包括带有冷却装置的炉壁，炉壁上安装有视镜，所述视镜包括视镜玻璃和通入还原炉内壁的内空式镜筒，视镜玻璃安装在位于还原炉炉壁之外的镜筒上，镜筒筒壁在靠近视镜玻璃的位置设有水冷结构；炉壁安装在底盘上；底盘上布有进、出气装置，底盘设有加热电极，电极上一一对应安装有硅芯棒，其特征在于：硅芯棒和电极为各18对，即各36个，且在底盘上沿三个同心圆周均布设置，从内圆周向外圆周分别设置为3对、5对、10对；所述内圆周的3对硅芯棒为低电阻率硅芯棒，其余两圆周上为常规电阻率硅芯棒；所述视镜玻璃为单层玻璃结构，视镜玻璃内表面侧的镜筒筒壁上设有两端分别与镜筒外的进气管和镜筒内通道相通的气体通道。

在镜筒中部的筒壁或位于还原炉内的镜筒筒壁上，也设有至少一个两端分别与镜筒外的进气管和镜筒内通道相通的气体通道。气体通道包括至少一个直通道或斜通道，或至少一个直通道和环形通道，或至少一个斜通道和环形通道。

所述水冷结构为环形水冷结构或螺旋水冷结构。

所述低电阻率硅芯棒为电阻率为0.05-0.1Ω-cm的掺杂硅芯棒。

所述掺杂硅芯棒是指先在直拉炉中用常规掺杂方法加入硼或磷而制成电阻率为0.05-0.1Ω-cm的预制棒，再将预制棒在硅芯炉中拉制成为电阻率为0.05-0.1Ω-cm的硅芯棒。

所述常规电阻率硅芯棒是指先在直拉炉中用常规方法制成常规电阻率的预制棒，再将预制棒在硅芯炉中拉制成为常规电阻率的硅芯棒。

本实用新型的优点在于：

1、由于通常氢还原炉的硅芯棒对数和电极对数都是一一对应，都是3的倍数，以符合供电3相平衡要求，同时根据棒距和均匀分布的原则，本实用新型将最内圆周上的硅芯棒和电极对数设置为3对，中圈和外圈圆周设置为5对和10对，总共18对，相对于12对硅芯棒大大增加了数量，符合大直径和多对棒的生产要求，有利于大量提高产量，增加效益。

2、将最内圈的硅芯棒设置为低电阻率硅芯棒，这样在启动时，可以先用低压常规电源对最内圈3对硅芯棒进行加热启动，并不断烘烤中圈和外圈的常规硅芯棒，使中圈和外圈的常规硅芯棒逐渐受热后不断降低电阻率，当常规硅芯棒电阻率降低到0.05-0.1Ω-cm时，再对常规硅芯棒通入低压常规电源进行启动，有效避免了原有直接通入高压电源强行对硅芯棒加热降低电阻率的方式，大大简化了高压电控制设备。