[发明专利]一种气相可控型多晶硅还原炉

说明书

本发明公开了一种气相可控型多晶硅还原炉，包括底盘和炉体，炉体连接在底盘上且在炉体与底盘之间限定出反应器内腔，所述反应器内腔中设有多个电极，所述电极按规律布置在所述底盘上，所述底盘下设有双层进气系统和排气系统，所述炉体顶部设有预热系统，所述底盘上设有多个进气喷嘴，所述双层进气系统包含双层进气环管和与双层进气环管相连的多个进气管，所述进气管分别与喷嘴一一对应连接，所述底盘上设有多个出气口，所述排气系统包括出气盘管和与出气盘管相连的多个出气管，所述出气管分别与出气口一一对应连接，所述底盘上设有冷却水流道，所述冷却水流道包括设于底盘中心的进水口和多个排水口，所述排水口与出气口一一对应设置。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，尤其涉及一种气相可控型多晶硅还原炉。

背景技术

目前国内外多晶硅生产企业主要采用“改良西门子法”，其生产流程是利用氯气和氢气合成氯化氢(或外购氯化氢)，氯化氢和硅粉在一定温度下合成三氯氢硅，然后提纯三氯氢硅后与氢气按一定比例混合后，在一定的温度压力下从气相沉积反应器的底盘上的进气口进入炉体内，在通电的高温硅棒上沉积生成多晶硅，反应尾气经底盘上的出气口排出。多晶硅气相沉积反应器是改良西门子法多晶硅生长的关键反应器，反应器的设计直接影响多晶硅的产量、质量和生产成本，也是整个生产系统能耗控制的关键。随着多晶硅的产品质量要求提高，对反应器的性能要求越来越高。

多晶硅气相沉积反应器的设计趋向精确化，功能化。一方面要求通过提高单位体积内的产量实现单炉单位质量能耗的降低，一方面通过反应器内温度、流量的精确控制，提高产品的质量和单位质量的转化率，从而实现质量的提升和物耗、能耗的降低，有效控制成本。

多晶硅内气场和热场是否合理是由底盘上电极、进气口和出气口的排布决定的，同时底盘上电极排布决定着底盘上电极及电极组的连接和电源控制系统对电极组的控制。目前实际运行的多晶硅还原炉均不能实现生长过程中的调节控制，造成气相流动、温度的不可控，造成原料转化率低，产品质量不高。

发明内容

鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种气相可控型多晶硅还原炉，能够通过优化的电极、进出气排布方式和连接方式实现气相进气的可控调节。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种气相可控型多晶硅还原炉，所述还原炉包括底盘和炉体，炉体连接在底盘上且在炉体与底盘之间限定出反应器内腔，所述反应器内腔中设有多个电极，所述电极按规律布置在所述底盘上，所述底盘下设有双层进气系统和排气系统，所述炉体顶部设有预热系统，所述底盘上设有多个进气喷嘴，所述双层进气系统包含双层进气环管和与双层进气环管相连的多个进气管，所述进气管分别与多个喷嘴一一对应连接，所述底盘上设有多个出气口，所述排气系统包括出气盘管和与出气盘管相连的多个出气管，所述出气管分别与多个出气口一一对应连接，所述底盘上设有冷却水流道，所述冷却水流道包括设于底盘中心的进水口和多个排水口，所述排水口与多个出气口一一对应设置。

依照本发明的一个方面，所述底盘上设有电极孔，以所述多晶硅还原炉底盘中心为中心设一正六边形，再以所述正六边形的六条边展开形成6个正六边形，在形成的24个顶点上各分布1个电极孔，外圈电极孔按环向对称紧凑布置，至少布置两圈，形成至少36对电极孔，硅芯按照中心六边形、外圈环向混合搭接。

依照本发明的一个方面，所述7个正六边形的中心分别设有1个进气喷嘴，外圈的进气喷嘴与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈。

依照本发明的一个方面，所述外圈任一环形的多个喷嘴和其相邻的圈上的电极沿用向交错布置。

依照本发明的一个方面，所述出气口按照内外圈组合布置,均布在外圈硅芯同心圆上，形成对称布置。

依照本发明的一个方面，所述炉体内设有高温水冷却腔，所述高温冷却腔连接有高温冷却水进口和高温冷却水出口，所述高温冷却水进口位于所述炉体的底部，所述高温冷却水出口位于所述炉体的顶部。