[发明专利]生产多晶硅的控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种新型的生产多晶硅的控制方法及控制系统，该方法包括以下步骤：将三氯氢硅原料、氢气通入还原炉内，进行氢还原反应，生成多晶硅，三氯氢硅原料为含有二氯二氢硅、四氯化硅的三氯氢硅原料，其中，在硅棒的不同预设的生长阶段，向还原炉内通入具有不同预设含量二氯二氢硅、四氯化硅的三氯氢硅原料，控制硅棒上的多晶硅沉积速度、雾化现象。本发明通过研究还原炉内的硅棒在不同生长阶段的运行特点，在不同的生长阶段通入含有不同预设含量二氯二氢硅和四氯化硅的三氯氢硅原料，与氢气发生氢还原反应，以达到还原炉全程高速生产的目的，既提高多晶硅的沉积速度，避免硅棒生长较脆，容易倒炉；又能保证多晶硅外观质量，减少雾化现象。

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种新型的生产多晶硅的控制方法及控制系统。

背景技术

目前，国内外的主流多晶硅生产技术是改良西门子法。该工艺技术的核心步骤—三氯氢硅的还原反应单元中，将汽化预热后的三氯氢硅与氢气按照一定比例混合后进入还原炉内，在1050℃～1100℃下，在通电高温硅芯上发生化学气相沉积反应得到高纯多晶硅。

传统的工艺控制方式是，还原炉从进料到停炉的整个生长过程中所使用的三氯氢硅精制料中，一般含有占比约2％-5％的二氯二氢硅，还原炉内的硅棒在生长过程中，硅棒生长较脆，容易倒炉，发生雾化，导致硅棒表观质量异常。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种新型的生产多晶硅的控制方法及控制系统，既能提高多晶硅的沉积速度，又能保证多晶硅外观质量。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种新型的生产多晶硅的控制方法，包括以下步骤：

将三氯氢硅原料、氢气通入还原炉内，进行氢还原反应，生成多晶硅，三氯氢硅原料为含有二氯二氢硅、四氯化硅的三氯氢硅原料，其中，在硅棒的不同预设的生长阶段，向还原炉内通入具有不同预设含量二氯二氢硅、四氯化硅的三氯氢硅原料，控制硅棒上的多晶硅沉积速度、雾化现象。

通过二氯二氢硅提高多晶硅的沉积速度，避免硅棒生长较脆，容易倒炉；通过四氯化硅保证多晶硅外观质量，减少雾化现象。

优选的是，在硅棒的不同预设生长阶段，三氯氢硅原料中二氯二氢硅的含量为2～10mas％。

优选的是，在硅棒的不同预设生长阶段，三氯氢硅原料中四氯化硅的含量为1～5mas％。

优选的是，硅棒的不同预设生长阶段包括：第一个生长阶段为前30h内、第二个生长阶段为31～60h、第三个生长阶段为61～100h，从第一个生长阶段到第三个生长阶段，三个生长阶段中三氯氢硅原料中的二氯二氢硅含量依次降低，三氯氢硅原料中的四氯化硅含量依次降低。

优选的是，所述步骤在硅棒的不同预设生长阶段，向还原炉内通入具有不同预设含量二氯二氢硅、四氯化硅的三氯氢硅原料，具体为：

第一个生长阶段为前30h内，通入三氯氢硅原料中二氯二氢硅的含量为8～10mas％；

第二个生长阶段为31～60h，通入三氯氢硅原料中二氯二氢硅的含量为4～6mas％，四氯化硅含量为3.1～5mas％；

第三个生长阶段为61～100h，通入三氯氢硅原料中二氯二氢硅的含量为2～3mas％，四氯化硅含量为1～3mas％。

四氯化硅用于抑制中后期还原炉内的雾化效应，以保证还原炉外观质量的正常。

优选的是，氢还原反应的温度为1050～1100℃。

优选的是，通入到还原炉内的含有二氯二氢硅的三氯氢硅原料、氢气的体积比为1：(2～5)。