CN102320603A - 多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩，包括套筒外管（1）、套筒内管（2）、套筒封盖（3）、硅烷导气管（4）、导热油入口管（9）、导热油出口管（11）、中心管（5）、套筒夹层导热油管（6）、支撑板（7）和硅烷进气管（10），套筒外管（1）与其对应的套筒内管（2）同轴设置，分别组成第一套筒、第二套筒、第三套筒和第四套筒，硅烷导气管（4）将中心管（5）与所述四件套筒的夹层相连通，在中心管（5）中安装的导热油入口管（9）一端与第一套筒的夹层连通，第一套筒的夹层与第二套筒的夹层和第三套筒的夹层之间通过套筒夹层导热油管（6）连通；同理，第二套筒的夹层和第三套筒的夹层与第四套筒的夹层通过套筒夹层导热油管（6）连通。本发明控制硅棒表面温度效果好。

Description

多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩

技术领域

本发明涉及一种生产多晶硅的热分解炉，尤其是涉及一种多晶硅硅烷热分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩。属多晶硅制备技术领域。

背景技术

多晶硅是生产单晶硅的直接材料。高纯度多晶硅是光电转换电池、集成电路等半导体器件的基础材料。随着世界半导体工业的迅猛发展、超大规格集成电路的大量应用、光伏电池的大量需求，整个世界对多晶硅的需求量在大幅增加。生产多晶硅的方法有多种，硅烷热分解发是其中的一种方法。该方法是把纯净的硅烷气体作为原料通入热分解炉，在约500℃的最佳温度环境中，硅烷气体发生分解反应，生成品质较好的多晶硅，并沉积在发热体（小直径的硅棒）上。分解反应继续进行，沉积在发热体上的多晶硅越来越多，硅棒渐渐变粗，最后生成了有效高度约为2.0m、直径约为150mm的多晶硅硅棒。

多晶硅硅烷分解炉是多晶硅硅棒的最终生成设备，在硅烷气体被分解生成多晶硅硅棒的过程中，硅烷热分解炉内的工作温度超过800℃。硅棒周围的温度控制直接关系多晶硅的生成、生长速度及品质。

多晶硅硅烷分解炉，国内已有相关研究，下面分别予以说明。

专利号ZL 201020130026已公开了一种多晶硅分解炉，其特征在于包括带冷却水夹套的底盘和带冷却水夹套的钟罩式双层炉体，所述的钟罩式双层炉体设置于所述的底盘上，所述的底盘上均匀设置有十二个电极单元，每个所述的电极单元的中心设置有纵向贯穿所述的底盘的硅烷气体进气管，所述的硅烷气体进气管的第一端口为气体进口，所述的硅烷气体进气管的第二端口与所述的钟罩式双层炉体相连通，每个所述的电极单元包括按正方形排列的四个电极，所述的电极纵向贯穿设置于所述的底盘上，所述的电极的第一端位于所述的底盘的下方，所述的电极的第二端位于所述的钟罩式双层炉体内，每个所述的电极单元中以两个所述的电极为一组，并在该组的两个所述的电极的第二端之间连接有一个硅芯。该专利的不足之处在于硅棒周围未采用任何温度控制手段，因此不能保证在硅烷热分解炉的多晶硅生成、生长速度及品质。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能对硅棒周围的温度进行控制的多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩。

本发明的目的是这样实现的：一种多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩，所述小钟罩包括套筒外管、套筒内管、套筒封盖、硅烷导气管、导热油入口管、导热油出口管、中心管、套筒夹层导热油管、支撑板、密封板和硅烷进气管，所述套筒外管与套筒内管均有四件，每件套筒外管均与其对应的套筒内管同轴设置，顶部用套筒封盖密封，分别组成第一套筒、第二套筒、第三套筒和第四套筒，并与中心管共同固定在支撑板上，所述第一套筒、第二套筒、第三套筒和第四套筒布置于中心管的外围，所述中心管顶部封闭，中心管与四件套筒之间设置若干硅烷导气管，若干硅烷导气管将中心管与所述四件套筒的夹层相连通，在中心管中安装的导热油入口管一端与第一套筒的夹层连通，第一套筒的夹层与第二套筒的夹层和第三套筒的夹层之间通过套筒夹层导热油管连通，其中，该套筒夹层导热油管一端在第一套筒的夹层的顶部，另一端在第二套筒的夹层或第三套筒的夹层的底部；同理，第二套筒的夹层和第三套筒的夹层与第四套筒的夹层通过套筒夹层导热油管连通，其中，该套筒夹层导热油管一端在第二套筒的夹层或第三套筒的夹层的顶部，另一端在第四套筒的夹层的底部，第四套筒的夹层与在中心管中安装的导热油出口管一端连通，硅烷进气管连接于中心管底部，导热油入口管和导热油出口管与硅烷进气管通过密封板与中心管底部密封。

本发明的有益效果是： 

该结构使导热油在流通过程中很好的控制并稳定了硅芯以及硅棒表面的温度，能够获得较好品质的多晶硅。

附图说明

图1为本发明多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的硅烷气流通方向图，图中箭头表示硅烷气流通方向。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明的导热油流通方向图，图中箭头表示导热油流通方向。

图6为图5的俯视图。

图中：

套筒外管1、套筒内管2、套筒封盖3、硅烷导气管4、中心管5、套筒夹层导热油管6、支撑板7、固定法兰8、导热油入口管9、硅烷进气管10、导热油出口管11、密封板12、硅棒13、夹层14、第一套筒15、第二套筒16、第三套筒17、第四套筒18、硅烷气A、导热油入口B1、导热油出口B2。

具体实施方式

参见图1~，图1为本发明多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩结构示意图。图2为图1的俯视图。由图1和图2可以看出，本发明多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩，主要由套筒外管1、套筒内管2、套筒封盖3、硅烷导气管4、导热油入口管9、导热油出口管11、中心管5、套筒夹层导热油管6、固定法兰8、支撑板7、密封板12和硅烷进气管10组成。所述套筒外管1与套筒内管2均有四件，每件套筒外管1均与其对应的套筒内管2同轴设置，顶部用套筒封盖3密封，分别组成第一套筒15、第二套筒16、第三套筒17和第四套筒18，并与中心管5共同焊接在支撑板7上，所述第一套筒15、第二套筒16、第三套筒17和第四套筒18布置于中心管5的外围，所述中心管5顶部封闭，中心管5与四件套筒之间设置若干硅烷导气管4，若干硅烷导气管4与套筒外管1和套筒内管2分别密封焊接，若干硅烷导气管4将中心管5与所述四件套筒的夹层相连通。在中心管5中安装的导热油入口管9一端与第一套筒15的夹层连通，第一套筒15的夹层与第二套筒16的夹层和第三套筒17的夹层之间通过套筒夹层导热油管6连通，其中，该套筒夹层导热油管6一端在第一套筒15的夹层的顶部，另一端在第二套筒16的夹层或第三套筒17的夹层的底部。同理，第二套筒16的夹层和第三套筒17的夹层与第四套筒18的夹层通过套筒夹层导热油管6连通，其中，该套筒夹层导热油管6一端在第二套筒16的夹层或第三套筒17的夹层的顶部，另一端在第四套筒18的夹层的底部。第四套筒18的夹层与在中心管5中安装的导热油出口管11一端连通。硅烷进气管10连接于中心管5底部，导热油入口管9和导热油出口管11与硅烷进气管10通过密封板12与中心管5底部密封。上述组成导热油硅芯夹套式小钟罩，通过固定法兰8连接在多晶硅分解炉底盘上。

参见图3和图4，图3为本发明的硅烷气流通方向图，图中箭头表示硅烷气流通方向。图4为图3的俯视图。

参见图5和图6，图5为本发明的导热油流通方向图，图中箭头表示导热油流通方向。图6为图5的俯视图。导热油入口管9和导热油出口管11另一端均在多晶硅分解炉底盘的下面。导热油从导热油入口管9流入第一套管的夹层中，再通过套筒夹层导热油管6流入第二套筒16的夹层和第三套筒17的夹层，然后通过套筒夹层导热油管6流入第四套筒18的夹层中，通过导热油出口管11另一端流出。

Claims (1)

1.一种多晶硅硅烷分解炉之导热油硅芯夹套式小钟罩，其特征在于：所述小钟罩包括套筒外管（1）、套筒内管（2）、套筒封盖（3）、硅烷导气管（4）、导热油入口管（9）、导热油出口管（11）、中心管（5）、套筒夹层导热油管（6）、支撑板（7）、密封板（12）和硅烷进气管（10），所述套筒外管（1）与套筒内管（2）均有四件，每件套筒外管（1）均与其对应的套筒内管（2）同轴设置，顶部用套筒封盖（3）密封，分别组成第一套筒（15）、第二套筒（16）、第三套筒（17）和第四套筒（18），并与中心管（5）共同固定在支撑板（7）上，所述第一套筒（15）、第二套筒（16）、第三套筒（17）和第四套筒（18）布置于中心管（5）的外围，所述中心管（5）顶部封闭，中心管（5）与四件套筒之间设置若干硅烷导气管（4），若干硅烷导气管（4）将中心管（5）与所述四件套筒的夹层相连通，在中心管（5）中安装的导热油入口管（9）一端与第一套筒的夹层连通，第一套筒的夹层与第二套筒的夹层和第三套筒的夹层之间通过套筒夹层导热油管（6）连通，其中，该套筒夹层导热油管（6）一端在第一套筒的夹层的顶部，另一端在第二套筒的夹层或第三套筒的夹层的底部；同理，第二套筒的夹层和第三套筒的夹层与第四套筒的夹层通过套筒夹层导热油管（6）连通，其中，该套筒夹层导热油管（6）一端在第二套筒的夹层或第三套筒的夹层的顶部，另一端在第四套筒的夹层的底部，第四套筒的夹层与在中心管（5）中安装的导热油出口管（11）一端连通，硅烷进气管（10）连接于中心管（5）底部，导热油入口管（9）和导热油出口管（11）与硅烷进气管（10）通过密封板（12）与中心管（5）底部密封。

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