CN103159216A - 一种空心硅芯的夹持座 - Google Patents

Abstract

一种空心硅芯的夹持座，属于硅芯的搭接中的夹持机构，包括连接座(5)和竖硅芯管(3)的固定机构，在连接座(5)的上部面上设有竖硅芯管(3)的固定机构，所述竖硅芯管(3)的固定机构为竖硅芯管(3)的下端内孔固定；或竖硅芯管(3)的下端外部固定；或竖硅芯管(3)的下端内孔及其竖硅芯管(3)的外缘面同时固定；本发明通过连接座上的插杆对空心硅芯固定或通过连接座上的套管对空心硅芯固定，也可通过插杆和套管组合对空心硅芯下端固定，本发明结构简单，尤其适应空心硅芯结构的固定。

Description

一种空心硅芯的夹持座

【技术领域】

本发明属于硅芯的搭接中的夹持机构，尤其是涉及一种空心硅芯或其它晶体管型材料的夹持钨座、钼座或石墨座。

【背景技术】

已知的，在西门子法生产多晶硅的过程中硅芯搭接技术是一项非常重要的技术，它主要应用于多晶硅生产的一个环节、即还原反应过程。所述的还原反应过程的原理是：还原反应是在一个密闭的还原炉中进行的，在装炉前先在还原炉内用硅芯搭接成若干个闭合回路，也就是行话中的“搭桥”；每个闭合回路都由两根竖硅芯和一根横硅芯形成“∏”字形结构；每一个闭合回路的两个竖硅芯分别接在炉底上的两个电极上，两个电极分别接直流电源的正负极，然后对硅芯进行加热，加热中一组搭接好的硅芯相当于一个大电阻，然后向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，开始进行还原反应；这样，所需的多晶硅就会在硅芯表面生成。以上所述就是硅芯及其搭接技术在多晶硅生产中的应用。

在现有的西门子法生产多晶硅的过程中，由于所使用的硅芯直径通常为φ8mm左右的实心硅芯或经过线切割形成的方硅芯，搭接好的硅芯在正常还原反应过程中，生成的硅不断沉积在硅芯表面，硅芯的表面积也越来越大，反应气体分子对沉积面(硅芯表面)的碰撞机会和数量也随之增大，当单位面积的沉积速率不变时，表面积愈大则沉积的多晶硅量也愈多；因此在多晶硅生长时，还原反应时间越长，硅芯的直径越大，多晶硅的生长效率也越高，这样不仅可以大大提高生产效率，同时也降低了生产成本；但是现有的实心硅芯或方硅芯在还原中，都无法很好的克服由于搭接“实心硅芯或方硅芯”的硅芯强度较低，由此导致还原过程中所产生的硅芯倒伏现象，给生产带来不必要的麻烦和成本的增加；硅芯所述的倒伏现象是指硅芯在密闭的容器内进行生长，由于实心圆硅芯或方硅芯本身工艺所带来的后果是：

1)、实心硅芯；

实心硅芯的直径通常在8～10MM左右，由8～10MM生长至120～150MM为例，开始时生长较为缓慢，后期随着直径的加大，生长速度也随之加快；如果直接采用大直径的实心硅芯，则会造成硅芯本体的重量增加；并且在大直径实心硅芯的拉制过程中，由于要得到较大直径的硅芯，拉制速度要控制到很慢，生产效率低下；且生长过程中由于直径较大，拉直难度极高，并且每次仅可以少量的拉制，也就是拉制根数必将受到限制，对于加大直径问题现有技术中还有很多难点无法克服，同时大直径硅芯拉制所消耗的电能和保护性气体也随之增加，同时大直径硅芯还不便于后续加工和搬运；

2)、方硅芯；

目前市场上出现了线切割的方硅芯，由于是在线切割过程中，晶体受到金刚石线切割中的微震，使得成品方硅芯内出现较多肉眼难以察觉的微小裂痕，在硅芯生长通电的瞬间对于裂痕的冲击较大，使得硅芯生长过程中断裂或倒塌量大幅度增加，轻者导致该组硅芯无法生长，严重时导致停炉。

由上可知，大直径硅芯替代目前的小直径硅芯是一种发展趋势，所以本发明人设计了空心的硅芯，在本案的同族专利申请设计了空心硅芯，为了适应空心硅芯与还原炉的连接，有必要设置专用于空心硅芯的空心硅芯的夹持座。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明同族专利公开了空心硅芯的加工工艺以及空心硅芯的使用方法，本发明则公开了对于空心硅芯后续使用的一种空心硅芯的夹持座，本发明通过连接座上的插杆对空心硅芯固定或通过连接座上的套管对空心硅芯固定，也可通过插杆和套管组合对空心硅芯下端固定，本发明结构简单，尤其适应空心硅芯结构的固定。为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种空心硅芯的夹持座，包括连接座和竖硅芯管的固定机构，在连接座的上部面上设有竖硅芯管的固定机构，所述竖硅芯管的固定机构为竖硅芯管的下端内孔固定；或竖硅芯管的下端外部固定；或竖硅芯管的下端内孔及其竖硅芯管的外缘面同时固定。

所述的空心硅芯的夹持座，所述竖硅芯管的下端内孔固定为在连接座的上部设置插杆，所述插杆与竖硅芯管的下端内孔插接。

所述的空心硅芯的夹持座，所述插杆的外缘面与竖硅芯管的下端内孔紧密配合。

所述的空心硅芯的夹持座，在插杆的上端设有尖头或圆锥头。

所述的空心硅芯的夹持座，所述竖硅芯管的下端外部固定，在连接座的上部设有套管，所述套管内的空腔管壁与竖硅芯管的外缘面套接。

所述的空心硅芯的夹持座，所述套管内的空腔管壁与竖硅芯管的外缘面紧密配合。

所述的空心硅芯的夹持座，所述竖硅芯管的下端内孔及其竖硅芯管的外缘面同时固定，在连接座的上部设有插杆，在插杆的外部间隔设有套管，所述套管的下端与连接座连接，在插杆的外缘面与套管之间的间隙形成竖硅芯管的夹持机构。

所述的空心硅芯的夹持座，所述插杆的外缘面或套管的内部面与竖硅芯管下端的内管面或竖硅芯管下端的外缘面任一为紧密配合。

所述的空心硅芯的夹持座，所述连接座的外缘面为圆形或多角形。

由于采用上述技术方案，本发明具备如下优点：

由于采用了本发明所述的空心硅芯的夹持座，本发明在空心硅芯的搭接过程中，确保了空心硅芯底部的稳定性，使得空心硅芯的搭接中获得一个较为稳定的环境和较大的接触面，本发明相对于现有方硅芯和实心硅芯的固定采用多块组合方式，结构得到了简化，技术也得到大幅度的提升，确保了硅芯还原成品率的上升；本发明结构保证了使用中的导电率和具备较好的导电性能，进而能在多晶硅生产中提高多晶硅的品质，并且由于空心硅芯的强度要远远大于实心硅芯，当强度增加以后，其抗倒伏能力要远远好于实心硅芯，克服了现有生产方式中硅芯的倒伏现象尽可能少的发生。

【附图说明】

图1是本发明夹持座与空心硅芯的应用结构示意图；

图2是图1夹持座的放大结构示意图；

图3是图1夹持座与空心硅芯的放大连接结构示意图；

图4是本发明夹持座另一实施例结构示意图；

图5是图4的夹持座与空心硅芯的应用结构示意图；

图6是本发明夹持座第三实施例结构示意图；

图7是图6的夹持座与空心硅芯的应用结构示意图；

图8是本发明夹持座第四实施例结构示意图；

图9是图8的夹持座与空心硅芯的应用结构示意图；

在图中：1、横硅芯管；2、搭接点；3、竖硅芯管；4、插杆；5、连接座；6、尖头；7、套管；8、圆锥头；9、间隙；10、空腔。

【具体实施方式】

参考下面实施例，可以更详细解释本发明，本发明并不限于这些实施例。

结合附图1～3所述的空心硅芯的夹持座，将一根横硅芯管1的两端与两根竖硅芯管3的上端或上部搭接，两根竖硅芯管3的下端与两个本发明连接，本发明分别联通电极，形成“∏”形导电回路；其中所述横硅芯管1也可使用方硅芯或实心硅芯作为横硅芯，由于竖硅芯管3与横硅芯的搭接不属于本发明的保护范围，因此本发明没有附图以及对于竖硅芯管3与横硅芯搭接点2的详细描述，具体搭接方法参见本申请人另案申请的相关同族专利申请。

本发明主要包括连接座5结构和所述结构与竖硅芯管3的固定方式；两个连接座5与还原炉连接，在连接座5的上部面上设置插杆4或套管7或插杆4和套管7结合形成的竖硅芯管3的固定机构，所述竖硅芯管3的固定机构为竖硅芯管3的下端内孔固定；或竖硅芯管3的下端外部固定；或竖硅芯管3的下端内孔及其竖硅芯管3的外缘面同时固定。

所述的空心硅芯的夹持座，所述竖硅芯管3的下端内孔固定为在连接座5的上部设置插杆4，所述插杆4与竖硅芯管3的下端内孔插接；所述插杆4的外缘面与竖硅芯管3的下端内孔紧密配合；在插杆4的上端设有尖头6或圆锥头8。

结合附图8或9，所述竖硅芯管3的下端外部固定，在连接座5的上部设有套管7，所述套管7内的空腔10管壁与竖硅芯管3的外缘面套接，竖硅芯管3的下端外部与套管7的空腔10管壁为过盈配合。

结合附图4、5、6或7，所述竖硅芯管3的下端内孔及其竖硅芯管3的外缘面同时固定，在连接座5的上部设有插杆4，在插杆4的外部间隔设有套管7，所述套管7的下端与连接座5连接，在插杆4的外缘面与套管7之间的间隙9形成竖硅芯管3的夹持机构；所述插杆4的外缘面或套管7的内部面与竖硅芯管3下端的内管面或竖硅芯管3下端的外缘面任一为紧密配合，以便保证使用中的导电率和具备较好的导电性能，进而能在多晶硅生产中提高多晶硅的品质。

本发明所述的连接座5外缘面为圆形或多角形，优选圆形。

本发明人同步申请的专利中还公开了空心硅芯的拉制方法，该专利提出了一种空心的硅芯，它与实心硅芯相比，具有重量基本相等，但直径远远大于实心硅芯的直径。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (9)

1.一种空心硅芯的夹持座，其特征是：包括连接座(5)和竖硅芯管(3)的固定机构，在连接座(5)的上部面上设有竖硅芯管(3)的固定机构，所述竖硅芯管(3)的固定机构为竖硅芯管(3)的下端内孔固定；或竖硅芯管(3)的下端外部固定；或竖硅芯管(3)的下端内孔及其竖硅芯管(3)的外缘面同时固定。

2.根据权利要求1所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述竖硅芯管(3)的下端内孔固定为在连接座(5)的上部设置插杆(4)，所述插杆(4)与竖硅芯管(3)的下端内孔插接。

3.根据权利要求2所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述插杆(4)的外缘面与竖硅芯管(3)的下端内孔紧密配合。

4.根据权利要求2或3所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：在插杆(4)的上端设有尖头(6)或圆锥头(8)。

5.根据权利要求1所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述竖硅芯管(3)的下端外部固定，在连接座(5)的上部设有套管(7)，所述套管(7)内的空腔(10)管壁与竖硅芯管(3)的外缘面套接。

6.根据权利要求5所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述套管(7)内的空腔(10)管壁与竖硅芯管(3)的外缘面紧密配合。

7.根据权利要求1所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述竖硅芯管(3)的下端内孔及其竖硅芯管(3)的外缘面同时固定，在连接座(5)的上部设有插杆(4)，在插杆(4)的外部间隔设有套管(7)，所述套管(7)的下端与连接座(5)连接，在插杆(4)的外缘面与套管(7)之间的间隙(9)形成竖硅芯管(3)的夹持机构。

8.根据权利要求7所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述插杆(4)的外缘面或套管(7)的内部面与竖硅芯管(3)下端的内管面或竖硅芯管(3)下端的外缘面任一为紧密配合。

9.根据权利要求1所述的空心硅芯的夹持座，其特征是：所述连接座(5)的外缘面为圆形或多角形。

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