CN104787767A - 多晶硅还原炉的启炉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多晶硅还原炉的启炉方法，该启炉方法包括以下步骤：将硅芯安装至多晶硅还原炉的底盘上；开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对硅芯进行预热处理；预热处理后的硅芯进行击穿处理。该启炉方法通过在硅芯被高压击穿处理的步骤之前，增加开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对还原炉内的硅芯进行预热处理的步骤，从而使得被高压击穿处理前硅芯的温度得以升高，硅芯的电阻率得以降低，进而有利于硅芯的击穿，并减少了硅芯击穿所需要的时间，进一步降低了击穿过程中由于硅芯的脆性较大而导致硅芯发生倾倒的几率，即解决了现有技术中多晶硅还原炉在启炉过程中容易发生倒炉的问题。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅生产领域，具体而言，涉及一种多晶硅还原炉的启炉方法。
背景技术
在运用改良西门子法生产多晶硅的过程中，在多晶硅沉积初期需要通过不同的方法将沉积载体硅芯击穿，且被击穿的硅芯导电后，随着加载在硅芯载体上的电流的不断增大，使得载体温度升至多晶硅沉积最佳温度1050～1080℃，从而使得还原炉内发生高效的气相沉积反应，并获得最终产品多晶硅。
目前，还原炉的启动方式有外置热源式和高压击穿式，不同的启炉方式各有优缺点。而对于还原炉的运行过程来说，初期的启炉非常关键，如果启炉方法不当或者其他条件没有满足启炉条件，将导致启炉倒炉(即硅芯发生倾倒)，进而影响到多晶硅还原炉的稳定运行，更严重的问题是浪费了多晶硅沉积载体硅芯以及其他的备品备件。因此，如何控制多晶硅还原炉在启炉阶段的倒炉问题是多晶硅生产企业关注的重点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多晶硅还原炉的启炉方法，以解决现有技术中多晶硅还原炉在启炉过程中容易发生倒炉的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种多晶硅还原炉的启炉方法，其特征在于，启炉方法包括以下步骤：将硅芯安装至多晶硅还原炉的底盘上；开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对硅芯进行预热处理；将预热处理后的硅芯进行击穿处理。
进一步地，水循环系统包括主体水循环系统和并联于主体水循环系统上的附加水循环系统，且附加水循环系统位于多晶硅还原炉的底部；开启多晶硅还原炉的水循环系统的步骤包括：关闭主体水循环系统，并打开附加水循环系统。
进一步地，附加水循环系统中的水流量为60～100m3/h。
进一步地，预热处理的时间为0.5～2h。
进一步地，对硅芯进行预热处理，直至硅芯的温度升至150～180℃。
进一步地，采用高压启动的方式进行击穿处理。
进一步地，该启炉方法还包括在击穿处理后的硅芯上沉积多晶硅的步骤。
进一步地，在击穿处理的步骤之后，关闭附加水循环系统并打开主体水循环系统，之后沉积多晶硅。
进一步地，沉积多晶硅的步骤包括：向多晶硅还原炉中通入原料气体，并控制多晶硅还原炉的电流以使得原料气体反应形成多晶硅。
进一步地，原料气体包括三氯氢硅和氢气。
应用本发明的技术方案，本发明通过在硅芯进行击穿处理的步骤之前，增加开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对还原炉内的硅芯进行预热处理的步骤，从而使得被高压击穿处理时硅芯的温度得以升高，硅芯的电阻率得以降低，进而有利于硅芯的击穿，并减少了硅芯击穿所需要的时间，进一步降低了击穿过程中由于硅芯的脆性较大而导致硅芯发生倾倒的几率，即解决了现有技术中多晶硅还原炉在启炉过程中容易发生倒炉的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施方式所提供的多晶硅还原炉的启炉方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
由背景技术可知，对于还原炉的运行过程来说，初期的启炉非常关键，如果启炉方法不当或者其他条件没有满足启炉条件，将导致启炉倒炉(即硅芯发生倾倒)，进而影响到多晶硅还原炉的稳定运行，更严重的问题是浪费了多晶硅沉积载体硅芯以及其他的备品备件。
本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种多晶硅还原炉的启炉方法。如图1所示，启炉方法包括以下步骤：将硅芯安装至多晶硅还原炉的底盘上；开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对硅芯进行预热处理；将预热处理后的硅芯进行击穿处理。
上述启炉方法通过在硅芯进行击穿处理的步骤之前，增加开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对硅芯进行预热处理的步骤，从而使得击穿处理时硅芯的温度得以升高，硅芯的电阻率得以降低，进而有利于硅芯的击穿，并减少了硅芯击穿所需要的时间，进一步降低了击穿过程中由于硅芯的脆性较大而导致硅芯发生倾倒的几率，即解决了现有技术中多晶硅还原炉在启炉过程中容易发生倒炉的问题。
下面将更详细地描述根据本发明提供的多晶硅还原炉的启炉方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
上述启炉方法中，对硅芯进行预热处理的工艺方法与多晶硅还原炉的水循环系统的结构相关。在一种优选的实施方式中，多晶硅还原炉的水循环系统是指在多晶硅的沉积过程中用于降低多晶硅还原炉的炉体温度的水冷却循环系统。
在一种优选的实施方式中，多晶硅还原炉的水循环系统是由发明人对现有的水冷却循环系统进行改造后得到，具体地，水循环系统包括主体水循环系统和并联于主体水循环系统上的附加水循环系统，且附加水循环系统位于多晶硅还原炉的底部；开启多晶硅还原炉的水循环系统的步骤包括：关闭主体水循环系统，并打开附加水循环系统。其中，主体水循环系统用于在多晶硅的沉积过程中降低多晶硅还原炉的炉体温度。
上述预热处理的步骤中，附加水循环系统中的水流量(或者说水循环系统的水流量)可以根据实际工艺需求进行设定。优选地，附加水循环系统中的水流量为60～100m3/h。同样地，预热处理的时间也可以根据实际工艺需求进行设定。优选地，预热处理的时间为0.5～2h。进一步优选地，对硅芯进行预热处理，直至硅芯的温度升至150～180℃。
上述击穿处理的方式可以采用现有技术中常用的方式。在一种优选的实施方式中，采用高压启动的方式进行击穿处理。采用高压启动的方式能够减少外置热源的操作复杂性。
本发明提供的启炉方法还包括在击穿处理后的硅芯上沉积多晶硅的步骤。优选地，在击穿处理的步骤之后，关闭附加水循环系统并打开主体水循环系统，之后沉积多晶硅。其中，沉积多晶硅的步骤可以包括：向多晶硅还原炉中通入原料气体，并控制多晶硅还原炉的电流以使得原料气体反应形成多晶硅。原料气体的种类可以根据现有技术进行设定，例如原料气体可以包括三氯氢硅和氢气。
下面将结合实例进一步说明本发明提供的多晶硅还原炉的启炉方法。
在多晶硅还原炉的启炉初期，需要做的事情包括：
1)挑选指定的硅芯及备品备件，即根据还原炉炉型严格选择对称性好的硅芯做为一对连通导体，备品备件的选择上严格按照要求挑选，使得安装好的硅芯能够稳定、平衡、铅直的固定的还原炉底盘上；
2)选用指定的供料曲线及电流电压变化曲线，即在启炉初期，严格控制供料气量和电流电压的变化幅度，主要是避免气流的扰动影响硅棒的平衡性以及电流的过快提升将硅芯根部融化等现象出现，从而保证沉积载体硅芯的稳定性；
3)开启加热循环小系统，以对硅芯进行预热处理；
4)根据所启还原炉的大小及沉积载体硅芯直径，选用指定的初始气量；
5)采用高压打压柜对还原炉内沉积载体硅芯进行高压击穿；
6)从高压切换至低压的过程中，控制好初期电流大小。
从以上实施例可以看出，本发明上述的实例实现了如下技术效果：本发明通过在硅芯进行击穿处理的步骤之前，增加开启多晶硅还原炉的水循环系统，并对还原炉内的硅芯进行预热处理的步骤，从而使得击穿处理时硅芯的温度得以升高，硅芯的电阻率得以降低，进而有利于硅芯的击穿，并减少了硅芯击穿所需要的时间，进一步降低了击穿过程中由于硅芯的脆性较大而导致硅芯发生倾倒的几率，即解决了现有技术中多晶硅还原炉在启炉过程中容易发生倒炉的问题。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多晶硅还原炉的启炉方法，其特征在于，所述启炉方法包括以下步骤：
将硅芯安装至所述多晶硅还原炉的底盘上；
开启所述多晶硅还原炉的水循环系统，并对所述硅芯进行预热处理；
将所述预热处理后的所述硅芯进行击穿处理。
2.根据权利要求1所述的启炉方法，其特征在于，
所述水循环系统包括主体水循环系统和并联于所述主体水循环系统上的附加水循环系统，且所述附加水循环系统位于所述多晶硅还原炉的底部；
开启所述多晶硅还原炉的水循环系统的步骤包括：关闭所述主体水循环系统，并打开所述附加水循环系统。
3.根据权利要求1或2所述的启炉方法，其特征在于，所述附加水循环系统中的水流量为60～100m3/h。
4.根据权利要求3所述的启炉方法，其特征在于，所述预热处理的时间为0.5～2h。
5.根据权利要求1或2所述的启炉方法，其特征在于，对所述硅芯进行所述预热处理，直至所述硅芯的温度升至150～180℃。
6.根据权利要求1所述的启炉方法，其特征在于，采用高压启动的方式进行所述击穿处理。
7.根据权利要求1所述的启炉方法，其特征在于，所述启炉方法还包括在所述击穿处理后的所述硅芯上沉积多晶硅的步骤。
8.根据权利要求7所述的启炉方法，其特征在于，在所述击穿处理的步骤之后，关闭所述附加水循环系统并打开所述主体水循环系统，之后沉积所述多晶硅。
9.根据权利要求7所述的启炉方法，其特征在于，沉积所述多晶硅的步骤包括：向所述多晶硅还原炉中通入原料气体，并控制所述多晶硅还原炉的电流以使得所述原料气体反应形成所述多晶硅。
10.根据权利要求9所述的启炉方法，其特征在于，所述原料气体包括三氯氢硅和氢气。
Priority Applications (1)
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| CN201510182107.7A CN104787767A (zh) | 2015-04-16 | 2015-04-16 | 多晶硅还原炉的启炉方法 |
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| CN (1) | CN104787767A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110451511A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-15 | 洛阳中硅高科技有限公司 | 多晶硅还原炉及其启炉方法 |
| CN111596636A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-08-28 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 多晶硅还原炉控制方法、装置及电子设备 |
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2015
- 2015-04-16 CN CN201510182107.7A patent/CN104787767A/zh active Pending
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| CN111596636A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-08-28 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 多晶硅还原炉控制方法、装置及电子设备 |
| CN111596636B (zh) * | 2020-06-19 | 2021-08-03 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 多晶硅还原炉控制方法、装置及电子设备 |
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