CN106457457A - 使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置 - Google Patents

使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多晶硅长丝制造装置，更具体地，涉及一种通过连接由于损伤等切断的多晶硅碎片来制造具有所需长度的多晶硅长丝的多晶硅长丝结合装置。本发明提供多晶硅长丝结合装置，其包括：具有桶形的主体部分；设置在所述主体部分内的引导部分，引导进入的多晶硅碎片；和用于加热所述多晶硅碎片的结合面的主光源。

Description

使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置
技术领域
本公开内容涉及一种多晶硅长丝结合装置，更具体地，涉及一种通过结合由于损坏等而分离的多晶硅碎片来制造具有所需长度的多晶硅长丝的多晶硅长丝结合装置。
背景技术
当使用西门子(Siemens)方法制备多晶硅时，需要多晶硅长丝。目前使用的长丝是使用Czochralski(CZ)方法或悬浮区(FZ)方法制造的，或者是根据长丝标准加工和使用制造的多晶硅棒。
在通过熔融多晶硅制造长丝的CZ法或FZ法的情况下，为了形成长的长丝，需要具有等于或大于该长丝长度的反应器，并且由于其制造过程中长丝形状的特性，长丝损坏的可能性高。
特别是，当直接从多晶硅棒加工和使用长丝时，难以制备长度等于或大于长丝长度的多晶硅棒。
另外，将细而长的长丝安装在反应器内时，断裂的可能性非常高，并且在这种情况下，存在着实际上不可能再使用断丝的限制。
作为引用参考，韩国专利申请公开号10-2013-0019568(2013年2月27日公开)公开了“用于制备多晶硅的方法和装置”。
发明内容
【技术问题】
本公开内容的目的是提供一种用于结合多晶硅碎片以形成多晶硅长丝的装置。
本公开内容的另一个目的是提供一种用于结合多晶硅碎片而不使用杂质的多晶硅长丝结合装置。
【技术方案】
根据本公开内容的一个方面，多晶硅长丝结合装置包括形成为类圆柱体的主体部分，设置在所述主体部分内并且被构形以引导进入所述主体部分内的多晶硅碎片的引导部分，以及用于加热所述多晶硅碎片的结合面的主光源。
所述多晶硅长丝结合装置还可以包括用于预先加热容纳在所述主体部分内的多晶硅碎片的辅助光源。
可以排布所述辅助光源，以免干涉所述引导部分。
当所述主体部分包括置于其内表面上的反射面时，可以进一步增强使用辅助光源的加热效果。
所述多晶硅长丝结合装置还可以包括将主光源发射的光聚集到结合面的聚光器。
所述主体部分可以包括用于观察所述多晶硅长丝的结合面的观察镜，并且还可以包括用于固定所述多晶硅碎片的固定器。
所述引导部分可以由多晶硅材料形成。
所述引导部分可以包括框架和多个可旋转地连接到该框架的辊，并且部分所述引导部分可以以方形的形式排布，以便均匀地支撑所述多晶硅长丝的外周面。
所述引导部分可以可拆卸地形成在所述主体部分上，并且可以根据多晶硅碎片的直径进行更换。
所述多晶硅长丝结合装置还可以包括插入到所述主体部分至预定深度形成的导杆，并且导杆具有当插入到所述主体部分内时定位在主光源的加热区域的端部。
【有益效果】
本公开内容提供一种通过无杂质结合多晶硅碎片形成多晶硅长丝的装置，以降低多晶硅碎片的制造成本。
附图说明
图1是说明根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的概念的图。
图2是根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的透视图。
图3是根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的剖视图。
图4是根据本公开内容的另一示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的剖视图。
图5是根据本公开内容的另一示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的平面图。
图6是根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的导杆的剖视图。
*指定所述附图的主要元件的参考数字的说明*
100:多晶硅长丝结合装置
110:主体部分
120:引导部分
130:主光源
140:辅助光源
150:固定器
160:导杆
具体实施方式
在此使用的术语或词语不应限于具有普通的含义或字典含义，并且具有与本公开内容的实施方案的技术方面相对应的含义，以便最恰当地表达本公开内容的实施方案。另外，说明书中描述的实施方案和附图中所示的结构仅仅是本公开内容的示例性实施方案，并且不限于此，因此，本领域普通的技术人员应当理解，在提交本申请时其中可以有形式上和细节上的多种变化和对应物。
图1是说明根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的概念的图。
根据本公开内容的多晶硅长丝结合装置可以是用于结合多晶硅碎片10和20以形成具有所需长度的多晶硅长丝的装置。
根据本公开内容的多晶硅长丝结合装置可以在所述多晶硅长丝结合装置100内熔融并结合所述两个碎片10和20，而没有诸如单独粘合剂的杂质。
如附图所示，根据本公开内容的多晶硅长丝结合装置100可以包括：圆柱体主体部分110，用于引导形成并移动到所述主体部分内的多晶硅碎片的引导部分120，和用于加热和焊接移动到所述主体部分内的多晶硅碎片的光源130和140。
所述光源可以包括用于将结合面加热到多晶硅熔融温度或更高温度的主光源130和用于将结合面周围的多晶硅加热到多晶硅熔融温度或更低温度的辅助光源140。
所述引导部分120可以由多晶硅材料形成，以防止污染结合的多晶硅长丝。
图2是根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的透视图。图3是根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的剖视图。
如附图所示，根据本公开内容的多晶硅长丝结合装置100可以包括：圆柱体主体部分110，用于引导形成并移动到所述主体部分内的多晶硅碎片的引导部分120和用于加热移动到所述主体部分内的多晶硅碎片的结合面的主光源130。
尽管附图说明了为了示意方便而垂直定位的多晶硅长丝结合装置100的情况，但是所述多晶硅长丝结合装置100也可以如图1所示水平定位和使用。
多晶硅的熔融温度约为1414℃，就这一点而言，当使用卤素灯作为光源并且使用诸如凹面镜或凸透镜的聚光器132时，光照射到的部分可以在等于或大于1414℃的温度下由光源直接加热。
可以通过下列步骤将两个多晶硅碎片相互结合起来：处理要结合的多晶硅碎片的结合面，使之具有相应的形状；插入所述多晶硅碎片之一，以将结合面定位在所述主光源130的加热部分；使用固定器150固定所述插入的多晶硅碎片；通过主光源熔融所述结合面；然后插入要结合的多晶硅碎片。
如附图所示，所述固定器150可以以夹具的形式形成，并且可以可拆卸地形成，以对应多晶硅碎片的直径。或者，可以在夹具处可拆卸地形成单独的转接器，并且可以根据要固定的多晶硅的直径或横截面进行更换。
用于制造多晶硅长丝的多晶硅碎片具有圆形或方形截面，并因此，在直线上结合多晶硅碎片很重要。所述引导部分120可以将所述多晶硅碎片排布在直线上。
为此，部分所述引导部分120可以排布成方形的形式。
所述引导部分120可以包括框架122和多个辊124，并且所述框架122可以可拆卸地固定到在所述主体部分110内形成的支撑部分112上。
所述框架122可以通过滑动配合或紧密配合固定到所述支撑部分112。
为了更换所述引导部分120，可以执行上述结构，以对应于要结合的多晶硅碎片的直径。
所述主体部分110可以包括用于观察所述主光源130的加热区域的观察镜114。通过所述观察镜114，可以检查结合面以将其恰当地定位在所述主光源130的加热区域中，并且可以检查所述结合面的熔融状态。
图4是根据本公开内容的另一示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的剖视图。图5是根据本公开内容的另一示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的平面图。
根据图4和图5的示例性实施方案，所述多晶硅长丝结合装置还可以包括用于加热容纳在所述主体部分110内的多晶硅碎片的辅助光源140。
当使用所述主光源130仅将结合面加热到高温时，多晶硅碎片可能由于局部温差的热冲击而损坏，并因此，所述多晶硅长丝结合装置还可以包括所述辅助光源140，以便将容纳在所述主体部分110内的多晶硅碎片加热到恰当的温度。
如图4所示，所述辅助光源140可以设置在部分所述引导部分120之间，并且使用所述辅助光源140的加热温度可能在800至900℃范围内。当所述辅助光源140的温度低于上述温度范围时，可能会增加所述多晶硅碎片由于通过主光源产生的结合面的更高的温差形成的热冲击而损坏的可能性，而当所述辅助光源140的温度高于上述温度范围时，可能会增加不必要的能量成本。
类似于所述主光源130，卤素灯可以用作所述辅助光源140，并且为了增强使用辅助光源的加热效果，可以在所述主体部分110的内表面上设置反射面(未示出)。该反射面可以反射从所述辅助光源140发射的光，以增强加热效果。
图6是根据本公开内容的示例性实施方案使用多晶硅碎片的多晶硅长丝结合装置的导杆的剖视图。
根据本公开内容的多晶硅长丝结合装置可以进一步包括导杆160。可以使用所述导杆160正常定位多晶硅长丝的结合面。
所述导杆160可以包括头部162和插入杆164。所述头部162可以具有该头部162不能插入到所述主体部分110内的直径，和所述插入杆164可以具有该插入杆164能够插入到所述主体部分110内的直径。所述插入杆164可以具有这样的长度，使得其下端在完全插入到所述主体部分110内时定位在主光源的加热区域的中心部分。
如附图所示，所述导杆160可以插入到所述主体部分110内，并且多晶硅碎片可以穿过所述主体部分110的下部插入，使得所述导杆160与所述多晶硅碎片的结合面的插入杆接触，然后，可以通过所述固定器150固定所述多晶硅碎片，并且可以将所述结合面固定地定位在所述主光源130的加热区域的中心部分。
然后，可以通过所述主光源130加热所述结合面，并且可以通过所述主体部分的上部插入要结合的多晶硅碎片，以结合多晶硅碎片。
如上所述，根据本公开内容的所述多晶硅长丝结合装置可以在不使用单独粘合剂的情况下熔融并结合多个多晶硅碎片，从而制造具有所需长度的多晶硅长丝。
因此，当使用根据本公开内容的多晶硅长丝结合装置时，可以再使用损坏的多晶硅长丝碎片，并且可以制造和结合具有短长度的多晶硅长丝碎片，由此降低多晶硅长丝的制造成本。
在不脱离本公开内容的范围和精神的情况下，上述公开内容可以由本发明所属领域的技术人员进行各种替换、更改和修改。因此，本公开内容不限于上述示例性实施方案和附图。

Claims (12)

1.一种多晶硅长丝结合装置，其包括：
形成为类圆柱体的主体部分；
设置在所述主体部分内并且被构形以引导进入所述主体部分内的多晶硅碎片的引导部分；和
用于加热所述多晶硅碎片的结合面的主光源。
2.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，还包括用于预先加热容纳在所述主体部分内的多晶硅碎片的辅助光源。
3.根据权利要求2所述的多晶硅长丝结合装置，其中排布所述辅助光源，以不干涉所述引导部分。
4.根据权利要求3所述的多晶硅长丝结合装置，其中所述主体部分包括设置在其内表面上的反射面。
5.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，还包括用于将所述主光源发射的光聚集到结合面的聚光器。
6.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，其中所述主体部分包括用于观察所述多晶硅长丝的结合面的观察镜。
7.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，其中所述主体部分还包括用于固定所述多晶硅碎片的固定器。
8.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，其中所述引导部分由多晶硅材料形成。
9.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，其中所述引导部分包括框架和多个可旋转地连接到所述框架的辊。
10.根据权利要求9所述的多晶硅长丝结合装置，其中部分所述引导部分以方形的形式排布，以便均匀地支撑所述多晶硅长丝的外周面。
11.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，其中所述引导部分可拆卸地形成在所述主体部分上，并且可以根据所述多晶硅碎片的直径进行更换。
12.根据权利要求1所述的多晶硅长丝结合装置，还包括插入到所述主体部分至预定深度形成的导杆，并且所述导杆具有在当插入到所述主体部分内时定位在所述主光源的加热区域的端部。
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