CN201105992Y - 多晶硅氢还原炉进气喷口 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多晶硅氢还原炉进气喷口，喷口设置在还原炉底盘上并与还原炉底盘下部的进气管连通，喷口为四组，每组喷口为多个，其中两组喷口形成的圆为同心圆，且均布在底盘每两个硅芯棒圈之间的圆周上，另外两组设置在内圈硅芯棒圆周之内；每个喷口上设有可拆卸式石墨喷嘴，且每个喷嘴的截面积相同；各组喷口的喷嘴的截面积之和的比为1∶2∶4∶8。采用本实用新型有效解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，并使炉内物料、温度形成循环流动，保证大直径硅棒生长时能获得较高的沉积速率。

Description

多晶硅氢还原炉进气喷口

技术领域

本实用新型涉及一种用于多晶硅生产中还原炉的进气装置，主要涉及多晶硅氢还原炉进气喷口。

技术背景

在多晶硅生产中，还原炉是其主要设备，而还原炉的进气喷口是多晶硅氢还原炉的极重要组成元件，他的喷口喷速和分布对硅棒的生长和沉积状况有着重大影响。现有技术中，多晶硅氢还原炉大多采用固定截面积喷口，这种结构在对硅棒最终直径要求较小时，缺陷并不突出，但当对硅棒最终直径要求较大时缺陷就比较明显，这时由于还原炉的后期的进气需要量比初期进气需要量差距很大，相差大约为10-20倍，因此固定截面积喷口的喷口流速也会相差10-20倍，喷速太小时，物料分布不均匀；喷速太大时，喷口的阻力太大，会在喷口处形成较大的压差，使流量调节阀无法调节流量。这就会影响沉积的均匀性，影响硅棒棒温的一致性，使得温度很难控制，最终影响沉积速率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种多晶硅氢还原炉进气喷口。采用本实用新型有效解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，并使炉内物料、温度形成循环流动，保证大直径硅棒生长时能获得较高的沉积速率。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：

多晶硅氢还原炉进气喷口，所述喷口设置在还原炉底盘上并与还原炉底盘下部的进气装置连通，其特征在于：所述喷口为四组，每组喷口为多个，其中两组喷口形成的圆为同心圆，且均布在底盘每两个硅芯棒圈之间的圆周上，另外两组设置在内圈硅芯棒圆周之内；每个喷口上设有可拆卸式石墨喷嘴，且每个喷嘴的截面积相同；各组喷口的喷嘴的截面积之和的比为1∶2∶4∶8。

所述每组喷口的下部通过环形管或直管相互连接后与进气装置连通。

所述进气装置在还原炉外还设有分别控制每组喷口流量和开关组合的流量调节阀门。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型将喷口分成四组，每组喷嘴的截面积之比分别为1∶2∶4∶8，并将其均匀地分布在电极之间，而每个喷嘴的截面积相同，从而保证了各喷嘴在相同压力下流量、速度相同，这样就解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，每组的喷口数量可以根据需要决定，每组的喷口间的连接可以环形，也可以是直管，炉外的四组阀门在不同生产时期按流量大小的需要将四个喷口组进行开关组合，组成了多个单位截面积的变化，这就保证在整个生产过程中喷口始终保持着相同的喷速。

2、由于改善炉子内物料成分的均匀分布是生长大直径多晶硅棒的突出问题，尤其是HCl分布的均匀性，直接影响着每个部位的沉积速率，影响着多晶硅棒直径的均匀性，影响着温度分布的均匀性，从而影响着炉子的平均沉积速率。当气流达到一定速度和流量，从每个喷嘴喷出时，在喷口附近就产生低压区，周围的物料就会流向低压区，与喷口喷出的物流一起喷向炉顶，形成环流，起着强烈的搅拌作用，在硅棒的生产初期，进气流量和速度不需要很大，这样就可以仅开启部分喷口，随着流量的增加，就需要增加更多的喷口数量，直至喷口全部工作，从而保证在大直径时也可以获得较高的沉积速率。

3、由于还原炉在生产过程中，炉内温度极高，因此将喷口的喷嘴设计成可拆卸式石墨喷嘴，这样不仅可以耐高温，具备纯度高、耐高温，易于加工及易于洁净处理的特点，而且可以根据不同的生产需要，简单、方便的更换喷嘴。

附图说明：

图1为本实用新型喷口在炉内底板上的分布示意图。

图2为本实用新型氢还原炉结构示意图。

图中标记：1为外壳体，2为内壳体，3为硅芯棒，4为视镜，5为冷却水环管，6为底盘，7为电极，8为支架，9为导轨，10为喷口，11为进、出气装置。

具体实施方式

多晶硅氢还原炉进气喷口，所述喷口10设置在还原炉底盘6上并与还原炉底盘6下部的进气装置11连通，所述喷口10为四组，所述每组喷口10为多个，每组喷口10的下部通过环形管或直管相互连接后与进气装置11连通。其中两组喷口10形成的圆为同心圆，且均布在底盘每两个硅芯棒3圈之间的圆周上，另外两组设置在内圈硅芯棒3圆周之内；每个喷口10上设有可拆卸式石墨喷嘴，且每个喷嘴10的截面积相同；各组喷口10的喷嘴的截面积之和的比为1∶2∶4∶8。所述进气管在还原炉外还设有分别控制每组喷口流量和开关组合的流量调节阀门。

在工作时，控制每组喷口流量和开关组合的流量调节阀门，可以根据生产工艺的需要，对组喷口进行组合使得喷口的喷嘴的截面积之和在1-15倍之间变化，例如开始时打开第一组，此时喷口的喷嘴的截面积之和为一个单元，以后打开第二组，关上第一组，此时喷口的喷嘴的截面积之和为二个单元，依次类推，由于喷口的喷嘴的截面积之和与流量成正比，所以其喷嘴处的流速是相同的。

本实用新型将喷口分成四组，每组喷嘴的截面积之比分别为1∶2∶4∶8，并将其均匀地分布在电极之间，而每个喷嘴的截面积相同，从而保证了各喷嘴在相同压力下流量、速度相同，这样就解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，每组的喷口数量可以根据需要决定，每组的喷口间的连接可以环形，也可以是直管，炉外的四组阀门在不同生产时期按流量大小的需要将四个喷口组进行开关组合，组成了多个单位截面积的变化，这就保证在整个生产过程中喷口始终保持着相同的喷速。由于改善炉子内物料成分的均匀分布是生长大直径多晶硅棒的突出问题，尤其是HCl分布的均匀性，直接影响着每个部位的沉积速率，影响着多晶硅棒直径的均匀性，影响着温度分布的均匀性，从而影响着炉子的平均沉积速率。当气流达到一定速度和流量，从每个喷嘴喷出时，在喷口附近就产生低压区，周围的物料就会流向低压区，与喷口喷出的物流一起喷向炉顶，形成环流，起着强烈的搅拌作用，在硅棒的生产初期，进气流量和速度不需要很大，这样就可以仅开启部分喷口，随着流量的增加，就需要增加更多的喷口数量，直至喷口全部工作，从而保证在大直径时也可以获得较高的沉积速率。由于秦还原炉在生产过程中，炉内温度极高，因此将喷口的喷嘴设计成可拆卸式石墨喷嘴，这样不仅可以耐高温，而且可以根据不同的生产需要，简单、方便的更换喷嘴。

Claims (3)

1、多晶硅氢还原炉进气喷口，所述喷口(10)设置在还原炉底盘(6)上并与还原炉底盘(6)下部的进气装置(11)连通，其特征在于：所述喷口(10)为四组，所述每组喷口(10)为多个，其中两组喷口(10)形成的圆为同心圆，且均布在底盘(6)每两个硅芯棒(3)圈之间的圆周上，另外两组设置在内圈硅芯棒(3)圆周之内；每个喷口(10)上设有可拆卸式石墨喷嘴，且每个喷嘴的截面积相同；各组喷口(10)的喷嘴的截面积之和的比为1∶2∶4∶8。

2、根据权利要求1所述的多晶硅氢还原炉进气喷口，其特征在于：所述每组喷口(10)的下部通过环形管或直管相互连接后与进气装置(11)连通。

3、根据权利要求1或2所述的多晶硅氢还原炉进气喷口，其特征在于：所述进气装置(11)在还原炉外还设有分别控制每组喷口(10)流量和开关组合的流量调节阀门。

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