CN201864575U - 有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统 - Google Patents

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杨建松
郑安雄
陈德伟
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Abstract

本实用新型公开一种能有效降低硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统。它包括混合气体预热器、还原炉、出口尾气冷却器、出口尾气过滤器、压缩机冷却器、压缩机进口过滤器、压缩机、分离系统、三通阀、返回气体管线，混合气体预热器一端、还原炉、出口尾气冷却器、出口尾气过滤器、压缩机冷却器、压缩机进口过滤器、压缩机、三通阀、分离系统一端顺次相连，三通阀与返回气体管线一端相连，离系统另一端与混合气体预热器另一端和返回气体管线另一端相连。本实用新型节省了在分离系统中的能源损耗，提高还原炉的反应效率，加快了硅棒的生长速度。减少生产成本，提高生产效率。

Description

有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统
技术领域
本实用新型涉及一种有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统。
背景技术
电子级多晶硅材料是众多高科技电子信息行业不可或缺的原料。硅烷又是生产电子级多晶硅的唯一原料。但是，高成本、高能耗一直是电子级多晶硅材料生产的一个瓶颈。在原有的技术中，还原炉出口的尾气需要通过一系列的冷却、升温、再冷却及在升温的过程，达到氢气和硅烷的彻底分离，再重新混合进入还原炉进行反应，这不仅增大了物料在分离过程中的损耗，也势必增加的循环利用的时间，并消耗大量的能耗，提高生产成本。本实用新型在还原炉出口尾气的氢气硅烷进行分离之前，增加了一路返回到还原炉进口的管线，将一部分或者全部的氢气硅烷混合气体在分离之前重新送回到还原炉进行重新反应，节约运行时间，加快硅棒的生长速度，同时减少能耗，降低生产成本。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统。
有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统包括混合气体预热器、还原炉、出口尾气冷却器、出口尾气过滤器、压缩机冷却器、压缩机进口过滤器、压缩机、分离系统、三通阀、返回气体管线，混合气体预热器一端、还原炉、出口尾气冷却器、出口尾气过滤器、压缩机冷却器、压缩机进口过滤器、压缩机、三通阀、分离系统一端顺次相连，三通阀与返回气体管线一端相连，离系统另一端与混合气体预热器另一端和返回气体管线另一端相连。
所述的离系统另一端与混合气体预热器另一端和返回气体管线另一端之间设有氢气流量计、硅烷流量计和分析系统，在出口尾气过滤器与压缩机冷却器之间设有分析系统，在三通阀与返回气体管线之间设有返回气体流量计。
本实用新型将一部分尚未进入分离系统的混合尾气重新返回到氢气硅烷预热器的入口，进行二次反应。省去了氢气硅烷混合气体在分离系统中的过程，也相应节省了在分离系统中的能源损耗，提高还原炉的反应效率，加快了硅棒的生长速度。
本实用新型通过这个三通阀通过管线与混合气体预热器的入口相连。将一部分未经过分离的氢气硅烷混合气体直接返回还原炉进行二次反应，减少生产成本，提高生产效率。
附图说明
图1为传统硅烷法多晶硅硅棒生长系统结构示意图；
图2为有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，传统硅烷法多晶硅硅棒生长系统包括混合气体预热器1、还原炉2、出口尾气冷却器3、出口尾气过滤器4、压缩机冷却器5、压缩机进口过滤器6、压缩机7、分离系统8，混合气体预热器1一端、还原炉2、出口尾气冷却器3、出口尾气过滤器4、压缩机冷却器5、压缩机进口过滤器6、压缩机7、分离系统8一端顺次相连，离系统8另一端与混合气体预热器1另一端相连。
在所述的离系统8另一端与混合气体预热器1另一端之间设有氢气流量计F1和硅烷流量计F2，在出口尾气过滤器4与压缩机冷却器5之间设有分析系统S1。
如图2所示，有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统包括混合气体预热器1、还原炉2、出口尾气冷却器3、出口尾气过滤器4、压缩机冷却器5、压缩机进口过滤器6、压缩机7、分离系统8、三通阀9、返回气体管线10，混合气体预热器1一端、还原炉2、出口尾气冷却器3、出口尾气过滤器4、压缩机冷却器5、压缩机进口过滤器6、压缩机7、三通阀9、分离系统8一端顺次相连，三通阀9与返回气体管线10一端相连，离系统8另一端与混合气体预热器1另一端和返回气体管线10另一端相连。
在所述的离系统8另一端与混合气体预热器1另一端和返回气体管线10另一端之间设有氢气流量计F1、硅烷流量计F2和分析系统S2，在出口尾气过滤器4与压缩机冷却器5之间设有分析系统S1，在三通阀9与返回气体管线10之间设有返回气体流量计F3。
所述的系统改进是在于在压缩机进口过滤器出口添加一个三通阀，通过三通阀增加一条返回氢气硅烷预热器入口的管线，此管线可将部分还原炉出口尾气的氢气硅烷混合气直接返回还原炉。在返回管线上新装一个流量计，用于控制返回混合气体的流量。在预热器入口增加一个分析装置，通过分析进入预热器里氢气硅烷混合气体中硅烷的含量，有效调整洁净氢气和硅烷的进气量。
工作时，首先根据氢气流量F1和硅烷流量F2控制混合气体中硅烷含量，保持硅烷含量在40％左右。进入还原炉2反应之后的尾气通过冷却、过滤，再冷却、再过滤之后进入硅烷氢气的分离系统。通过对三通阀9的调节，将一部分尚未进入分离系统的混合尾气重新返回到氢气硅烷预热器1的入口，进行二次反应。这样及省去了氢气硅烷混合气体在分离系统中的过程，也相应节省了在分离系统中的能源损耗，提高还原炉的反应效率，加快了硅棒的生长速度。通过实验可以证明，在三通阀开度达到45％的时候，系统最稳定，硅棒的生长速度最快。

Claims (2)

1.一种有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统，其特征在于包括混合气体预热器(1)、还原炉(2)、出口尾气冷却器(3)、出口尾气过滤器(4)、压缩机冷却器(5)、压缩机进口过滤器(6)、压缩机(7)、分离系统(8)、三通阀(9)、返回气体管线(10)，混合气体预热器(1)一端、还原炉(2)、出口尾气冷却器(3)、出口尾气过滤器(4)、压缩机冷却器(5)、压缩机进口过滤器(6)、压缩机(7)、三通阀(9)、分离系统(8)一端顺次相连，三通阀(9)与返回气体管线(10)一端相连，离系统(8)另一端与混合气体预热器(1)另一端和返回气体管线(10)另一端相连。
2.根据权利要求1所述的一种有效提高硅烷法多晶硅硅棒生长速度的系统，其特征在于在所述的离系统(8)另一端与混合气体预热器(1)另一端和返回气体管线(10)另一端之间设有氢气流量计(F1)、硅烷流量计(F2)和分析系统(S2)，在出口尾气过滤器(4)与压缩机冷却器(5)之间设有分析系统(S1)，在三通阀(9)与返回气体管线(10)之间设有返回气体流量计(F3)。
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