CN203034093U - 一种cvd反应器电极与底座的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种CVD反应器电极与底座的密封结构，包括底座、电极组件、第一绝缘套、第一O型密封圈、第二绝缘套以及电极锁紧螺栓，其中电极组件穿设在底座上的电极孔内，并且电极组件包括具有电极端帽和电极杆的电极本体和绝缘密封件，绝缘密封件包括套设在电极杆上的瓷环和设置于瓷环与电极端帽之间以及瓷环与底座之间的密封垫，第一绝缘套和第二绝缘套均套设在电极杆上，并且其接合处设置有第一O型密封圈，电极锁紧螺母螺纹连接于电极杆的端部并将第二绝缘套压紧。该CVD反应器电极与底座的密封结构瓷环处的密封垫构成了第一道密封，第一O型密封圈构成了第二道密封结构，因而其密封性能更加可靠，硅基气体从电极处泄露的风险大大降低。

Description

一种CVD反应器电极与底座的密封结构

技术领域

本实用新型涉及多晶硅制备技术领域，更具体的说是涉及一种CVD反应器的电极与底座的密封结构。

背景技术

CVD（chemical vapor deposition）是化学气相沉积的简称，化学气相沉积是指某种化学气体通过加热分解，在基体上进行沉积生长，CVD反应器是专门用于通过化学沉积的方法制备单质的反应器，其一般包括底座和罐体，底座和罐体密封配合，并且底座上设置有由底座外侧穿入到CVD反应器腔体内的铜电极，铜电极与底座之间应当绝缘且密封。

在多晶硅制备时，硅芯首先安装在石墨电极上，石墨电极固定安装在铜电极上，然后使铜电极通电，电流通过石墨电极和硅芯，硅芯上由于有电流通过而产生热量，使其表面处于850°-1200°左右的温度，然后向CVD反应器的内腔中通入硅基气体，硅基气体在氢气的还原作用下发生分解，并且气相硅原子逐渐沉积于硅芯的表面并不断长大。

目前的铜电极与底座之间的密封结构比较简单，一般是通过在套设于铜电极端帽下端的瓷环的上表面和下表面设置石墨缠绕垫或者四氟垫来实现密封，或者在电极孔中套设四氟套来实现电极孔内表面与电极外表面的整体密封，该种密封结构比较简单，但是由于该种密封结构是利用面密封原理来保证铜电极与底座之间的密封性的，在使用过程中随着石墨缠绕垫或者四氟垫的形变，面密封的密封性能将大大减弱，其密封可靠性较低，一旦硅基气体从电极处泄露，就有可能发生火灾甚至爆炸。

因此，如何能够提供一种密封性能更加可靠的CVD反应器电极与底座的密封结构，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种CVD反应器电极与底座的密封结构，以使CVD反应器的电极与底座实现更加可靠的密封。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的CVD反应器电极与底座的密封结构，包括：

底座，所述底座上设置有用于电极穿入的电极孔；

穿设于所述电极孔内的电极组件，所述电极组件包括电极本体和套设于所述电极本体上的绝缘密封件，所述电极本体包括电极端帽和电极杆，所述绝缘密封件包括套设于所述电极杆上且位于电极端帽下端的瓷环，和设置于所述瓷环与电极端帽之间以及所述瓷环与底座之间的密封垫；

套设于所述电极杆上且上端与所述瓷环相抵，下端位于所述电极孔内的第一绝缘套；

套设于所述电极杆上且位于所述第一绝缘套下端的第一O型密封圈；

套设于所述电极杆上，且上端与所述第一O型密封圈相接触的第二绝缘套；

螺纹连接于所述电极杆的端部且可将所述第二绝缘套压紧的电极锁紧螺母。

优选的，所述电极杆与所述第一绝缘套之间还包括套设在所述电极杆上的绝缘热缩套，所述绝缘热缩套的上端与所述瓷环相抵，下端位于所述电极孔内。

优选的，所述绝缘热缩套的长度大于所述第一绝缘套的长度，所述第二绝缘套的内表面中设置有径向高度与所述绝缘热缩套的厚度相等的卡装凸台，所述卡装凸台上端与所述绝缘热缩套的下端部紧密接触。

优选的，所述第二绝缘套的外表面还开设有密封圈槽，所述密封圈槽内套设有第二O型密封圈。

优选的，还包括套设于所述电极杆上的垫环，所述垫环与所述卡装凸台的下端之间还设置有第三O型密封圈，所述电极锁紧螺母通过所述垫环将所述第二绝缘套压紧。

优选的，还包括边缘固定设置于所述底座外侧，且中部设置有电极杆穿过孔的压紧片，所述垫环与所述压紧片靠近电极杆穿过孔的部位相接触，所述电极锁紧螺母通过所述压紧片和所述垫环将所述第二绝缘套压紧。

优选的，还包括套设于所述电极杆上且位于所述电极锁紧螺母与所述压紧片之间的压环。

优选的，所述第一绝缘套为绝缘环氧玻璃套，所述第二绝缘套为四氟套。

优选的，所述密封垫可以均为石墨垫或者四氟垫，或者其中一个为四氟垫另外一个为石墨垫。

由以上技术方案可以看出本实用新型所提供的CVD反应器电极与底座的密封结构中电极端帽的下端设置了瓷环，瓷环与电极端帽以及瓷环与底座之间均设置了密封垫，并且第一绝缘套和第二绝缘套为分段套设在电极杆上的绝缘套，第一绝缘套和第二绝缘套之间设置了第一O型密封圈，电极锁紧螺母可将第二绝缘套压紧，由于第二绝缘套直接与第一O型密封圈相接触，因而第二绝缘套将压紧第一O型密封圈，第一O型密封圈在第一绝缘套和第二绝缘套的压力作用下产生形变，并与电极孔的内表面以及电极杆的外表面紧密贴合，实现密封。瓷环处的密封垫构成了电极与底座之间的第一道密封，而第一O型密封圈构成了电极与底座之间的第二道密封结构，并且该处的O型圈密封原理为弹性密封，其密封效果优于面密封，因而与现有技术相比，本实用新型所提供的CVD反应器的电极与底座的密封结构其密封性能更加可靠，大大降低了硅基气体从电极处泄露的风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的CVD反应器电极与底座的密封结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种CVD反应器电极与底座的密封结构，该密封结构通过在底座的电极孔内设置O型密封圈，并通过O型密封圈在压力下的形变实现其对电极和底座连接位置的进一步密封，从而提高CVD反应器电极与底座密封的可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型所公开的CVD反应器电极与底座的密封结构，包括底座3、电极组件、第一绝缘套14、第一O型密封圈4、第二绝缘套12以及电极锁紧螺母，其中：

底座3上设置有用于电极穿入的电极孔，电极孔的数量与电极的个数相对应；

电极组件穿设在电极孔内，并且电极组件包括电极本体以及套设在电极本体上的绝缘密封件，电极本体包括电极端帽1和电极杆8，电极端帽1应位于CVD反应器的内腔当中，绝缘密封件包括套设在电极杆8上并且位于电极端帽1下端的瓷环2，和设置在瓷环2与电极端帽1之间以及瓷环2与底座3之间的密封垫15，如图1中所示；

第一绝缘套14套设在电极杆8上，并且其上端与瓷环2相抵，下端位于电极孔内，且与电极孔的下端部具有一定距离，第一绝缘套14的外圆直径应与电极孔的内径相匹配，即第一绝缘套14刚好能够套入到电极孔内；

第一O型密封圈4套设在电极杆8上，并且与第一绝缘套14的下端部相接触；

第二绝缘套12套设在电极杆8上，并且其上端与第一O型密封圈4相接触，第二绝缘套12也刚好可以套入电极孔内；

电极锁紧螺母螺纹连接于电极杆8的下端部，并且将第二绝缘套12压紧，以使第一O型密封圈4在第一绝缘套14和第二绝缘套12之间被压缩产生形变，从而使第一O型密封圈4与电极孔的内表面以及电极杆8的外表面紧密贴合实现密封。

应当说明的是，本实用新型实施例中的各个部件的上端均是指各部件指向CVD反应器内腔的一端，各个部件的下端均是指各部件指向CVD反应器外侧的一端。

在实际工作过程中，瓷环2上下的两个密封垫15构成对CVD反应器内腔中硅基气体的第一道密封，而第一O型密封圈则构成了电极与底座3之间的第二道密封结构，并且第二道密封结构处为O型密封圈弹性密封，其密封性能相比于由密封垫构成的第一道密封可靠性更高，第一道密封和第二道密的组合使用使得本实施例所提供的电极与底座之间的密封结构的密封性能更为可靠，并且大大降低了CVD反应器内腔中的硅基气体泄漏的风险，因而安全性能也随之提高。

为了进一步提高电极与底座3之间的绝缘性能，本实施例中优选的在电极杆8与第一绝缘套14之间还设置了热缩在电极杆8上的绝缘热缩套13，绝缘热缩套13的上端也是与瓷环2相抵，其下端位于电极孔内，相应的，第一O型密封圈与绝缘热缩套紧密接触。

为了进一步优化上述实施例中所提供的技术方案，本实施例中的绝缘热缩套13的长度大于第一绝缘套14的长度，并且第二绝缘套12的内表面上设置有径向高度与绝缘热缩套13的厚度相等的卡装凸台，并且卡装凸台的上端与绝缘热缩套13的下端紧密接触，如图1中所示。

需要说明的是上述实施例中的径向高度应指卡装凸台垂直于电极杆方向上的高度。

卡装凸台的设计，使得第一绝缘套14、绝缘热缩套13以及第二绝缘套12之间构成了迷宫密封，该种布置方式可进一步增强该密封结构的密封效果，降低硅基气体泄漏的风险。

本实施例中所提供的第二绝缘套12的外表面上还开设了密封圈槽，并且密封圈槽内设置有第二O型密封圈5，第二O型密封圈5与底座3之间形成密封，更进一步的，本实施例中还增加了套设在电极杆8上的垫环10，垫环10与卡装凸台的下端之间还设置了第三O型密封圈7，电极锁紧螺母通过垫环10压紧第三O型密封圈7，并由第三O型密封圈7压紧第二绝缘套12。

垫环10挤压第三O型密封圈7将使第三O型密封圈7发生形变，并且实现与电极杆8的外表面紧密贴合，从而实现第二绝缘套12与电极杆8之间的密封，第二O型密封圈5实现了第二绝缘套12与底座3之间的密封，因此第二O型密封圈5与第三O型密封圈7共同构成电极与底座3之间的第三道密封，这就更进一步的提高了电极与底座3之间的密封性能。

为了实现将垫环10的周边均匀压紧，本实施例中还增加了压紧片11，压紧片11的边缘通过螺钉6固定在底座3外侧，且压紧片11的中部设置有电极杆穿过孔，垫环10与压紧片11靠近电极杆穿过孔的部位相接触，电极锁紧螺母通过压紧片11对垫环10施加压力，并通过垫环10最终将第二绝缘套12压紧。

为了进一步优化方案，本实施例中还增加了套设于电极杆8上且位于电极锁紧螺母与压紧片11之间的压环9。

上述实施例中所提供的第一绝缘套14和第二绝缘套12有多种选择，可以均采用环氧玻璃套也可以均采用四氟套，或者其中之一采用四氟套，另一个为环氧玻璃套。

上述实施例中的密封垫15同样可以有多种选择，例如石墨垫或者四氟垫，或者其他性能满足高温要求的密封垫均可，瓷环上下两侧的密封垫可以均采用一种，也可采用不同种类的密封垫实现密封。

以上对本实用新型所提供的CVD反应器电极与底座的密封结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，包括：

底座（3），所述底座（3）上设置有用于电极穿入的电极孔；

穿设于所述电极孔内的电极组件，所述电极组件包括电极本体和套设于所述电极本体上的绝缘密封件，所述电极本体包括电极端帽（1）和电极杆（8），所述绝缘密封件包括套设于所述电极杆（8）上且位于电极端帽（1）下端的瓷环（2），和设置于所述瓷环（2）与电极端帽（1）之间以及所述瓷环（2）与底座（3）之间的密封垫（15）；

套设于所述电极杆（8）上，且上端与所述瓷环（2）相抵，下端位于所述电极孔内的第一绝缘套（14）；

套设于所述电极杆（8）上，且位于所述第一绝缘套（14）下端的第一O型密封圈（4）；

套设于所述电极杆（8）上，且上端与所述第一O型密封圈（4）相接触的第二绝缘套（12）；

螺纹连接于所述电极杆（8）的端部且可将所述第二绝缘套（12）压紧的电极锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，所述电极杆（8）与所述第一绝缘套（14）之间还包括套设在所述电极杆（8）上的绝缘热缩套（13），所述绝缘热缩套（13）的上端与所述瓷环（2）相抵，下端位于所述电极孔内。

3.根据权利要求2所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，所述绝缘热缩套（13）的长度大于所述第一绝缘套（14）的长度，所述第二绝缘套（12）的内表面中设置有径向高度与所述绝缘热缩套（13）的厚度相等的卡装凸台，所述卡装凸台上端与所述绝缘热缩套（13）的下端部紧密接触。

4.根据权利要求3所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，所述第二绝缘套（12）的外表面还开设有密封圈槽，所述密封圈槽内套设有第二O型密封圈（5）。

5.根据权利要求4所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，还包括套设于所述电极杆（8）上的垫环（10），所述垫环（10）与所述卡装凸台的下端之间还设置有第三O型密封圈（7），所述电极锁紧螺母通过所述垫环（10）将所述第二绝缘套（12）压紧。

6.根据权利要求5所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，还包括边缘固定设置于所述底座（3）外侧，且中部设置有电极杆穿过孔的压紧片（11），所述垫环（10）与所述压紧片（11）靠近电极杆穿过孔的部位相接触，所述电极锁紧螺母通过所述压紧片（11）和所述垫环（10）将所述第二绝缘套（12）压紧。

7.根据权利要求6所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，还包括套设于所述电极杆（8）上且位于所述电极锁紧螺母与所述压紧片（11）之间的压环（9）。

8.根据权利要求1所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，所述第一绝缘套（14）为绝缘环氧玻璃套，所述第二绝缘套（12）为四氟套。

9.根据权利要求1所述的CVD反应器电极与底座的密封结构，其特征在于，所述密封垫（15）可以均为石墨垫或者四氟垫，或者其中一个为四氟垫另外一个为石墨垫。

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