The invention provides a methane thermal decomposition furnace with a double cooling jacket and a production process, which is characterized in that the thermal decomposition furnace is composed of a bell jar, a bottom plate, a silicon rod, a jacket cover plate, an external cooling jacket and an internal cooling jacket. The methane thermal decomposition furnace and production process of the double-layer cooling jacket of the present invention provide more cooling energy to the upper part of the jacket by setting a double-layer cooling jacket outside the silicon rod, using the cooling air in the cooling gap between the two-layer jackets through opening holes in the upper part of the inner jacket, realizing the uniformity of the upper and lower temperatures in the jacket, and ensuring the uniformity of the growth of the silicon rod by downward injection. The flow of feed gas in the furnace is enhanced by the inlet pipe of feed gas, which is helpful to eliminate the phenomenon of excessive local SiH4 concentration.
【技术实现步骤摘要】
一种双层冷却夹套的甲硅烷热分解炉及生产工艺
本专利技术涉及甲硅烷热分解制多晶硅生产领域,尤其涉及一种双层冷却夹套的甲硅烷热分解炉及生产工艺。
技术介绍
多晶硅(polycrystallinesilicon)是单质硅中的一种特殊形态,在过冷的条件下,熔融状态的单质硅发生凝固现象,凝固后的硅原子以金刚石晶格的形态排列成许多晶核,而且这些晶核生长成的晶粒晶面取向不同,当这些晶面取向不同的晶粒结合在一起时就是多晶硅。多晶硅可以用来生产单晶硅,在现代工业中有着广泛的应用,是光伏技术、电子信息技术的重要原材料,直接关系着信息领域和能源领域的发展。根据纯度高低,多晶硅可以分为冶金级多晶硅、太阳能级多晶硅和电子级多晶硅。随着光伏行业和半导体行业的快速发展,对多晶硅的需求量也日益增大,大力发展太阳能级以及电子级多晶硅的生产技术,增加多晶硅企业的生产能力、保证和提高多晶硅的质量、以及提高生产效率成为多晶硅行业的主要目标。多晶硅的生产技术主要以三氯氢硅(SiHCl3,简称TCS)或甲硅烷(SiH4)为前体,通过化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,CVD)在钟罩式反应器或流化床反应器中进行。上述两种前体和两种反应器可形成四种生产工艺的组合,但通常分为三种,即改良西门子法、硅烷流化床法和硅烷热分解法。其中硅烷热分解法是将提纯后的SiH4在钟罩式热分解炉内通过化学气相沉积(CVD)反应生产高纯度棒状多晶硅的方法,其热分解化学反应式:SiH4→Si+H2。硅烷法所生产的多晶硅棒结晶致密,可被用于区熔法生产硅单晶可一次成晶,是生产区熔单晶硅的最佳原料,此外硅烷及 ...
【技术保护点】
1.一种双层冷却夹套的甲硅烷热分解炉,其特征在于所述的热分解炉由钟罩(1)、底板(2)、硅棒(3)、夹套盖板(4)、外冷却夹套(5)和内冷却夹套(6)构成;所述的钟罩(1)为带有冷却水夹套的双层结构,其下部为圆筒型上部为椭圆型;所述的底板(2)为带冷却水夹套的双层结构、呈圆盘状;所述的底板上设有石墨电极(21),尾气出口管(22),原料气进口管(23),所述的石墨电极(21)垂直贯穿设置于底板(2)上,所述的尾气出口管(22)垂直贯穿设置于底板(2)的中心,所述的原料气进口管(23)垂直贯穿设置于底板(2)的外沿附近,所述的原料气进口管(23)的下端伸出底板下面,上端为180度的弯头伸出底板上面,所述的原料气进口管(23)的弯头的最高点高出底板上面的高度为所述钟罩的圆筒型部分高度的1/3~1/2;所述的硅棒(3)为一倒U型硅棒,其两端分别支撑在石墨电极(21)上;所述的硅棒(3)的垂直段套有内冷却夹套(6);所述的内冷却夹套(6)的侧面均匀地开有4个与其中心轴平行的长条形导流孔(61);所述的长条形导流孔(61)的开孔角度为ɑ,所述的ɑ的值为10~30度;所述的长条形导流孔(61)长度 ...
【技术特征摘要】
1.一种双层冷却夹套的甲硅烷热分解炉,其特征在于所述的热分解炉由钟罩(1)、底板(2)、硅棒(3)、夹套盖板(4)、外冷却夹套(5)和内冷却夹套(6)构成;所述的钟罩(1)为带有冷却水夹套的双层结构,其下部为圆筒型上部为椭圆型;所述的底板(2)为带冷却水夹套的双层结构、呈圆盘状;所述的底板上设有石墨电极(21),尾气出口管(22),原料气进口管(23),所述的石墨电极(21)垂直贯穿设置于底板(2)上,所述的尾气出口管(22)垂直贯穿设置于底板(2)的中心,所述的原料气进口管(23)垂直贯穿设置于底板(2)的外沿附近,所述的原料气进口管(23)的下端伸出底板下面,上端为180度的弯头伸出底板上面,所述的原料气进口管(23)的弯头的最高点高出底板上面的高度为所述钟罩的圆筒型部分高度的1/3~1/2;所述的硅棒(3)为一倒U型硅棒,其两端分别支撑在石墨电极(21)上;所述的硅棒(3)的垂直段套有内冷却夹套(6);所述的内冷却夹套(6)的侧面均匀地开有4个与其中心轴平行的长条形导流孔(61);所述的长条形导流孔(61)的开孔角度为ɑ,所述的ɑ的值为10~30度;所述的长条形导流孔(61)长度为H2,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈剑,梁正,王宇光,刘明亮,李全,周晓燕,张艾民,李国华,闫炳利,柴新刚,卫维剑,孟启贵,张建五,孟国均,蔡前进,
申请(专利权)人:中国化学赛鼎宁波工程有限公司,河南硅烷科技发展股份有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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