一种电子级多晶硅还原炉底盘及还原炉制造技术

本发明专利技术公开了电子级多晶硅还原炉底盘，包括底盘、由若干电极形成的电极环、由若干进气口形成的进气环及由若干出气口形成的出气环，底盘为圆盘结构，形成的电极环、进气环和出气环均是以底盘的中心为圆心的同心圆，电极环至少包括由内至外依次设置的第一电极环和第二电极环，进气环至少包括设于第一电极环和第二电极环之间的第一进气环，第一进气环上的若干进气口的口径不完全相等。本发明专利技术的还原炉底盘通过在底盘上间隔布置不同口径的进气口，使得反应气体进入炉内的流速不一致，改变现有技术中的均匀的气流分布，形成高低搭配的气流，有效减少了炉体上部的气体停滞区，从而减少了菜花料形成几率，提高了多晶硅产品质量产量，减少了单位能耗。

Chassis and Reducing Furnace of an Electronic Polycrystalline Silicon Reducing Furnace

The invention discloses a chassis of an electronic grade polycrystalline silicon reduction furnace, which comprises a chassis, an electrode ring formed by several electrodes, an air intake ring formed by several inlets and an air outlet ring formed by several outlets. The chassis is a disc structure. The formed electrode ring, an air intake ring and an air outlet ring are concentric circles centered on the center of the chassis, and the electrode ring includes at least a concentric circle arranged sequentially from inside to outside. An electrode ring and a second electrode ring, the air intake ring at least includes a first air intake ring arranged between the first and second electrode rings, and the calibers of several air intake ports on the first air intake ring are not completely equal. The chassis of the reduction furnace of the present invention arranges air inlets of different calibers at intervals on the chassis, which makes the flow velocity of reaction gas into the furnace inconsistent, changes the uniform air distribution in the prior art, forms a high-low matching air flow, effectively reduces the gas stagnation zone on the upper part of the furnace body, thereby reducing the probability of formation of cauliflower, improving the quality and output of polycrystalline silicon products, and reducing the production of polycrystalline silicon products. Unit energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种电子级多晶硅还原炉底盘及还原炉
本专利技术涉及多晶硅制备装置
，具体涉及一种电子级多晶硅还原炉底盘及还原炉。
技术介绍
伴随着全球节约能源、减排二氧化碳的潮流，近年来，我国多晶硅生产方兴未艾。多晶硅是制造光伏发电的太阳能电池片的技术材料。同时，以电子级多晶硅为原料生产的单晶硅是电子信息产业的基础材料，是生产大规模集成电路、半导体分离元件、电力电子器件的原材料。目前国际上多晶硅生产工艺70％以上采用改良西门子法。所谓西门子法，也被称作三氯氢硅氢还原法，主要是利用氢气和三氯氢硅按照一定的摩尔比通入还原炉，在一定的温度和压力下进行气相沉积反应生成多晶硅。这种方法具有产品纯度高、技术成熟等优点。还原炉是改良西门子法生产工艺的核心设备，发生在该设备内多晶硅表面的多晶硅沉积反应是影响多晶硅生产质量和产能的关键。但是现有的多晶硅还原炉底盘还是传统的1+3n或者3n的喷嘴模式，即底盘中心与进气口重合，其他3n个进气喷嘴均匀排布在外圈，或者3n个喷嘴均匀排布在中圈，气体出口均匀排布在外圈，所有喷嘴直径保持一致。但是这两种底盘结构设计存在缺陷，容易造成炉内气体流动不畅，炉内气体流动循环较弱，还原炉底部和顶部存在较多的气体停滞区，致使硅芯表面温度分布不均，沉积速率较低，直接导致每炉次多晶硅中高品质电子级多晶硅的比重不高，产品单位能耗非常高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电子级多晶硅还原炉底盘及还原炉，以提供一种致密度高、单位能耗低、成分均一的电子级多晶硅生长环境。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：在一个总体方面，本专利技术提供一种电子级多晶硅还原炉底盘，包括底盘、由若干电极形成的电极环、由若干进气口形成的进气环及由若干出气口形成的出气环，所述底盘为圆盘结构，所述电极、进气口及出气口均设于所述底盘上，形成的所述电极环、进气环和所述出气环均是以底盘的中心为圆心的同心圆，所述电极环至少包括由内至外依次设置的第一电极环和第二电极环，所述进气环至少包括设于所述第一电极环和所述第二电极环之间的第一进气环，所述第一进气环上的若干进气口的口径不完全相等。优选地，所述电极环中位于外圈的电极环上的电极数量多于位于内圈的电极环上的电极数量。优选地，所述电极包括9对，其中，3对所述电极等间距排布于所述第一电极环上，剩余6对所述电极等间距排布于所述第二电极环上。优选地，所述出气环至少包括位于所述第二电极环外圈的第一出气环，所述第一出气环上间隔排布有s个出气口，其中s为大于等于4的整数。优选地，所述第一进气环上设排布有n个进气口，其中，n为大于等于4的偶数，所述n个进气口包括具有第一口径的第一进气口和具有第二口径的第二进气口，所述第一进气口和所述第二进气口交替间隔排布，所述第一口径大于所述第二口径。优选地，所述进气环还包括位于所述第一电极环内圈的第二进气环，所述第二进气环上排布有m个具有第三口径的第三进气口，其中，m为大于等于1的整数。优选地，所述第三口径与所述第二口径相等。优选地，当所述m等于1时，所述第三进气口位于所述底盘的中心位置。在另一个总体方面，本专利技术还提供一种还原炉，用于生产多晶硅，其包括上述所述的电子级多晶硅还原炉底盘。与传统改良西门子法多晶硅反应炉相比，本专利技术的电子级多晶硅还原炉底盘通过在底盘上间隔布置不同口径的进气口，使得反应气体进入炉内的流速不一致，改变现有技术中的均匀的气流分布，形成高低搭配的气流，有效减少了炉体上部的气体停滞区，从而减少了菜花料形成几率，提高了多晶硅产品质量产量，减少了单位能耗。同时，该设计的混合气体进气口的位置和数量更加多样化，适合不同生产模式，更加合理的利用了底盘空间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1的电子级多晶硅还原炉底盘的结构示意图；图2为本专利技术实施例2的电子级多晶硅还原炉底盘的结构示意图；图3为本专利技术实施例3的电子级多晶硅还原炉底盘的结构示意图；图4为本专利技术实施例4的电子级多晶硅还原炉底盘的结构示意图；图5(a)为采用现有还原炉底盘的还原炉内的温场图；图5(b)为采用本专利技术还原炉底盘的还原炉内的温场图；图6(a)为采用现有还原炉底盘的还原炉内的流场图；图6(b)为采用本专利技术还原炉底盘的还原炉内的流场图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。本实施例的电子级多晶硅还原炉底盘，包括底盘1、由若干电极形成的电极环、由若干进气口形成的进气环及由若干出气口形成的出气环。如图1～图4所示，所述底盘1为圆盘结构，所述电极、进气口及出气口均设于所述底盘1上，形成的所述电极环、进气环和所述出气环均是以底盘1的中心为圆心的同心圆，所述电极环、进气环和所述出气环的设置环数及各环的设置位置关系可根据实际情况进行设置，对此并不做限定。对于形成进气环的若干进气口，若干进气口的口径不完全相同，优选的，不同口径的进气口均匀间隔排布于底盘1上，以形成高低搭配的气流通道，形成直达炉体顶部的气体循环，改善还原炉内气体流动结构和温场结构，有效减少了炉体上部的气体停滞区，从而减少了菜花料形成几率(菜花料：多晶硅棒表面粗糙，且晶粒间缝隙深度达到3mm部分)，提高了多晶硅产品质量产量，减少了单位能耗。其中，对于进气环上进气口的设置，通常采用将同一进气环上的若干进气口的口径不完全相等；当设置多环进气环时，同一进气环上的若干进气口的口径均不完全相等，且优选的，外圈的进气环上的进气口的最大口径小于或等于内圈的进气环上的进气口的最小口径；但是，当设置多圈进气环，且最内圈的进气环靠近底盘中心位置时，此时可将最内圈进气环上的进气口的口径设为一致，而只需将外圈的进气环上的进气口的口径进行非等大设置以形成高低搭配的气流即可。优选的，当所述电极环设置多环时，位于外圈的电极环上的电极数量多于位于内圈的电极环上的电极数量。例如结合图1～图4所示，为本专利技术示例性的为9对棒电子级多晶硅还原炉底盘，其上设有2环电极环，2环电极环包括由内至外依次设置的第一电极环3和第二电极环5，所述电极8包括九对，其中，三对所述电极8等间距排布于所述第一电极环3(内环)上，剩余六对所述电极8等间距排布于所述第二电极环5(外环)上。结合图1和图2所示，针对9对棒电子级多晶硅还原炉底盘，本专利技术示例性的，所述进气环至少包括设于所述第一电极环3和所述第二电极环5之间的第一进气环4，所述第一进气环4上的若干进气口9的口径不完全相等。示例性的，所述第一进气环4上设排布有n个进气口9，优选的，针对本专利技术示例性的9对棒电子级多晶硅还原炉而言，n优选的为大于等于4、且小于等于12的偶数，所述n个进气口9包括具有第一口径a的第一进气口91和具有第二口径b的第二进气口92，所述第一进气口91和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子级多晶硅还原炉底盘，其特征在于，包括底盘、由若干电极形成的电极环、由若干进气口形成的进气环及由若干出气口形成的出气环，所述底盘为圆盘结构，所述电极、进气口及出气口均设于所述底盘上，形成的所述电极环、进气环和所述出气环均是以底盘的中心为圆心的同心圆，所述电极环至少包括由内至外依次设置的第一电极环和第二电极环，所述进气环至少包括设于所述第一电极环和所述第二电极环之间的第一进气环，所述第一进气环上的若干进气口的口径不完全相等。

【技术特征摘要】
1.一种电子级多晶硅还原炉底盘，其特征在于，包括底盘、由若干电极形成的电极环、由若干进气口形成的进气环及由若干出气口形成的出气环，所述底盘为圆盘结构，所述电极、进气口及出气口均设于所述底盘上，形成的所述电极环、进气环和所述出气环均是以底盘的中心为圆心的同心圆，所述电极环至少包括由内至外依次设置的第一电极环和第二电极环，所述进气环至少包括设于所述第一电极环和所述第二电极环之间的第一进气环，所述第一进气环上的若干进气口的口径不完全相等。2.根据权利要求1所述的电子级多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述电极环中位于外圈的电极环上的电极数量多于位于内圈的电极环上的电极数量。3.根据权利要求2所述的电子级多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述电极包括9对，其中，3对所述电极等间距排布于所述第一电极环上，剩余6对所述电极等间距排布于所述第二电极环上。4.根据权利要求1所述的电子级多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述出气环至少包括位于所述第二电极环外圈的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何银凤，刘铭，李有斌，梁世民，韩金豆，张胜涛，
申请(专利权)人：青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司，黄河水电光伏产业技术有限公司，国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司，青海黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：青海,63