一种多晶硅还原炉及生产线制造技术

本发明专利技术提供了一种多晶硅还原炉及生产线，属于多晶硅生产设备领域。上述还原炉包括底盘、罩体、尾气管和输气管组件，罩体罩设在底盘上形成反应腔，尾气管与反应腔连通。输气管组件包括第一输气管；第一输气管竖直设置在反应腔中，包括第一外壳；第一外壳的底部与底盘连接。第一输气管上设置有多个第一喷气管，多个第一喷气管与第一外壳连接，并分布于第一外壳的上部和下部。使进料混合气均匀喷到硅芯上，有效改善硅棒上下粗细不均及致密度不同问题，使得硅棒上下直径及致密度一致，产品质量得到有效提升；同时有效提升硅棒下端沉积速率，提升了单晶比例和单炉产量。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅还原炉及生产线
本专利技术涉及多晶硅生产设备领域，具体而言，涉及一种多晶硅还原炉及生产线。
技术介绍
目前，国内大部分的多晶硅生产厂家均使用西门子改良法工艺，该工艺的主要设备均为CVD(化学气相沉积)还原炉。工作原理是氢气和三氯氢硅混合气通过喷气管进入还原炉，在高温的硅芯表面进行气相沉积反应，生成产品多晶硅，发生气相沉积反应后剩余的高温尾气通过设置在还原炉上的尾气口再经尾气出口管线排出。现有的还原炉制成的多晶硅硅棒上多晶硅分布不均匀，例如可能出现上疏下密现象；而上部形成的疏松部分硅料易碎，在还原炉硅棒出炉阶段，这部分疏松料易掉落，掉落到地上的硅棒容易造成沾污，且存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种多晶硅还原炉，其能够有效改善硅棒上疏下密的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种多晶硅生产线，其采用了上述多晶硅还原炉。本专利技术是这样实现的：一种多晶硅还原炉，包括底盘、罩体、尾气管和输气管组件，所述罩体罩设在所述底盘上形成反应腔，所述尾气管与所述反应腔连通；所述输气管组件包括第一输气管；所述第一输气管竖直设置在所述反应腔中，包括第一外壳；所述第一外壳的底部与所述底盘连接；所述第一输气管上设置有多个第一喷气管，所述多个第一喷气管与所述第一外壳连接，并分布于所述第一外壳的上部和下部。反应腔从高度方向上存在中间水平参考面，参考面以上可以称为反应腔上部，以下称之为反应腔下部。将输气管组件的多个出气口设置在反应腔的上部和下部，其能够使得反应腔中的反应气分布尽量均匀，从而使得硅棒上部(硅棒中间点以上的部分)及硅棒下部(硅棒中间点以下的部分)周围的反应气浓度接近；进而减小硅棒不同位置多晶硅产生速率的差异。通过上述设计，能够有效改善硅棒上多晶硅上疏下密的问题。第一输气管竖直设置在底盘的中部，通过设置两层壳体形成进气夹层后，给进气夹层通入反应气后，反应气首先是均匀分布在整个夹层中；而由于第一外壳的上部和下部均设置有多个第一喷气管。因此，上述设计能够使得从输气管出来的温度较低的反应气体均匀分布在反应腔的上部和下部；并有利于降低硅棒不同位置的气体温度差异，进而为硅棒上多晶硅的均匀生长提供条件。进一步地，所述第一输气管还包括第一内壳，所述第一外壳套设在所述第一内壳上，所述第一外壳的内壁与所述第一内壳的外壁间隔设置形成第一进气夹层，所述第一进气夹层用于与气源连通。进一步，所述尾气管设置在所述第一内壳内，所述尾气管的底部与所述底盘连接；所述尾气管上设置有多个尾气导流管，所述多个尾气导流管分布于所述第一内壳的上部和下部；所述尾气导流管穿过所述第一输气管，所述尾气导流管的一端与所述反应腔连通，另一端与所述尾气管连通。上述设计使得硅芯上部和下部周围反应后的尾气能够及时通过尾气导流管排出，从而防止尾气聚集在硅芯的局部位置，影响反应气的浓度。另外，如果尾气不能及时排除导致聚集在硅芯局部位置，也可能使得硅芯上的疏松硅料中夹杂反应生成的氯化氢气体等，对产品质量造成影响。因此，上述设计还能够提高产品质量。另外，上述设计也有利于硅芯上部和下部周围气体温度均匀。即，尾气管和输气管相互配合后，能够进一步改善硅芯上多晶硅生长不均匀的问题；并能提高产品质量。进一步，还包括套管，所述套管套设在所述第一外壳上，所述套管上端封闭，下端与所述底盘连接；所述套管与所述尾气管之间形成第一冷却夹层，所述第一冷却夹层用于容纳冷却液。尾气导流管还穿过所述套管。由于硅芯本身温度较高，其使得反应腔内温度较高；通过给第一冷却夹层内通入冷却液，能够有效降低反应气的温度，从而将反应腔内的温度控制在合理的范围内；为多晶硅的快速高质量生长提供条件。进一步地，所述输气管组件还包括第二输气管，所述第二输气管与所述罩体的内壁连接，所述第二输气管上设置有多个第二喷气管，所述多个第二喷气管分布于所述第二输气管的上部和下部。上述设计使得硅芯上部下部及不同的圆周面均能够直接喷洒反应气，另外，在第一输气管、第二输气管和尾气管的配合下；上述还原炉能够显著提高硅芯上不同部位的多晶硅分布的均匀性，并使得整个硅棒比较致密，提高整体质量。进一步地，所述第二输气管包括第二内壳和第二外壳，所述第二外壳套设在所述第二内壳上并形成进气夹层；所述第二输气管上还设置有多个第二喷气管，所述多个第二喷气管分布于所述第二输气管的上部和下部。上述设计使得反应气能够首先均匀分布于第二输气管的进气夹层中，然后通过第二内壳上的第二喷气管直接喷洒到硅棒的不同位置；从而硅棒不同位置反应气的均匀度，进一步改善硅芯不同位置多晶硅分布不均匀的问题。进一步地，所述罩壳包括内罩体及外罩体，所述外罩体罩设在所述内罩体上形成第二冷却夹层，所述第二冷却夹层用于容纳冷却液；所述第二输气管位于所述第二冷却夹层中，所述多个喷气管均穿透所述内罩体，并与所述反应腔连通。进一步地，所述多个第二喷气管均匀分布于所述第二内壳的内壁上；所述多个第一喷气管均匀分布于所述第一内壳的内壁上。进一步地，所述外罩体的顶部设置有冷却水出口，底部设置有冷却水进口。一种多晶硅生产线，包括外部气源及所述的多晶硅还原炉，外部气源与第一输气管及第二输气管连通。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过上述设计得到的多晶硅还原炉及生产系统，使进料混合气均匀喷到硅芯上，有效改善硅棒上下粗细不均及致密度不同问题，使得硅棒上下直径及致密度一致，产品质量得到有效提升；同时有效提升硅棒下端沉积速率，提升了单晶比例和单炉产量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例提供的多晶硅还原炉的竖直面的剖视图；图2是本专利技术实施例提供的多晶硅还原炉水平面的剖视图。图标：110-底盘；120-罩体；121-内罩体；122-外罩体；1221-冷却水进口；1222-冷却水出口；130-输气管组件；131-第一输气管；1311-第一内壳；1312-第一外壳；132-第二输气管；1321-第二内壳；1322-第二外壳；133-尾气管；134-尾气导流管；141-第一喷气管；142-第二喷气管；150-套管；160-硅芯。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅还原炉，其特征在于，包括底盘、罩体、尾气管和输气管组件，所述罩体罩设在所述底盘上形成反应腔，所述尾气管与所述反应腔连通；/n所述输气管组件包括第一输气管；所述第一输气管竖直设置在所述反应腔中，包括第一外壳；所述第一外壳的底部与所述底盘连接；/n所述第一输气管上设置有多个第一喷气管，所述多个第一喷气管与所述第一外壳连接，并分布于所述第一外壳的上部和下部。/n

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原炉，其特征在于，包括底盘、罩体、尾气管和输气管组件，所述罩体罩设在所述底盘上形成反应腔，所述尾气管与所述反应腔连通；
所述输气管组件包括第一输气管；所述第一输气管竖直设置在所述反应腔中，包括第一外壳；所述第一外壳的底部与所述底盘连接；
所述第一输气管上设置有多个第一喷气管，所述多个第一喷气管与所述第一外壳连接，并分布于所述第一外壳的上部和下部。


2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于：
所述第一输气管还包括第一内壳，所述第一外壳套设在所述第一内壳上，所述第一外壳的内壁与所述第一内壳的外壁间隔设置形成第一进气夹层，所述第一进气夹层用于与气源连通。


3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉，其特征在于：
所述尾气管设置在所述第一内壳内，所述尾气管的底部与所述底盘连接，上端延伸至所述第一内壳的上部；所述尾气管上设置有多个尾气导流管，所述多个尾气导流管分布于所述尾气管的上部和下部；所述尾气导流管穿过所述第一输气管，所述尾气导流管的一端与所述反应腔连通，另一端与所述尾气管连通。


4.根据权利要求3所述的多晶硅还原炉，其特征在于：
还包括套管，所述套管套设在所述第一外壳上，所述套管上端封闭，下端与所述底盘连接；所述套管与所述尾气管之间形成第一冷却夹层，所述第一冷却夹层用于容纳冷却液；所述尾气导流管还穿过所述套管。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉红平，李宇辰，王琳，施光明，何乃栋，杨月龙，陈宏博，郭光伟，
申请(专利权)人：亚洲硅业青海股份有限公司，青海亚洲硅业半导体有限公司，青海省亚硅硅材料工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63