【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅棒排列方式，特别是涉及一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，属于硅棒排列。
技术介绍
1、在正常还原工艺条件下，多晶硅硅棒表面温度一般在1373k，而反应器壁则用冷却水进行冷却，温度一般控制在373k左右，这样一来，在高温的硅棒表面与冷的反应器壁之间必然发生强烈的辐射换热。
2、目前已知工业规模西门子cvd反应器辐射热损失占还原炉电耗的65到75％，因此能耗较大，为了降低生产成本寻求降低硅棒表面热损失的途径迫在眉睫。
3、因此，亟需对硅棒的排列方式进行改进，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，均匀排布的原因在于充分利用还原炉内的反应空间同时致使反应气体充分到达各个硅棒表面，硅棒分为内、中、外三环分布，所述电极孔由内向外各环上的数量分别为6、8、10，相比于传统24对棒的电极分布由内向外的数量分别为4、8、12，减少外环硅棒所占比例，可以有效的降低表面单位面积的辐射热损失，从而达到降低能耗的目的。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
3、一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，包括还原炉，还原炉包括炉筒以及卡接在炉筒底部的底盘，底盘的上侧面固定设置有电极，电极包括内环电极组、中环电极组以及外环电极组，内环电极组包括六个成中心对称的内环电极，中环电极组包括八个成中心对称的中环电极，外环电极组包括十个外环电极，内环电极组、中环电极
4、同时改变还原炉内部硅棒排列方式配套的系统主要有电器供电系统，供电系统的改造主要分别对应还原炉内部内、中、外环，供电系统主要是为多晶硅载体硅芯供电，保持硅芯表面温度达到多晶硅气相沉积的温度1000℃左右，随着多晶硅的直径逐渐增大，总体电阻会呈下降趋势，因此电流会逐渐上升，总体发热量会维持硅棒表面温度的需求满足气相沉积的要求；还原电器会根据多晶硅的生长不同阶段，分段设置电流电压值，保证多晶硅的生产稳定运行；
5、还原炉的内部设置有硅棒，单位时间内投入到单位面积上的总辐射能称为表面的投入辐射g，单位时间内离开单位表面积上的总辐射能称为该表面的有效辐射，记为j，有效辐射不仅包括该表面的自身辐射e，还包括了投入辐射g中被表面反射的部分рg，其中р为表面的反射率，还原炉内硅棒表面辐射量满足一下表达式：
6、j＝e+pg＝cn×(t1-t2)4×f1+pg
7、其中：cn为辐射系数，t1和t2为两物体的温度，f1为辐射体的辐射表面积；
8、辐射换热计算中包括角系数，角系数是辐射换热计算中的一个重要的几何因子，其含义为某表面i发出的辐射中落到另一表面j的百分数，计算公式如下：
9、
10、硅棒数目一定，降低外环硅棒数比例，明显增大了硅棒在反应器中的排布的密集性，通过对优化后底盘硅棒排布方式角系数以及辐射模型计算，改进后的底盘排布方式中各环硅棒与反应器之间的角系数都有所减小，这样反应器硅棒与反应器之间的可视空间更小，硅棒排布更加密集，硅棒表面单位面积辐射热损失更小。
11、优选的，炉筒的内部开设有导流仓，炉筒的一侧开设有与导流仓相连通的炉筒冷却水进水管，炉筒的顶部开设有与导流仓相连通的炉筒冷却水出水管，通过炉筒冷却水进水管向导流仓的内部通入冷水，在流经导流仓之后通过炉筒冷却水出水管流出，因此能够构成一个循环，进而降低还原炉内部的热量，结构简单，提升冷却的效率，导流仓的内部固定设置有若干个夹套导流板，夹套导流板与导流仓的内部相连通，而且在导流仓的内部还设置有夹套导流板，进一步提升冷却的效率。
12、优选的，底盘的底部连接有排气口，排气口与炉筒的内部相连通，排气口的一侧设置有进气口，进气口与炉筒的内部相连通，在底盘的底部通过进气口和排气口与还原炉的内部相连通，通过进气口向还原炉的内部通入气体，并从排气口中排出，因此能够在还原炉中形成一个循环。
13、优选的，炉筒的一侧连接有视镜，视镜与炉筒的内部相连通，视镜的内部固定设置有凸透镜，视镜与还原炉的内部相连通，而且在视镜的内部固定设置有，凸透镜在一倍的焦距之内具有放大镜的效果，因此可以通过视镜直接观察还原炉内部的情况，提升使用的便捷性。
14、优选的，炉筒的底部固定设置有密封块，底盘的上侧面开设有与密封块相对应的密封槽，密封块与密封槽卡合连接，密封块的一侧固定设置有限位支撑板，限位支撑板与底盘的上侧面相抵，炉筒的底部设置有密封块与底盘上侧面的密封槽卡合连接，因此能够提升炉筒整体的密封性，同时也能够提升还原炉整体的稳定性。
15、本专利技术至少具备以下有益效果：
16、1、均匀排布的原因在于充分利用还原炉内的反应空间同时致使反应气体充分到达各个硅棒表面，硅棒分为内、中、外三环分布，所述电极孔由内向外各环上的数量分别为6、8、10，相比于传统24对棒的电极分布由内向外的数量分别为4、8、12，减少外环硅棒所占比例，可以有效的降低表面单位面积的辐射热损失，从而达到降低能耗的目的。
17、2、供电系统的改造主要分别对应还原炉1内部内、中、外环，供电系统主要是为多晶硅载体硅芯供电，保持硅芯表面温度达到多晶硅气相沉积的温度1000℃左右，随着多晶硅的直径逐渐增大，总体电阻会呈下降趋势，因此电流会逐渐上升，总体发热量会维持硅棒表面温度的需求满足气相沉积的要求，还原电器会根据多晶硅的生长不同阶段，分段设置电流电压值，保证多晶硅的生产稳定运行。
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1.一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，包括还原炉(1)，其特征在于，所述还原炉(1)包括炉筒(3)以及卡接在所述炉筒(3)底部的底盘(2)，所述底盘(2)的上侧面固定设置有电极(5)，所述电极(5)包括内环电极组(501)、中环电极组(502)以及外环电极组(503)，所述内环电极组(501)包括六个成中心对称的内环电极，所述中环电极组(502)包括八个成中心对称的中环电极，所述外环电极组(503)包括十个外环电极；
2.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述电极(5)上固定设置有石墨底座(6)，所述石墨底座(6)上连接有发热体(4)。
3.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述炉筒(3)的内部开设有导流仓(303)，所述炉筒(3)的一侧开设有与所述导流仓(303)相连通的炉筒冷却水进水管(10)，所述炉筒(3)的顶部开设有与所述导流仓(303)相连通的炉筒冷却水出水管(11)。
4.根据权利要求3所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述导流
5.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述底盘(2)的底部连接有排气口(8)，所述排气口(8)与所述炉筒(3)的内部相连通，所述排气口(8)的一侧设置有进气口(7)，所述进气口(7)与所述炉筒(3)的内部相连通。
6.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述炉筒(3)的一侧连接有视镜(9)，所述视镜(9)与所述炉筒(3)的内部相连通，所述视镜(9)的内部固定设置有凸透镜(901)。
7.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述炉筒(3)的底部固定设置有密封块(302)，所述底盘(2)的上侧面开设有与所述密封块(302)相对应的密封槽(201)，所述密封块(302)与所述密封槽(201)卡合连接，所述密封块(302)的一侧固定设置有限位支撑板(301)，所述限位支撑板(301)与所述底盘(2)的上侧面相抵。
8.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述辐射换热计算中包括角系数，所述角系数是辐射换热计算中的一个重要的几何因子，其含义为某表面i发出的辐射中落到另一表面j的百分数，计算公式如下：
9.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述内环电极组(501)成正六边形均匀分布在所述底盘(2)上，所述中环电极组(502)成正八边形均匀分布在所述底盘(2)，所述外环电极组(503)成正十边形均匀分布在所述底盘(2)上。
...【技术特征摘要】
1.一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，包括还原炉(1)，其特征在于，所述还原炉(1)包括炉筒(3)以及卡接在所述炉筒(3)底部的底盘(2)，所述底盘(2)的上侧面固定设置有电极(5)，所述电极(5)包括内环电极组(501)、中环电极组(502)以及外环电极组(503)，所述内环电极组(501)包括六个成中心对称的内环电极，所述中环电极组(502)包括八个成中心对称的中环电极，所述外环电极组(503)包括十个外环电极；
2.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述电极(5)上固定设置有石墨底座(6)，所述石墨底座(6)上连接有发热体(4)。
3.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述炉筒(3)的内部开设有导流仓(303)，所述炉筒(3)的一侧开设有与所述导流仓(303)相连通的炉筒冷却水进水管(10)，所述炉筒(3)的顶部开设有与所述导流仓(303)相连通的炉筒冷却水出水管(11)。
4.根据权利要求3所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述导流仓(303)的内部固定设置有若干个夹套导流板(12)，所述夹套导流板(12)与所述导流仓(303)的内部相连通。
5.根据权利要求1所述的一种新型可降耗硅棒排列方式的还原炉系统，其特征在于：所述底盘(2)的底部连接有排气口(8)，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高国翔，吴鹏，李明峰，王海豹，王硕，
申请(专利权)人：内蒙古鑫华半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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