本发明专利技术公开了一种3对棒的硅烷法制多晶硅分解炉的排布方式和连接方法。分解炉包括分解炉底盘、分解炉炉体、分解炉顶盘、3对电极、进气口、出气口，中心管式冷却器及冷却水进出口，3对电极固定在底盘上单层排布，成正六边形排布。分解炉底盘和顶盘都布置了一样的24个通气口，以实现分解炉底盘进气-顶盘出气，从而达成更好的气体分布，促进该分解过程的均匀分布。在分解炉中心布置一管式换热器，通过分解炉底盘冷却水进口和分解炉顶盘冷却水出口实现对分解炉内温度的控制，降低硅棒间隙以及空余空间的温度，以减少硅烷在硅棒以外快速分解而导致的降低气相沉积速率和生成贵粉尘等不良效果，提高硅烷利用率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。分解炉包括分解炉底盘、分解炉炉体、分解炉顶盘、3对电极、进气口、出气口，中心管式冷却器及冷却水进出口，3对电极固定在底盘上单层排布，成正六边形排布。分解炉底盘和顶盘都布置了一样的24个通气口，以实现分解炉底盘进气-顶盘出气，从而达成更好的气体分布，促进该分解过程的均匀分布。在分解炉中心布置一管式换热器，通过分解炉底盘冷却水进口和分解炉顶盘冷却水出口实现对分解炉内温度的控制，降低硅棒间隙以及空余空间的温度，以减少硅烷在硅棒以外快速分解而导致的降低气相沉积速率和生成贵粉尘等不良效果，提高硅烷利用率。【专利说明】
本专利技术属于多晶硅生产
，特别是硅烷法(SiH4)生产多晶硅的一种多晶硅分解炉；涉及一种3对棒的新型多晶硅分解炉的排布方式和连接方法。背景介绍目前国内外多晶硅生产企业主要采用“改良西门子法”。该方法的生产流程是利用氯气和氢气合成氯化氢(或外购氯化氢)，氯化氢和硅粉在一定温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅精馏提纯，提纯后的高纯三氯氢硅与氢气按比例混合后，在一定的温度和压力下通入多晶硅分解炉内，在通电高温硅棒上进行气相沉积反应生成多晶硅，由于反应是在1150°C左右下发生的，因此分解炉的电耗相当大。并且由于进入分解炉内的氢气无法达到较高纯度，所以“改良西门子法”虽然能生产电子级多晶硅，却很难生产出超高纯多晶硅。而硅烷法采用对硅烷(SiH4)在真空的分解炉内进行热分解可以制得超高纯的多晶硅，故需要对硅烷热分解设计一新型分解炉以达到要求。目前硅烷法制多晶硅可选用的设备有“改良西门子法”所用的还原炉、自由空间式反应器已经流化床反应器。流化床反应器是在流化床内放入细小的硅颗粒，硅烷气体向流化床内喷入，在流化床内分解生成硅并附着到颗粒硅上；虽然该反应器耗能少，但是产生的是硅粒，且易生成硅粉，并且由于流化床内颗粒高速翻滚，对器壁造成冲刷，导致多晶硅内含有其余金属杂质，难以制的超高纯多晶硅。自由空间式反应器结构简单，只有一个空腔，虽然节能效果好，但是产生硅粉过细，在直拉炉内操作不便。故目前采取的多是同“改良西门子法”所用的还原炉相同的分解炉。 随着时间的进展，还原炉的结构也发生了变化，如专利号为CN200420060144.8和CN201210142235.5等关于多晶硅还原炉以及还原炉内胆结构的设计，虽然对炉内气体流动以及对炉顶热辐射进行了优化，但是由于生产超高纯多晶硅采取了和以往不同的工艺流程，发生了不同的化学反应，也就需要针对新产生的问题对炉体采取适当的改造。在分解炉内，将硅烷气体从分解炉下部喷入，保持硅棒表面温度为700~800摄氏度，硅烷在硅棒表面发生气相沉积反应，使得硅烷分解生成的硅附着在硅棒上，但是由于硅烷受热易分解等其他该工艺特有的因素使得原有的这种结构并不能很好地适应于硅烷分解制多晶硅的过程，原因如下:第一、气体从下部喷入，又由下部流出，会导致气体分布不均匀，导致硅棒长硅过程上下不均匀，进而导致“倒棒”。第二、由于硅烷法和“改良西门子法”有着本质的不同，硅烷极易受热分解，而硅棒与娃棒之间不仅会有热福射，而且由于该反应生成高导热气体氢气，与娃棒形成对流传热，导致硅棒以外的空间温度较高，达到400摄氏度或以上，从而硅烷在硅棒以外的空间受热分解，形成硅粉，无法在硅棒上吸附，导致硅烷利用率下降。因此，目前多晶硅分解炉的设计要实现进气口、出气口分布更合理，炉内温度控制更加严格，又能够充分利用现有电气系统，以保证分解炉能够长期、安全、稳定、高效的生产。
技术实现思路
本专利技术提供了一种3对棒新型硅烷法制多晶硅生产用的分解炉的排布方法和安装连接方法。本专利技术的技术方案如下:一种3对棒的新型硅烷法制多晶硅分解炉的排布方式，在分解炉内部加入以中心圆管型冷却器，与炉底中心与顶盘中心的冷却水进出口相连，对炉内及硅棒间进行冷却。分解炉底盘均匀的分布着3对电极、24个通气口和I个中心冷却器冷却水进口，分解炉顶盘均匀分布24个通气口、I个中心冷却器冷却水出口 ；分解炉底盘上电极为I层按正六边形排布；分解炉底盘上以正三角形排布的相邻三根电极的中心处设有一通气口，每一根电极的周围均匀排布六个通气口，且六个通气口位于以电极为中心的正六边形顶点处。相邻两两电极的间距为289~560mm，分解炉底盘和顶盘的直径为1125~2250mmo根据本专利技术硅烷法制多晶硅分解炉排布的连接方法，底盘中心冷却器冷却水控制阀(4)与冷却水进水管(5 )和底盘中心冷却器冷却水进口( 8 )相连接；顶盘中心冷却器冷却水控制阀(15)与冷却水出水管(17)和顶盘中心冷却器冷却水出口(7)相连接；顶盘中心冷却器冷却水出口(7)通过中心管式冷却器(6)和底盘中心冷却器冷却水进口(8)相连接。 本专利技术重点在于在分解炉内部加入以中心圆管型冷却器，与炉底中心与顶盘中心的冷却水进出口相连，对炉内及硅棒间进行冷却，以弥补传统多晶硅还原炉炉内温度过高而不利于新工艺的缺点，可通过图4看出。分解炉其余连接方法与现有技术近似，连接如下:炉体(11)固定到分解炉底盘(I)上并密封，分解炉顶盘(20)固定到炉体(11)上并密封，硅芯(9)通过石墨夹套(25)与底盘电极(24)相连接并密封，3对硅芯(9)及电极(24)在顶部由硅桥(27)两两相接，底盘电极(24)固定到分解炉底盘(I)且密封，并与供电系统相连接，底盘硅烷气进气控制阀(2)与硅烷气进气管(3)和底盘通气气口(23)相连接；顶盘硅烷气和氢气废气混合气出气控制阀(16)与硅烷气和氢气废气混合气出气管(18)和顶盘通气口( 19)相连接,分解炉底盘(I)、炉体(11)、分解炉顶盘(20)分别通过底盘冷却水进口(10)、炉体冷却水入口(12)、顶盘冷却水入口(21)通入冷却水,且底盘冷却水出口(22)、炉体冷却水出口(13)、顶盘冷却水出口(14)分别与需热系统相连接。且视镜(26)连接在分解炉顶盘(20)相连接。本专利技术具有的优点是:首先与“改良西门子法”制多晶硅分解炉相比，新型多晶硅分解炉在顶盘设计了通气孔，实现了硅烷与氢气混合气在炉内更均匀的分布，不会发生气体喷入炉内未来得及喷上硅棒上部就从底盘流出的情况，以及进一步产生的不良后果，如倒棒等。其次新型多晶硅分解炉不仅在炉体、底盘和顶盘通入冷却水冷却，重点在于在分解炉内部中心加入一管形换热器，在换热器内部通入冷却水以降低分解炉内部温度。我们可以通过调节各位置冷却水流量及温度控制炉壁、顶盘、底盘以及炉内平均温度，使得硅烷仅在硅棒表面才能达到热分解所需温度，减少在硅棒之间分解生成无法利用的硅粉尘，提高硅烷利用率。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术专利3对棒新型多晶硅分解炉的主视图；图2为本专利技术专利3对新型多晶硅分解炉底盘的电极及通气口分布示意图；图3为本专利技术专利3对新型多晶硅分解炉顶盘的通气口及视镜孔的分布示意图；图4为本专利技术专利3对新型多晶硅分解炉的中央冷却器布置图。图中所示多晶硅分解炉，包括:1-分解炉底盘，2-底盘硅烷气进气控制阀，3-硅烷气进气管，4-底盘中心冷却器冷却水控制阀,5-冷却水进水管,6-中心管式冷却器，7-中心管式冷却器，8-底盘中心冷却器冷却水进口，9-硅芯，10-底盘冷却水进口，11-带有冷却水腔的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种3对棒的硅烷法制多晶硅分解炉的排布方式，其特征是在分解炉内部加入以中心圆管型冷却器，与炉底中心与顶盘中心的冷却水进出口相连，对炉内及硅棒间进行冷却。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春江，齐文哲，高飞，黄哲庆，袁希钢，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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