高效大型多晶硅还原炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101870471A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101870471A(43)申请公布日2010.10.27(21)申请号201010222864.X(22)申请日2010.07.08(71)申请人江苏中能硅业科技发展有限公司地址221004江苏省徐州市经济开发区杨山路66号(72)发明人严均(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人肖明芳(51)Int.Cl.C01B33/03(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称高效大型多晶硅还原炉(57)摘要本发明公开了一种高效大型多晶硅还原炉，它包括底盘和罩在所述底盘上的钟罩式炉筒，所述底盘上密集地设有多对电极、至少一个进气口和至少一个排气口，其特征在于所述电极的对数为2n(n+1)对，其中，n为电极分布的层数，且n≥4，所述2n(n+1)对电极分为n层排列，每层按4对、8对、12对、…、4n对工整排列。该反应器实现了更密集且工整的电极排布，提高了还原炉内热能利用率，实现了更均匀的流场分布，从而提高了每炉的多晶硅产量、改善了产品表面质量，并降低了能耗。CN10874ACN101870471A权利要求书1/1页1.一种高效大型多晶硅还原炉，它包括底盘和罩在所述底盘上的钟罩式炉筒，所述底盘上密集地设有多对电极、至少一个进气口和至少一个排气口，其特征在于所述电极的总对数为2n(n+1)对，其中，n为电极分布的层数，取正整数且n≥4，所述2n(n+1)对电极分为n层排列，每层按4对、8对、12对、...、4n对工整排列。2.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述n层电极在底盘上按同心圆分层排布。3.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述n层电极相邻两层之间间距相等。4.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于同一层电极内相邻两个电极之间距离相等。5.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述n层电极的电流分层独立控制。6.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述分布在底盘上的电极总对数为40对，且分4层，按4对、8对、12对、16对工整排布。7.根据权利要求6所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述相邻两层电极之间间距为200mm-350mm；同一层电极内相邻两个电极之间的距离为210mm-270mm。8.根据权利要求6所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于分布在底盘上的进气口为29个，按1个、4个、8个、16个分4层均匀分布于所述四层电极所围成的空间内。9.根据权利要求8所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述29个进气口分为9个和20个两组分别由两个控制阀独立控制来调节进气流量。10.根据权利要求6所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述至少一个出气口位于底盘的正中心；最内层的1个进气口位于所述出气口内。11.根据权利要求6所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述底盘直径尺寸为2700mm-2900mm。12.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述分布在底盘上的电极总对数为60对，且分5层，按4对、8对、12对、16对、20对工整排布。13.根据权利要求1所述的高效大型多晶硅还原炉，其特征在于所述分布在底盘上的电极总对数为84对，且分6层，按4对、8对、12对、16对、20对、24对工整排布。2CN101870471A说明书1/5页高效大型多晶硅还原炉技术领域[0001]本发明涉及高纯硅的制备领域，特别涉及改良西门子工艺制备多晶硅的还原炉。背景技术[0002]目前，多晶硅生产主要采用改良西门子工艺。所谓西门子工艺的原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢(H2)还原高纯三氯氢硅(SiHCl3)，生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺则是在西门子工艺的基础上，增加了还原尾气干法回收系统、四氯化硅(SiCl4)氢化工艺，实现闭路循环，通过采用大型还原炉，降低了单位产品的能耗。[0003]改良西门子工艺主要采用钟罩型反应器(也称为还原炉)和与电极相连的硅芯作为沉积基底，采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。上述化学气相沉积过程是在钟罩型的反应器中进行的，该反应容器是密封的，底盘上安装有出料口和进料口以及若干对电极，电极上连接着直径5-10mm、长度1500-3000mm的硅芯，每对电极上的两根硅芯又在另一端通过一较短的硅芯相互连接形成配对硅芯。当向与该配对硅芯连通的电极施加6～12kV左右的高压时，硅芯被击穿导电并被加热至1000-1150℃，SiHCl3在硅芯的表面发生反应，其所含的硅经氢还原，沉积在硅芯的表