專利名稱：多晶硅還原爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅的生產設備，尤其是一種用于生產多晶硅的多晶硅還原 爐。
背景技術：
隨著科技的發(fā)展，太陽能光伏產業(yè)和半導體工業(yè)的發(fā)展也越來越迅猛。作為太陽 能光伏產業(yè)以及半導體工業(yè)主要的原料的多晶硅，其工業(yè)需求也是越來越大。目前，業(yè)界生產多晶硅的方法有多種，其中較為常見的是氫還原法。其是把提純好 的三氯氫硅和凈化好的氫氣作為原料，通入到反應容器內，在高溫、高壓環(huán)境下，兩者在反 應容器內發(fā)生化學反應，形成多晶硅，并沉積在反應容器內的電極發(fā)熱體上。隨著化學反應 的繼續(xù)，沉積在電極發(fā)熱體上的多晶硅越來越多，逐漸的將發(fā)熱體全部覆蓋，變成一根外表 包裹著多晶硅的棒狀體，俗稱硅棒。反應容器內的化學反應將繼續(xù)進行，多晶硅也會繼續(xù)沉 積在硅棒上，使得硅棒的半徑逐漸加大，直到最后達到預定的半徑尺寸，停止反應容器內的 化學反應。業(yè)界通常使用多晶硅還原爐，作為實施上述化學反應的反應容器。其自身的性能 好壞，對其生產的多晶硅的品質有著重大的影響。其通常包括有底座以及設置于底座上的 爐體。進一步的，底座上設置的位于爐體內的用于沉積多晶硅的電極發(fā)熱體一般是由硅 材料制成的。由于硅材料的導電性很差，其電阻很高。因此使用前，先會使用高壓電將其擊 穿。由于相應電壓設備的限制，通常提供的高壓電最高為10000伏，所以由硅材料制備的電 極發(fā)熱體的直徑一般也就是在6 8mm左右。隨著電極發(fā)熱體的直徑再增大，高壓擊穿設 備隨著工作能力的提高，也就是功率的提高，其設備投資的額度也會相應提高很多，同時對 操作人員的操作經驗的要求也會相應提高很多。且，在對硅電極加熱體進行高壓電擊穿操 作時，其操作較為復雜，受人力因素影響大，很容易因為意外，導致硅電極加熱體與爐體內 壁接觸，如此高壓電也會同時擊穿爐體內壁，導致設備損壞，進而增加了生產成本。另外，由于受電極發(fā)熱體直徑尺寸的限制，使得其要長成較大預定尺寸的硅棒時， 其生長周期會很長。因此，業(yè)界急需一種多晶硅還原爐的解決方案，來改善或解決上述的問題。

發(fā)明內容
為了克服現有業(yè)界使用的多晶硅還原爐，其使用的由硅材料制備的電極發(fā)熱體所 帶來的生產操作復雜，且生產成本相對高昂的問題，本發(fā)明提供一種多晶硅還原爐，其操作簡單。本發(fā)明解決現有技術問題所采用的技術方案是一種多晶硅還原爐，其包括有底 座以及其上設置的爐體。其中底座上還設置有電極發(fā)熱體，其制備材料包括有金屬材料鉭。 使用包括金屬材料鉭的材料來制備電極發(fā)熱體，一方面其本身耐高溫，可適合在高溫條件下使用。另一方面，其本身就具有導電性，因此，不需使用高壓電將其擊穿，以使其具有導電 性。因此，其制造的電極發(fā)熱體的直徑，并不會受到擊穿電壓的限制，而是可隨需要制備出 各種不同尺寸的電極發(fā)熱體。進一步的，在不同實施方式中，電極發(fā)熱體的直徑在15 75mm之間。例如，其具 體可以是，15、18、20、22、25、28、30、32、25、38、40、42、45、48、50，55，60，65，70，75讓等等進一步的，在不同實施方式中，電極發(fā)熱體的直徑在30 60mm之間。進一步的，在不同實施方式中，其中電極發(fā)熱體為U形中空管。進一步的，在不同實施方式中，底座上設置有第一配接部，爐體上也相應設置有用 于與底座第一配接部配接的第二配接部，爐體與底座通過兩者配接部的相互配接，配接在一起。進一步的，在不同實施方式中，其中爐體用于與底座接觸的底端向外延伸出有延 伸部，而第二配接部設置于延伸部上。進一步的，在不同實施方式中，延伸部向外延伸出的 距離，也就是其外端距離爐體內壁的距離，可隨具體需要而定，并無限定。進而第二配接部 距離爐體內壁的距離也是隨需要而定，并無限定。進一步的，在不同實施方式中，其中底座的第一配接部為一個臺階結構，而爐體的 第二配接部為一個向下的凸起結構。進一步的，在不同實施方式中，其中底座的第一配接部與爐體的第二配接部之間 還設置有一個密封元件。進一步的，在不同實施方式中，其中底座的第一配接部內設置有一個凹槽，密封元 件部分收容于該凹槽內。進一步的，在不同實施方式中，其中底座和爐體上，還設置有緊固元件，例如。緊固 螺釘，以將兩者固定在一起。本發(fā)明的有益效果是，使用金屬材料鉭來制備多晶硅還原爐內的電極發(fā)熱體，使 得電極發(fā)熱體的外形尺寸，不會在受到擊穿電壓的限制，從而使得其可根據多晶硅不同生 長周期的需求，而制備出相應外形尺寸的電極發(fā)熱體。而且鉭材料電極發(fā)熱體可以被制成 U形中空管，使得結構更加穩(wěn)定，且更加節(jié)省鉭材料，使得成本更低。另外，在爐體內生產多晶硅的過程中，由于會涉及到氫，而鉭管在高溫氫氣氛下， 會出現氫脆問題，而此問題卻正好便于在多晶硅沉積完成后，方便了清除其內的鉭管的工 藝。且，清除得到的鉭材料，可以回收利用制作新的鉭管，進一步的降低了生產成本。


圖1是本發(fā)明涉及的多晶硅還原爐的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。請參閱圖1所示，本發(fā)明涉及的一種用于生產多晶硅的對晶硅還原爐100，其包括 有底座Iio和設置于其上的爐體120。固定在底座110上的兩個U形電極發(fā)熱體150，底座 110上還設置有進氣口 113和若干出氣口 115。爐體120的爐壁為雙層，在雙層爐壁之間設 置有螺旋上升的冷卻管道或者導流槽，冷卻管道或導流槽中通冷卻水或冷卻油121，冷卻水或冷卻油121的進口 123設置在爐體120的底部，出口 125設置在爐體120的爐頂，通過泵 (未圖示)對冷卻水或冷卻油121加壓，使其持續(xù)流動，從而對爐體120進行冷卻。進一步的，底座110中部為雙層，其夾層中設置有冷卻水或冷卻油111。底座110 的外緣設置有第一配接部112。爐體120在底端向外延伸設置有延伸部122，于延伸部122 上設置有用于與第一配接部112配接的第二配接部124。進一步的，在不同實施方式中，延伸部122向外延伸出的距離，也就是其外端距離 爐體內壁的距離，可隨具體需要而定，并無限定。進而第二配接部124距離爐體內壁的距離 也是隨需要而定，并無限定。進一步的，在本實施方式中，底座110的第一配接部112為一個臺階結構，而爐體 120的第二配接部124為一個向下的凸起結構。通過底座110的第一配接部112與爐體120 的第二配接部124兩者之間的配接，來實現底座110與爐體120連接間的密封。由于底座 與爐體兩者本身就要承受爐體內的高溫、高壓，因此爐體內的反應條件不會對其造成什么 影響。因此，在一定限度內可保證兩者之間連接的密封性。在其他實施方式中，兩者的配接 部也可以是其它類型的可相互配接的結構。進一步的，在本實施方式中，為了進一步保證底座110與爐體120連接之間的密封 效果。其中底座110的第一配接部112與爐體120的第二配接部124之間還設置有一個密 封元件130。由于第一配接部112與第二配接部124兩者的配接位置，距離爐體內壁126 有一定距離，同時也遠離冷卻水或冷卻油111，因此使得其并不會直接承受與爐體內的高溫 高壓，而且經過冷卻水或冷卻油111的冷卻，密封元件130所處所以在該位置的溫度相對較 低，因此，在選擇密封元件上，就不必選擇可承受高溫高壓的材料制成的密封元件，只需選 擇可承受較高溫度的材料制成的密封元件即可，且其使用壽命也會較長，因此，降低了生產 成本。進一步的，底座110的第一配接部112內設置有一個凹槽114，密封元件130部分 收容于該凹槽114內。進一步的，底座110和爐體120上，還設置有緊固元件，例如。緊固螺釘140，以將
兩者固定在一起。進一步的，底座110上還設置有，一對成U形的電極發(fā)熱體150，其制備材料包括有 金屬材料鉭。使用包括金屬材料鉭的材料來制備電極發(fā)熱體，一方面其本身耐高溫，可適合 在高溫條件下使用。另一方面，其本身就具有導電性，因此，不需使用高壓電將其擊穿，以使 其具有導電性。因此，其制造的電極發(fā)熱體的直徑，并不會受到擊穿電壓的限制，而是可隨 需要制備出各種不同尺寸的電極發(fā)熱體。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為 限，但凡本領域普通技術人員根據本發(fā)明所揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權 利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求
一種多晶硅還原爐，其包括有底座以及其上設置的爐體，其特征是，其中所述底座上設置有電極發(fā)熱體，其制備材料包括有金屬材料鉭。
2.根據權利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述電極發(fā)熱體的直徑在 15 75mm之間。
3.根據權利要求2所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述電極發(fā)熱體的直徑在 30 60mm之間。
4.根據權利要求3所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述電極發(fā)熱體為U形中空管。
5.根據權利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座上設置有第一配接 部，所述爐體上也相應設置有用于與底座第一配接部配接的第二配接部，所述爐體與底座 通過兩者配接部的相互配接，配接在一起。
6.根據權利要求5所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述爐體用于與底座接觸的 底端向外延伸出有延伸部，所述第二配接部設置于所述延伸部上。
7.根據權利要求4所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座的第一配接部為一 個臺階結構，而所述爐體的第二配接部為一個向下的凸起結構。
8.根據權利要求4所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座的第一配接部與爐 體的第二配接部之間還設置有一個密封元件。
9.根據權利要求8所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座的第一配接部內設 置有一個凹槽，密封元件部分收容于該凹槽內。
10.根據權利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述底座和爐體上，還設置 有緊固元件，以將兩者固定在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶硅還原爐，其用于生產多晶硅。其包括有底座以及其上設置的爐體。其中底座上還設置有電極發(fā)熱體，其制備材料包括有金屬材料鉭。使用包括金屬材料鉭的材料來制備電極發(fā)熱體，一方面是其本身耐高溫，可適合在高溫條件下使用。另一方面，其本身就具有導電性，因此，不需使用高壓電將其擊穿，以使其具有導電性。因此，其制造的電極發(fā)熱體的直徑，并不會受到擊穿電壓的限制，而是可隨需要制備出各種不同尺寸的電極發(fā)熱體。
文檔編號C01B33/035GK101966992SQ20091005766
公開日2011年2月9日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者王春龍 申請人:王春龍