專利名稱：可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)及方法
可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)及方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于西門子法生產(chǎn)多晶硅過程中的硅芯搭接方法，尤其是涉及一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
目前，在西門子法生產(chǎn)多晶硅的過程中硅芯搭接技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，它主要應(yīng)用于多晶硅生產(chǎn)的一個環(huán)節(jié)、即還原反應(yīng)過程。所述的還原反應(yīng)過程的原理是還原反應(yīng)是在一個密閉的還原爐中進行的，在裝爐前先在還原爐內(nèi)用硅芯搭接成若干個閉合回路，也就是行話中的“搭橋”;每個閉合回路都由兩根豎硅芯和一根橫硅芯組成；每一個閉合回路的兩個豎硅芯分別接在爐底上的兩個電極上，電極分別接直流電源的正負極，然后對硅芯進行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個大電阻，向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，進行還原反應(yīng)；這樣，所需的多晶硅就會在硅芯表面生成。以上所述就是硅芯及其搭接技術(shù)在多晶硅生產(chǎn)中的應(yīng)用。在先申請的中國專利公開了一種可有效提高接觸面積和減小電阻的孔式硅芯搭接方法，該專利提出了一種圓球形硅芯的搭接方法，它是通過在橫硅芯兩端分別設(shè)置硅芯圓球體，并在兩個硅芯圓球體的下部分別設(shè)置插孔，由豎硅芯上端的插柱與插孔吻配連接， 形成提高接觸面積和減少電阻的連接方式；但是，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)在橫硅芯圓球體上鉆孔時往往會造成橫硅芯圓球體產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生斷裂，成品率相對較低，使得加工成本增加；且在橫硅芯兩端拉制圓球體也是一個工藝較為復(fù)雜且成本較高的工藝過程，這個過程不僅工藝復(fù)雜，而且在拉制橫硅芯圓球體時一不小心便會出現(xiàn)高頻線圈與硅芯接觸造成打火現(xiàn)象的發(fā)生，甚至造成高頻線圈報廢，并且影響工藝的進行，必須得停止拉制過程，通過更換高頻線圈來進行下一次的拉制過程，這其中停工中的再次開啟設(shè)備時為防止原料棒在拉制過程中發(fā)生氧化，還必須重新更換新的籽晶，同時還要重新對硅芯爐進行抽真空、沖入保護性氣體、加熱等工藝步驟。參考文獻中國專利；專利名稱、可有效提高接觸面積和減小電阻的孔式硅芯搭接方法，公開號、CN101570890A，
公開日、2009 年 11 月 4 日。

發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)及方法，本發(fā)明不僅使所搭接硅芯在搭接處有比較大的接觸面，并且無需拉制目前所有工藝中的拉制硅芯圓球體這一步驟，而且確保了成品率的上升。為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，包括一根橫硅芯和兩根豎硅芯，在橫硅芯兩側(cè)分別設(shè)有雙面開槽形成的搭接面或設(shè)置為端部“U”卡口 ；兩根豎硅芯的上端分別設(shè)有雙面開槽形成的搭接面或設(shè)置為端部“U”卡口 ；所述橫硅芯兩側(cè)設(shè)置為雙面開槽的搭接面時，所述兩根豎硅芯的上端便分別設(shè)置為端部“U”卡口或所述橫硅芯兩端設(shè)置為端部“U”卡口時，所述兩根豎硅芯的上部便分別設(shè)置為雙面開槽的搭接面；所述橫硅芯兩側(cè)的雙面開槽形成的搭接面或端部“U”卡口與所述兩根豎硅芯上端的端部“U”卡口或兩根豎硅芯上部的雙面開槽形成的搭接面進行吻合搭接形成提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)；所述橫硅芯或兩根豎硅芯設(shè)置的“U”卡口為端部外開口。所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，在橫硅芯或兩根豎硅芯分別設(shè)置的“U”卡口的口內(nèi)兩側(cè)面為“=，，形結(jié)構(gòu)或外端擴口。所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，在橫硅芯或兩根豎硅芯分別設(shè)置的“U”卡口內(nèi)側(cè)底部面設(shè)有與橫硅芯或兩根豎硅芯的雙面開槽形成的搭接面插入一側(cè)面吻配的弧形面。所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，所述兩根豎硅芯的下部連接端分別設(shè)置為倒錐形頭或與豎硅芯相同直徑的圓形。一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接方法，包含如下步驟1)、橫硅芯、豎硅芯的先期加工A、首先將設(shè)計長度的橫硅芯兩端分別磨削出端部“U”卡口或在橫硅芯的兩側(cè)分別磨削出雙面開槽形成的搭接面待用；B、分別將兩根設(shè)計高度相同的豎硅芯上部的兩側(cè)分別磨削出雙面開槽形成的搭接面或在兩根豎硅芯的上端分別磨削出端部“U”卡口待用；其中橫硅芯兩端設(shè)置為端部“U”卡口時，所述豎硅芯的上部設(shè)置與端部“U”卡口相對應(yīng)的雙面開槽形成的搭接面；進一步，橫硅芯兩側(cè)設(shè)置為雙面開槽形成的搭接面時，所述豎硅芯的上端設(shè)置與雙面開槽形成的搭接面相對應(yīng)的端部“U”卡口 ；2)、硅芯搭接將上一步驟橫硅芯兩側(cè)設(shè)置的雙面開槽形成的搭接面與兩根豎硅芯上端分別設(shè)置的端部“U”卡口卡接，檢查搭接面與端部“U”卡口的口內(nèi)兩側(cè)壁是否緊密連接，請確保無間隙；或橫硅芯兩端分別設(shè)置的端部“U”卡口與兩根豎硅芯上部分別設(shè)置的雙面開槽形成的搭接面插接，檢查端部“U”卡口的口內(nèi)兩側(cè)壁與搭接面是否緊密連接，請確保無間隙；3)、將上一步驟所述連接牢固的豎硅芯、橫硅芯連接體的兩個豎硅芯下端的下部連接端分別接在還原爐爐底上的兩個電極上，其中任一豎硅芯下部連接端與直流電源的電極正極聯(lián)通，另一豎硅芯下部連接端與直流電源的電極負極聯(lián)通，然后對硅芯進行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個大電阻，向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，進行還原反應(yīng)；4)、當(dāng)所需的多晶硅在硅芯表面生成硅芯，然后取出成品硅芯便完成了一次所述的硅芯加工過程；5)、重復(fù)上一步驟，實現(xiàn)多次多晶硅的還原過程。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具備如下優(yōu)點由于采用了本發(fā)明所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)及方法，不僅使所搭接硅芯在搭接處有比較大的接觸面，并且無需拉制目前所有工藝中的拉制硅芯圓球體這一步驟，而且比現(xiàn)有技術(shù)大幅度的降低了使用成本和削減了加工步驟，確保了成品率的上升；本發(fā)明通過在橫硅芯或豎硅芯設(shè)置端部“U”卡口與橫硅芯或豎硅芯設(shè)置的雙面開槽形成的搭接面緊密連接，保證使用中的導(dǎo)電率和具備較好的導(dǎo)電性能，進而能在多晶硅生產(chǎn)中提高多晶硅的品質(zhì)，本發(fā)明由端部“U”卡口與雙面開槽形成的搭接面緊密連接技術(shù)，使得牢固度得到了有效提高，克服了在生產(chǎn)過程中硅芯的倒伏現(xiàn)象盡可能少的發(fā)生。

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的橫硅芯搭接面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的橫硅芯搭接面另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的豎硅芯卡片、弧形面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖1的豎硅芯卡片、弧形面另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6的豎硅芯搭接面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖6的豎硅芯搭接面立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖6的橫硅芯卡片、弧形面結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖6的豎硅芯下部連接端另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖9的橫硅芯卡片、弧形面另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是圖9的橫硅芯卡片、弧形面第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是圖6的橫硅芯搭接面結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是圖6的橫硅芯搭接面另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中1、卡片；2、橫硅芯；3、豎硅芯；4、下部連接端；5、開槽；6、搭接面；7、端部 “U”卡口；8、弧形面。
具體實施方式
參考下面實施例，可以更詳細解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不限于這些實施例。結(jié)合附圖1 14所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，包括一根橫硅芯2和兩根豎硅芯3，在橫硅芯2兩側(cè)分別設(shè)有雙面開槽5形成的搭接面6或設(shè)置為端部“U”卡口 7 ；兩根豎硅芯3的上端分別設(shè)有雙面開槽5形成的搭接面6或設(shè)置為端部“U”卡口 7 ；所述橫硅芯2兩側(cè)設(shè)置為雙面開槽5的搭接面6時，所述兩根豎硅芯3的上端便分別設(shè)置為端部“U”卡口 7或所述橫硅芯2兩端設(shè)置為端部“U”卡口 7時，所述兩根豎硅芯3的上部便分別設(shè)置為雙面開槽5的搭接面6 ；所述橫硅芯2兩側(cè)的雙面開槽5形成的搭接面6或端部“U”卡口 7與所述兩根豎硅芯3上端的端部“U”卡口 7或兩根豎硅芯 3上部的雙面開槽5形成的搭接面6進行吻合搭接形成提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)；所述橫硅芯2或兩根豎硅芯3設(shè)置的“U”卡口 7為端部外開口。結(jié)合附圖4和5給出的結(jié)構(gòu)，在橫硅芯2或兩根豎硅芯3分別設(shè)置為“U”卡口 7 的口內(nèi)兩側(cè)面為附圖4的“=”形平行結(jié)構(gòu)或為附圖5的外端擴口結(jié)構(gòu)。所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，在橫硅芯2或兩根豎硅芯3分別設(shè)置的“U”卡口 7內(nèi)側(cè)底部面設(shè)有與橫硅芯2或兩根豎硅芯3的雙面開槽5形成的搭接面6插入一側(cè)面吻配的弧形面8。所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，所述兩根豎硅芯3的下部連接端4分別設(shè)置為倒錐形頭或與豎硅芯3相同直徑的圓形。一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接方法，包含如下步驟1)、橫硅芯2、豎硅芯3的先期加工A、首先將設(shè)計長度的橫硅芯2兩端分別磨削出端部“U”卡口 7或在橫硅芯2的兩側(cè)分別磨削出雙面開槽5形成的搭接面6待用；B、分別將兩根設(shè)計高度相同的豎硅芯3上部的兩側(cè)分別磨削出雙面開槽5形成的搭接面6或在兩根豎硅芯3的上端分別磨削出端部“U”卡口 7待用；其中橫硅芯2兩端設(shè)置為端部“U”卡口 7時，所述豎硅芯3的上部設(shè)置與端部“U” 卡口 7相對應(yīng)的雙面開槽5形成的搭接面6 ；進一步，橫硅芯2兩側(cè)設(shè)置為雙面開槽5形成的搭接面6時，所述豎硅芯3的上端設(shè)置與雙面開槽5形成的搭接面6相對應(yīng)的端部“U”卡口 7 ；2)、硅芯搭接將上一步驟橫硅芯2兩側(cè)設(shè)置的雙面開槽5形成的搭接面6與兩根豎硅芯3上端分別設(shè)置的端部“U”卡口 7卡接，檢查搭接面6與端部“U”卡口 7的口內(nèi)兩側(cè)壁是否緊密連接，請確保無間隙；或橫硅芯2兩端分別設(shè)置的端部“U”卡口 7與兩根豎硅芯3上部分別設(shè)置的雙面開槽5形成的搭接面6插接，檢查端部“U”卡口 7的口內(nèi)兩側(cè)壁與搭接面6是否緊密連接，請確保無間隙；3)、將上一步驟所述連接牢固的豎硅芯3、橫硅芯2連接體的兩個豎硅芯3下端的下部連接端4分別接在還原爐爐底上的兩個電極上，其中任一豎硅芯3下部連接端4與直流電源的電極正極聯(lián)通，另一豎硅芯3下部連接端4與直流電源的電極負極聯(lián)通，然后對硅芯進行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個大電阻，向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，進行還原反應(yīng)；4)、當(dāng)所需的多晶硅在硅芯表面生成硅芯，然后取出成品硅芯便完成了一次所述的硅芯加工過程；5)、重復(fù)上一步驟，實現(xiàn)多次多晶硅的還原過程。需要說明的是，本發(fā)明通過改變橫硅芯2與豎硅芯3的搭接方式，使得橫硅芯2與豎硅芯3的閉合回路得到確保，并且本發(fā)明省略了拉制硅芯圓球體這一步驟，這相當(dāng)于節(jié)省了拉制中的耗電量和工藝時間成本，也避免了傷及高頻線圈而導(dǎo)致的停工，后期使用中也可確保成品率的上升；本發(fā)明通過在橫硅芯2或豎硅芯3設(shè)置端部“U”卡口 7與橫硅芯 2或豎硅芯3設(shè)置的雙面開槽5形成的搭接面6緊密連接，保證使用中的導(dǎo)電率和具備較好的導(dǎo)電性能，進而能在多晶硅生產(chǎn)中提高多晶硅的品質(zhì)。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，包括一根橫硅芯(2)和兩根豎硅芯(3)，其特征是在橫硅芯( 兩側(cè)分別設(shè)有雙面開槽( 形成的搭接面(6)或設(shè)置為端部“U”卡口(7)；兩根豎硅芯(3)的上端分別設(shè)有雙面開槽( 形成的搭接面(6)或設(shè)置為端部“U”卡口(7)；所述橫硅芯( 兩側(cè)設(shè)置為雙面開槽(5)的搭接面(6)時，所述兩根豎硅芯(3)的上端便分別設(shè)置為端部“U”卡口(7)或所述橫硅芯( 兩端設(shè)置為端部 “U”卡口(7)時，所述兩根豎硅芯(3)的上部便分別設(shè)置為雙面開槽(5)的搭接面(6)；所述橫硅芯(2)兩側(cè)的雙面開槽(5)形成的搭接面(6)或端部“U”卡口(7)與所述兩根豎硅芯⑶上端的端部“U”卡口(7)或兩根豎硅芯(3)上部的雙面開槽(5)形成的搭接面(6) 進行吻合搭接形成提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)；所述橫硅芯(2)或兩根豎硅芯(3)設(shè)置的“U”卡口(7)為端部外開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，其特征是在橫硅芯(2)或兩根豎硅芯(3)分別設(shè)置的“U”卡口(7)的口內(nèi)兩側(cè)面為“=”形結(jié)構(gòu)或外端擴口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，其特征是在橫硅芯(2)或兩根豎硅芯(3)分別設(shè)置的“U”卡口(7)內(nèi)側(cè)底部面設(shè)有與橫硅芯(2) 或兩根豎硅芯(3)的雙面開槽( 形成的搭接面(6)插入一側(cè)面吻配的弧形面(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)，其特征是所述兩根豎硅芯(3)的下部連接端(4)分別設(shè)置為倒錐形頭或與豎硅芯C3)相同直徑的圓形。
5.實施權(quán)利要求1 4任一權(quán)利要求所述的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)的可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接方法，其特征是包含如下步驟1)、橫硅芯、豎硅芯的先期加工A、首先將設(shè)計長度的橫硅芯(2)兩端分別磨削出端部“U”卡口(7)或在橫硅芯O)的兩側(cè)分別磨削出雙面開槽(5)形成的搭接面(6)待用；B、分別將兩根設(shè)計高度相同的豎硅芯(3)上部的兩側(cè)分別磨削出雙面開槽(5)形成的搭接面(6)或在兩根豎硅芯(3)的上端分別磨削出端部“U”卡口(7)待用；其中橫硅芯( 兩端設(shè)置為端部“U”卡口(7)時，所述豎硅芯(3)的上部設(shè)置與端部 “U”卡口 (7)相對應(yīng)的雙面開槽(5)形成的搭接面(6)；進一步，橫硅芯(2)兩側(cè)設(shè)置為雙面開槽(5)形成的搭接面(6)時，所述豎硅芯(3)的上端設(shè)置與雙面開槽(5)形成的搭接面(6)相對應(yīng)的端部“U”卡口(7)；2)、硅芯搭接將上一步驟橫硅芯( 兩側(cè)設(shè)置的雙面開槽( 形成的搭接面(6)與兩根豎硅芯(3) 上端分別設(shè)置的端部“U”卡口(7)卡接，檢查搭接面(6)與端部“U”卡口(7)的口內(nèi)兩側(cè)壁是否緊密連接，請確保無間隙；或橫硅芯⑵兩端分別設(shè)置的端部“U”卡口(7)與兩根豎硅芯(3)上部分別設(shè)置的雙面開槽(5)形成的搭接面(6)插接，檢查端部“U”卡口(7)的口內(nèi)兩側(cè)壁與搭接面(6)是否緊密連接，請確保無間隙；3)、將上一步驟所述連接牢固的豎硅芯(3)、橫硅芯(2)連接體的兩個豎硅芯(3)下端的下部連接端(4)分別接在還原爐爐底上的兩個電極上，其中任一豎硅芯(3)下部連接端(4)與直流電源的電極正極聯(lián)通，另一豎硅芯C3)下部連接端(4)與直流電源的電極負極聯(lián)通，然后對硅芯進行加熱，加熱中一組搭接好的硅芯相當(dāng)于一個大電阻，向密閉的還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，進行還原反應(yīng)；4)、當(dāng)所需的多晶硅在硅芯表面生成硅芯，然后取出成品硅芯便完成了一次所述的硅芯加工過程；5)、重復(fù)上一步驟，實現(xiàn)多次多晶硅的還原過程。
全文摘要
本發(fā)明屬于西門子法生產(chǎn)多晶硅過程中的硅芯搭接方法，尤其是涉及一種可提高接觸面積和減小電阻的插接式硅芯搭接結(jié)構(gòu)及方法，在橫硅芯(2)兩側(cè)分別設(shè)有雙面開槽(5)形成的搭接面(6)或設(shè)置為端部“U”卡口(7)；兩根豎硅芯(3)的上端分別設(shè)有雙面開槽(5)形成的搭接面(6)或設(shè)置為端部“U”卡口(7)；搭接方法包含橫硅芯、豎硅芯的先期加工，硅芯搭接后放入還原爐內(nèi)通入氫氣和三氯氫硅，進行還原反應(yīng)，所需的多晶硅在硅芯表面生成硅芯實現(xiàn)多次多晶硅的還原過程；本發(fā)明不僅使所搭接硅芯在搭接處有比較大的接觸面，并且無需拉制目前所有工藝中的拉制硅芯圓球體這一步驟，而且確保了成品率的上升。
文檔編號C01B33/035GK102344141SQ20111015346
公開日2012年2月8日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者劉朝軒, 王晨光 申請人:洛陽金諾機械工程有限公司