一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的磁控溅射装置及方法与流程

本发明涉及一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的磁控溅射装置及方法。

背景技术：

高纯度的多晶硅是电子及太阳能光伏产业的基础原料，多晶硅的生产绝大部分采用改良西门子工艺，其中还原炉是多晶硅生产的核心设备之一，多晶硅还原炉主要由双层结构的钟罩式炉体，底盘及其他附属部件组成。由于多晶硅的生产是在1300度高温及强酸的条件下进行的，为了减少设备材质对多晶硅产品的污染及抵御高温化学腐蚀，还原炉的炉体一般为不锈钢316材料制成。

多晶硅的生产需要消耗大量电能，一般来讲，电力成本占多晶硅产品总成本的50到75％左右，因此，研究高效节能的还原炉是降低或生产成本的关键。现有的措施是在还原罩内壁镀银层，但是通过现有的技术手段对还原罩内壁进行镀银，银层在还原罩内壁结合强度低，迄今为止都没有一种好的方法将银层牢固的与还原罩内壁结合，国外有一种方法是用爆炸成型的方式将银板贴合上去，但是费用高昂，国内企业无法接受。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题，就是提出一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的磁控溅射装置及方法，其经济效益好，成本低，更主要的是，通过本发明的装置和方法对还原罩进行镀银，银层可与还原罩内壁贴合紧密。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的磁控溅射装置，包括还原罩底座、真空泵组、旋转框架、阴极组件以及旋转驱动机构，所述还原罩底座用于放置倒扣的还原罩形成密闭空间，还原罩底座上方设有旋转框架，所述旋转框架包括侧框架和顶框架，旋转框架的下端通过所述旋转驱动机构驱动旋转，而旋转驱动机构的旋转轴与还原罩底座之间密封，旋转轴中还设有氩气输入孔，用于向还原罩与还原罩底座之间的密闭空间输入氩气；所述阴极组件包括若干阴极件，且阴极件设于所述旋转框架的侧框架和顶框架上，所述阴极件包括磁钢和银靶材，其中磁钢磁场的磁力线跑道指向还原罩内壁，此外，阴极件分别连接有电源，电源用于使阳极与阴极间形成负电压；所述真空泵组在还原罩底座上连通还原罩与还原罩底座之间的密闭空间，用于对密闭空间抽真空。

作为优选地，所述阳极为还原罩或者另外增设的阳极件。

作为优选地，所述还原罩底座下方设有底座支架。

作为优选地，所述真空泵组包括依次连接的一级泵、二级泵和三级泵，所述一级泵为分子泵或者扩散泵，所述二级泵为罗茨真空泵，所述三级泵为机械式真空泵，其中，一级泵连接在还原罩底座上。

作为优选地，所述电源设置在旋转驱动机构的旋转轴上。

一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的方法，包括如下步骤：

(1)将还原罩倒扣于还原罩底座上，形成密闭空间；

(2)开启真空泵组对还原罩与还原罩底座之间的密闭空间抽真空；

(3)对还原罩与还原罩底座之间的密闭空间充氩气；

(4)启动电源，使阴极与阳极件形成负电压，氩气被电离后形成辉光放电，利用磁控溅射原理将阴极组件上的银靶材溅镀到还原罩内壁上形成500纳米-500微米厚度的银层。

作为优选地，所述步骤(2)中，还原罩与还原罩底座之间的密闭空间抽真空后的真空度为1.0×10^-3pa。

作为优选地，所述步骤(3)中，还原罩与还原罩底座之间的密闭空间充氩气后的真空度为1.0×10^-1pa～1.0×10^-2pa。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明生产和制备得到的还原罩可降低多晶硅生产过程中还原工序额电耗。本发明对还原罩内壁进行镀银，银层在还原罩内壁结合强度高，此外，成本低，效果好，可广泛在我国企业中推广应用。

附图说明

图1为本发明优选实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图。

具体实施方式

为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将结合附图，对本发明作进一步的说明。

如图1-2所示为本发明的优选实施例。

一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的磁控溅射装置，包括还原罩底座1、真空泵组2、旋转框架3、阴极组件以及旋转驱动机构(图中未示出)，还原罩底座1用于放置倒扣的还原罩6形成密闭空间，还原罩底座1上方设有旋转框架3，旋转框架3包括侧框架31和顶框架32，旋转框架3的下端通过旋转驱动机构驱动旋转，而旋转驱动机构的旋转轴5与还原罩底座1之间密封，旋转轴5中还设有氩气输入孔，用于向还原罩6与还原罩底座1之间的密闭空间输入氩气；阴极组件包括若干阴极件41，且阴极件41设于旋转框架3的侧框架31和顶框架32上，阴极件41包括磁钢和银靶材，其中磁钢磁场的磁力线跑道指向还原罩6内壁，此外，阴极件41分别连接有电源，电源设置在旋转轴51上，电源用于使阳极与阴极间形成负电压；真空泵组2在还原罩底座1上连通还原罩6与还原罩底座1之间的密闭空间，用于对密闭空间抽真空。

本实施例中，还原罩作为阳极，且还原罩底座1下方设有底座支架11。真空泵组2包括依次连接的一级泵21、二级泵22和三级泵23，一级泵21为分子泵或者扩散泵，二级泵22为罗茨真空泵，三级泵23为机械式真空泵，其中，一级泵21连接在还原罩底座1上。

利用上述的装置进行还原罩内壁镀银的方法，包括如下步骤：

(1)将还原罩倒扣于还原罩底座上，形成密闭空间；

(2)开启真空泵组对还原罩与还原罩底座之间的密闭空间抽真空，使真空度达到1.0×10^-3pa；

(3)对还原罩与还原罩底座之间的密闭空间充氩气，使真空度达到1.0×10^-1pa～1.0×10^-2pa；

(4)启动电源，使阴极与阳极件形成负电压，氩气被电离后形成辉光放电，利用磁控溅射原理将阴极组件上的银靶材溅镀到还原罩内壁上形成500纳米-500微米厚度的银层。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提出了一种多晶硅生产用的还原罩内壁镀银的磁控溅射装置及方法，其中的装置包括还原罩底座、真空泵组、旋转框架、阴极组件以及旋转驱动机构，还原罩底座用于放置倒扣的还原罩，还原罩底座上方设有旋转框架，旋转框架的下端通过旋转驱动机构驱动旋转，旋转轴中还设有氩气输入孔；所述阴极组件包括若干阴极件，且阴极件设于所述旋转框架的侧框架和顶框架上，所述阴极件包括磁钢和银靶材，其中磁钢磁场的磁力线跑道指向还原罩内壁，此外，阴极件分别连接有电源，电源用于使阳极与阴极间形成负电压；所述真空泵组用于对密闭空间抽真空。本发明对还原罩内壁进行镀银，银层在还原罩内壁结合强度高，且成本低，可广泛在我国企业中推广应用。

技术研发人员：肖世洪
受保护的技术使用者：广州市新佑宏科技有限公司
技术研发日：2017.06.06
技术公布日：2017.09.12