改良西门子法还原炉提高多晶硅一次沉积率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改良西门子法还原炉生长多晶硅的节能、降耗方法，特别是一种改良西门子法还原炉提高多晶硅一次沉积率的方法。
【背景技术】
[0002]改良西门子法还原炉，是改良西门子工艺中用氢气和三氯氢硅为原料，经反应生长出多晶硅的专用设备。进入还原炉内部的氢气与三氯氢硅在1080°c左右的硅芯表面进行反应，生成的硅在硅芯表面沉积、结晶、直径不断增大，最终形成棒状多晶硅产品。反应后的副产物H2、SiHCl3、SiCl4等经回收、分离、转化、提纯后可循环利用。在还原炉及系统设计、多晶硅生长沉积表面温度均已确定的前提下，操作条件是否合理，由多晶硅一次沉积率、多晶硅沉积速率、SiCl4副产率几项指标表达。通过科学计算和协调控制多晶硅生长过程中合理的供料量、H2/SiHCl3摩尔配比、运行压力等条件，可以取得良好的节能、降耗效果。
【发明内容】
[0003]鉴于改良西门子法还原炉生产多晶硅过程中可以通过科学计算和协调控制取得良好的节能、降耗效果，本发明的目的旨在提供一种改良西门子法还原炉提高多晶硅一次沉积率的方法，其特征在于当还原炉运行压力控制在表压为0.2-0.6 MPa的范围内变化，降低还原炉系统运行压力，多晶硅一次沉积率η将按下式提高:
n = no Po/(Po - δρ)
式中:
no:原始一次沉积率
η:降低运行压力后的一次沉积率
Po:原始运行压力，Po= OMPa.1MPa、0.2 MPa、0.3 MPa、...ΛΡ:压力降低值，ΛΡ =OMPa N 0.lMPa、0.2MPa、0.3MPa、...。
[0004]多晶硅一次沉积率=周期多晶硅产出量/周期进入还原炉物料中硅总量。可见，提高多晶硅一次沉积率是生产者追求的周期多晶硅产出率的目标之一。根据本发明揭示的降低还原炉运行压力与提高多晶硅一次沉积率的变化规律，按照计算公式:
n = no Po/(Po - δρ)
当还原炉系统运行压力在0.2-0.6MPa范围内变化时，降低运行压力，即可达到提高多晶硅一次沉积率的节能降耗的目的。
[0005]本发明在现有改良西门子法还原炉生产多晶硅的基础上不增加其他资金、设备的投入，仅从降低还原炉的运行压力着手，即可明显提高多晶硅一次沉积率。由此可见，本发明是一件还原炉生产多晶硅，利用现有技术设备，改变运行操作参数，达到大幅节能降耗目的的技术方案。
【具体实施方式】
[0006]实施例1
现有改良西门子法多晶硅还原炉，除了运行压力外在其他操作流程参数不变的前提下:
已知运行压力(表压)为Po = 0.5MPa，
其多晶硅一次沉积率no = 7.5-9.2 %，
多晶硅产量为10kg时，供料SiHCl3量为5000-6500kg;
运行压力(表压)为Po - δρ =0.3MPa，
代入公式:n = no po/(po - λρ)，
其多晶硅一次沉积率η = 12-16 %，
多晶硅产量为10kg时，供料SiHCl3量为4000~3000kg。
[0007]由本实施例可见，用降低系统运行压力的技术措施达到提高多晶硅一次沉降率的实例与本发明揭示的相关变化规律相符合。在获得产物多晶硅量不变的情况下，SiHCl3供料量大幅下降。
[0008]实施例2
现有改良西门子法多晶硅还原炉，除了运行压力外在其他操作流程参数不变的前提下:
运行压力(表压)为Po = 0.6MPa，
Po - δρ =0.6MPa，
代入公式:n = no Po/(po - ΛΡ)，
其多晶硅一次沉积率η = no = 5.3-6.9 %,
多晶硅产量为100kg时，供料SiHCl3量为7750-6300kg。
[0009]实施例3
现有改良西门子法多晶硅还原炉，除了运行压力外在其他操作流程参数不变的前提下；
已知运行压力(表压)为Po = 0.5MPa，
其多晶硅一次沉积率no = 7.5-9.2 %，
运行压力(表压)为Po - δρ =0.2MPa，
代入公式:n = no po/(po - λρ)，
其多晶硅一次沉积率η = 18.5-23%，
多晶硅产量为100kg，供料SiHCl3量2500-2000kg。
[0010]由本实施例可见，用降低系统运行压力的技术措施达到提高多晶硅一次沉降率的实例与本发明提供的相关变化规律相符合。在获得产物多晶硅量不变的情况下，供料SiHCl3量大幅下降。由此可充分证明，本发明是一种节能降耗显著的技术方案。
【主权项】
1.一种改良西门子法还原炉提高多晶硅一次沉积率的方法，其特征在于当还原炉运行压力控制在表压0.2-0.6 MPa的范围内变化，降低还原炉系统运行压力，多晶硅一次沉积率将按下式提1?: n = no po/(po - δρ) 式中: no:原始一次沉积率 η:降低运行压力后的一次沉积率 Po:原始运行压力，Po= OMPa >0.1MPa、0.2 MPa、0.3 MPa、...ΛΡ:压力降低值，ΛΡ =OMPa >0.1MPa、0.2 MPa、0.3 MPa、...。
【专利摘要】本一种改良西门子法还原炉提高多晶硅一次沉积率的方法，是当还原炉运行压力控制在表压0.2-0.6MPa的范围内变化时，降低还原炉系统运行压力，多晶硅一次沉积率将按下式提高：η=0p0/（p0-△p），式中：η0：原始一次沉积率，η：降低运行压力后的一次沉积率，P0：原始运行压力，P0=0MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、...；△p：压力降低值，△p=0MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、...。在现有改良西门子法还原炉基础上不增加其他资金、设备的投入，仅从降低还原炉的运行压力着手，利用现有技术设备，改变运行操作参数，即可明显提高多晶硅一次沉积率，达到大幅节能降耗的目的。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105574343
【申请号】CN201510969159
【发明人】沈祖祥, 王姗, 冉耘瑞, 陈建
【申请人】成都蜀菱科技发展有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月22日