专利名称：多晶硅还原炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多晶硅的生产设备，尤其是一种用于生产多晶硅的多晶硅还原 炉。
背景技术：
随着科技的发展，太阳能光伏产业和半导体工业的发展也越来越迅猛。作为太阳 能光伏产业以及半导体工业主要的原料的多晶硅，其工业需求也是越来越大。目前，业界生产多晶硅的方法有多种，其中较为常见的是氢还原法。其是把提纯好 的三氯氢硅和净化好的氢气作为原料，通入到反应容器内，在高温、高压环境下，两者在反 应容器内发生化学反应，形成多晶硅，并沉积在反应容器内的电极发热体上。随着化学反应 的继续，沉积在电极发热体上的多晶硅越来越多，逐渐的将发热体全部覆盖，变成一根外表 包裹着多晶硅的棒状体，俗称硅棒。反应容器内的化学反应将继续进行，多晶硅也会继续沉 积在硅棒上，使得硅棒的半径逐渐加大，直到最后达到预定的半径尺寸，停止反应容器内的 化学反应。业界通常使用多晶硅还原炉，作为实施上述化学反应的反应容器。其自身的性能 好坏，对其生产的多晶硅的品质有着重大的影响。其通常包括有底座以及设置于底座上的 炉体。进一步的，底座上设置的位于炉体内的用于沉积多晶硅的电极发热体一般是由硅 材料制成的。由于硅材料的导电性很差，其电阻很高。因此使用前，先会使用高压电将其击 穿。由于相应电压设备的限制，通常提供的高压电最高为10000伏，所以由硅材料制备的电 极发热体的直径一般也就是在6 8mm左右。随着电极发热体的直径再增大，高压击穿设 备随着工作能力的提高，也就是功率的提高，其设备投资的额度也会相应提高很多，同时对 操作人员的操作经验的要求也会相应提高很多。且，在对硅电极加热体进行高压电击穿操 作时，其操作较为复杂，受人力因素影响大，很容易因为意外，导致硅电极加热体与炉体内 壁接触，如此高压电也会同时击穿炉体内壁，导致设备损坏，进而增加了生产成本。另外，由于受电极发热体直径尺寸的限制，使得其要长成较大预定尺寸的硅棒时， 其生长周期会很长。因此，业界急需一种多晶硅还原炉的解决方案，来改善或解决上述的问题。
发明内容
为了克服现有业界使用的多晶硅还原炉，其使用的由硅材料制备的电极发热体所 带来的生产操作复杂，且生产成本相对高昂的问题，本发明提供一种多晶硅还原炉，其操作简单。本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是一种多晶硅还原炉，其包括有底 座以及其上设置的炉体。其中底座上还设置有电极发热体，其制备材料包括有金属材料钽。 使用包括金属材料钽的材料来制备电极发热体，一方面其本身耐高温，可适合在高温条件下使用。另一方面，其本身就具有导电性，因此，不需使用高压电将其击穿，以使其具有导电 性。因此，其制造的电极发热体的直径，并不会受到击穿电压的限制，而是可随需要制备出 各种不同尺寸的电极发热体。进一步的，在不同实施方式中，电极发热体的直径在15 75mm之间。例如，其具 体可以是，15、18、20、22、25、28、30、32、25、38、40、42、45、48、50，55，60，65，70，75讓等等进一步的，在不同实施方式中，电极发热体的直径在30 60mm之间。进一步的，在不同实施方式中，其中电极发热体为U形中空管。进一步的，在不同实施方式中，底座上设置有第一配接部，炉体上也相应设置有用 于与底座第一配接部配接的第二配接部，炉体与底座通过两者配接部的相互配接，配接在一起。进一步的，在不同实施方式中，其中炉体用于与底座接触的底端向外延伸出有延 伸部，而第二配接部设置于延伸部上。进一步的，在不同实施方式中，延伸部向外延伸出的 距离，也就是其外端距离炉体内壁的距离，可随具体需要而定，并无限定。进而第二配接部 距离炉体内壁的距离也是随需要而定，并无限定。进一步的，在不同实施方式中，其中底座的第一配接部为一个台阶结构，而炉体的 第二配接部为一个向下的凸起结构。进一步的，在不同实施方式中，其中底座的第一配接部与炉体的第二配接部之间 还设置有一个密封元件。进一步的，在不同实施方式中，其中底座的第一配接部内设置有一个凹槽，密封元 件部分收容于该凹槽内。进一步的，在不同实施方式中，其中底座和炉体上，还设置有紧固元件，例如。紧固 螺钉，以将两者固定在一起。本发明的有益效果是，使用金属材料钽来制备多晶硅还原炉内的电极发热体，使 得电极发热体的外形尺寸，不会在受到击穿电压的限制，从而使得其可根据多晶硅不同生 长周期的需求，而制备出相应外形尺寸的电极发热体。而且钽材料电极发热体可以被制成 U形中空管，使得结构更加稳定，且更加节省钽材料，使得成本更低。另外，在炉体内生产多晶硅的过程中，由于会涉及到氢，而钽管在高温氢气氛下， 会出现氢脆问题，而此问题却正好便于在多晶硅沉积完成后，方便了清除其内的钽管的工 艺。且，清除得到的钽材料，可以回收利用制作新的钽管，进一步的降低了生产成本。
图1是本发明涉及的多晶硅还原炉的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。请参阅图1所示，本发明涉及的一种用于生产多晶硅的对晶硅还原炉100，其包括 有底座Iio和设置于其上的炉体120。固定在底座110上的两个U形电极发热体150，底座 110上还设置有进气口 113和若干出气口 115。炉体120的炉壁为双层，在双层炉壁之间设 置有螺旋上升的冷却管道或者导流槽，冷却管道或导流槽中通冷却水或冷却油121，冷却水或冷却油121的进口 123设置在炉体120的底部，出口 125设置在炉体120的炉顶，通过泵 (未图示)对冷却水或冷却油121加压，使其持续流动，从而对炉体120进行冷却。进一步的，底座110中部为双层，其夹层中设置有冷却水或冷却油111。底座110 的外缘设置有第一配接部112。炉体120在底端向外延伸设置有延伸部122，于延伸部122 上设置有用于与第一配接部112配接的第二配接部124。进一步的，在不同实施方式中，延伸部122向外延伸出的距离，也就是其外端距离 炉体内壁的距离，可随具体需要而定，并无限定。进而第二配接部124距离炉体内壁的距离 也是随需要而定，并无限定。进一步的，在本实施方式中，底座110的第一配接部112为一个台阶结构，而炉体 120的第二配接部124为一个向下的凸起结构。通过底座110的第一配接部112与炉体120 的第二配接部124两者之间的配接，来实现底座110与炉体120连接间的密封。由于底座 与炉体两者本身就要承受炉体内的高温、高压，因此炉体内的反应条件不会对其造成什么 影响。因此，在一定限度内可保证两者之间连接的密封性。在其他实施方式中，两者的配接 部也可以是其它类型的可相互配接的结构。进一步的，在本实施方式中，为了进一步保证底座110与炉体120连接之间的密封 效果。其中底座110的第一配接部112与炉体120的第二配接部124之间还设置有一个密 封元件130。由于第一配接部112与第二配接部124两者的配接位置，距离炉体内壁126 有一定距离，同时也远离冷却水或冷却油111，因此使得其并不会直接承受与炉体内的高温 高压，而且经过冷却水或冷却油111的冷却，密封元件130所处所以在该位置的温度相对较 低，因此，在选择密封元件上，就不必选择可承受高温高压的材料制成的密封元件，只需选 择可承受较高温度的材料制成的密封元件即可，且其使用寿命也会较长，因此，降低了生产 成本。进一步的，底座110的第一配接部112内设置有一个凹槽114，密封元件130部分 收容于该凹槽114内。进一步的，底座110和炉体120上，还设置有紧固元件，例如。紧固螺钉140，以将
两者固定在一起。进一步的，底座110上还设置有，一对成U形的电极发热体150，其制备材料包括有 金属材料钽。使用包括金属材料钽的材料来制备电极发热体，一方面其本身耐高温，可适合 在高温条件下使用。另一方面，其本身就具有导电性，因此，不需使用高压电将其击穿，以使 其具有导电性。因此，其制造的电极发热体的直径，并不会受到击穿电压的限制，而是可随 需要制备出各种不同尺寸的电极发热体。以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为 限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权 利要求书中记载的保护范围内。
权利要求
一种多晶硅还原炉，其包括有底座以及其上设置的炉体，其特征是，其中所述底座上设置有电极发热体，其制备材料包括有金属材料钽。
2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述电极发热体的直径在 15 75mm之间。
3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述电极发热体的直径在 30 60mm之间。
4.根据权利要求3所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述电极发热体为U形中空管。
5.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述底座上设置有第一配接 部，所述炉体上也相应设置有用于与底座第一配接部配接的第二配接部，所述炉体与底座 通过两者配接部的相互配接，配接在一起。
6.根据权利要求5所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述炉体用于与底座接触的 底端向外延伸出有延伸部，所述第二配接部设置于所述延伸部上。
7.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述底座的第一配接部为一 个台阶结构，而所述炉体的第二配接部为一个向下的凸起结构。
8.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述底座的第一配接部与炉 体的第二配接部之间还设置有一个密封元件。
9.根据权利要求8所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述底座的第一配接部内设 置有一个凹槽，密封元件部分收容于该凹槽内。
10.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征是其中所述底座和炉体上，还设置 有紧固元件，以将两者固定在一起。
全文摘要
本发明涉及一种多晶硅还原炉，其用于生产多晶硅。其包括有底座以及其上设置的炉体。其中底座上还设置有电极发热体，其制备材料包括有金属材料钽。使用包括金属材料钽的材料来制备电极发热体，一方面是其本身耐高温，可适合在高温条件下使用。另一方面，其本身就具有导电性，因此，不需使用高压电将其击穿，以使其具有导电性。因此，其制造的电极发热体的直径，并不会受到击穿电压的限制，而是可随需要制备出各种不同尺寸的电极发热体。
文档编号C01B33/035GK101966992SQ20091005766
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者王春龙 申请人:王春龙