專利名稱：多晶硅還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅的生產(chǎn)設(shè)備，尤其是一種用于生產(chǎn)多晶硅的多晶硅還原 爐。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越迅猛。作為太陽(yáng) 能光伏產(chǎn)業(yè)以及半導(dǎo)體工業(yè)主要的原料的多晶硅，其工業(yè)需求也是越來(lái)越大。目前，業(yè)界生產(chǎn)多晶硅的方法有多種，其中較為常見(jiàn)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(yīng)容器內(nèi)，在高溫、高壓環(huán)境下，兩者在反 應(yīng)容器內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成多晶硅，并沉積在反應(yīng)容器內(nèi)的發(fā)熱體上。隨著化學(xué)反應(yīng)的繼 續(xù)，沉積在發(fā)熱體上的多晶硅越來(lái)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(yīng)容器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，多晶硅也會(huì)繼續(xù)沉積在硅 棒上，使得硅棒的直徑逐漸加大，直到最后達(dá)到預(yù)定的直徑尺寸，停止反應(yīng)容器內(nèi)的化學(xué)反 應(yīng)。業(yè)界通常使用多晶硅還原爐，作為實(shí)施上述化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)容器。其自身的性能 好壞，對(duì)其生產(chǎn)的多晶硅的品質(zhì)有著重大的影響。通常其包括有底座以及與底座連接的爐 體。進(jìn)一步的，為了保護(hù)爐體，不會(huì)被爐體內(nèi)的反應(yīng)條件中的高溫所損壞，以及防止反 應(yīng)生成的多晶硅沉積于爐體內(nèi)壁表面。爐體通常為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)夾層中會(huì)通入用于冷卻 爐體內(nèi)壁的冷卻水或冷卻油。如此，通過(guò)冷卻水或冷卻油來(lái)帶走靠近爐體內(nèi)壁區(qū)域的大量 熱量，使得爐體內(nèi)壁的溫度相對(duì)低于多晶硅還原沉積溫度。避免了爐體內(nèi)的高溫?fù)p壞爐體 內(nèi)壁。但同時(shí)由于爐體內(nèi)存在有這么一個(gè)溫差區(qū)，這就使得在該區(qū)域內(nèi)會(huì)發(fā)生生成有副產(chǎn) 物四氯化硅和氯化氫的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使得產(chǎn)能下降，同時(shí)需要對(duì)副產(chǎn)物四氯化硅和氯化 氫的進(jìn)行處理，也進(jìn)一步提高了生產(chǎn)成本。另外，使用冷卻水或冷卻油來(lái)冷卻爐體內(nèi)壁，也使得其不停的帶走爐內(nèi)大量的熱 量，其帶走的熱量只能是白白損耗掉，而不能對(duì)其進(jìn)行再次利用，而且大量的冷卻水被蒸發(fā) 消耗，造成極大水源浪費(fèi)。同時(shí)，由于爐體內(nèi)不斷有大量熱量的損耗，為了維持爐體內(nèi)正常 的多晶硅生產(chǎn)，就必須在向其內(nèi)不斷的提供熱量，以補(bǔ)充損耗的熱能，這就又耗費(fèi)了大量的 電能。如此操作方式，很明顯，對(duì)熱能的需求是極為巨大的。也就是說(shuō)，其為維持還原爐內(nèi) 的正常多晶硅生產(chǎn)要消耗大量的能源，這顯然極大的違反了節(jié)能環(huán)保的要求，造成大量能 源的浪費(fèi)。因此，業(yè)界急需一種多晶硅還原爐的解決方案，來(lái)改善或解決上述的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有業(yè)界使用的多晶硅還原爐，成本高，能耗量巨大，產(chǎn)量低的問(wèn)題，本 發(fā)明提供一種多晶硅還原爐，其成本低，能耗小且產(chǎn)量大。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種多晶硅還原爐，其包括有底 座以及其上設(shè)置的爐體。其中爐體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫隔熱裝置，其構(gòu)成材料包括有硅材料。 該保溫隔熱裝置即可起到隔斷爐體內(nèi)高溫對(duì)爐體內(nèi)壁的接觸，又可對(duì)爐體內(nèi)其附近的熱量 起到保溫的作用，如此以更有效率的利用爐體內(nèi)的熱能。 進(jìn)一步的，保溫隔熱裝置在爐體內(nèi)壁上的設(shè)置區(qū)域，可隨需要而定，其并不一定需 要將全部的爐體內(nèi)壁遮蔽。例如，其可以是只在爐體的內(nèi)壁上設(shè)置。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中保溫隔熱裝置包括有殼體，其內(nèi)設(shè)置有一個(gè)收 容腔。其中殼體的構(gòu)成材料包括有硅材料。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中保溫隔熱裝置的收容腔內(nèi)收容有保溫隔熱材 料。而涉及使用的保溫隔熱材料包括有稻草灰。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座上設(shè)置有第一配接部，爐體上也相應(yīng)設(shè)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(guò)兩者配接部的相互配接，配 接在一起。進(jìn)一步的，在不同實(shí)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(shè)置于延伸部上。進(jìn)一步的，在不同實(shí)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(nèi)壁的距離，可隨具體需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)而第二配接部 距離爐體內(nèi)壁的距離也是隨需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座的第一配接部為一個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，而爐體的 第二配接部為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，在不同實(shí)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(shè)置有一個(gè)密封元件。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座的第一配接部?jī)?nèi)設(shè)置有一個(gè)凹槽，密封元 件部分收容于該凹槽內(nèi)。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中底座和爐體上，還設(shè)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，通過(guò)設(shè)置包括有硅材料構(gòu)成的保溫隔熱裝置，由于使得其 既可以起到隔斷熱量，避免了爐體內(nèi)熱量對(duì)爐體內(nèi)壁造成的損害，又可對(duì)其附近的熱能起 到保溫作用。避免了水冷或油冷式帶走熱量而造成爐體內(nèi)熱能的白白損耗，極大地提高了 爐體內(nèi)熱能的利用率。另外，由于隔熱保溫裝置的保溫功效，其附近區(qū)域的溫度與爐體內(nèi)溫度的是差不 多的，因此多晶硅生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)在其附近發(fā)生，因此其上也會(huì)沉積有多晶硅，因此， 大大提高了多晶硅的產(chǎn)量。


圖1是本發(fā)明涉及的多晶硅還原爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明涉及的一種用于生產(chǎn)多晶硅的對(duì)晶硅還原爐100，其包括有底座Iio和設(shè)置于其上的爐體120。固定在底座110上的兩個(gè)U形電極發(fā)熱體150，底座 110上還設(shè)置有進(jìn)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(shè) 置有螺旋上升的冷卻管道或者導(dǎo)流槽，冷卻管道或?qū)Я鞑壑型ɡ鋮s水或冷卻油121，冷卻水 或冷卻油121的進(jìn)口 123設(shè)置在爐體120的底部，出口 125設(shè)置在爐體120的爐頂，通過(guò)泵 (未圖示)對(duì)冷卻水或冷卻油121加壓，使其持續(xù)流動(dòng)，從而對(duì)爐體120進(jìn)行冷卻。進(jìn)一步的， 底座110中部為雙層，其夾層中設(shè)置有冷卻水或冷卻油111。底座110 的外緣設(shè)置有第一配接部112。爐體120在底端徑向向外延伸設(shè)置有延伸部122，于延伸部 122上設(shè)置有用于與第一配接部112配接的第二配接部124。進(jìn)一步的，在不同實(shí)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(nèi)壁的距離，可隨具體需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)而第二配接部124距離爐體內(nèi)壁的距離 也是隨需要而定，并無(wú)限定。進(jìn)一步的，在本實(shí)施方式中，底座110的第一配接部112為一個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，而爐體 120的第二配接部124為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)。通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)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(nèi)的高溫、高壓，因此爐體內(nèi)的反應(yīng)條件不會(huì)對(duì)其造成什么 影響。因此，在一定限度內(nèi)可保證兩者之間連接的密封性。進(jìn)一步的，由圖中可以看出，底座110與爐體120的配接部112、124之間的接觸 面，與底座110和爐體120之間的接觸面之間存在一個(gè)高度差。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)這一 特點(diǎn)變換出的其他類型配接結(jié)構(gòu)，都將視為對(duì)本實(shí)施例中揭示的配接結(jié)構(gòu)的等效變換。例 如，在其他不同實(shí)施方式中，其中底座的第一配接部為一個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)，而爐體的第二配接部 為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)?；蛘呤堑鬃牡谝慌浣硬繛橐粋€(gè)凸起結(jié)構(gòu)，而爐體的第二配接部 為一個(gè)向上凹陷的凹槽結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)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(shè)置有一個(gè)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，位于冷卻水或冷卻 油111的外側(cè)，因此使得其并不會(huì)直接承受與爐體內(nèi)的高達(dá)1000多度的高溫高壓，而且經(jīng) 過(guò)冷卻水或冷卻油111的冷卻，密封元件130所處位置的溫度已經(jīng)相對(duì)較低在100度左右， 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 承受普通100-200度左右溫度的材料制成的密封元件即可，且密封件的體積可以做的比較 小，而且其使用壽命也會(huì)較長(zhǎng)，因此，降低了生產(chǎn)成本。進(jìn)一步的，底座110的第一配接部112內(nèi)設(shè)置有一個(gè)凹槽114，密封元件130部分 收容于該凹槽114內(nèi)。進(jìn)一步的，底座110和爐體120上，還設(shè)置有緊固元件，例如。緊固螺釘140，以將
兩者固定在一起。進(jìn)一步的，為防止?fàn)t體120內(nèi)高溫，會(huì)對(duì)爐體內(nèi)壁造成損害，以及更好的利用爐體 內(nèi)的熱量。其中爐體120內(nèi)壁126上設(shè)置有保溫隔熱裝置151，在本實(shí)施方式中，其構(gòu)成材 料包括有硅材料。該保溫隔熱裝置151即可起到隔斷爐體內(nèi)高溫對(duì)爐體內(nèi)壁的接觸，又可 對(duì)爐體內(nèi)其附近的熱量起到保溫的作用。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，保溫隔熱裝置在爐體內(nèi)壁上的設(shè)置區(qū)域，可隨需要而定，其并不一定需要將全部的爐體內(nèi)壁遮蔽。在本實(shí)施例中，其是只在環(huán)形爐體內(nèi)壁上設(shè) 置了保溫隔熱裝置。進(jìn)一步的，保溫隔熱裝置151包括有殼體152，其內(nèi)設(shè)置有一個(gè)收容腔154。在本實(shí) 施方式中，殼體152的構(gòu)成材料包括有硅材料，而由硅材料構(gòu)成的殼體部分會(huì)直面爐體內(nèi)， 與爐 體內(nèi)的高溫直接接觸。進(jìn)一步的，殼體152內(nèi)設(shè)置的收容腔154內(nèi)還可進(jìn)一步的填充保溫隔熱材料，以加 強(qiáng)保溫隔熱裝置的保溫隔熱效果。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中保溫隔熱裝置的收容腔內(nèi)收容的保溫隔熱材 料包括有稻草灰。這些稻草灰也就是，收割后的稻草燒成的灰。進(jìn)一步的，爐體內(nèi)結(jié)晶沉積在硅保溫層外的多晶硅，可用液壓杠裝置取下。由于稻 草灰具有一定的彈性，所以液壓桿抵靠在其外側(cè)，一撐，即可將硅保溫層及其沉積于其上的 多晶硅敲碎，進(jìn)而使得其脫落，然后收集待用。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為 限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán) 利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅還原爐，其包括有底座以及其上設(shè)置的爐體，其特征是，其中所述爐體內(nèi) 壁上設(shè)置有保溫隔熱裝置，其構(gòu)成材料包括有硅材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述保溫隔熱裝置包括有殼 體，其內(nèi)設(shè)置有一個(gè)收容腔；其中所述殼體的構(gòu)成材料包括有硅材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅還原爐，其特征是其中所述保溫隔熱裝置的收容腔 內(nèi)收容有保溫隔熱材料，而所述收容的保溫隔熱材料包括有稻草灰。
4.根據(jù)權(quán)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(shè)置有第一配接 部，所述爐體上也相應(yīng)設(shè)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(guò)兩者配接部的相互配接，配接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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(shè)置于所述延伸部上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5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(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)，而所述爐體的第二配接部為一個(gè)向下的凸起結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5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(shè)置有一個(gè)密封元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7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?jī)?nèi)設(shè) 置有一個(gè)凹槽，密封元件部分收容于該凹槽內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多晶硅還原爐，其用于生產(chǎn)多晶硅。其包括有底座以及其上設(shè)置的爐體，其中爐體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫裝置。通過(guò)在爐體內(nèi)壁設(shè)置保溫層，以使得爐體內(nèi)的熱量被更有效率的利用。
文檔編號(hào)C01B33/035GK102092717SQ20091005667
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者王春龍 申請(qǐng)人:王春龍