本發(fā)明涉及一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤。屬于電子級多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高純度電子級多晶硅材料是電子工業(yè)的重要材料，主要應(yīng)用在半導體器件和集成電路的制造上。改良西門子法是制備多晶硅最普遍的一種生產(chǎn)方法，主要是利用氫氣和三氯氫硅按照一定的摩爾比通入還原爐，在一定的溫度和壓力下進行氣相沉積反應(yīng)生成多晶硅。這種方法具有節(jié)能降耗、成本低廉等優(yōu)點。還原爐是改良西門子法生產(chǎn)工藝的核心設(shè)備，該設(shè)備的運行穩(wěn)定性是影響多晶硅生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)能的關(guān)鍵因素。然而，高純電子級多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)一直被國外企業(yè)壟斷，我國需求的電子級多晶硅基本依賴進口，這大大的增加了企業(yè)生產(chǎn)的成本。因此，開發(fā)電子級多晶硅還原爐就顯得尤為重要。

12對棒電子級多晶硅還原爐是改良西門子法中較為成熟的一種爐型，目前國內(nèi)大部分多晶硅企業(yè)都裝備有12對棒還原爐設(shè)備，但由于12對棒多晶硅還原爐底盤還是傳統(tǒng)的1+8噴嘴模式，即底盤中心進氣口和出口重合，其他8個進氣噴嘴均勻排布在外圈。這種底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計并不完善，容易造成爐內(nèi)氣體流動不暢，底部和頂部氣體循環(huán)較差，硅芯表面溫度分布不均，硅芯上部和下部的沉積速率不同等問題，致使企業(yè)只能用這些設(shè)備生產(chǎn)相對低廉的太陽能級多晶硅產(chǎn)品。因此，通過對12對棒多晶硅還原爐底盤噴嘴布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，獲得質(zhì)量均勻、質(zhì)密度高、成分均一的電子級多晶硅，是我國電子級多晶硅生產(chǎn)企業(yè)所需要攻克的重點問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的改良西門子法的12對棒多晶硅還原爐底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計并不完善，容易造成爐內(nèi)氣體流動不暢，底部和頂部氣體循環(huán)較差，硅芯表面溫度分布不均，硅芯上部和下部的沉積速率不同等問題?，F(xiàn)提供一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤。

一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤，它包括底盤1、混合氣體出口2、混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6；

底盤1為圓盤結(jié)構(gòu)，底盤1的中心設(shè)置有一個混合氣體出口2；混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6均是以底盤1的中心為圓心、從內(nèi)至外依次設(shè)置的同心圓；

混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3的圓周上沿順時針均勻排布有m個混合氣體進氣噴嘴，2≤m≤8，且m為正整數(shù)，電極內(nèi)環(huán)4上均勻排布有四對電極，混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上沿順時針均勻排布有n個混合氣體進氣噴嘴，4≤n≤12，且n為正整數(shù)；電極外環(huán)6上均勻排布有八對電極。

本發(fā)明的有益效果為：原料混合氣體分別通過均勻分布在底盤內(nèi)外環(huán)上的混合氣體進氣噴嘴噴入還原爐爐體中，在硅芯表面發(fā)生還原反應(yīng)，生成的硅微粒在硅芯上充分吸附沉積，最終形成直徑均勻、外觀良好的電子級多晶硅硅棒。與傳統(tǒng)改良西門子法12對棒多晶硅反應(yīng)爐相比，此底盤設(shè)計的混合氣體進氣噴嘴的位置和數(shù)量更加多樣化，適合不同生產(chǎn)模式，更加合理的利用了底盤空間，使還原爐內(nèi)部混合氣體流場也更加穩(wěn)定，溫場及硅棒表面溫度分布更為均勻，保證了各個硅芯生長情況的一致性，大幅提高還原爐的多晶硅產(chǎn)量及質(zhì)量，實現(xiàn)電子級多晶硅產(chǎn)品的生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為實施例1所述的一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤的主視圖。

圖2為實施例2所述的一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤的主視圖。

圖3為實施例3所述的一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤的主視圖。

圖4為實施例4所述的一種改良西門子法的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤的主視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式所述的一種改良西門子法12對棒電子級多晶硅還原爐底盤，它包括底盤1、混合氣體出口2、混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6；

底盤1為圓盤結(jié)構(gòu)，底盤1的中心設(shè)置有一個混合氣體出口2；混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6均是以底盤1的中心為圓心、從內(nèi)至外依次設(shè)置的同心圓；

混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3的圓周上沿順時針均勻排布有m個混合氣體進氣噴嘴，2≤m≤8，且m為正整數(shù)，電極內(nèi)環(huán)4上均勻排布有四對電極，混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上沿順時針均勻排布有n個混合氣體進氣噴嘴，4≤n≤12，且n為正整數(shù)；電極外環(huán)6上均勻排布有八對電極。

本實施方式中，電極數(shù)量一共為十二對。電極內(nèi)環(huán)4包括四對電極，均勻分布于電極內(nèi)環(huán)上，電極內(nèi)環(huán)位于混合氣體進氣內(nèi)環(huán)與混合氣體外環(huán)之間；電極外環(huán)6包括八對電極，均勻分布于電極外環(huán)上，電極外環(huán)位于混合氣體進氣外環(huán)與底盤邊緣之間。

實施例1：

根據(jù)圖1所示，底盤1為圓盤結(jié)構(gòu)，底盤1的中心設(shè)置有一個混合氣體出口2；混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6均是以底盤1的中心為圓心、從內(nèi)至外依次設(shè)置的同心圓；電極內(nèi)環(huán)4上均勻排布有四對電極，電極外環(huán)6均勻排布有八對電極；

混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3的圓周上沿順時針均勻排布有4個混合氣體進氣噴嘴，該4個混合氣體進氣噴嘴依次為一號混合氣體進氣噴嘴7、二號混合氣體進氣噴嘴8、三號混合氣體進氣噴嘴9和四號混合氣體進氣噴嘴10；

混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上沿順時針均勻排布有4個混合氣體進氣噴嘴，該4個混合氣體進氣噴嘴依次為五號混合氣體進氣噴嘴11、六號混合氣體進氣噴嘴12、七號混合氣體進氣噴嘴13和八號混合氣體進氣噴嘴14；

混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的五號混合氣體進氣噴嘴11和七號混合氣體進氣噴嘴13與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上對稱設(shè)置的一號混合氣體進氣噴嘴7和三號混合氣體進氣噴嘴9位于一條直線上；混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的六號混合氣體進氣噴嘴12和八號混合氣體進氣噴嘴14與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上的二號混合氣體進氣噴嘴8和四號混合氣體進氣噴嘴10位于一條直線上，且兩條直線夾角為90°。

本實施例中混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3和混合氣體外環(huán)5上分別均勻排布有4個混合氣體進氣噴嘴，構(gòu)成了4+4噴嘴結(jié)構(gòu)模式的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤。

實施例2：

根據(jù)圖2所示，底盤1為圓盤結(jié)構(gòu)，底盤1的中心設(shè)置有一個混合氣體出口2；混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6均是以底盤1的中心為圓心、從內(nèi)至外依次設(shè)置的同心圓；電極內(nèi)環(huán)4上均勻排布有四對電極，電極外環(huán)6均勻排布有八對電極；

混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3的圓周上沿順時針均勻排布有4個混合氣體進氣噴嘴，該4個混合氣體進氣噴嘴依次為一號混合氣體進氣噴嘴7、二號混合氣體進氣噴嘴8、三號混合氣體進氣噴嘴9和四號混合氣體進氣噴嘴10；

混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上沿順時針均勻排布有8個混合氣體進氣噴嘴，該8個混合氣體進氣噴嘴依次為五號混合氣體進氣噴嘴11、六號混合氣體進氣噴嘴12、七號混合氣體進氣噴嘴13、八號混合氣體進氣噴嘴14、九號混合氣體進氣噴嘴15、十號混合氣體進氣噴嘴16、十一號混合氣體進氣噴嘴17和十二號混合氣體進氣噴嘴18；

混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的五號混合氣體進氣噴嘴11和九號混合氣體進氣噴嘴15與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上對稱設(shè)置的一號混合氣體進氣噴嘴7和三號混合氣體進氣噴嘴9位于一條直線上；混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的七號混合氣體進氣噴嘴13和十一號混合氣體進氣噴嘴17與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上的二號混合氣體進氣噴嘴8和四號混合氣體進氣噴嘴10位于一條直線上，且兩條直線夾角為90°。

本實施例中，混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上均勻排布有4個混合氣體進氣噴嘴，混合氣體進氣外環(huán)5上均勻排布有8個混合氣體進氣噴嘴，為4+8噴嘴結(jié)構(gòu)模式的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤。

實施例3：

根據(jù)圖3所示，底盤1為圓盤結(jié)構(gòu)，底盤1的中心設(shè)置有一個混合氣體出口2；混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6均是以底盤1的中心為圓心、從內(nèi)至外依次設(shè)置的同心圓；電極內(nèi)環(huán)4上均勻排布有四對電極，電極外環(huán)6上均勻排布有八對電極；

混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上對稱排布有2個混合氣體進氣噴嘴，該2個混合氣體進氣噴嘴依次為一號混合氣體進氣噴嘴7和二號混合氣體進氣噴嘴8；

混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上沿順時針均勻排布有8個混合氣體進氣噴嘴，該8個混合氣體進氣噴嘴依次為三號混合氣體進氣噴嘴9、四號混合氣體進氣噴嘴10、五號混合氣體進氣噴嘴11、六號混合氣體進氣噴嘴12、七號混合氣體進氣噴嘴13、八號混合氣體進氣噴嘴14、九號混合氣體進氣噴嘴15和十號混合氣體進氣噴嘴16；

混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的三號混合氣體進氣噴嘴9和七號混合氣體進氣噴嘴13與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上對稱設(shè)置的一號混合氣體進氣噴嘴7和二號混合氣體進氣噴嘴8位于一條直線上；

本實施例中，混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3均勻排布有2個混合氣體進氣噴嘴，混合氣體進氣外環(huán)5上均勻排布有8個混合氣體進氣噴嘴，為2+8噴嘴結(jié)構(gòu)模式的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤。

實施例4：

根據(jù)圖4所示，底盤1為圓盤結(jié)構(gòu)，底盤1的中心設(shè)置有一個混合氣體出口2；混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3、電極內(nèi)環(huán)4、混合氣體進氣外環(huán)5和電極外環(huán)6均是以底盤1的中心為圓心、從內(nèi)至外依次設(shè)置的同心圓；電極內(nèi)環(huán)4上均勻排布有四對電極，電極外環(huán)6上均勻排布有八對電極；

混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3的圓周上沿順時針均勻排布有8個混合氣體進氣噴嘴，該8個混合氣體進氣噴嘴依次為一號混合氣體進氣噴嘴7、二號混合氣體進氣噴嘴8、三號混合氣體進氣噴嘴9、四號混合氣體進氣噴嘴10、五號混合氣體進氣噴嘴11、六號混合氣體進氣噴嘴12、七號混合氣體進氣噴嘴13和八號混合氣體進氣噴嘴14；

混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上沿順時針均勻排布有12個混合氣體進氣噴嘴，該12個混合氣體進氣噴嘴依次為九號混合氣體進氣噴嘴15、十號混合氣體進氣噴嘴16、十一號混合氣體進氣噴嘴17、十二號混合氣體進氣噴嘴18、十三號混合氣體進氣噴嘴19、十四號混合氣體進氣噴嘴20、十五號混合氣體進氣噴嘴21、十六號混合氣體進氣噴嘴22、十七號混合氣體進氣噴嘴23、十八號混合氣體進氣噴嘴24、十九號混合氣體進氣噴嘴25和二十號混合氣體進氣噴嘴26；

混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的九號混合氣體進氣噴嘴15和十五號混合氣體進氣噴嘴21與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上對稱設(shè)置的一號混合氣體進氣噴嘴7和五號混合氣體進氣噴嘴11位于一條直線上；混合氣體進氣外環(huán)5上對稱設(shè)置的十二號混合氣體進氣噴嘴18和十八號混合氣體進氣噴嘴24與混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上的三號混合氣體進氣噴嘴9和七號混合氣體進氣噴嘴13位于一條直線上，且兩條直線夾角為90°。

本實施例中，混合氣體進氣內(nèi)環(huán)3上均勻排布有8個混合氣體進氣噴嘴，混合氣體進氣外環(huán)5的圓周上均勻排布有12個混合氣體進氣噴嘴，為8+12噴嘴結(jié)構(gòu)模式的12對棒電子級多晶硅還原爐底盤。

具體實施方式二：根據(jù)具體實施方式一所述的一種改良西門子法12對棒電子級多晶硅還原爐底盤，電極內(nèi)環(huán)4和電極外環(huán)6上均安裝有硅芯。