有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統的製作方法
2023-06-06 19:53:31 2
專利名稱：有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統。
背景技術：
電子級多晶矽材料是眾多高科技電子信息行業不可或缺的原料。矽烷又是生產 電子級多晶矽的唯一原料。但是，高成本、高能耗一直是電子級多晶矽材料生產的一個瓶 頸。在原有的技術中，還原爐出口的尾氣需要通過一系列的冷卻、升溫、再冷卻及在升溫的 過程，達到氫氣和矽烷的徹底分離，再重新混合進入還原爐進行反應，這不僅增大了物料在 分離過程中的損耗，也勢必增加的循環利用的時間，並消耗大量的能耗，提高生產成本。本 實用新型在還原爐出口尾氣的氫氣矽烷進行分離之前，增加了一路返回到還原爐進口的管 線，將一部分或者全部的氫氣矽烷混合氣體在分離之前重新送回到還原爐進行重新反應， 節約運行時間，加快矽棒的生長速度，同時減少能耗，降低生產成本。
發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種有效提高矽烷法多晶矽矽棒 生長速度的系統。有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統包括混合氣體預熱器、還原爐、出口 尾氣冷卻器、出口尾氣過濾器、壓縮 機冷卻器、壓縮機進口過濾器、壓縮機、分離系統、三通 閥、返回氣體管線，混合氣體預熱器一端、還原爐、出口尾氣冷卻器、出口尾氣過濾器、壓縮 機冷卻器、壓縮機進口過濾器、壓縮機、三通閥、分離系統一端順次相連，三通閥與返回氣體 管線一端相連，離系統另一端與混合氣體預熱器另一端和返回氣體管線另一端相連。所述的離系統另一端與混合氣體預熱器另一端和返回氣體管線另一端之間設有 氫氣流量計、矽烷流量計和分析系統，在出口尾氣過濾器與壓縮機冷卻器之間設有分析系 統，在三通閥與返回氣體管線之間設有返回氣體流量計。本實用新型將一部分尚未進入分離系統的混合尾氣重新返回到氫氣矽烷預熱器 的入口，進行二次反應。省去了氫氣矽烷混合氣體在分離系統中的過程，也相應節省了在分 離系統中的能源損耗，提高還原爐的反應效率，加快了矽棒的生長速度。本實用新型通過這個三通閥通過管線與混合氣體預熱器的入口相連。將一部分未 經過分離的氫氣矽烷混合氣體直接返回還原爐進行二次反應，減少生產成本，提高生產效率。
圖1為傳統矽烷法多晶矽矽棒生長系統結構示意圖；圖2為有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，傳統矽烷法多晶矽矽棒生長系統包括混合氣體預熱器1、還原爐2、出口尾氣冷卻器3、出口尾氣過濾器4、壓縮機冷卻器5、壓縮機進口過濾器6、壓縮機7、分離系 統8，混合氣體預熱器1 一端、還原爐2、出口尾氣冷卻器3、出口尾氣過濾器4、壓縮機冷卻 器5、壓縮機進口過濾器6、壓縮機7、分離系統8 一端順次相連，離系統8另一端與混合氣體 預熱器1另一端相連。在所述的離系統8另一端與混合氣體預熱器1另一端之間設有氫氣流量計Fl和 矽烷流量計F2，在出口尾氣過濾器4與壓縮機冷卻器5之間設有分析系統Si。如圖2所示，有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統包括混合氣體預熱器1、 還原爐2、出口尾氣冷卻器3、出口尾氣過濾器4、壓縮機冷卻器5、壓縮機進口過濾器6、壓縮 機7、分離系統8、三通閥9、返回氣體管線10，混合氣體預熱器1 一端、還原爐2、出口尾氣冷 卻器3、出口尾氣過濾器4、壓縮機冷卻器5、壓縮機進口過濾器6、壓縮機7、三通閥9、分離 系統8 —端順次相連，三通閥9與返回氣體管線10 —端相連，離系統8另一端與混合氣體 預熱器1另一端和返回氣體管線10另一端相連。在所述的離系統8另一端與混合氣體預熱器1另一端和返回氣體管線10另一端 之間設有氫氣流量計F1、矽烷流量計F2和分析系統S2，在出口尾氣過濾器4與壓縮機冷卻 器5之間設有分析系統Si，在三通閥9與返回氣體管線10之間設有返回氣體流量計F3。所述的系統改進是在於在壓縮機進口過濾器出口添加一個三通閥，通過三通閥增 加一條返回氫氣矽烷預熱器入口的管線，此管線可將部分還原爐出口尾氣的氫氣矽烷混合 氣直接返回還原爐。在返回管線上新裝一個流量計，用於控制返回混合氣體的流量。在預 熱器入口增加一個分析裝置，通過分析進入預熱器裡氫氣矽烷混合氣體中矽烷的含量，有 效調整潔淨氫氣和矽烷的進氣量。
工作時，首先根據氫氣流量Fl和矽烷流量F2控制混合氣體中矽烷含量，保持矽烷 含量在40%左右。進入還原爐2反應之後的尾氣通過冷卻、過濾，再冷卻、再過濾之後進入 矽烷氫氣的分離系統。通過對三通閥9的調節，將一部分尚未進入分離系統的混合尾氣重 新返回到氫氣矽烷預熱器1的入口，進行二次反應。這樣及省去了氫氣矽烷混合氣體在分 離系統中的過程，也相應節省了在分離系統中的能源損耗，提高還原爐的反應效率，加快了 矽棒的生長速度。通過實驗可以證明，在三通閥開度達到45%的時候，系統最穩定，矽棒的 生長速度最快。
權利要求1.一種有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統，其特徵在於包括混合氣體預熱器 (1)、還原爐O)、出口尾氣冷卻器(3)、出口尾氣過濾器0)、壓縮機冷卻器(5)、壓縮機進 口過濾器(6)、壓縮機(7)、分離系統(8)、三通閥(9)、返回氣體管線(10)，混合氣體預熱器 ⑴一端、還原爐O)、出口尾氣冷卻器(3)、出口尾氣過濾器(4)、壓縮機冷卻器(5)、壓縮機 進口過濾器(6)、壓縮機(7)、三通閥(9)、分離系統⑶一端順次相連，三通閥(9)與返回 氣體管線(10) —端相連，離系統(8)另一端與混合氣體預熱器(1)另一端和返回氣體管線 (10)另一端相連。
2.根據權利要求1所述的一種有效提高矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統，其特徵在 於在所述的離系統(8)另一端與混合氣體預熱器(1)另一端和返回氣體管線(10)另一端 之間設有氫氣流量計(Fl)、矽烷流量計(^)和分析系統(S2)，在出口尾氣過濾器(4)與壓 縮機冷卻器( 之間設有分析系統(Si)，在三通閥(9)與返回氣體管線(10)之間設有返回 氣體流量計(F3)。
專利摘要本實用新型公開一種能有效降低矽烷法多晶矽矽棒生長速度的系統。它包括混合氣體預熱器、還原爐、出口尾氣冷卻器、出口尾氣過濾器、壓縮機冷卻器、壓縮機進口過濾器、壓縮機、分離系統、三通閥、返回氣體管線，混合氣體預熱器一端、還原爐、出口尾氣冷卻器、出口尾氣過濾器、壓縮機冷卻器、壓縮機進口過濾器、壓縮機、三通閥、分離系統一端順次相連，三通閥與返回氣體管線一端相連，離系統另一端與混合氣體預熱器另一端和返回氣體管線另一端相連。本實用新型節省了在分離系統中的能源損耗，提高還原爐的反應效率，加快了矽棒的生長速度。減少生產成本，提高生產效率。
文檔編號C01B33/03GK201864575SQ20102055822
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者楊建松, 鄭安雄, 陳德偉 申請人:浙江中寧矽業有限公司