[发明专利]具有新型喷嘴的多晶硅还原炉

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，特别是涉及一种具有新型喷嘴的多晶硅还原炉。

背景技术

多晶硅还原炉是多晶硅生产中产出最终产品的核心设备，也是决定系统产能、能耗的关键环节。因此，多晶硅还原炉的设计和制造，直接影响到产品的质量、产量和生产成本。随着全球经济危机的影响下，多晶硅的价格持续下降，产业利润不断被压缩，市场竞争日趋激烈。因此，有效地降低多晶硅能耗，提高产品质量，提高生产效率，是目前多晶硅生产企业需要解决的重要问题。

目前生产多晶硅主要采用“改良西门子法”，通常将一定配比的三氯氢硅(SiHCl₃)和氢气(H₂)混合气从底部进气口喷入，在还原炉内发生气相还原反应，反应生成的硅(Si)直接沉积在炉内的硅芯表面，随着反应的持续进行，硅棒不断生长最终达到产品要求。由于还原炉内部硅芯需要维持在1050℃-1100℃进行生产，外部用冷却夹套进行冷却，因此，使用12对棒、18对棒等还原炉生产多晶硅还原能耗大，生产成本高，已经不适应目前激烈市场竞争的要求，迫切需求一种能够节能降耗的新型还原炉的出现。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以降低能耗并且可以提高产量的多晶硅还原炉。

根据本发明实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，包括：底盘和炉体，所述炉体连接在所述底盘上且在所述炉体与所述底盘之间限定出反应腔室；六十对电极，所述六十对电极设在所述底盘上且分别分布在第一至第八圈上，所述第一至第八圈为以所述底盘中心为中心且由内向外依次增大的八个同心正六边形；进气系统，所述进气系统包括设在所述底盘中部的多个喷嘴；和排气系统，所述排气系统包括多个排气口，所述排气口设在所述底盘上且位于所述第四圆环与所述炉体之间；其中，所述每个喷嘴包括：基座，所述基座内形成有第一进气腔；引流部，所述引流部与所述基座的上端相连且所述引流部内形成有第二进气腔，所述第二进气腔与所述第一进气腔相连通且所述第二进气腔的横截面积小于所述第一进气腔的横截面积；和导流部，所述导流部与所述引流部的上端相连且所述引流部内形成有位于中部的中央喷孔和环绕所述中央喷孔且沿圆周方向均匀分布的多个侧喷孔，所述中央喷孔和所述多个侧喷孔与所述第二进气腔相连通。

根据本发明实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，所述六十对电极设在所述底盘上且分别分布在第一、第二、第三和第四圆环上，由此，可以合理利用热能，同时也可以避免炉体内侧壁带走过多热量，可以降低热量损耗；所述喷嘴可以增加工艺气体流速且可以使工艺气体分布均匀，可以提高所述还原炉的生产效率。

另外，根据本发明上述实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，在所述第一圈的每条边上分布有一个电极，在所述第二圈的每条边上分布有一个电极，所述第一圈上的六个电极与所述第二圈上的六个电极一一对应以构成六对电极。

根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，在所述第三圈的每条边上分布有二个电极，在所述第四圈的每条边上分布有二个电极，所述第三圈上的十二个电极与所述第四圈上的十二个电极一一对应以构成十二对电极。

根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，在所述第五圈的每条边上分布有三个电极，在所述第六圈的每条边上分布有三个电极，所述第五圈上的十八个电极与所述第六圈上的十八个电极一一对应以构成十八对电极。

根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，在所述第七圈的每条边上分布有四个电极，在所述第八圈的每条边上分布有四个电极，所述第七圈上的二十四个电极与所述第八圈上的二十四个电极一一对应以构成二十四对电极。

根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，所述第一至第八圈的对应边彼此平行。

根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，所述多个喷嘴分别分布在所述底盘中心处以及第九至第十二圈上，所述第九至第十二圈为以所述底盘中心为中心且由内向外依次增大的四个同心正六边形，其中所述第九圈位于第一和第二圈之间，所述第十圈位于所述第三和第四圈之间，所述第十一圈位于所述第五和第六圈之间，所述第十二圈位于所述第七和第八圈之间。

有利地，根据本发明一个实施例的具有新型喷嘴的多晶硅还原炉，所述第一至第十二圈的对应边彼此平行。