[发明专利]用于制备多晶硅的热载体和多晶硅反应炉

说明书

本发明提供了一种用于制备多晶硅的热载体，所述热载体包括钨丝以及与所述钨丝连接的金属管，所述金属管的材质包括钽、钼和钛中的至少一种。本发明提供的用于制备多晶硅的热载体，替代了以往的使用的硅芯，所述热载体使用常规工厂用电就可为反应器内提供热源，不再需要高电压击穿及预加热器击穿硅芯的工艺方式，优化了运行前的反应器准备时间，提高了多晶硅的生产效率，降低了电气控制系统的复杂性及故障率。本发明还提供一种多晶硅反应炉，包括热载体，所述热载体包括钨丝和与所述钨丝连接的金属管，所述金属管的材质包括钽、钼和钛中的至少一种。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产设备技术领域，具体涉及一种用于制备多晶硅的热载体和多晶硅反应炉。

背景技术

目前，一般采用西门子法制备高纯度的多晶硅，西门子法一般采用硅芯作为反应器内的加热源和硅料气相沉积的载体，但反应器内硅芯需经高电压击穿(击穿电压需在4.5KV以上，因此对反应器的绝缘有很高要求)或反应器内放置预加热器使炉温提温至约800℃，使硅芯电阻率降低后，在持续电流的作用下自然击穿硅芯，使硅芯形成导电体发热，产生的热能为反应器内部提供约1000℃的高温环境，使进入反应器内的氢气与三氯氢硅发生气相反应，不断沉积至硅芯表面，成为棒状硅料产品。

但高压击穿的工艺方式对电气、设备、部件绝缘等方面要求高；预加热击穿的工艺方式又消耗较多的运行前的准备时间，减少了反应器的有效生产效率，使得反应炉硅料年产量降低。因此有必要提供一种新的热载体和反应设备。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于制备多晶硅的热载体和多晶硅反应炉。本发明用于制备多晶硅的热载体具有良好的性能，可用于制备高品质的多晶硅，且可以简化制备工艺。

本发明第一方面提供了一种用于制备多晶硅的热载体，所述热载体包括钨丝以及与所述钨丝连接的金属管，所述金属管的材质包括钽、钼和钛中的至少一种。

其中，所述钨丝和所述金属管连接形成倒U字形或Π形。

其中，所述热载体包括多段钨丝和多段金属管，所述钨丝和所述金属管交替连接。

其中，所述钨丝的长度占所述热载体总长度的比例为大于0且小于或等于80％。

其中，所述钨丝的直径为2.0-6.0mm。

其中，所述金属管的外径为6.0-50mm。

其中，所述金属管的端部设有插口，所述钨丝插入所述插口内与所述金属管可拆卸地连接。

本发明第一方面提供的用于制备多晶硅的热载体，替代了以往的使用的硅芯，本发明实施例的热载体使用常规工厂用电如220V-2500V的低压就可为反应器内提供热源，不再需要电压大于4500V的高电压击穿及预加热器加热击穿硅芯的工艺方式，优化了运行前的反应器准备时间，提高了多晶硅的生产效率，降低了电气控制系统的复杂性及故障率。

本发明第二方面提供了一种多晶硅反应炉，包括热载体，所述热载体包括钨丝和与所述钨丝连接的金属管，所述金属管的材质包括钽、钼和钛中的至少一种。

其中，所述多晶硅反应炉还包括底座、设置在所述底座上的钟罩以及电极单元，所述电极单元包括分别贯穿设置于所述底座中的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述钨丝相连以及所述第二电极与所述金属管相连以形成导电回路。

其中，所述底座的直径为15cm-4m，和/或所述反应炉的高度为20cm-3.5m。

本发明第二方面提供的多晶硅反应炉中设有热载体，所述热载体替代了以往的使用的硅芯，不再需要高电压击穿及预加热器加热击穿硅芯的工艺方式，优化了运行前的反应器准备时间，降低了电气控制系统的复杂性及故障率。

综上，本发明有益效果包括以下几个方面：