[发明专利]多晶硅还原炉用石墨组件及其使用方法

说明书

本发明提供了一种多晶硅还原炉用石墨组件，包括：夹持体，中部设置有贯穿的硅芯安装孔，用于固定硅芯；石墨基座，一侧端面与电极相接，另一侧端面与所述夹持体相接，且与硅芯的一侧端部抵接；紧固件，中部设有固定孔，所述固定孔的下端套设在所述石墨基座上，所述固定孔的中部抵接在所述夹持体的侧面，以将所述夹持体固定在所述石墨基座上。使用该多晶硅还原炉用石墨组件，可以有效避免石墨组件被包覆嵌入硅棒内部，同时，硅棒与石墨组件分离时，将主要在石墨组件整体的上平面处形成断面，能够彻底实现石墨配件与硅棒的分离，同时降低剔除碳头料的难度，从而有利于质量控制，提高多晶硅成品质量控制水平。

技术领域

本发明涉及石墨组件结构技术领域，更为具体地，涉及一种多晶硅还原炉用石墨组件和多晶硅还原炉用石墨组件的使用方法。

背景技术

多晶硅是用于生产半导体和太阳能光伏产品的主要原料，目前用于生产多晶硅的主要方法有改良西门子法、硅烷法、硫化床法等方法，其中改良西门子法和硅烷法在还原过程中都需要沉积载体，目前广泛使用的为硅芯，包括方形硅芯、圆形硅芯等。

当采用改良西门子法，通过化学气相沉积制备多晶硅时，石墨组件起到导电和夹持硅芯的作用。该方法以高纯度三氯氢硅、氢气作为原料，在1050℃左右的高温下，通过化学气相沉积反应，使硅不断沉积在初始硅芯上，并最终长大成多晶硅棒。过程中的反应温度由电流通过硅芯或硅棒本身发热维持，还原炉内硅芯呈倒“U”型，硅芯底部通过石墨组件与金属电极连接。由于石墨具有耐高温、性质稳定、高导电率等特点，因此是连接金属电极与硅芯的理想导电媒介。

但是，由于反应过程中，硅棒下部与石墨组件连接，其中用于夹持硅芯的石墨卡瓣部分，随着多晶硅棒的生长逐渐被包覆嵌入硅棒内部，由此产生的这部分多晶硅料即碳头料。

碳头料的质量判级是低质料，售价较低。通常此部分料需要从整根硅棒中剔除，剔除长度为80～100mm，且剔除过程困难，需要消耗大量的人力，不利于多晶硅降本增效。另一方面，由于石墨卡瓣被包覆嵌入较深，在挑选时较难发现石墨残留，不利于产品质量控制，易造成质量事故。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种多晶硅还原炉用石墨组件和多晶硅还原炉用石墨组件的使用方法，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多晶硅还原炉用石墨组件，包括：

夹持体，中部设置有贯穿的硅芯安装孔，用于固定硅芯；

石墨基座，一侧端面与电极相接，另一侧端面与所述夹持体相接，且与硅芯的一侧端部抵接；

紧固件，中部设有固定孔，所述固定孔的下端套设在所述石墨基座上，所述固定孔的中部抵接在所述夹持体的侧面，以将所述夹持体固定在所述石墨基座上。

此外，优选的结构为，所述夹持体的侧面与所述固定孔的中部具有倾斜的接触面。

此外，优选的结构为，所述夹持体包括至少两个瓣体，相邻所述瓣体间设有收缩缝；其中，

当所述固定孔紧抵在所述夹持体的侧面时，所述收缩缝逐渐变小，同时所述硅芯安装孔的尺寸变小。

此外，优选的结构为，所述夹持体的远离所述石墨基座的一侧的顶部为平面或者锥面。

此外，优选的结构为，所述夹持体包括至少两个夹持组件。

此外，优选的结构为，所述硅芯安装孔为方孔、圆孔或者锥孔。

此外，优选的结构为，所述石墨基座的一端设有可嵌设所述电极的安装槽。

此外，优选的结构为，所述石墨基座为圆柱形，其外周螺纹连接在所述固定孔的下端。

根据本发明的另一方面，提供了一种多晶硅还原炉用石墨组件的使用方法，利用上述多晶硅还原炉用石墨组件进行实施，包括：