[发明专利]用于硅晶体生长拉制方法的惰性气体回收和再循环

权利要求书

1.一种用于为硅晶体拉制设备供应氧化源气体混合物的流的方法，其包含以下步骤：

    将所述氧化源气体混合物的流引入惰性吹扫气体的流中，所述惰性吹扫气体的流包含从所述晶体拉制设备产生的氧化硅杂质；

    氧化在所述惰性吹扫气体流中基本上所有氧化硅杂质以产生二氧化硅颗粒；

    移除位于所述晶体拉制设备的下游的调节单元内的所述二氧化硅颗粒；和

    将所述氧化源气体混合物中的所述氮含量调节到低于预定阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

    将所述惰性吹扫气体流与所述氧化源气体混合物流结合以产生位于所述拉制设备的热区的下游的流出物流；

    将所述流出物流引导至位于所述调节单元下游的分析器；和

    测量所述流出物流的氮气含量，从而当所述所测量的氮气含量低于所述预定阈值时将所述流出物流导向至纯化单元，并且当所述流出物流超过所述预定阈值时将所述流出物流排出至废气。

3.根据权利要求2所述的方法，还包含以下步骤：

    测量低于所述预定阈值的所述氮气含量；

    将所述流出物流导入具有足够量的过量氧气的催化氧化单元中；和

    将所述杂质的至少一部分氧化为水和二氧化碳。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述纯化单元包含蒸馏单元。

5.根据权利要求3所述的方法，还包含以下步骤：

    从所述催化氧化单元中收回所述氧化杂质；

    所述氧化杂质给送入吸附床；

    吸附所述氧化杂质和过量氧气；和

    收回纯化流出物的流。

6.根据权利要求5所述的方法，还包含以下步骤：

    检测到所述纯化流出物的纯度水平低于规定的纯度限度；

    将新的流出物与高于所述规定限度的氩气混合以将所述纯度水平增加到至少在所述规定的纯度限度之内；和

    将具有所述增加纯度水平的所述流出物的至少一部分再循环到所述晶体拉制设备中。

7.根据权利要求1所述的方法，还包含将新的流出物共引入所述氧化源气体混合物。

8.根据权利要求1所述的方法，所述氧化源气体混合物包含与纯氧气混合的新鲜氩气或再循环氩气，其中在所述新鲜氩气或所述再循环氩气中的所述氮气含量处于或低于所述预定阈值，并且所述纯氧气中的所述氮气含量处于或低于所述预定阈值。

9.一种用于将氩气纯化和再循环到硅晶体拉制设备中的方法，其包含以下步骤：

    从所述硅晶体拉制设备的热区收回不纯氩气流，杂质包含从由所述硅晶体拉制设备产生的氧化硅、烃、一氧化碳、氧气和氢气；

     向所述不纯氩气流中注射氧化源气体混合物的受控流，所述氧化源气体混合物的特征在于小于预定阈值的氮气浓度；

    氧化在所述不纯氩气流中基本上所有氧化硅杂质以产生二氧化硅颗粒； 

    移除调节单元中的所述颗粒；

    在进入纯化单元之前调节所述不纯氩气流的氮气浓度；

    在进入纯化单元之前调节所述不纯氩气流的氧气浓度；

    氧化所述烃、一氧化碳和氢气以产生包含水和二氧化碳的氧化杂质；

    移除所述氧化杂质和所述过量O₂以产生氩气的纯化流；和

    将来自所述纯化单元的氩气的纯化流的至少一部分再循环到所述晶体拉制设备中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中基本上所有纯化氩气被再循环到所述硅晶体拉制炉中。

11. 根据权利要求9所述的方法，其中第一部分的氩气纯化流被再循环到炉并且第二部分与所述氧化源气体混合物共混。

12.  根据权利要求9所述的方法，其中将新鲜补充的氩气和再循环氩气的组合引入所述炉中。