[发明专利]一种可提高硅棒生长质量的硅烷热分解炉

说明书

本发明公开了一种可提高硅棒生长质量的硅烷热分解炉，包括底盘、钟罩、反应尾气出口管和底盘，底盘上方设有一套或数套硅烷分布器，硅烷分布器由一进气环管和多对分布环管组成，硅烷分布器的上方设有对应的一个或多个硅棒水冷夹套；本发明采用整体的硅棒水冷夹套来调节和控制硅棒反应区气相温度，该夹套顶部具有圆环凸台，该圆环凸台高于硅桥，使硅桥部分也处于冷却保护之中，相比于单个冷却夹套，硅棒顶部质量能得到保证；本发明采用喷气口环形分布的硅烷分布器使硅烷气相分布均匀，生成的硅棒上下圆度一致，保证了产品的几何尺寸均一的要求；本发明采用硅棒水冷夹套和硅烷分布器一体结构，简化了单个夹套的复杂结构，便于拆卸和清洗。

技术领域

本发明属于多晶硅生产设备技术领域，涉及一种由硅烷热分解制备多晶硅的热分解炉，具体涉及一种可提高硅棒生长质量的硅烷热分解炉。

背景技术

目前已有多项针对硅烷热分解法制备多晶硅的硅烷热分解炉的专利。

其中，授权公告号为CN104876222B的中国发明专利公开了一种硅烷热解的多晶硅生产方法与装置，该装置在底盘设置进气导流筒并在其侧壁上开设喷口，原料气从喷口水平进入反应区直接喷向硅棒表面，通过低温原料进气，降低高温硅棒周围的温度，进而降低硅粉的生长速度，该进气的流动难以达到气相浓度和温度的均匀分布，不利于保证硅棒的质量。

其中，授权公告号为CN101830467B的中国发明专利公开了一种多晶硅分解炉，每两对硅棒为一组，每根硅棒周围均设置导热油夹套，并与硅烷进气管焊接为一体，且在进气管侧壁由下至上单排开孔对硅棒供气，但是单侧开孔容易造成气流分布不均，难于保证硅棒直径的均匀。

其中，授权公告号为CN102482103B的中国发明专利公开了一种利用甲硅烷法的生产多晶硅的反应装置，热解炉底盘中部开孔设置尾气出气管，高度与炉筒垂直部分一致，硅棒均匀分布于出气管四周，不设置任何夹套，尾气管道采用夹套形式，通入循环水进行冷却，然而该种方法要使用极大量的气流，否则对硅粉的生成难以控制，对硅棒的质量有影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种可提高硅棒生长质量的硅烷热分解炉，可提高硅棒的产品纯度，可保证硅棒上下圆度的一致性。

本发明提供了一种可以实现上述目的硅烷热分解炉：

一种可提高硅棒生长质量的硅烷热分解炉，包括底盘和配套设于底盘上端的钟罩，底盘中心设有自带水冷夹套的穿过底盘的反应尾气出口管，反应尾气出口管下端设有反应尾气冷却水进水口和反应尾气冷却水出水口，钟罩为下端一侧设有钟罩冷却水进水口且上端设有钟罩冷却水出水口的夹套结构，钟罩上设有上、下两个视镜，底盘为由上层顶板、中间层隔板和下层底板组成的双层中空结构，双层中空结构的上层为底盘冷却水流动空间，双层中空结构的下层为硅烷气相空间，底盘上方设有与硅烷气相空间气路相连的一套或数套硅烷分布器，硅烷分布器由一进气环管和多对分布环管组成，硅烷分布器通过进气环管与硅烷气相空间气路相连，多对分布环管均匀分布于进气环管的外侧且管路相连，多对分布环管一一对应安装于底盘上的多对硅棒设置且硅棒位于分布环管的正中心，分布环管的内侧均匀分布有三个喷气口；硅烷分布器的上方设有对应的一个或多个硅棒水冷夹套，硅棒水冷夹套外形大致为轴心挖空的中间部分高周围部分低的阶梯状圆柱体结构，中间高的部分横截面为一小圆环，周围低的部分横截面为一大圆环被多个硅棒同心圆切割后留下的不规则平面，硅棒水冷夹套的小圆环底部均匀分布有多对硅棒水冷夹套进水口，硅棒水冷夹套的小圆环顶部均匀分布有多对硅棒水冷夹套出水口且多对硅棒水冷夹套出水口与多对硅棒水冷夹套进水口在垂直方向上均匀交错分布。

优选的，反应尾气出口管和硅棒水冷夹套的冷却介质可以采用水，也可以采用导热油。

优选的，采用一套或数套处于同心圆位置的硅烷分布器，硅烷从硅烷气相空间经过进气环管、分布环管、喷气口均匀的围绕硅棒喷出，实现硅烷逐级均匀分布。