[发明专利]一体式石墨底座和电子级多晶硅生产系统

说明书

本发明公开了一体式石墨底座和一种电子级多晶硅生产系统。其中，一体式石墨底座包括：本体、卡瓣结构、间隙和电极配置孔。卡瓣结构设在本体上部，与本体为一体式结构；卡瓣结构包括多个子卡瓣，多个子卡瓣之间形成有间隙；电极配置孔设在本体下部。卡瓣结构与石墨底座本体为一体式结构，避免了分体石墨底座各配件组装时产生的石墨粉尘污染问题，不会导致因引入石墨粉尘而造成的电子级多晶硅产品品质下降问题。同时，由于电子级多晶硅对纯度要求极高，因此分体式的石墨结构回收利用效率要求少于两炉次，且分体石墨基底加工工序繁多，综合分析，该一体式石墨底座具有明显的经济优势；另外，该一体式石墨底座还具有优良的结构稳定性。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体而言，本发明涉及一体式石墨底座和电子级多晶硅生产系统。

背景技术

多晶硅是微电子行业和光伏产业的“基石”，是信息产业和新能源产业最基础的原材料，另外也是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。随着新能源及光伏产业的迅速发展，带动着多晶硅产业的高速增长。其中，电子级多晶硅作为战略性原材料，为集成电路半导体器件基础材料的最前端。

但长期以来，电子级多晶硅生产仍主要集中于美国、德国和日本等少数几家多晶硅企业，其中美国Hemlock约生产11000吨、德国Wacker约8000吨、日本Tokuyama约为5500吨、日本住友约为2500吨、日本三菱约为2000吨、REC为844吨。2018年，我国加大支持集成电路产业发展的力度，电子级多晶硅需求量进一步扩大，国家强基工程和集成电路产业投资基金支持国内厂家着力开展电子级多晶硅国产化研究及产业化，电子级多晶硅国产化供应将逐步成为现实。

电子级多晶硅产品纯度要求极为苛刻，目前，我国电子级多晶硅生产采用改良西门子法生产，生产过程中要求严格的高纯环境，生长用设备中尽可能使用高纯、比面积小的配件，以减少污染物的引入。其中，石墨底座作为承载硅芯和电极之间必备的连接元件，同时也是电子级多晶硅中杂质碳引入的途径之一。目前的石墨底座主要由3个配件组合而成：石墨卡瓣、石墨帽、石墨底座，使用时，将石墨卡瓣装入石墨帽，然后组装石墨底座与石墨帽，将石墨卡瓣顶紧，石墨底座与石墨帽通过螺纹连接。该结构存在以下问题：1、螺纹连接的时候在各配件缝隙间易藏有石墨粉尘，污染电子级多晶硅；2、比表面积大，石墨件的Ⅲ族或Ⅴ族杂质在多晶硅生长过程中挥发至硅棒上，使硅棒纯度下降；3、处理后容易残留水渍及其他物质；4、强度及稳定性欠佳。因此改进石墨底座的结构，显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一体式石墨底座和电子级多晶硅生产系统。该一体式石墨底座中卡瓣与底座本体成型为一体，可以解决现用石墨底座易导致的电子级多晶硅制品低品质及底座稳定性及强度差的问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种一体式石墨底座。根据本发明的实施例，该一体式石墨底座包括：本体；卡瓣结构，所述卡瓣结构设在所述本体上部，并与所述本体为一体式结构；所述卡瓣结构包括多个子卡瓣，所述多个子卡瓣之间形成有间隙；电极配置孔，所述电极配置孔设在所述本体下部。

根据本发明实施例的一体式石墨底座，其石墨卡瓣结构与石墨底座本体为一体式结构，避免了分体石墨底座各配件组装时产生的石墨粉尘污染问题，不会导致因引入石墨粉尘而造成的电子级多晶硅产品品质下降问题。同时，由于电子级多晶硅对纯度要求极高，因此分体式的石墨结构回收利用效率要求少于两炉次，且分体石墨基底加工工序繁多，石墨需求量大，综合分析，该一体式石墨底座具有明显的经济优势；另外，该一体式石墨底座还具有优良的结构稳定性。

另外，根据本发明上述实施例的一体式石墨底座还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述多个子卡瓣等间距分布。

在本发明的一些实施例中，所述子卡瓣包括4个。