一种用于多晶硅还原炉的启动装置

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种用于多晶硅还原炉的启动装置。

背景技术

多晶硅生产中的硅芯属于半导体，在常温下的电阻率非常高，随着温度的变化很显著，而且随着温度的上升，它的电阻率逐渐减少，即导电能力逐渐增强。多晶硅的生产，首先需要启动，使高阻值硅芯预热、导电、升温，然后再进行还原沉积、生长。

现有技术中启动主要有两种方案，一是为克服硅芯棒的冷电阻，对纯硅芯棒加上高电压使电流强行通过硅芯棒，随着温度升高，电阻率逐渐下降，达到一定温度后再转入中、低控制电源，即高压启动。此种方式比较直接，但其缺点是高压电控制设备比较复杂，加热启动程序也比较复杂，导致生产成本大幅度上升；而且，高压击穿受限于电极绝缘，其电压不能升高(一般只能控制在3500～7500V)，造成启动时间长(平均在3小时左右)，严重影响还原炉在线时间而减少产量。不仅增加了启动电耗，并且电绝缘经常会被击穿，增加了维护工作量和检修成本。二是采用石墨加热、等离子加热、卤素灯加热等外加热方式，将还原炉炉温加热至300℃左右，还原电源输出中压，使硅芯导通，完成启动过程；然后继续加热进行化学气相沉积，完成还原生长；此方式启动，操作麻烦、启动时间长、效率低、启动成功率低、影响硅纯度、还原设备复杂等弊端。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于多晶硅还原炉的启动装置，主要目的在于减少启动时间，提升生产效率。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明的实施例提供一种用于多晶硅还原炉的启动装置，包括:支撑体、微波发生器和控制机构；

所述支撑体上设置有行走机构，用于支撑所述支撑体移动；

所述支撑体上设置有机械臂；

所述微波发生器设置在所述机械臂上，能够被所述机械臂驱动移动；所述微波发生器上具有发射口；所述发射口用于与还原炉的视镜口对应；

所述控制机构设置在所述支撑体上，与所述微波发生器连接，用于控制所述微波发生器；

所述控制机构与机械臂连接，用于控制所述机械臂；

所述控制机构上设置有水管，用于冷却水的进出；所述水管上具有活接头；

所述控制机构上设置气流口，用于充入空气；所述气流口上具有快速接头；

所述控制机构上设置电源线缆，用于与电源连接。

进一步地，还包括：驱动机构；

所述驱动机构与所述行走机构连接，用于驱动所述行走机构；

所述驱动机构与所述控制机构连接，用于控制所述驱动机构。

进一步地，所述发射口上设置有防护构件。

进一步地，所述防护构件为玻璃材质。

进一步地，所述发射口的外壁上设置有隔热材料。

进一步地，所述水管为软管。

进一步地，所述发射口为圆台结构。

进一步地，所述圆台结构的轴与侧面的夹角不小于45度。

进一步地，所述发射口的外沿设置有磁铁环。

进一步地，所述发射口为金属材料。

借由上述技术方案，本发明用于多晶硅还原炉的启动装置至少具有下列优点：

能够减少启动时间，提升生产效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于多晶硅还原炉的启动装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于多晶硅还原炉的启动装置在作业时的示意图。

图中所示：

1为支撑体，2为行走机构，3为机械臂，4为微波发生器，5为控制机构，6为视镜口，7为还原炉。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例提出的一种用于多晶硅还原炉的启动装置，包括:支撑体1、微波发生器4和控制机构5；支撑体1为框架结构；支撑体1可以为成型钢材焊接或紧固而成；支撑体1上设置有行走机构2，用于支撑支撑体1移动；行走机构2包括：行走轮；行走轮与驱动机构传动连接，能够被驱动机构驱动转动；行走轮用于支撑支撑体1移动；

支撑体1上设置有机械臂3；微波发生器4设置在机械臂3上，能够被机械臂3驱动移动；微波发生器4通过紧固件连接在机械臂3上；微波发生器4上具有发射口；发射口用于与还原炉7的视镜口6对应；机械臂3能够将微波发生器4移动至指定的还原炉7的视镜口6上，通过视镜口6对还原炉7内的硅芯进行预热。

控制机构5设置在支撑体1上，与微波发生器4连接，用于控制微波发生器4；控制机构5与机械臂3连接，用于控制机械臂3，操作机械臂3对微波发生器4进行移动；控制机构5上设置有水管，用于冷却水的进出；水管上具有活接头，以方便与外部的水源连接；水管为1路，水压0.2～0.3Mpa，流量不小于40L/min。水路采用软管连接，接头为活接头(G3/4内丝管螺纹)，软管内径不小于

控制机构5上设置气流口，用于充入空气；气流口上具有快速接头，以方便连接；气流口用于给控制机构5内部充入空气，保证微正压，采用12*8气管，连接采用麦勒C式快速接头(SF40+PH40)，入口风压不小于0.2Mpa，气管长度根据实际情况确定；

控制机构5上设置电源线缆，用于与电源连接。电源采用三相四线制AC380V，35kVA，电缆为铜芯软电缆：3*25+1*16；采用航空插头与控制机构5进行连接，电缆长度根据实际情况确定；另外，设置微波电源专用接地线，接地电阻应小于3Ω。

本发明的一个实施例提出的一种用于多晶硅还原炉的启动装置，能够减少启动时间，提升生产效率。

本发明的一个实施例提出的一种用于多晶硅还原炉的启动装置，移动方便，不需要每台还原炉7都配一套微波源，节省投资。

作为上述实施例的优选，还包括：驱动机构；驱动机构与行走机构2连接，用于驱动行走机构2；驱动机构为电机。驱动机构与控制机构5连接，用于控制驱动机构，以控制支撑体1的移动。

作为上述实施例的优选，发射口上设置有防护构件，以将微波发生器4的内部和外部分隔，对微波发生器4形成保护。进一步优选，防护构件为玻璃材质，不影响微波发射。

作为上述实施例的优选，发射口的外壁上设置有隔热材料，以在发射口与还原炉7的视镜口6对接时，减少还原炉7内的热量流失。

作为上述实施例的优选，水管为软管，以方便连接操作。

作为上述实施例的优选，发射口为圆台结构，以便于与还原炉7的视镜口6对接。进一步优选，圆台结构的轴与侧面的夹角不小于45度，有利用发射口反射微波，将从视镜口6反射出的微波再次反射回还原炉7。进一步优选，发射口的外沿设置有磁铁环，有利用发射口与还原炉7贴合，减少热量损失。更进一步优选，发射口为金属材料，取材方便，能够反射微波。

微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收；对于水和食物、硅材料等就会吸收微波而使自身发热；而对金属类东西，则会反射微波。本发明的一个实施例提出的一种用于多晶硅还原炉的启动装置，基于微波原理，在实施时，可以在还原炉壁或炉顶安装视镜，可以和现有观察孔并用。使微波能够顺利穿透进入还原炉7；微波进入还原炉7后，一部分投射到硅芯表面被硅芯直接吸收，另一部分投射到还原炉7的炉壁，炉壁的微波被反射到硅芯上，被硅芯二次吸收，使硅芯发热升温；当还原炉7内温度达到击穿温度时，启动击穿电源将硅芯击穿，启动完成。

本发明的一个实施例提出的一种用于多晶硅还原炉的启动装置，通过微波预热高阻值硅芯，降低了硅芯击穿电压与阻值的比值。缩短了击穿时间，提高还原炉7在线率，增加还原炉7单炉年产量。降低电极绝缘被击穿几率，减少检维修成本。由于击穿电压的降低和击穿时间的缩短，因此节省了击穿电耗。封闭式击穿模式，杜绝击穿过程杂质引入，保证产品质量。

本发明的一个实施例提出的一种用于多晶硅还原炉的启动装置，击穿电压比现有技术降低了70％左右；击穿环境要求更宽松，可以在氮气或氢气环境下击穿，且氮气环境优于氢气环境；击穿时间比现有技术缩短了50％～80％。

进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。