專利名稱：多晶硅還原爐及其噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及一種多晶硅還原爐用噴嘴和具有該噴嘴的多晶硅還原爐。
背景技術(shù)：
在西門子法生產(chǎn)多晶硅的還原爐中，通常將一定配比的三氯氫硅(SiHCl3)和氫氣 (H2)混合氣從底部進(jìn)氣口噴入，在還原爐內(nèi)發(fā)生氣相還原反應(yīng)，反應(yīng)生成的硅(Si)直接沉積在爐內(nèi)的硅芯表面，隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，硅棒不斷生長最終達(dá)到產(chǎn)品要求。其中，從底部進(jìn)入的工藝氣體在還原爐內(nèi)的分布，對(duì)多晶硅棒的生長質(zhì)量具有重要影響。由于底部進(jìn)氣口的尺寸通常遠(yuǎn)小于還原爐的幾何尺寸，從底部進(jìn)入的冷工藝氣體在擴(kuò)散中速度不斷減小，使得在還原爐上部氣體無法有效更新，從而使得上部硅棒表面溫度過高，容易發(fā)生表面融化產(chǎn)生“玉米棒”現(xiàn)象。且在還原爐下部工藝氣體的噴射氣流過于集中，使部分硅棒產(chǎn)生一定生長斜度，硅棒總體粗細(xì)不均，容易發(fā)生倒棒，不易于生產(chǎn)控制且不利于多晶硅質(zhì)量的提高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種可以增加工藝氣體流速且可以使工藝氣體分布均勻的多晶硅還原爐用噴嘴。本實(shí)用新型的另一目的在于提出一種具有上述噴嘴的多晶硅還原爐。根據(jù)本實(shí)用新型的多晶硅還原爐用噴嘴包括基座，所述基座內(nèi)形成有第一進(jìn)氣腔；引流部，所述引流部與所述基座的上端相連且所述引流部內(nèi)形成有第二進(jìn)氣腔，所述第二進(jìn)氣腔與所述第一進(jìn)氣腔相連通且所述第二進(jìn)氣腔的橫截面積小于所述第一進(jìn)氣腔的橫截面積；和導(dǎo)流部，所述導(dǎo)流部與所述引流部的上端相連且所述引流部內(nèi)形成有位于中部的中央噴孔和環(huán)繞所述中央噴孔且沿圓周方向均勻分布的多個(gè)側(cè)噴孔，所述中央噴孔和所述多個(gè)側(cè)噴孔與所述第二進(jìn)氣腔相連通。根據(jù)本實(shí)用新型的多晶硅還原爐用噴嘴，所述第二進(jìn)氣腔的橫截面積小于所述第一進(jìn)氣腔的橫截面積，當(dāng)工藝氣體進(jìn)入所述噴嘴后，工藝氣體的流速在所述引流部得到一定程度的增加。隨后，工藝氣體進(jìn)入所述導(dǎo)流部，以一定的比例分別進(jìn)入所述中央噴孔和側(cè)噴孔，由于所述中央噴孔和側(cè)噴孔的總橫截面積小于所述引流部的第二進(jìn)氣腔，工藝氣體的流速進(jìn)一步得到增加。工藝氣體在離開所述噴嘴后，被分為中央氣流和側(cè)氣流。中央氣流可以較好的到達(dá)還原爐頂部，維持還原爐中上部氣體供應(yīng)；側(cè)氣流可以有效地向外側(cè)擴(kuò)張， 擴(kuò)大了進(jìn)氣氣流的影響區(qū)域，并使得還原爐內(nèi)部整體流場趨向均勻。由此，根據(jù)本實(shí)用新型的多晶硅還原爐用噴嘴可以增加工藝氣體流速且可以使工藝氣體分布均勻。另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的多晶硅還原爐用噴嘴還可以具有如下附加的技術(shù)特征[0010]所述中央噴孔的橫截面積大于所述多個(gè)側(cè)噴孔的每個(gè)的橫截面積。所述多個(gè)側(cè)噴孔的每個(gè)的橫截面均為矩形。所述多個(gè)側(cè)噴孔的每個(gè)均為從底部以預(yù)定仰角旋轉(zhuǎn)至頂部的側(cè)旋噴孔。所述多個(gè)側(cè)旋噴孔的內(nèi)表面的母線為雙曲線、拋物線、橢圓弧線或漸開線。所述多個(gè)側(cè)旋噴孔的數(shù)量為4-8個(gè)。所述引流部通過螺紋連接與所述基座的上端相連。所述基座的上部內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)螺紋且所述引流部的下部形成有與所述內(nèi)螺紋相配合的外螺紋。所述引流部的上部形成有外喇叭口型的連接錐段，所述導(dǎo)流部配合在所述連接錐段內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型的多晶硅還原爐包括底盤，所述底盤上設(shè)有進(jìn)氣通孔；和根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的噴嘴，所述噴嘴設(shè)在所述底盤上且所述噴嘴的第一進(jìn)氣腔與所述進(jìn)氣通孔相連通。本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多晶硅還原爐用噴嘴的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為
基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。下面參考附圖來詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多晶硅還原爐用噴嘴。
4[0027]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的多晶硅還原爐用噴嘴1，包括，基座10，引流部20， 和導(dǎo)流部30。具體地，基座10內(nèi)形成有第一進(jìn)氣腔101。引流部20與基座10的上端相連且引流部20內(nèi)形成有第二進(jìn)氣腔201，第二進(jìn)氣腔201與第一進(jìn)氣腔101相連通且第二進(jìn)氣腔201的橫截面積小于第一進(jìn)氣腔101的橫截面積。導(dǎo)流部30與引流部20的上端相連且引流部30內(nèi)形成有位于中部的中央噴孔301 和環(huán)繞中央噴孔301且沿圓周方向均勻分布的多個(gè)側(cè)噴孔302，中央噴孔301和多個(gè)側(cè)噴孔 302與第二進(jìn)氣腔201相連通。根據(jù)本實(shí)用新型的多晶硅還原爐用噴嘴1，由于第二進(jìn)氣腔201的橫截面積小于第一進(jìn)氣腔101的橫截面積，因此當(dāng)工藝氣體進(jìn)入噴嘴1后，工藝氣體的流速在引流部20 得到一定程度的增加。隨后，工藝氣體進(jìn)入導(dǎo)流部30，以一定的比例分別進(jìn)入中央噴孔301 和多個(gè)側(cè)噴孔302，由于中央噴孔301和多個(gè)側(cè)噴孔302的總橫截面積小于引流部20的第二進(jìn)氣腔201，工藝氣體的流速進(jìn)一步得到增加。工藝氣體在離開噴嘴1進(jìn)入多晶硅還原爐后，被分為中央氣流和側(cè)氣流。中央氣流可以較好的到達(dá)還原爐頂部，維持還原爐中上部的氣體供應(yīng)；側(cè)氣流可以有效地向還原爐的側(cè)壁擴(kuò)張，擴(kuò)大了進(jìn)氣氣流的影響區(qū)域，并使得還原爐內(nèi)部整體氣流趨向均勻。由此，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多晶硅還原爐用噴嘴可以增加工藝氣體流速且可以使工藝氣體分布均勻。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，中央噴孔301的橫截面積大于多個(gè)側(cè)噴孔302的每個(gè)的橫截面積。由此，可以使中央氣流所占的比例較大，可以更好地維持還原爐中上部的工藝氣體供應(yīng)。根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，導(dǎo)流部30上的每個(gè)側(cè)噴孔302的橫截面均為矩形。由此，可以使側(cè)氣流向外側(cè)擴(kuò)張的效果好。有利地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例，導(dǎo)流部30上的每個(gè)側(cè)噴孔302均為從底部以預(yù)定仰角旋轉(zhuǎn)至頂部的側(cè)旋噴孔。由此，可以形成側(cè)旋氣流并可以使側(cè)旋氣流向外側(cè)擴(kuò)張的效果更好。進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體示例，所述多個(gè)側(cè)旋噴孔的內(nèi)表面的母線為雙曲線、拋物線、橢圓弧線或漸開線。由此，可以便于加工。進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一些示例，所述多個(gè)側(cè)旋噴孔的數(shù)量為4-8個(gè)。由此，可以進(jìn)一步擴(kuò)大工藝氣體的影響區(qū)域，并可以使還原爐內(nèi)整體流場進(jìn)一步趨向均勻。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，引流部20通過螺紋連接與基座10的上端相連。由此，可以方便安裝和維護(hù)。有利地，根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，基座10的上部內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)螺紋且引流部20的下部形成有與所述內(nèi)螺紋相配合的外螺紋。由此，可以便于引流部20與基座10通過螺紋連接。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，引流部20的上部形成有外喇叭口型的連接錐段， 導(dǎo)流部30配合在所述連接錐段內(nèi)。由此，可以便于導(dǎo)流部30與引流部20的連接。下面描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多晶硅還原爐。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多晶硅還原爐包括底盤4和根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的噴嘴1。具體地，底盤4上設(shè)有進(jìn)氣通孔40。噴嘴1設(shè)在底盤4上且噴嘴1的第一進(jìn)氣腔101與進(jìn)氣通孔40相連通。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多晶硅還原爐在生產(chǎn)時(shí)，工藝氣體從還原爐底盤4的進(jìn)氣通孔40首先進(jìn)入噴嘴1。由于第二進(jìn)氣腔201的橫截面積小于第一進(jìn)氣腔101的橫截面積，氣體在引流段20的流速有一定地增大。氣體隨后進(jìn)入上部的導(dǎo)流段30后，以一定的比例分別進(jìn)入中央噴孔301和側(cè)旋噴孔302，由于中央噴孔301和側(cè)旋噴孔302的總橫截面積小于第二進(jìn)氣腔201的橫截面積，氣體得到進(jìn)一步加速。通過噴嘴1后工藝氣體的速度可以增加到原來的200-400%。氣體在離開噴嘴1后，被分為中央氣流和側(cè)旋氣流，中央氣流的氣速和所占?xì)饬勘壤^大，可以較好的到達(dá)還原爐頂部，維持還原爐中上部氣體供應(yīng)。側(cè)旋氣流可以有效地向還原爐的側(cè)壁處擴(kuò)張，擴(kuò)大了進(jìn)氣氣流的影響區(qū)域，并使得還原爐內(nèi)部整體氣流流場趨向均勻。通過現(xiàn)場使用證明，噴嘴1可以有效地改善多晶硅棒表面質(zhì)量，并控制硅棒主體的粗細(xì)變化在10%以內(nèi)。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解 在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述多晶硅還原爐用噴嘴包括基座，所述基座內(nèi)形成有第一進(jìn)氣腔；引流部，所述引流部與所述基座的上端相連且所述引流部內(nèi)形成有第二進(jìn)氣腔，所述第二進(jìn)氣腔與所述第一進(jìn)氣腔相連通且所述第二進(jìn)氣腔的橫截面積小于所述第一進(jìn)氣腔的橫截面積；和導(dǎo)流部，所述導(dǎo)流部與所述引流部的上端相連且所述引流部內(nèi)形成有位于中部的中央噴孔和環(huán)繞所述中央噴孔且沿圓周方向均勻分布的多個(gè)側(cè)噴孔，所述中央噴孔和所述多個(gè)側(cè)噴孔與所述第二進(jìn)氣腔相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述中央噴孔的橫截面積大于所述多個(gè)側(cè)噴孔的每個(gè)的橫截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)側(cè)噴孔的每個(gè)的橫截面均為矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)側(cè)噴孔的每個(gè)均為從底部以預(yù)定仰角旋轉(zhuǎn)至頂部的側(cè)旋噴孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)側(cè)旋噴孔的內(nèi)表面的母線為雙曲線、拋物線、橢圓弧線或漸開線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)側(cè)旋噴孔的數(shù)量為4-8個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述引流部通過螺紋連接與所述基座的上端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述基座的上部內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)螺紋且所述引流部的下部形成有與所述內(nèi)螺紋相配合的外螺紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其特征在于，所述引流部的上部形成有外喇叭口型的連接錐段，所述導(dǎo)流部配合在所述連接錐段內(nèi)。
10.一種多晶硅還原爐，其特征在于，包括底盤，所述底盤上設(shè)有進(jìn)氣通孔；和噴嘴，所述噴嘴設(shè)在所述底盤上且所述噴嘴為根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的多晶硅還原爐用噴嘴，其中所述第一進(jìn)氣腔與所述進(jìn)氣通孔相連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多晶硅還原爐用噴嘴，包括基座，所述基座內(nèi)形成有第一進(jìn)氣腔；引流部，所述引流部與所述基座的上端相連且所述引流部內(nèi)形成有第二進(jìn)氣腔，所述第二進(jìn)氣腔與所述第一進(jìn)氣腔相連通且所述第二進(jìn)氣腔的橫截面積小于所述第一進(jìn)氣腔的橫截面積；和導(dǎo)流部，所述導(dǎo)流部與所述引流部的上端相連且所述引流部內(nèi)形成有位于中部的中央噴孔和環(huán)繞所述中央噴孔且沿圓周方向均勻分布的多個(gè)側(cè)噴孔，所述中央噴孔和所述多個(gè)側(cè)噴孔與所述第二進(jìn)氣腔相連通。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的多晶硅還原爐用噴嘴可以增加工藝氣體流速且可以使工藝氣體分布均勻。本實(shí)用新型還公開了一種具有上述噴嘴的多晶硅還原爐。
文檔編號(hào)C01B33/03GK202164125SQ20112023123
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者嚴(yán)大洲, 姚心, 毋克力, 湯傳斌, 汪紹芬, 肖榮暉 申請(qǐng)人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司