本发明涉及多晶硅生产,具体涉及一种多晶硅反应系统及制备方法。
背景技术:
1、多晶硅的生产方式有很多种,目前使用最多的一种方式为改良西门子法,并且这种制备多晶硅的方式投入商业使用的也是比较多的,其中改良西门子法主要是利用冷氢化反应器生成三氯氢硅,再对三氯氢硅进行冷却提纯,从而制备出高纯度的三氯氢硅,再用高纯度的三氯氢硅与氢气同时通入反应炉内,反应炉内安装有通电的硅芯,硅芯为半导体,通电后硅芯发热,使得反应炉内部具有一定温度,通过控制向硅芯通电的时长控制硅芯温度,使三氯氢硅与氢气在发热硅芯上发生还原反应,反应生成的多晶硅能够依附在硅芯上,反应同时生成一些废气,废气能够及时排出反应炉,依附在硅芯上的多晶硅使得硅芯的直径逐渐增加,在硅芯的直径达到预设值时,取出被多晶硅包裹的硅芯。在实际生产过程中,多晶硅在硅芯上依附的并不均匀,使得多晶硅容易将硅芯折断,从而造成生产厂家的经济损失。
技术实现思路
1、本发明提供一种多晶硅反应系统及制备方法,以解决现有的生产多晶硅的生产方式容易折断硅芯的问题。
2、本发明的一种多晶硅反应系统及制备方法采用如下技术方案:
3、一种多晶硅反应系统,包括制备模块、反应模块和控制模块。
4、制备模块用于制备高纯度的三氯氢硅;反应模块用于提供相对密闭的反应环境,且反应模块能够提供反应环境所需要的温度,制备模块制备的高纯度三氯氢硅和氢气能够通入反应环境;控制模块能够改变高纯度三氯氢硅和氢气通入反应环境的速度,同时控制高纯度三氯氢硅和氢气的反应速率。
5、进一步地,反应模块包括反应桶和硅芯,反应桶内部具有中空的反应腔,反应桶上设置有进气孔和出气孔,制备模块制备出的高纯度三氯氢硅能够通过进气孔进入反应腔,出气孔能够将高纯度三氯氢硅和氢气反应生成的废气排出反应腔;硅芯设置在出气孔的位置处,硅芯在通电时能够发热。
6、进一步地,控制模块包括控制筒和安装筒,安装筒固定设置于反应腔内,且安装筒设置于出气孔处;控制筒略呈圆台状态,控制筒直径大的一端处于直径小的一端的上方,控制筒的下端与安装筒的上端固定连接,控制筒的下端面与硅芯的下端处于同一高度,进气孔处进入的高纯度三氯氢硅和氢气能够作用在控制筒侧壁。
7、进一步地,控制筒包括两个螺旋件,两个螺旋件的螺旋方向相反,两个螺旋件相互插接,且两个螺旋件固定连接。
8、进一步地,每个螺旋件均能够沿竖直方向伸缩。
9、进一步地,每个螺旋件的下表面设置有凹槽。
10、进一步地,出气孔处设置有安装座,安装座上设置有插接孔,硅芯能够安装在插接孔内。
11、进一步地,制备模块包括冷氢化反应装置和换热装置,冷氢化反应装置能够促使硅粉、四氯化硅和氢气在预设条件下发生反应,反应生成三氯氢硅与废气;换热装置用于将气态的三氯氢硅降温加压为液态。
12、进一步地,制备模块还包括精馏罐,精馏罐用于对换热装置内的三氯氢硅进行纯化。
13、一种多晶硅制备方法,利用上述任意一项所述的多晶硅反应系统,包括以下步骤:
14、s100:制备模块制备出高纯度的三氯氢硅;
15、s200:反应模块为制备模块制备出的三氯氢硅与氢气发生还原反应提供必要条件;
16、s300:控制模块控制反应模块中三氯氢硅与氢气发生还原反应的速度。
17、本发明的有益效果是:本发明的一种多晶硅反应系统及制备方法,其中多晶硅反应系统中包括制备模块、反应模块和控制模块。通过使用制备模块将制备多晶硅的主要原料制备出来,其中制备多晶硅的主要原料为高纯度的三氯氢硅,高纯度的三氯氢硅与氢气反应所需要的反应温度以及反应环境通过反应模块进行制造,在控制模块的作用下,控制模块控制高纯度的三氯氢硅与氢气进入反应环境的速度,同时控制高纯度三氯氢硅和氢气的反应速率,确保高纯度的三氯氢硅与氢气均匀反应,防止反应生成的多晶硅发生破碎,一旦多晶硅发生破碎,则多晶硅的碎屑影响后续反应,从而降低生产厂家发生经济损失的概率。
1.一种多晶硅反应系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多晶硅反应系统,其特征在于:控制筒包括两个螺旋件,两个螺旋件的螺旋方向相反,两个螺旋件相互插接,且两个螺旋件固定连接。
3.根据权利要求2所述的多晶硅反应系统,其特征在于:每个螺旋件均能够沿竖直方向伸缩。
4.根据权利要求3所述的多晶硅反应系统,其特征在于:每个螺旋件的下表面设置有凹槽。
5.根据权利要求1所述的多晶硅反应系统,其特征在于:出气孔处设置有安装座,安装座上设置有插接孔,硅芯能够安装在插接孔内。
6.根据权利要求1所述的多晶硅反应系统,其特征在于:制备模块包括冷氢化反应装置和换热装置,冷氢化反应装置能够促使硅粉、四氯化硅和氢气在预设条件下发生反应,反应生成三氯氢硅与废气;换热装置用于将气态的三氯氢硅降温加压为液态。
7.根据权利要求6所述的多晶硅反应系统,其特征在于:制备模块还包括精馏罐,精馏罐用于对换热装置内的三氯氢硅进行纯化。
8.一种多晶硅制备方法,利用权利要求1-7中任意一项所述的多晶硅反应系统,其特征在于,包括以下步骤:
