專利名稱：新型硅化物電極絕緣環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型硅化物電極絕緣環(huán)。
背景技術(shù)：
在多晶硅生產(chǎn)過程中，電流經(jīng)過還原爐內(nèi)的電極，流過多晶硅棒使多晶硅棒發(fā)熱， 原料氣體在高溫硅棒上連續(xù)進(jìn)行還原反應(yīng)，沉積制得多晶硅。多晶硅是半導(dǎo)體材料，室溫下 冷電阻很大，隨著溫度的升高迅速減小。因此生產(chǎn)初期，需先用1 3萬(wàn)伏高壓電克服冷電 阻，流過多晶硅棒，加熱多晶硅棒。為防止電極與爐底盤之間被高壓電弧擊穿，需在電極與 爐底盤之間安裝絕緣瓷環(huán)。生產(chǎn)后期，爐內(nèi)溫度很高，原料氣又含有氯化氫，需用耐高溫腐 蝕的絕緣瓷環(huán)，隔熱保護(hù)密封墊。目前國(guó)內(nèi)所有生產(chǎn)多晶硅工廠，均采用陶瓷材料做的電極絕緣環(huán)(下稱“瓷環(huán)”)， 由于瓷環(huán)的耐高溫沖擊性能不夠理想，每一爐生產(chǎn)完畢后均有損壞，需要更換新的瓷環(huán)， 成本較高。且目前所使用的陶瓷絕緣環(huán)的制備過程中，使用膠黏劑，材料純度3N，雜質(zhì)在 1000°C高溫下易與氯化氫反應(yīng)揮發(fā)，影響多晶硅的純度(多晶硅純度在6N 10N)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐高溫腐蝕性能良好、可多次重復(fù)使 用、明顯降低成本的新型硅化物電極絕緣環(huán)。本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是新型硅化物電極絕緣環(huán)，主要由 硅化物制成的絕緣環(huán)體構(gòu)成，所述絕緣環(huán)體為不等徑外表的圓筒狀結(jié)構(gòu)，圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)具 有中空的用于還原爐電極穿過的裝配通孔。上述的硅化物可以選用透明石英玻璃、不透明石英玻璃等，不等徑外表是指圓筒 狀結(jié)構(gòu)并非規(guī)則的圓筒形狀，其圓筒狀結(jié)構(gòu)的外壁不等厚，在本實(shí)用新型中，采用的是圓筒 狀結(jié)構(gòu)外壁具有至少一條徑向內(nèi)凹的環(huán)狀凹槽的結(jié)構(gòu)。所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的外徑為60 120mm。所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為35 55mm。所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的高為50 150mm。所述絕緣環(huán)體的厚度為5 12mm。綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型的硅化物電極絕緣環(huán)能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有絕緣環(huán)容易損壞的缺陷，降低成 本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，該硅化物絕緣環(huán)采用硅化物替代傳統(tǒng)的陶瓷材料，耐高溫腐蝕性能良 好，可多次重復(fù)使用，明顯降低成本，避免使用傳統(tǒng)瓷環(huán)時(shí)，新瓷環(huán)的有害雜質(zhì)在高溫腐蝕 下?lián)]發(fā)，影響多晶硅質(zhì)量。本實(shí)用新型硅化物絕緣環(huán)是多晶硅還原爐用的高純配件。2、硅化物電極絕緣環(huán)采用硅化物制成，純度在3N 5N之間，硅化物絕緣環(huán)耐電壓 1 3萬(wàn)伏，其導(dǎo)電率為10_6 10_8 Ω -W、耐高溫1400 1600°C，導(dǎo)熱系數(shù)1. 07 1. 19 千卡/米2 ·小時(shí)·度，在100 130°C下與比重1. 2 1. 5的硝酸共煮1 3天重量損失
30.1 1克/米2。3、采用陶瓷燒結(jié)的電極絕緣環(huán)在燒結(jié)過程中易變形、外形公差大、易爆裂，采用硅 化物替代傳統(tǒng)陶瓷材料，可以使硅化物絕緣環(huán)內(nèi)孔公差小于1mm，壁厚小于12mm，高溫膨脹 時(shí)不易爆裂。

圖1是本實(shí)用新型的硅化物電極絕緣環(huán)在還原爐底盤上安裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的硅化物電極絕緣環(huán)在還原爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱1-還原爐爐體，2-還原爐底盤，3-還原爐電極， 4-硅化物電極絕緣環(huán)，5-密封墊，6-多晶硅棒。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí) 施方式不限于此。參見圖1至圖2所示，本實(shí)用新型的新型硅化物電極絕緣環(huán)用純度在3N 5N的 硅化物制成，形狀為密實(shí)圓筒型，不等徑外表，外徑Φ60 Φ120πιπι，內(nèi)徑Φ35 Φ55πιπι， 高50 150mm。制成的新型硅化物電極絕緣環(huán)其導(dǎo)電率為10_6 10_8 Ω ^m S導(dǎo)熱系數(shù)
1.07 1. 19千卡/米2 ·小時(shí) 度，能耐高溫1400 1600°C。還耐腐蝕，在100 130°C 下與比重1. 2 1. 5的硝酸共煮1 3天重量只損失0. 1 1克/米2。將上述新型硅化物電極絕緣環(huán)4安裝在還原爐底盤2密封墊5上，套在還原爐電 極3的外部。開爐還原爐電極3通電時(shí)，能耐1 3萬(wàn)伏的高壓，防止還原爐電極3與還原 爐底盤2之間被電弧擊穿。多晶硅生產(chǎn)時(shí)爐內(nèi)原料氣體溫度300 1000°C，并含有氯化氫。 采用新型硅化物電極絕緣環(huán)4，滿足耐高溫耐腐蝕要求，連續(xù)使用7個(gè)爐次約2000小時(shí)，新 型硅化物電極絕緣環(huán)4無(wú)一變形和損壞與傳統(tǒng)絕緣環(huán)平均損壞50%相比，成本明顯下降。如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求新型硅化物電極絕緣環(huán)，其特征在于，包括硅化物制成的絕緣環(huán)體，所述絕緣環(huán)體為不等徑外表的圓筒狀結(jié)構(gòu)，圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)具有中空的用于還原爐電極穿過的裝配通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硅化物電極絕緣環(huán)，其特征在于，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)外壁 具有至少一條徑向內(nèi)凹的環(huán)狀凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型硅化物電極絕緣環(huán)，其特征在于，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的 外徑為60 120mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型硅化物電極絕緣環(huán)，其特征在于，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的 內(nèi)徑為35 55_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型硅化物電極絕緣環(huán)，其特征在于，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的 高為50 150mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型硅化物電極絕緣環(huán)，其特征在于，所述絕緣環(huán)體的厚 度為5 12mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型硅化物電極絕緣環(huán)，是多晶硅還原爐用的高純配件。該新型硅化物電極絕緣環(huán)主要由硅化物制成的絕緣環(huán)體構(gòu)成，所述絕緣環(huán)體為不等徑外表的圓筒狀結(jié)構(gòu)，圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)具有中空的用于還原爐電極穿過的裝配通孔。本實(shí)用新型的硅化物電極絕緣環(huán)能夠克服現(xiàn)有絕緣環(huán)容易損壞的缺陷，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，該硅化物絕緣環(huán)采用硅化物替代傳統(tǒng)的陶瓷材料，耐高溫腐蝕性能良好，可多次重復(fù)使用，明顯降低成本，避免使用傳統(tǒng)瓷環(huán)時(shí)，新瓷環(huán)的有害雜質(zhì)在高溫腐蝕下?lián)]發(fā)，影響多晶硅質(zhì)量。
文檔編號(hào)C30B29/06GK201722156SQ20102017864
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者卞建剛, 盧陽(yáng), 樓繼良, 陸俊宏 申請(qǐng)人:雅安永旺硅業(yè)有限公司