(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 206862318 U(45)授权公告日 2018.01.09
(21)申请号 201720826233.6(22)申请日 2017.07.07
(73)专利权人 亚洲硅业（青海）有限公司
地址 810007 青海省西宁市经济技术开发
区金硅路1号(72)发明人 王生红 唐国强 屈武 李超军
邓华 蔡延国 宗冰 (74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11371
代理人 金相允(51)Int.Cl.
G01B 21/08(2006.01)C01B 33/035(2006.01)
权利要求书1页 说明书6页 附图4页
(54)实用新型名称
硅棒直径检测装置及48对棒还原炉
(57)摘要
本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，解决现有技术中的炉内硅棒直径增长采用人工估计存在偏差，对沉积效率的优化带来困难的问题，提供一种硅棒直径检测装置及48对棒还原炉。本实用新型提供的硅棒直径检测结构，距离传感器用于检测距离传感器与多晶硅棒外周面的距离，控制装置根据距离传感器获取的距离多晶硅外周面的多次距离，计算出多晶硅的直径，并将该数据传递给显示装置，显示装置实时显示还原炉内硅棒直径的变化情况，便于用户准确控制原料气以及电流加入量，优化沉积效率。由于48对棒还原炉包括上述的硅棒直径检测结构，因此也具有准确控制原料气以及电流加入量，进而使物料、电流匹配达到最佳效果，优化沉积效率的有益效果。
CN 206862318 UCN 206862318 U
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种硅棒直径检测结构，其特征在于，包括：多晶硅棒；
正对所述多晶硅棒外周面的距离传感器，用于检测所述距离传感器与多晶硅棒外周面之间的距离；
与所述距离传感器电连接的控制装置；与所述控制装置电连接的显示装置。
2.根据权利要求1所述的硅棒直径检测结构，其特征在于：所述硅棒直径检测结构包括至少三个距离传感器，至少三个所述距离传感器与所述多晶硅棒轴线的距离相等。
3.根据权利要求2所述的硅棒直径检测结构，其特征在于：至少三个所述距离传感器位于同一圆形轨迹上，所述圆形轨迹与所述多晶硅棒同心。4.根据权利要求1所述的硅棒直径检测结构，其特征在于：所述显示装置为触摸式显示屏。5.一种48对棒还原炉，其特征在于：
所述48对棒还原炉包括炉本体以及权利要求1至4任意一项所述的硅棒直径检测结构；所述炉本体具备有容纳腔；贯穿所述炉本体的侧壁设置有视镜；所述多晶硅棒设置在所述容纳腔内；所述距离传感器设置在所述视镜靠近所述容纳腔的一端。
6.根据权利要求5所述的48对棒还原炉，其特征在于：所述容纳腔内设置有多个所述多晶硅棒；所述距离传感器正对与其距离最短的所述多晶硅棒的外周面。
7.根据权利要求5所述的48对棒还原炉，其特征在于：所述视镜靠近容纳腔一侧采用耐高温玻璃制成。8.根据权利要求7所述的48对棒还原炉，其特征在于：所述视镜包括与所述炉本体连接的镜筒，以及设置在所述镜筒内的透光部。9.根据权利要求7所述的48对棒还原炉，其特征在于：
所述容纳腔的内侧壁靠近所述视镜处可滑动地设置有擦拭装置。10.根据权利要求9所述的48对棒还原炉，其特征在于：
所述擦拭装置包括擦拭部以及与所述擦拭部连接的滑动轴；所述擦拭部设置在所述炉本体内侧且与所述视镜可滑动地连接，使所述擦拭部擦拭视镜内表面；所述滑动轴贯穿所述炉本体的侧壁并伸出至所述容纳腔外。
2
CN 206862318 U
说 明 书
硅棒直径检测装置及48对棒还原炉
1/6页
技术领域
[0001]本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体而言，涉及一种硅棒直径检测装置及48对棒还原炉。
背景技术
[0002]目前，多晶硅的主要生产方式为改良西门子法，该法通过高温条件下三氯氢硅和氢气在还原炉内通电的高温硅芯(硅棒)表面发生化学气相沉积反应得到高纯多晶硅，炉内硅棒直径逐渐增长直至规定的直径。在多晶硅棒生长过程中，硅棒直径是工艺控制中给定物料流量及加热电流的重要依据。长期以来还原炉的控制多采用人工经验估计棒径的方法摸索物料流量和加热电流，由于人工估计存在偏差，所以物料、电流匹配无法达到最佳效果，对沉积效率的优化带来困难。具体表现在：原料气加入量很难控制准确，加入量偏小，则硅芯生长缓慢，生长效率低，且浪费能源；加入量偏大，则新生晶体结构疏松，产品质量无保证，且反应不充分；加热电压(电流)很难控制准确，硅芯温度偏离最佳反应温度，对硅芯生长带来负面影响。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在提供一种硅棒直径检测装置，以解决现有技术中的炉内硅棒直径增长采用人工估计存在偏差，使得物料、电流匹配无法达到预期效果，对沉积效率的优化带来困难的问题。
[0004]本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述硅棒直径检测结构的48对棒还原炉。
[0005]本实用新型的实施例是这样实现的：[0006]一种硅棒直径检测结构，包括多晶硅棒、距离传感器、控制装置以及显示装置；正对多晶硅棒外周面的距离传感器，用于检测距离传感器与多晶硅棒外周面之间的距离；与距离传感器电连接的控制装置；与控制装置电连接的显示装置。[0007]本实用新型的实施例中提供的硅棒直径检测结构，包括多晶硅棒、距离传感器、控制装置以及显示装置，距离传感器正对多晶硅棒外周面设置，用于检测距离传感器与多晶硅棒外周面的距离，控制装置根据距离传感器获取的多晶硅外周面与距离传感器的多次距离，对比计算出多晶硅的直径，并将该数据传递给显示装置，显示装置实时显示还原炉内硅棒直径的变化情况，便于用户准确控制原料气以及电流加入量，进而使物料、电流匹配达到最佳效果，优化沉积效率。
[0008]在本实用新型的一个实施例中：
[0009]上述硅棒直径检测结构包括至少三个距离传感器，至少三个距离传感器与多晶硅棒轴线的距离相等。
[0010]在本实用新型的一个实施例中：
[0011]至少三个上述距离传感器位于同一圆形轨迹上，圆形轨迹与多晶硅棒同心。
3
CN 206862318 U[0012]
说 明 书
2/6页
在本实用新型的一个实施例中：
[0013]上述显示装置为触摸式显示屏。[0014]一种48对棒还原炉，包括上述任意一种硅棒直径检测结构，该48对棒还原炉还包括炉本体，炉本体具备有容纳腔；贯穿炉本体的侧壁设置有视镜；多晶硅棒设置在容纳腔内；距离传感器设置在视镜靠近容纳腔的一端。[0015]在本实用新型的一个实施例中：
[0016]上述容纳腔内设置有多个多晶硅棒；距离传感器正对与其距离最短的多晶硅棒的外周面。
[0017]在本实用新型的一个实施例中：
[0018]上述视镜靠近容纳腔一侧采用耐高温玻璃制成。[0019]在本实用新型的一个实施例中：
[0020]上述视镜包括与炉本体连接的镜筒，以及设置在镜筒内的透光部。[0021]在本实用新型的一个实施例中：
[0022]上述容纳腔的内侧壁靠近视镜处可滑动地设置有擦拭装置。[0023]在本实用新型的一个实施例中：
[0024]上述擦拭装置包括擦拭部以及与擦拭部连接的滑动轴；擦拭部设置在炉本体内侧且与视镜可滑动地连接，使擦拭部擦拭视镜内表面；滑动轴贯穿炉本体的侧壁并伸出至容纳腔外。
[0025]本实用新型实施例的有益效果是：
[0026]本实用新型的实施例中提供的硅棒直径检测结构，包括多晶硅棒、距离传感器、控制装置以及显示装置，距离传感器正对多晶硅棒外周面设置，用于检测距离传感器与多晶硅棒外周面的距离，控制装置根据距离传感器获取的多晶硅外周面与距离传感器的多次距离，对比计算出多晶硅的直径，并将该数据传递给显示装置，显示装置实时显示还原炉内硅棒直径的变化情况，便于用户准确控制原料气以及电流加入量，进而使物料、电流匹配达到最佳效果，优化沉积效率。
[0027]本实用新型提供的48对棒还原炉，包括上述的硅棒直径检测结构，因此也具有便于用户准确控制原料气以及电流加入量，进而使物料、电流匹配达到最佳效果，优化沉积效率的有益效果。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本实用新型实施例中提供的硅棒直径检测结构在第一视角下的整体结构示意图；
[0030]图2为本实用新型实施例中提供的硅棒直径检测结构在第二视角下的整体结构示意图；
[0031]图3为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉在第一视角下的整体结构示意
4
CN 206862318 U
说 明 书
3/6页
图；
[0032]
图4为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉在第二视角下的整体结构示意
图。
[0033]
图标：10-硅棒直径检测结构；100-多晶硅棒；200-距离传感器；300-控制装置；
400-显示装置；20-48对棒还原炉；500-炉本体；510-容纳腔；520-视镜；522-镜筒；524-透光部；530-擦拭装置；532-擦拭部；534-滑动轴。
具体实施方式
[0034]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0035]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0036]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0037]在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，本实用新型的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0038]在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0039]实施例1
[0040]图1为本实用新型实施例中提供的硅棒直径检测结构10在第一视角下的整体结构示意图。请参照图1，本实施例提供一种硅棒直径检测结构10，其包括多晶硅棒100、距离传感器200、控制装置300以及显示装置400；正对多晶硅棒100外周面的距离传感器200，用于检测距离传感器200与多晶硅棒100外周面之间的距离；与距离传感器200电连接的控制装置300；与控制装置300电连接的显示装置400。[0041]在本实施例中，硅棒直径检测结构10包括至少三个距离传感器200，至少三个距离传感器200与多晶硅棒100轴线的距离相等。设置多个距离传感器200便于实现对硅棒直径的准确测量，减少误差。[0042]需要说明的，在本实施例中，硅棒直径检测结构10包括至少三个距离传感器200，
5
CN 206862318 U
说 明 书
4/6页
至少三个距离传感器200与多晶硅棒100轴线的距离相等。设置多个距离传感器200便于实现对硅棒直径的准确测量，减少误差。可以理解的，这里并不对距离传感器200的数量进行限制，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将距离传感器200的数量设置为两个或者一个。
[0043]图2为本实用新型实施例中提供的硅棒直径检测结构10在第二视角下的整体结构示意图。请参照图2，在本实施例中，至少三个距离传感器200位于同一圆形轨迹上，圆形轨迹与多晶硅棒100同心。将至少三个距离传感器200设置在同一圆形轨迹上，且圆形轨迹与多晶硅棒100同心，使得至少三个距离传感器200排列形成的圆形轨迹与多晶硅棒100同心，使得距离传感器200形成环绕在多晶硅棒100外围的检测层，便于从多角度实时测量硅棒直径的变化，精确硅棒直径测量的结果。[0044]需要说明的，在本实施例中，将至少三个距离传感器200设置在同一圆形轨迹上，且圆形轨迹与多晶硅棒100同心，使得至少三个距离传感器200排列形成的圆形轨迹与多晶硅棒100同心，使得距离传感器200形成环绕在多晶硅棒100外围的检测层，便于从多角度实时测量硅棒直径的变化，精确硅棒直径测量的结果。可以理解的，在其他具有实施例中，也可以根据用户的需求，将距离传感器200采用其他形式布置。[0045]在本实施例中，显示装置400为触摸式显示屏。将显示屏设置为触摸式显示屏是为了便于用户更好地观察以及操控显示屏。[0046]需要说明的，在本实施例中，将显示屏设置为触摸式显示屏是为了便于用户更好地观察以及操控显示屏。可以理解的，在其他具有实施例中，也可以根据用户的需求，将显示屏设置为其他形式。
[0047]本实用新型的实施例中提供的硅棒直径检测结构10，包括多晶硅棒100、距离传感器200、控制装置300以及显示装置400，距离传感器200正对多晶硅棒100外周面设置，用于检测距离传感器200与多晶硅棒100外周面的距离，控制装置300根据距离传感器200获取的多晶硅外周面与距离传感器200的多次距离，对比计算出多晶硅的直径，并将该数据传递给显示装置400，显示装置400实时显示还原炉内硅棒直径的变化情况，便于用户准确控制原料气以及电流加入量，进而使物料、电流匹配达到最佳效果，优化沉积效率。
[0048]图3为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉20在第一视角下的整体结构示意图，图4为本实用新型实施例中提供的48对棒还原炉20在第二视角下的整体结构示意图。请参照图3并结合图4，本实用新型的实施例中还提供了一种48对棒还原炉20，该48对棒还原炉20包括炉本体500以及上述的硅棒直径检测结构10；炉本体500具备有容纳腔510；贯穿炉本体500的侧壁设置有视镜520，多晶硅棒100设置在容纳腔510内；距离传感器200设置在在视镜520靠近容纳腔510的一端。
[0049]在本实施例中设置视镜520是为了便于用户直观地观测还原炉的内部情况，便于采用直观观测与距离传感器200的测量结果相结合更加准确的控制还原炉内的多晶硅棒100的生长情况，进而准确地控制物料以及电流的加入量，优化加工效率。[0050]在本实施例中，从图3以及图4中可以看出。围绕炉本体500的侧壁设置有一个视镜520，可以理解的，这里并不对视镜520的数量进行限制，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，围绕炉本体500的侧壁可以设置两个、三个、四个等。[0051]在本实施例中，容纳腔510内设置有多个多晶硅棒100；距离传感器200正对与其距
6
CN 206862318 U
说 明 书
5/6页
离最短的多晶硅棒100的外周面。将距离传感器200正对与其距离最短的多晶硅棒100的外周面，是为了便于更好地测量多晶硅棒100的直径，可以排除其他多晶硅棒100的视线干扰，精确地测量与其距离最短的多晶硅棒100的外周面。[0052]需要说明的，在本实施例中，将距离传感器200正对与其距离最短的多晶硅棒100的外周面，是为了便于更好地测量多晶硅棒100的直径，可以排除其他多晶硅棒100的视线干扰，精确地测量与其距离最短的多晶硅棒100的外周面。可以理解的，在其他具有实施例中，也可以根据用户的需求，将距离传感器200正对其他的多晶硅棒100进行测量。[0053]在本实施例中，视镜520靠近容纳腔510一侧采用耐高温玻璃制成。将视镜520靠近容纳腔510一侧采用耐高温玻璃制成是为了便于增强视镜520的耐高温程度，进而保护视镜520。
[0054]需要说明的是，在本实施例中，将视镜520靠近容纳腔510一侧采用耐高温玻璃制成是为了便于增强视镜520的耐高温程度，进而保护视镜520。可以理解的，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将视镜520靠近容纳腔510一侧采用其他材料制成。[0055]在本实施例中，视镜520包括与炉本体500连接的镜筒522，以及设置在镜筒522内的透光部524。视镜520包括与炉本体500连接的镜筒522，以及设置在镜筒522内的透光部524，设置镜筒522既方便用户观测还原炉内硅棒生产情况，又可以保护透光部524。[0056]需要说明的，在本实施例中，视镜520包括与炉本体500连接的镜筒522，以及设置在镜筒522内的透光部524，设置镜筒522既方便用户观测还原炉内硅棒生产情况，又可以保护透光部524。可以理解的，在其他具有实施例中，也可以根据用户的需求，将视镜520设置为其他结构形式。
[0057]在本实施例中，容纳腔510的内侧壁靠近视镜520处可滑动地设置有擦拭装置530。在容纳腔510的内侧壁靠近视镜520处可滑动地设置有擦拭装置530是为了便于对视镜520进行擦拭，避免视镜520内侧由于物料气的原因影响观测效果。[0058]需要说明的，在本实施例中，在容纳腔510的内侧壁靠近视镜520处可滑动地设置有擦拭装置530是为了便于对视镜520进行擦拭，避免视镜520内侧由于物料气的原因影响观测效果。可以理解的，在其他具有实施例中，也可以根据用户的需求，不设置擦拭装置530。
[0059]在本实施例中，擦拭装置530包括擦拭部532以及与擦拭部532连接的滑动轴534；擦拭部532设置在炉本体500内侧且与视镜520可滑动地连接，使擦拭部532擦拭视镜520内表面；滑动轴534贯穿炉本体500的侧壁并伸出至容纳腔510外。将擦拭装置530具体设置为擦拭部532以及与擦拭部532连接的滑动轴534；通过拉动滑动轴534即可实现擦拭部532上下移动进而对视镜520进行擦拭，便于用户清晰地观测还原炉内的硅棒生长情况。[0060]需要说明的，在本实施例中，将擦拭装置530具体设置为擦拭部532以及与擦拭部532连接的滑动轴534；通过拉动滑动轴534即可实现擦拭部532上下移动进而对视镜520进行擦拭，便于用户清晰地观测还原炉内的硅棒生长情况。可以理解的，在其他具有实施例中，也可以根据用户的需求，将擦拭装置530设置为其他结构。[0061]本实用新型的实施例中提供的48对棒还原炉20，由于上述的硅棒直径检测结构10；因此也具备有便于用户准确控制原料气以及电流加入量，进而使物料、电流匹配达到最佳效果，优化沉积效率的有益效果。
7
CN 206862318 U[0062]
说 明 书
6/6页
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本
领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
8
CN 206862318 U
说 明 书 附 图
1/4页
图1
9
CN 206862318 U
说 明 书 附 图
2/4页
图2
10
CN 206862318 U
说 明 书 附 图
3/4页
图3
11
CN 206862318 U
说 明 书 附 图
4/4页
图4
12
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容