本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種觀察視鏡及多晶硅還原爐。

背景技術(shù)：

硅作為世界上第二豐富的元素，具有一些良好的物理化學(xué)性能，隨著硅純度的不斷提高，其已成為電子工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種半導(dǎo)體材料。目前國際上多晶硅的生產(chǎn)方法主要包括改良西門子法、硅烷法、流化床法、冶金法及鋅還原法等，其中80％以上采用改良西門子法，該方法將工業(yè)硅合成sihcl3，經(jīng)過精餾提純生成高純sihcl3，一定比例的h2和高純sihcl3氣體在特定壓力下通過多晶硅還原爐內(nèi)，在硅芯上進行氣相沉積反應(yīng)生成棒狀多晶硅，多晶硅還原爐排出的尾氣h2、sihcl3、sih2cl2、sicl4和hcl經(jīng)過分離后再循環(huán)使用。

多晶硅還原爐作為多晶硅生產(chǎn)的主要設(shè)備，一直以來都備受各廠家和相關(guān)研究部門的關(guān)注。為了更方便的觀察爐內(nèi)反應(yīng)進展情況、隨時掌握反應(yīng)進程、盡可能避免出現(xiàn)倒棒等情況的出現(xiàn)，在多晶硅還原爐上設(shè)置觀察視鏡，其作用就是能夠觀察還原爐內(nèi)硅棒的生成情況，從而通過調(diào)整工藝參數(shù)，得到品質(zhì)更高的多晶硅產(chǎn)品。

現(xiàn)有的觀察視鏡均能起到基本的觀察還原爐內(nèi)硅棒的生成情況，然而，當(dāng)觀察視鏡的鏡片被污染時容易出現(xiàn)觀察不清楚的問題，特別是鏡片在還原爐內(nèi)的一側(cè)被污染時，為了清除鏡片上的附著物需要停工將鏡片卸下進行清潔，不能在生產(chǎn)過程中隨時進行清潔，十分不便，而且影響整個生產(chǎn)過程，效率低下。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種觀察視鏡，該觀察視鏡能夠在生產(chǎn)過程中隨時對視鏡玻璃進行清潔，非常方便。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種多晶硅還原爐，該多晶硅還原爐包括上述觀察視鏡，能夠方便地對視鏡玻璃進行清潔，不影響多晶硅的生產(chǎn)，效率高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種觀察視鏡，包括視鏡本體，所述視鏡本體包括內(nèi)管、外管、第一法蘭、與所述第一法蘭相連的第二法蘭、視鏡玻璃和清潔刮板，所述外管套設(shè)在所述內(nèi)管外側(cè)；

所述外管的一端抵接在所述第一法蘭底部，所述內(nèi)管的一端設(shè)置于所述第一法蘭的中心孔內(nèi)，且所述中心孔的內(nèi)壁與所述內(nèi)管的外壁相連；

所述視鏡玻璃的內(nèi)表面與所述內(nèi)管的一端接觸，且所述視鏡玻璃的外壁與所述第一法蘭的內(nèi)壁相連，所述視鏡玻璃的外表面與所述第二法蘭的內(nèi)側(cè)相連；

所述清潔刮板與所述視鏡玻璃的內(nèi)表面相接觸，所述清潔刮板一側(cè)連接有用于帶動所述清潔刮板運動的連接件，所述連接件貫穿所述第一法蘭的側(cè)壁和所述內(nèi)管的側(cè)壁。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述連接件為連接桿或轉(zhuǎn)軸。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述連接件的內(nèi)部和所述清潔刮板的內(nèi)部設(shè)置有相互連通的氣體通道，所述連接件的外端設(shè)有氣體通入口，所述清潔刮板與所述視鏡玻璃相接觸的一端設(shè)有氣體噴出口。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述中心孔的內(nèi)壁上還開設(shè)有環(huán)形槽，且所述第一法蘭上形成有與所述環(huán)形槽相連通的氣體吹入口，所述內(nèi)管上形成有與所述環(huán)形槽相連通的多個吹掃孔。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述視鏡玻璃包括第一視鏡玻璃和第二視鏡玻璃，所述第一法蘭和所述第二法蘭之間設(shè)有支撐圈，所述第一視鏡玻璃和所述第二視鏡玻璃主要由所述支撐圈隔開，所述連接件與所述第二視鏡玻璃的內(nèi)表面相連。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述外管和所述內(nèi)管間設(shè)置有第一冷卻介質(zhì)容納腔，所述第一視鏡玻璃和所述第二視鏡玻璃之間設(shè)有第二冷卻介質(zhì)容納腔，所述支撐圈上形成有與所述第二冷卻介質(zhì)容納腔相連通的第二冷卻介質(zhì)進口和第二冷卻介質(zhì)出口。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述視鏡玻璃上設(shè)有水平刻線和垂直刻線。

第二方面，本發(fā)明提供了一種多晶硅還原爐，包括底盤、爐體、設(shè)置于所述底盤上的電極、與所述電極相連的硅棒、進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和上述觀察視鏡，所述視鏡本體設(shè)置于所述爐體上；

所述爐體、所述進氣系統(tǒng)和所述排氣系統(tǒng)均與所述底盤相連。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述進氣系統(tǒng)包括相互連接的進氣管和噴嘴，所述噴嘴設(shè)置于所述底盤上；

所述噴嘴包括內(nèi)噴嘴和套設(shè)于所述內(nèi)噴嘴外側(cè)的外噴嘴，所述內(nèi)噴嘴包括相互連通的內(nèi)進氣腔和主噴氣孔，所述主噴氣孔的橫截面積小于所述內(nèi)進氣腔的橫截面積；

所述外噴嘴與所述內(nèi)噴嘴之間設(shè)有相互連通的外進氣腔和次噴氣孔，所述次噴氣孔的橫截面積大于或等于所述外進氣腔的橫截面積。

作為進一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述次噴氣孔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板連接于所述外噴嘴的內(nèi)壁和/或所述內(nèi)噴嘴的外壁上。

本發(fā)明提供的觀察視鏡及多晶硅還原爐，其有益效果為：

本發(fā)明提供的觀察視鏡包括視鏡本體，所述視鏡本體包括內(nèi)管、外管、第一法蘭、第二法蘭、視鏡玻璃和清潔刮板，其中，所述清潔刮板與所述視鏡玻璃的內(nèi)表面相接觸，清潔刮板一側(cè)連接有用于帶動所述清潔刮板運動的連接件，當(dāng)視鏡玻璃的內(nèi)表面出現(xiàn)臟污時，通過控制連接件實現(xiàn)清潔刮板在視鏡玻璃內(nèi)表面上的相對運動，將視鏡玻璃內(nèi)表面上的臟污刮除下來，保持視鏡玻璃的清潔；由于連接件貫穿第一法蘭的側(cè)壁和內(nèi)管的側(cè)壁，即操作者從外部進行操作即可控制連接件和清潔刮板的運動，因此上述主要由清潔刮板和連接件組成的清潔組件能夠在生產(chǎn)過程中隨時對視鏡玻璃進行清潔，不需要停工將視鏡玻璃拆除再進行清潔，方便實用。

本發(fā)明提供的多晶硅還原爐包括上述觀察視鏡，還包括底盤、爐體、電極、硅棒、進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，該多晶硅還原爐包括上述觀察視鏡，能夠方便地對視鏡玻璃進行清潔，不影響多晶硅的生產(chǎn)，通過表面清潔的視鏡玻璃工人能夠隨時觀察多晶硅的生產(chǎn)情況，并根據(jù)實際需要調(diào)整工藝參數(shù)，減少倒棒等現(xiàn)象，能夠有效提高多晶硅的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式，下面將對具體實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的觀察視鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中a部分的結(jié)構(gòu)放大圖；

圖3是本發(fā)明提供的觀察視鏡的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的多晶硅還原爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的多晶硅還原爐中噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：1-視鏡本體；101-內(nèi)管；102-外管；103-第一法蘭；104-第二法蘭；105-視鏡玻璃；1051-第一視鏡玻璃；1052-第二視鏡玻璃；106-清潔刮板；107-連接件；1071-氣體通道；1072-氣體通入口；1073-氣體噴出口；1081-環(huán)形槽；1082-氣體吹入口；1083-吹掃孔；109-支撐圈；1011-第一冷卻介質(zhì)容納腔；1012-第二冷卻介質(zhì)容納腔；10121-第二冷卻介質(zhì)進口；10122-第二冷卻介質(zhì)出口；2-底盤；3-爐體；4-電極；5-硅棒；6-進氣系統(tǒng)；61-噴嘴；611-內(nèi)噴嘴；6111-內(nèi)進氣腔；6112-主噴氣孔；612-外噴嘴；6121-外進氣腔；6122-次噴氣孔；7-排氣系統(tǒng)。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“中”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“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發(fā)明和簡化描述，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，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。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重要性。

實施例一

如圖1-3所示，本發(fā)明提供了一種觀察視鏡，包括視鏡本體1，視鏡本體1包括內(nèi)管101、外管102、第一法蘭103、與第一法蘭103相連的第二法蘭104、視鏡玻璃105和清潔刮板106，外管102套設(shè)在內(nèi)管101外側(cè)；

外管102的一端抵接在第一法蘭103底部，內(nèi)管101的一端設(shè)置于第一法蘭103的中心孔內(nèi)，且上述中心孔的內(nèi)壁與內(nèi)管101的外壁相連；

視鏡玻璃105的內(nèi)表面與內(nèi)管101的一端接觸，且視鏡玻璃105的外壁與第一法蘭103的內(nèi)壁相連，視鏡玻璃105的外表面與第二法蘭104的內(nèi)側(cè)相連；

清潔刮板106與視鏡玻璃105的內(nèi)表面相接觸，清潔刮板106一側(cè)連接有用于帶動清潔刮板106運動的連接件107，連接件107貫穿第一法蘭103的側(cè)壁和內(nèi)管101的側(cè)壁。

上述觀察視鏡包括視鏡本體1，上述視鏡本體1包括內(nèi)管101、外管102、第一法蘭103、第二法蘭104、視鏡玻璃105和清潔刮板106，其中，上述清潔刮板106與上述視鏡玻璃105的內(nèi)表面相接觸，清潔刮板106一側(cè)連接有用于帶動清潔刮板106運動的連接件107，當(dāng)視鏡玻璃105的內(nèi)表面出現(xiàn)臟污時，通過控制連接件107實現(xiàn)清潔刮板106在視鏡玻璃105內(nèi)表面上的相對運動，將視鏡玻璃105內(nèi)表面上的臟污刮除下來，保持視鏡玻璃105的清潔；由于連接件107貫穿第一法蘭103的側(cè)壁和內(nèi)管101的側(cè)壁，即操作者從外部進行操作即可控制連接件107和清潔刮板106的運動，因此上述主要由清潔刮板106和連接件107組成的清潔組件能夠在生產(chǎn)過程中隨時對視鏡玻璃105進行清潔，不需要停工將視鏡玻璃105拆除再進行清潔，方便實用。

本發(fā)明特采用清潔刮板106對視鏡玻璃105進行清潔，具有清潔有力、效果好的優(yōu)點，能夠有效地將視鏡玻璃105表面難以除去的臟污刮落下來。清潔刮板106與視鏡玻璃105相接觸的一端優(yōu)選設(shè)有毛刷，不但清潔更加容易，還可避免劃傷視鏡玻璃105，保持視鏡玻璃105表面的光滑度，使觀察更加清晰。

連接件107管處第一法蘭103的側(cè)壁和內(nèi)管101的側(cè)壁，即第一法蘭103的側(cè)壁和內(nèi)管101的側(cè)壁上設(shè)有通孔以容納連接件107，為了使連接件107能夠活動自如，將該通孔打磨至極為光滑的狀態(tài)，或者，在通孔內(nèi)增設(shè)滾動輪以輔助連接件107的運動。

需要說明的是，第一法蘭103和第二法蘭104通過螺栓或螺釘相連。

在一種優(yōu)選地實施方式中，連接件107為連接桿或轉(zhuǎn)軸。連接桿能夠左右移動，以此帶動清潔刮板106相對于視鏡玻璃105左右運動；而轉(zhuǎn)軸主要起到旋轉(zhuǎn)的作用，以此帶動清潔刮板106相對于視鏡玻璃105做扇面形運動。

在一種優(yōu)選地實施方式中，如圖1和2所示，連接件107的內(nèi)部和清潔刮板106的內(nèi)部設(shè)置有相互連通的氣體通道1071，連接件107的外端設(shè)有氣體通入口1072，清潔刮板106與視鏡玻璃105相接觸的一端設(shè)有氣體噴出口1073。本實施方式能夠在刮除視鏡玻璃105表面臟污的同時利用快速流動的氣體將碎屑從視鏡玻璃105表面吹下，進一步增強清潔效果。上述氣體流通的通道與連接件107和清潔刮板106是一體的，因此能夠同時對同一區(qū)域有針對性地進行上述兩種方式的清潔。

在一種優(yōu)選地實施方式中，如圖3所示，上述中心孔的內(nèi)壁上還開設(shè)有環(huán)形槽1081，且第一法蘭103上形成有與環(huán)形槽1081相連通的氣體吹入口1082，內(nèi)管101上形成有與環(huán)形槽1081相連通的多個吹掃孔1083。本實施方式也可利用氣體吹去視鏡玻璃105內(nèi)表面的附著物，與前述實施方式不同的是，在實際使用時，對輕便細(xì)小的附著物可單獨利用氣體進行吹掃，不用再使用清潔刮板106進行刮除，因此，能夠減少操作，在不使用清潔刮板106的情況下，能夠延長清潔刮板106的使用壽命。

上述兩種實施方式中的氣體優(yōu)選為氫氣，由于氫氣是多晶硅還原爐的反應(yīng)氣體之一，選用氫氣能夠避免氣體污染，同時多余的氫氣還能夠被回收利用。

在一種優(yōu)選地實施方式中，視鏡玻璃105包括第一視鏡玻璃1051和第二視鏡玻璃1052，第一法蘭103和第二法蘭104之間設(shè)有支撐圈109，第一視鏡玻璃1051和第二視鏡玻璃1052主要由支撐圈109隔開，連接件107與第二視鏡玻璃1052的內(nèi)表面相連。由第一視鏡玻璃1051和第二視鏡玻璃1052構(gòu)成的雙層視鏡玻璃能夠一來能夠增加玻璃的厚度，二來兩者之間的空隙能夠形成隔熱層，兩方面均能夠使得外側(cè)的玻璃即第一視鏡玻璃1051的溫度不至于過高，盡量避免玻璃在高溫下裂開。

在一種優(yōu)選地實施方式中，外管102和內(nèi)管101間設(shè)置有第一冷卻介質(zhì)容納腔1011，第一視鏡玻璃1051和第二視鏡玻璃1052之間設(shè)有第二冷卻介質(zhì)容納腔1012，支撐圈109上形成有與第二冷卻介質(zhì)容納腔1012相連通的第二冷卻介質(zhì)進口10121和第二冷卻介質(zhì)出口10122。第一冷卻介質(zhì)容納腔1011內(nèi)的冷卻介質(zhì)能夠降低外管102的溫度，第二冷卻介質(zhì)容納腔1012內(nèi)的冷卻介質(zhì)能夠降低第一視鏡玻璃1051的溫度，由此延長上述組件的使用壽命，同時減少人員觸摸到上述組件后被燙傷的情況。

在一種優(yōu)選地實施方式中，視鏡玻璃105上設(shè)有水平刻線和垂直刻線。為了更加清楚準(zhǔn)確地觀察多晶硅還原爐內(nèi)的硅棒是否出現(xiàn)倒棒以及硅棒的傾斜度，本實施方式在視鏡玻璃105上設(shè)置了水平刻線和垂直刻線，工人通過觀察硅棒的中心軸線與水平刻線和垂直刻線的夾角大小決定是否需要調(diào)整以及如何調(diào)整工藝參數(shù)，及時修正不良反應(yīng)，提高多晶硅的質(zhì)量和產(chǎn)率。

實施例二

如圖4所示，本發(fā)明提供了一種多晶硅還原爐，包括底盤2、爐體3、設(shè)置于底盤2上的電極4、與電極4相連的硅棒5、進氣系統(tǒng)6、排氣系統(tǒng)7和上述觀察視鏡，視鏡本體1設(shè)置于爐體3上；

爐體3、進氣系統(tǒng)6和排氣系統(tǒng)7均與底盤2相連。

本發(fā)明提供的多晶硅還原爐包括上述觀察視鏡，還包括底盤2、爐體3、電極4、硅棒5、進氣系統(tǒng)6和排氣系統(tǒng)7，該多晶硅還原爐包括上述觀察視鏡，能夠方便地對視鏡玻璃105進行清潔，不影響多晶硅的生產(chǎn)，通過表面清潔的視鏡玻璃105工人能夠隨時觀察多晶硅的生產(chǎn)情況，并根據(jù)實際需要調(diào)整工藝參數(shù)，減少倒棒等現(xiàn)象，能夠有效提高多晶硅的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

生產(chǎn)時，混合反應(yīng)氣體通過進氣系統(tǒng)6進入爐體3內(nèi)，在1000-1100℃的溫度下進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，反應(yīng)得到的多晶硅沉積到硅棒5上，反應(yīng)尾氣通過排氣系統(tǒng)7排出并經(jīng)過分離后再循環(huán)使用，得到預(yù)定尺寸的硅棒后，將硅棒從爐中取出即可。

在一種優(yōu)選地實施方式中，如圖5所示，上述進氣系統(tǒng)包括相互連接的進氣管(圖中未標(biāo)出)和噴嘴61，噴嘴61設(shè)置于底盤2上；

噴嘴61包括內(nèi)噴嘴611和套設(shè)于內(nèi)噴嘴611外側(cè)的外噴嘴612，內(nèi)噴嘴611包括相互連通的內(nèi)進氣腔6111和主噴氣孔6112，主噴氣孔6112的橫截面積小于內(nèi)進氣腔6111的橫截面積；

外噴嘴612與內(nèi)噴嘴611之間設(shè)有相互連通的外進氣腔6121和次噴氣孔6122，次噴氣孔6122的橫截面積大于或等于外進氣腔6121的橫截面積。

多晶硅生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)倒棒的現(xiàn)象，倒棒，即在還原爐內(nèi)硅芯(硅棒)表面進行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)直至預(yù)期直徑的產(chǎn)品硅棒出爐的整個操作過程中，硅芯發(fā)生傾斜并在爐內(nèi)最終倒塌的現(xiàn)象。其造成企業(yè)的實際產(chǎn)量降低，設(shè)備受損及增加操作工人的勞動強度等。硅棒產(chǎn)生傾斜是硅棒上中下段的反應(yīng)氣體流量多少的不一致引起的硅棒上中下段的重量不一致導(dǎo)致的，其表現(xiàn)形式之一是硅棒中間段的直徑較大，上下兩段的直徑小，因此，需要對進氣系統(tǒng)進行改進，使得硅棒上中下段的氣體流量基本一致。

本實施方式中，進氣系統(tǒng)6包括噴嘴61，噴嘴61包括內(nèi)噴嘴611和外噴嘴612，由于內(nèi)噴嘴611的主噴氣孔6112的橫截面積小于內(nèi)進氣腔6111的橫截面積，因此，當(dāng)氣體從主噴氣孔6112噴出后，其流速會加快，因此能夠順利上升到硅棒的中上段，為硅棒的中上段供料；同時，由于外噴嘴612的次噴氣孔6122的橫截面積大于或等于外進氣腔6121的橫截面積，因此氣體從次噴氣孔6122噴出后，其流速不會加快甚至?xí)p慢，這部分氣體會流至硅棒的下段，為硅棒的下段供料；此外，從次噴氣孔6122噴出的輔助氣流能夠起到助推從主噴氣孔6112噴出的中心主氣流并防止中心主氣流擴散的作用，保證中心主氣流能夠準(zhǔn)確完全地升至硅棒的中上段。因此，上述結(jié)構(gòu)的噴嘴能夠保證還原爐內(nèi)氣體分布均勻，加快沉積速度，提高多晶硅質(zhì)量，減少倒棒。

在一種優(yōu)選地實施方式中，次噴氣孔6122內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板連接于外噴嘴612的內(nèi)壁和/或內(nèi)噴嘴611的外壁上。為了增強硅棒下段氣體的多方向分布，本實施方式特設(shè)了導(dǎo)流板，導(dǎo)流板使得從次噴氣孔6122內(nèi)噴出的氣體呈多方向分布，避免了直接大氣流沖刷硅棒下段，有利于硅棒與石墨夾頭的結(jié)合，并防止亮點出現(xiàn)。

優(yōu)選地，導(dǎo)流板上設(shè)有分散孔，以便進一步提高氣體的多方向分布。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案。