一种多晶硅生产用石墨-金属电极的制作方法

本技术涉及多晶硅生产，尤其涉及一种多晶硅生产用石墨-金属电极。

背景技术：

1、电子级多晶硅材料是当今世界范围内逐渐发展成熟的半导体上游原材料，在诸多硅基半导体芯片及器件领域需求广泛。目前生产电子级多晶硅最常用的方法是改良西门子法，该方法是用氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在还原炉内进行化学气相沉积反应，生成多晶硅沉积在还原炉内的硅芯上；还原炉内的硅芯一般放置在石墨夹头上，石墨夹头放置在电极上。目前行业内主要使用的是“山”字形状电极，在化学气相沉积反应的过程中，多晶硅在高温状态下持续沉积，会使得石墨夹头与还原硅棒间的应力持续增加，应力的增加会导致电极边缘处出现应力集中，进而会导致电极破损，不仅会造成硅棒倒塌等问题，且导致产品污染；而且，传统的石墨电极为一次性使用产品，且体积较大，很难重复使用，拆卸也更为困难，增加了使用成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种多晶硅生产用石墨-金属电极，主要目的在于降低电极的使用成本，增加电极的应力承载能力，提升生产的安全性和产品品质。

2、为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

3、本实用新型的实施例提供一种多晶硅生产用石墨-金属电极，包括:电极底座、电极卡环、石墨电极座和石墨电极头；

4、所述电极底座的内部具有冷却空间，用于对电极底座进行冷却；所述电极底座上具有容腔一，所述容腔一的开口向上；所述容腔一为台体形；所述容腔一的截面由下向上逐渐变大；

5、所述石墨电极座的外侧为柱体结构；所述石墨电极座上具有容腔二；所述容腔二的开口向上；所述容腔二为台体形；所述容腔二的截面由下向上逐渐变大；

6、所述石墨电极座能够放置在所述容腔一内；

7、所述电极卡环卡设在所述容腔一内，位于所述石墨电极座与所述电极底座之间；

8、所述石墨电极头的上部外侧为圆台结构；所述石墨电极头的上部具有容腔三，用于容纳和承载硅芯；所述石墨电极头的上部外侧的截面由下向上逐渐变小；所述石墨电极头的下部为台体结构；所述石墨电极头的下部的截面由上向下逐渐变小；所述石墨电极头的下部能够插装在所述电极底座上，与所述容腔二适配；

9、所述电极底座为金属材质；

10、所述电极卡环为金属材质。

11、进一步地，所述石墨电极头的下端与所述容腔二的底部具有缓冲间隙。

12、进一步地，所述冷却空间为冷却腔室，用于容纳冷却管道。

13、进一步地，所述冷却空间为冷却通道，用于冷却流体的流通或嵌入冷却管道。

14、进一步地，所述电极卡环的内壁与所述石墨电极座的外壁面接触；所述电极卡环的外壁与所述容腔一的内壁面接触；

15、所述电极卡环的上端较所述容腔一的上端高；所述电极卡环的上部的外侧具有凸起结构。

16、进一步地，所述电极卡环至少能够包裹覆盖所述石墨电极座的高度的1/2。

17、进一步地，所述容腔二为圆台形；

18、所述石墨电极头的下部为圆台形；

19、所述石墨电极头的上端面直径较下端面的直径大；

20、进一步地，所述石墨电极头的上部的锥面与轴线的夹角为10～40°。

21、进一步地，所述容腔一为圆台形；

22、所述石墨电极座的外侧为圆柱形。

23、所述石墨电极座的边缘为边角倒钝结构；

24、所述电极卡环的接触面的边缘为边角倒钝结构。

25、进一步地，所述电极底座采用铜、银、金、铂金中的至少一种；

26、所述电极卡环采用铜、银、金、铂金中的至少一种；

27、所述石墨电极座采用热等静压石墨材质；

28、所述石墨电极头采用热等静压石墨材质。

29、借由上述技术方案，本实用新型多晶硅生产用石墨-金属电极至少具有下列优点：

30、能够降低电极的使用成本，增加电极的应力承载能力，提升生产的安全性和产品品质。

31、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，包括:电极底座、电极卡环、石墨电极座和石墨电极头；

2.根据权利要求1所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的多晶硅生产用石墨-金属电极，其特征在于，

技术总结
本技术涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅生产用石墨‑金属电极，电极底座的内部具有冷却空间；电极底座上具有容腔一，容腔一的开口向上；石墨电极座的外侧为柱体结构；石墨电极座上具有容腔二；容腔二的开口向上；石墨电极座能够放置在容腔一内；电极卡环卡设在容腔一内，位于石墨电极座与电极底座之间；石墨电极头的上部外侧为圆台结构；石墨电极头的上部具有容腔三，用于容纳和承载硅芯；石墨电极头的上部外侧的截面由下向上逐渐变小；石墨电极头的下部为台体结构；石墨电极头的下部能够插装在电极底座上，与容腔二适配。采用本技术能够降低电极的使用成本，增加电极的应力承载能力，提升生产的安全性和产品品质。

技术研发人员：王阳,侯乐乐,张向上,田龙,梁振祥,王俊华
受保护的技术使用者：内蒙古大全新能源有限公司
技术研发日：20230509
技术公布日：2024/1/15