[1]Изобретение относится к устройствам специально предназначенным для выращивания поликристаллического кремния, преимущественно путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки (основы).
[2]Известен реактор для получения стержней поликристаллического кремния фирмы «Ваккер» (Германия), содержащий охлаждаемый поддон, цилиндрический колпак, состоящий из наружной и внутренней рубашек охлаждения, средства для отвода и подвода охлаждающей среды, шпангоут для крепления колпака к поддону (Фалькевич Э.С. «Технология полупроводникового кремния». М.: Металлургия, 1992, с.218-219).
[3]В данном реакторе, учитывая высокое давление со стороны охлаждающей среды на внутреннюю рубашку охлаждения колпака реактора, она, для обеспечения прочности, выполняется толстостенной, что ведет к увеличению массы колпака реактора.
[4]Кроме того, при циркуляции охлаждающей среды в едином межрубашечном пространстве образуются застойные зоны в нижней части колпака, способствующие местному перегреву внутренней рубашки охлаждения.
[5]Наиболее близким аналогам является реактор для получения стержней поликристаллического кремния, содержащий охлаждаемый поддон, цилиндрический колпак, состоящий из наружной и внутренней рубашек охлаждения, направляющих ребер между ними и средства для отвода и подвода охлаждающей среды, шпангоут для крепления колпака к поддону (патент WO 2010083899, МПК С30В 33/035, 2010-07-29).
[6]Установка направляющих ребер на наружной поверхности внутренней рубашки охлаждения увеличивает ее поверхность и значительно улучшает теплопередачу между охлаждающей жидкостью и поверхностью рубашки, обеспечивает более равномерное распределение охлаждающей среды, но не исключает образование застойных зон.
[7]Давление на внутреннюю рубашку колпака реактора остается со стороны охлаждающей жидкости неизменным, и она остается толстостенной.
[8]Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение массы колпака реактора и улучшение условий охлаждения внутренней рубашки.
[9]Технический результат достигается за счет того, что в реакторе для получения стержней поликристаллического кремния, содержащем охлаждаемый поддон, цилиндрический колпак, состоящий из наружной и внутренней рубашек охлаждения и направляющих ребер между ними, средства для отвода и подвода охлаждающей среды и шпангоут для крепления колпака к поддону, наружная рубашка охлаждения выполнена из сегментов жестко связанных между собой и с внутренней рубашкой посредством направляющих ребер с образованием кольцевых каналов, переходящих с одного уровня на другой по спирали.
[10]Выполнение наружной рубашки из сегментов жестко связанных между собой и с внутренней рубашкой посредством направляющих ребер позволяет повысить прочность конструкции и за счет этого уменьшить толщину внутренней рубашки охлаждения и, соответственно, массу колпака.
[11]Образование кольцевых каналов увеличивает интенсивность отвода тепла, а переход их с одного уровня на другой по спирали обеспечивает равномерное распределение охлаждающей среды в межрубашечном пространстве колпака реактора, исключая появление застойных зон, что улучшает условия охлаждения.
[12]Описание предлагаемого реактора иллюстрируется чертежами, где
[13]на рис.1 показан общий вид реактора; на рис.2 - вид сверху; на рис.3 - разрез по А-А на рис.2; на рис.4 - вид Б на рис.3; на рис.5 - схема движения охлаждающей среды.
[14]Ректор для получения стержней поликристаллического кремния (рис.1, 2, 3) содержит охлаждаемый поддон 1, установленный на опорной конструкции, цилиндрический колпак 2, состоящий из внутренней рубашки охлаждения 3 и наружной рубашки охлаждения 4, направляющих ребер охлаждения 5. Наружная рубашка охлаждения состоит из сегментов 6. Сегменты 6 жестко связаны между собой и посредством направляющих ребер 5 с внутренней рубашкой 3 сваркой (рис.4). Конструкция снабжена средствами для подвода 7 и отвода 8 охлаждающей среды и шпангоутом 9 для крепления колпака к поддону 1. Между наружной, внутренней рубашками охлаждения и направляющими ребрами образованы кольцевые каналы 10, переходящие с одного уровня на другой по спирали (рис.5).
[15]Реактор работает следующим образом. На поддон 1 устанавливается цилиндрический колпак 2 и крепится посредством шпангоута 9 к поддону. Через средство подвода 7 охлаждающей среды (например, воды) она поступает под давлением в цилиндрические каналы, образованные сегментами 6 наружной рубашки охлаждения 4, стенкой внутренней рубашки охлаждения 3 и направляющими ребрами охлаждения 5 и, пройдя по спирали, сливается через средство для отвода 8 охлаждающей среды.
