液态源汽化装置及汽化方法

近十年来，半导体技术的高速发展带动了国家重点支持的高新技术领域如：新能源（太阳能光伏）、电子信息产业（半导体集成电路、LED、平板显示、光纤）等领域的快速发展。在上述行业的产品生产制造工艺中，都必须经过一些制程的关键系统和服务，例如被称为"电子工业的血液"的超高纯（纯度超过99.9999%）气体和化学品系统。 高纯四氯化硅、四氯化锗等液态源是光纤、太阳能等高新技术领域中广泛应用的重要原料。光纤、太阳能电池制造工艺中化学品输送需要使用的输送设备是整个工业系统的关键，以光纤行业的SiCl4等液态源为例，四氯化硅的输送装置将直接影响到预制棒的光学性能，决定了整个系统能否生产出合格预制棒。 液态源在常温下蒸汽压很低，以液态存在，但必须转化为气态，才能参与工艺反应。液态源传统的汽化通常有蒸发或者气体鼓泡携带两种方式实现。两种方式通常是由终端用气量的多少来划分并选择，通常用气量多时采用蒸发方式，用气量少时采用鼓泡携带方式，两种方式单独使用。其中蒸发方式通常采用电加热或水浴加热的方式，使蒸发器中的液态源完成汽化。气体鼓泡携带方式伴随外部加热使携带气体鼓泡，鼓出的气体中掺杂少量液态源蒸汽输送到终端。此种方式需严格控制载气的品质和流量。对于同一工艺而言，终端需求的液态源用量并不是始终不变的，这就需要汽化装置能根据实际需求输出不同流量的化学品，但传统汽化装置无法实现两种方式的转化，应用上缺乏灵活性。 本项目具备四氯化硅的蒸发、温度控制、压力控制、液位控制、流量控制、混配气、系统吹扫等功能。针对已有技术存在的缺陷，充分考虑液态源化学品性质、温度、湿度变化对流量、品质和稳定性的影响，克服特殊液态源气化过程面临的挑战，不仅可以实现蒸发和鼓泡两种功能切换，同时在温度、液位、压力的控制上改进传统系统，为液态源的汽化提供了一种安全性好、可靠性高、操作性强的输送方法，最大程度的满足工艺的输送需求和品质。 此技术现已获得1项发明、3项实用新型授权，其中： 1、发明专利，液态源汽化装置及汽化方法，授权号：2011101304621； 2、实用新型专利，液态源的汽化补液装置，授权号：2011201609767； 3、实用新型专利，液态源汽化装置，授权号：2011201609748； 4、实用新型专利，一种液态源的汽化装置，授权号：2012200669445。 发表与项目相关的文章共3篇： 1）新型蒸发器在光纤预制棒生产中的应用，光纤与光缆，2009第2期； 2） 光纤预制棒制造用精密流体输送系统的设计，光纤与光缆，2010第4期； 3）高纯四氯化硅供应系统在光纤预制棒生产中的应用，多晶硅，2010年第1期； 输送领域的技术水平和国外有非常大的差距，本项目采用自主知识产权进行研发和生产，产品填补了国内同类产品的空白，与国外同类产品相比，具有国际领先水平，性能和整体稳定性均表现良好，具有很强的竞争优势。 超高纯流体输送技术的突破和批量生产，为我国研发和生产高性能的超高纯流体输送产品打下了坚实的基础，带动了我国超高纯流体输送技术的发展。