[发明专利]用于化学气相沉积系统的夹具及其相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造半导体材料的化学气相沉积（chemical vapor deposition；CVD）系统，所述半导体材料可用作光伏系统的组件。更具体而言，本发明可涉及改进的夹具以及在化学气相沉积过程中包括改进的夹具的系统和方法。

背景技术

Yatsurugi等人在美国专利第4,147,814号中公开一种制造具有一致的截面形状的高纯度硅棒的方法。

Gilbert等人在美国专利第5,277,934号中公开一种在多晶硅的制造过程中用于保护起动细丝（starter filament）的石墨夹具的方法。

Chandra等人在美国专利6,284,312B1中阐述一种用于多晶硅的化学气相沉积的方法及装置，所述美国专利出于所有目的而以引用方式全文并入本文中。

Gum等人在国际公开第WO2010/0008477号中公开了一种在化学气相沉积反应器中用于管细丝的夹具及桥接点。

发明内容

本发明的一个或多个方面涉及一种夹具，所述夹具可用于化学气相沉积系统中。所述夹具可具有第一部分，所述第一部分包括井及细丝通道。所述夹具通常也具有第二部分，所述第二部分具有电极通道。在本发明的某些构造中，所述井可由从所述井的底面沿圆周延伸至所述第一部分的端部的多个板条界定而成。所述多个板条中的每一个均可通过窗口分开，且在本发明的另外某些构造中，每一窗口可至少部分地沿相邻板条的长度延伸。在本发明的某些构造中，所述夹具可具有圆柱形本体。在本发明另外的构造中，所述井可同轴地设置于所述本体中，并在某些情形中至少部分地由沿圆周围绕所述井的壁界定而成。在本发明的一个或多个构造中，所述夹具可包括沿圆周围绕所述井而设置的多个狭槽。所述多个狭槽中的每一个均可被构造成基本上沿所述井的长度延伸。在本发明另外的构造中，所述井、所述细丝通道及所述电极通道可沿所述夹具的纵轴同轴地设置。

本发明的一个或多个方面可涉及一种化学气相沉积系统。所述化学气相沉积装置可包括：夹具，其具有截头圆锥形部及第一接触部，所述截头圆锥形部具有细丝通道并同轴地围绕柱形井；以及细丝，其端部被固定在所述细丝通道中。通常所述柱形井的井直径大于所述细丝通道的细丝直径。所述化学气相沉积系统还包括第二夹具，所述第二夹具在本发明的某些构造中可具有第二细丝通道及沿圆周围绕第二井的第二截头圆锥形部。所述细丝可将其第二端部固定在所述第二细丝通道中。在本发明的某些构造中，所述细丝通过所述第一接触部及所述第二夹具的第二接触部电连接至电流源。所述第一截头圆锥形部与所述第二截头圆锥形部中的任一个或两个可分别具有将所述井的内部空间流体连接至所述第一夹具或所述第二夹具的外部环境的多个窗口。所述多个窗口中的每一个均可基本上沿所述井的至少一部分延伸并可平行于所述截头圆锥形部的纵轴。

本发明的一个或多个方面可涉及一种制造半导体棒的方法。所述制造半导体棒的方法可包括：将第一夹具固定在气相沉积反应器中，所述第一夹具具有第一细丝通道及同轴地围绕第一柱形井的第一截头圆锥形部；将第二夹具固定在所述气相沉积反应器中，所述第二夹具具有第二细丝通道及同轴地围绕第二柱形井的第二截头圆锥形部；将细丝的第一端部固定在所述第一细丝通道中，并将所述细丝的第二端部固定在所述第二细丝通道中；将至少一种半导体前体化合物引入至所述气相沉积反应器中；以及使电流流经所述细丝以将所述细丝加热至反应温度，从而促进所述至少一种半导体前体化合物的至少一部分在所述被加热的细丝上转变成半导体。在根据本发明方法的某些变型例中，所述第一夹具可具有围绕所述柱形井设置的多个窗口。

附图说明

附图未按比例绘制。在附图中，以相似的附图标记代表在各个附图中所图示的每一相同或近乎相同的组件。为清晰起见，可不将所有组件标注于每一附图中。

在附图中：

图1是图示化学气相沉积系统的一部分的横截面的示意图，所述化学气相沉积系统可用于实施本发明的一个或多个方面；

图2是图示根据本发明一个或多个实施例的夹具的立体图的示意图；

图3是图示根据本发明另外一个或多个实施例的夹具的立体图的示意图；

图4是根据本发明一个或多个实施例的如图3所示意性图示的夹具的纵向横截面的示意图；

图5是根据本发明一个或多个实施例的如图3所示意性图示的夹具的第一部分的端部的立体图的示意图；

图6A图示用于制造多晶硅半导体材料的传统现有技术的夹具的温度分布；