[发明专利]带有细丝夹持组件的化学气相沉积反应器

说明书

技术领域

本公开涉及适合在用于生产多晶硅棒的化学气相沉积反应过程中使用的方法和装置。

背景技术

在半导体工业中使用的高纯度硅通常通过被称为化学气相沉积(“CVD”)的过程来生产。将具有硅内含物的气体在反应仓室中加热至高温，使其分解并沉积元素硅。

多晶硅生产的一种广泛使用的方法被称为西门子方法。在这种方法中，将含硅气体例如单硅烷或三氯硅烷分解，并将多晶硅沉积在位于CVD反应器仓室内的电加热的高纯度细硅棒上。所述细硅棒有时被称为细丝、种晶棒或启动棒。硅沉积在细丝上，由此生长出直径更大的棒。将棒维持在通常为700℃至1100℃的高温下，以使气体分解并使硅沉积在棒的表面处。

在西门子过程中，细丝和得到的生长的多晶硅棒通常通过将电流沿着所述细丝或棒通过来进行电阻加热，以提供分解含硅气体所必需的热能。细丝被附连到电极，所述电极通过反应器的底板提供电力。电极通常包含铜并具有位于反应仓室内部的带外螺纹的顶部部分。电极通常通过被称为卡盘的中间碳零件连接到硅细丝。

在某些西门子型反应器中，卡盘具有带内螺纹的插口，所述内螺纹与电极的螺纹匹配。通过将卡盘拧在电极上，将它安装在反应器中，这是繁琐且耗时的过程。然后将细丝安放在由卡盘限定的其他插口中。这一过程为安装卡盘的操作人员带来问题，并且有时引起人体工学伤害。目前的卡盘排列方式可以减缓生长出的硅棒的收获，这是一个问题。在最常用款式的反应器中，在收获硅棒时，收获臂将硅棒直接向上拉出，这在硅棒和/或卡盘从与电极的连接摆脱之前对电极施加了应力。存在着损坏电极或引起硅棒在不希望的位置处断裂的可能性，这可能不利地影响反应器得率。因此，对有效地生长和收获硅棒而不损坏连接的电极或冒伤害操作人员的风险的方法和装置，存在着需求。此外，对用于生长硅棒的允许更快地收获和/或提高得率的方法和装置，存在着需求。

发明简述

本文中公开了硅反应器、组件和方法，其涉及在西门子型反应器中使用卡盘支撑元件作为电极与卡盘之间的中间零件。这种中间零件可以由铜或铜合金(例如铜铬合金)形成。所述中间零件可以具有与电极的螺纹部分匹配的带螺纹的孔。所述零件可以具有足够低的侧面(高度)以防零件过热，所述过热可能影响得率和质量。所述零件的外侧表面可以是逐渐变细的，并且尺寸被制造成使所述零件可以被接纳并牢固地安放在卡盘的匹配的腔中。所述零件和卡盘的表面可以通过机械加工形成。所述卡盘支撑元件可以保护电极螺纹的完整性。

包含这样的卡盘支撑元件避免了当将带螺纹的碳卡盘从带螺纹的电极取下时否则可能发生的对电极螺纹的损坏。包含这种中间零件能够使操作人员加快反应器的装载和卸载，提高电极的机械完整性，减小硅棒和电极上的应力，并可能增加收获的硅棒的平均长度。

从下面参考附图进行的详细描述，本发明的上述和其他特点和优点将变得显而易见。

附图简述

在所述图中：

图1是含有细丝夹持组件的西门子型反应器的竖直剖面示意图，每个所述细丝夹持组件包括在西门子型反应器中使用的卡盘和卡盘支撑元件。

图2是包括在西门子型反应器中使用的卡盘和卡盘支撑元件的细丝夹持组件的前部正视图。

图3是沿着图1中的线3--3获得的横截面图，另外示出了电极和一部分细丝。

图4是图1的卡盘支撑元件的前部正视图。

图5是图1的卡盘支撑元件的底部平面图。

详细描述

当在本文中使用时，没有具体数量的指称包括复数指称物，除非上下文明确指明不是如此。此外，当在本文中使用时，术语“包含”意味着“包括”。

当在说明书或权利要求书中使用时，除非另有指明，否则表述部件的数量或尺寸、百分率、温度、倍数等的所有数字，应该被理解为被术语“约”修饰。因此，除非另有含蓄或明确的指示，否则所提出的数值参数是近似值，其可能取决于所寻求的目标性质、在标准试验条件/方法下的检测极限或两者。当将实施方式与所讨论的现有技术直接且明确地进行区分时，除非叙述了单词“约”，否则实施方式的数字不是近似值。