本发明专利技术涉及一种保护用于沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置，其中在电极的电极固定器(1)和反应器的底板(3)之间的中间空间中设置密封体(2)，其中提供保护环(4)，所述保护环径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触底板，或者提供罩(6)，所述罩径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触电极固定器(1)，条件是如果除了保护环(4)之外，不提供其他径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)或接触电极固定器的保护体，则一体式或多块式保护环(4)横向接触电极固定器(1)并且由电绝缘材料构成，所述电绝缘材料在室温下的电阻率为大于109Ωcm，以及在室温下的导热率为大于10W/mK。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置
本专利技术涉及用于保护沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置。
技术介绍
高纯度的硅一般通过Siemens方法来生产。在这种情况下，含有氢和一种或多种含硅组分的反应气体通入到包括载体的反应器中，所述载体通过直流电流加热，Si以固体形式沉积在该载体上。作为含硅化合物，优选使用硅烷(SiH4)、一氯硅烷(SiH3Cl)、二氯硅烷(SiH2Cl2)、三氯硅烷(SiHCl3)、四氯硅烷(SiCl4)或其混合物。每个载体通常由两个细丝棒和一个桥组成，所述桥通常连接相邻棒的自由端。大多数情况下所述丝棒由单晶硅或多晶硅制成，少数情况下使用金属或合金或碳。将丝棒垂直插入到位于反应器底部的电极中，借此建立电极固定器与电源的连接。高纯度的硅沉积在被加热的丝棒上和水平桥上，使得丝棒的直径随时间增加。达到想要的直径之后，停止过程。通过特定的通常由石墨制成的电极将硅棒保持在CVD反应器中。在每种情况下，两个在电极固定器上具有不同的极化电压的丝棒在另一个细棒端通过桥连接以形成闭合电路。用于加热细棒的电能由电极和其电极固定器提供。从而细棒的直径增加。同时，电极从其电极端开始生长成硅棒的棒芯(rodbase)。在硅棒达到想要的设定的直径之后，结束沉积过程，冷却并取出硅棒。在这种情况下，保护引入到底板的电极固定器尤其重要。为此，提出了使用电极密封保护体，该电极密封保护体的装配和形状以及所使用的材料是尤其重要的。在伸到沉积系统的电极固定器头和底板之间有环状体。所述环状体有两个作用：密封电极固定器的引线(feed-through)和使电极固定器与底板电绝缘。由于CVD反应器中高的气体空间温度，对密封体进行热保护是必要的。不充分的热保护效果导致密封体被灼烧使得其过早损耗，密封体热诱导流动，反应器漏电，电极固定器和底板之间的最小距离下降，以及烧焦的密封体出现接地故障。接地故障或漏电导致沉积系统失效，因此沉积过程被终止。这导致产率下降以及成本增加。因此提出了保护体以保护该密封体。US20110305604A1公开了通过由石英制成的保护环来保护电极的密封体防止受到热应力。反应器底部具有特殊的构造。反应器底部包括第一区和第二区。所述第一区由面向反应器内部的板和带有喷嘴的中间板形成。反应器底部的第二区由所述中间板和底板形成，所述底板带有用于丝极(filaments)的供电连接。将冷却水送入以此方式形成的第一区中，以冷却反应器底部。丝极本身位于石墨适配器中。该石墨适配器嵌入在石墨夹环中，石墨夹环通过石英环与板合作。用于丝极的冷却水连接可以配置成快速安装的联结器(quick-fitcouplings)的形式。WO2011116990A1描述了具有石英盖环的电极固定器。处理室单元由接触夹紧单元(contactandclampingunit)、基础元件(baseelement)、石英盖盘和石英盖环组成。所述接触夹紧单元由多个接触元件组成，所述多个接触元件可彼此移动，并形成细硅棒的接收空间。接触夹紧单元可引入到基础元件相应的接收空间中，在引入到基础元件的过程中细硅棒的接收空间变得更窄，从而该棒被牢固地夹紧并电接触。基础元件也具有更低的隔室以接收引线单元的接触头。石英盖盘具有中心开口以引入引线单元的接触头。石英盖环的尺寸使得其可至少部分径向包围位于CVD反应器的处理室内的引线单元区域。石英具有低的导热率，然而在沉积条件下这些组件变得太热以至于在高温下在它们的表面上生长薄硅层。在这些条件下，硅层变得具有导电性，这导致接地故障。WO2011092276A1描述了一种电极固定器，其中在电极固定器和底板之间的密封元件受到环绕其的陶瓷环的保护以防止其受到热影响。多个电极被固定在反应器底部。电极带有丝棒，所述丝棒位于电极体中，经过丝棒发生向电极或丝棒供应电流。电极体自身通过多个弹性元件在反应器底部的上侧方向上被机械预加应力。径向环绕的密封环安装在反应器底部的上侧和电极体的环之间，所述电极体的环平行于底部上侧。密封元件自身在反应器底部的上侧和与其平行的电极体环之间的区域中受到陶瓷环的保护。US20130011581A1公开了一种保护CVD反应器中的电极固定器的装置，其包括在由导电材料制成的电极固定器上的适于容纳丝棒的电极，在电极固定器和被密封材料密封的底板之间的中间空间，所述电极固定器在底板的凹槽中，所述密封材料受到保护体的保护，由一体或多块构成，环状围绕电极，所述保护体在电极固定器的方向上至少部分高度增加。围绕电极固定器同心提供几何体，它们的高度随着离电极固定器的距离增加而减少。所述保护体也可以是一体式。该装置用于对电极固定器的密封绝缘体进行热保护，并且对沉积的多晶棒的棒芯处进行流动影响，以正面影响循环(overturning)的发生。在WO2011092276A1和US20130011581A1的装置中，虽然在电极固定器和底板之间的密封体受到热保护，但是可能发生接地故障。短路使得不再为棒加热供应电流，从而导致过程突然终止。棒不能达到想要的最终直径。更细的棒使得系统产量下降，导致成本更高。这些问题产生了本专利技术的目的，即提供有效保护以防止接地故障，以及对密封体进行热屏蔽。
技术实现思路
本专利技术的目的通过一种用于保护沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置来实现，其中在电极的电极固定器(1)和反应器的底板(3)之间的中间空间中设置密封体(2)，其中提供保护环(4)，所述保护环(4)径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触底板，或者提供罩(6)，所述罩(6)径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触电极固定器(1)，条件是如果除了保护环(4)之外，不提供其他径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)或接触电极固定器的保护体，则一体式或多块式保护环(4)横向接触电极固定器(1)并且由电绝缘材料构成，所述电绝缘材料在室温下的电阻率为大于109Ωcm，优选大于1011Ωcm，以及在室温下的导热率为大于10W/mK，优选大于20W/mK。在本专利技术的装置以及下面详述的实施方案中，所提供的保护环/罩的构造使得电极固定器或密封体与保护体/罩之间的至少部分底板受到保护。这防止硅碎片落到保护环和电极固定器之间，并且能够使电极固定器与底板之间形成电绝缘。这是现有技术中观察到的接地故障的起因。优选地，所述装置提供保护环(4)以及罩盘(5)，所述罩盘承载于电极固定器(1)上，保护环(4)和罩盘(5)之间没有接触，罩盘(5)从上面保护保护环(4)，在保护环(4)和罩盘(5)之间具有至少5mm的距离。优选地，在所述装置中，提供保护环(4)以及罩盘(5)，所述罩盘(5)承载于保护环(4)上，罩盘(5)不接触电极固定器(1)，罩盘(5)或保护环(4)由电绝缘材料构成，所述电绝缘材料在室温下的电阻率为大于109Ωcm，优选大于1011Ωcm，以及在室温下的导热率为大于10W/mK，优选大于20W/mK。优选地，所述装置不具有保护环(4)，仅具有罩(6)，所述罩(6)接触底板(3)和电极固定器(1)，罩(6)同时从横向和从上面接触电极固定器，罩(6)由电绝缘材料构成，所述电绝缘材料在室温下的电阻率为大于109Ωcm，优选大于1011Ωcm，以及在室温下的导热率本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于保护沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置，其中在电极的电极固定器(1)和反应器的底板(3)之间的中间空间中设置密封体(2)，并且其中提供保护环(4)，所述保护环(4)径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触所述底板，或者提供罩(6)，所述罩(6)径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触电极固定器(1)，条件是如果除了保护环(4)之外，不提供其他径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)或接触电极固定器的保护体，则一体式或多块式保护环(4)横向接触电极固定器(1)并且由电绝缘材料构成，所述电绝缘材料在室温下的电阻率为大于109Ωcm，以及在室温下的导热率为大于10W/mK。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.20 DE 102013204926.91.用于保护沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置，其中在电极的电极固定器(1)和反应器的底板(3)之间的中间空间中设置密封体(2)，并且其中提供保护环(4)，所述保护环(4)径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触所述底板，并且提供罩盖(7)，所述罩盖(7)承载于电极固定器(1)上但不接触底板(3)，其中罩盖(7)设置在保护环(4)之上但不接触保护环。2.根据权利要求1所述的装置，其中罩盖(7)包含在朝底板(3)的方向下拉的边缘，使得罩盖(7)和保护环(4)在垂直方向上重叠。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中罩盖(7)和保护环(4)之间的距离是3-40mm。4.根据权利要求1所述的装置，其中罩盖(7)和底板(3)之间的距离大于5mm。5.用于保护沉积多晶硅的反应器中的电极密封的装置，其中在电极的电极固定器(1)和反应器的底板(3)之间的中间空间中设置密封体(2)，并且其中提供保护环(4)，所述保护环(4)径向环绕电极固定器(1)和密封体(2)，并且接触所述底板，并且提供罩(6)，所述罩(6)从横向和从上面都接触电极固定器(1)，其中罩(6)和底板(3)之间没有接触，其中保护环(4)相对于罩(6)横向偏移，所述保护环(4)填补罩(6)和底板(3)之间的横向间隙。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述罩(6)在垂直方向上可移动，并且保护环(4)和罩(6)由电绝缘材料构成，所述电绝缘材料在室温下的...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·克劳斯，A·黑根，C·库察，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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