本发明专利技术涉及一种用于经由化学气相沉积工艺在多个加热的硅棒上沉积多晶硅的西门子反应器的钟罩。该钟罩包括导热内壁，该内壁具有至少部分限定内部空间的内表面，该内部空间适于在其内接纳所述多个加热的硅棒。热辐射屏蔽位于内部空间中，该热辐射屏蔽与所述内壁的内表面大体上邻接并与该内表面处于相对的关系。所述热辐射屏蔽基本上不透过从在所述钟罩的内部空间中的所述多个加热的硅棒发出的热辐射。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括热辐射屏蔽的用于西门子反应器的钟罩
技术介绍
该部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求权利的本专利技术的各方面相关的本领域的各方面。相信该讨论对于向读者提供背景信息以利于更好地理解本专利技术的各方面是有帮助的。因此，应当理解，这些陈述是用于考虑到此来阅读的，并不是承认作为现有技术。高纯多晶态的硅(多晶硅)是用于制造电子元件和太阳能电池的原材料。它可通过硅源气体借助氢气的热分解或还原获得。本领域技术人员称该工艺为化学气相沉积(CVD)。多晶硅可在所谓的西门子反应器中生产。在这些CVD反应器中的元素硅的化学气相沉积发生在所谓的细棒的硅棒上。棒放置在西门子反应器的金属钟罩中，并电连接到电源上。当将电流供给棒时，这些棒通过电阻加热被加热到1000°C以上。包括氢气和硅源气体——例 如三氯硅烷——的反应气体被引入钟罩中。当气体混合物接触棒的表面时,气体混合物通过传导热传递被加热，使得在娃棒的表面上发生CVD反应。由于棒的温度高，在棒处转换成热能的大部分电能从棒的表面福射出来。来自于每个棒的热辐射的一部分变成入射到相邻的棒上并被该棒吸收，因此有助于棒的加热。反应气体能够透过热辐射，且因此热辐射的能量不会传递给反应气体。相反地，大部分热辐射到达西门子反应器的钟罩的金属壁。金属壁至少部分吸收入射的热辐射。在金属壁处的热量通过对流传递给穿过围绕金属壁的冷却管道流动的液体。将热从金属壁传递走防止了壁的腐蚀，机械地稳定了在压力下的壁，并防止了硅沉积在壁上。
技术实现思路
在一方面,描述了一种用于经由化学气相沉积工艺在多个加热的娃棒上沉积多晶硅的西门子反应器的钟罩，所述钟罩一般地包括导热内壁，该导热内壁具有至少部分限定内部空间的内表面，该内部空间适于在其内接纳多个加热的硅棒。在内部空间中的热辐射屏蔽与所述内壁的内表面大体上邻接并与该内表面处于相对的关系。热辐射屏蔽基本上不透过从在钟罩的内部空间中的多个加热的硅棒发出的热辐射。在另一方面,描述了一种在用于经由化学气相沉积工艺在多个加热的娃棒上沉积多晶硅的西门子反应器的钟罩中构造辐射屏蔽的方法，该方法一般地提供围绕钟罩的内壁的内表面的成至少一排的多个安装元件。所述内壁的内表面至少部分限定钟罩的内部空间，该内部空间适于接纳多个加热的硅棒。将多个热辐射屏蔽元件安装在安装元件上，使得热辐射屏蔽元件围绕钟罩的内壁的内表面相对于彼此并排设置。热辐射屏蔽元件基本上不透过在化学气相沉积工艺期间从在钟罩的内部空间中的多个加热的硅棒发出的热辐射。在再一方面，描述了一种减少西门子反应器中的由于在西门子反应器的钟罩的内部空间中的加热的硅棒发出的热辐射导致的热量损失的方法，该方法一般地包括向布置在西门子反应器的钟罩的内部空间中的娃棒供给电能。娃棒将电能转换成热能，从而娃棒发出热辐射。使用在钟罩的内部空间中的热辐射屏蔽反射和吸收从硅棒发出的热辐射。所述热辐射屏蔽固定成与钟罩的内壁成相对的关系。所述热辐射屏蔽基本上不透过从硅棒发出的热辐射。与上述方面相关的特征都存在各种改进之处。进一步的特征也同样可以结合在上述方面中。这些改进之处和附加特征可单独地或以任意组合存在。例如，下面结合示出的任一实施例讨论的各个特征都可单独地或以任意组合结合在上述方面的任一个中。附图说明图I是用于西门子反应器的改良钟罩的实施例的前视正视图；图2是沿图I的2-2线剖开的改良钟罩的纵剖图；图3是图2的纵剖图的局部放大视图，其中，屏蔽元件从钟罩移除；图4是图2的纵剖图的局部放大视图； 图5是图3的局部放大视图，示出固定在钟罩的内壁上的吊架；图6是钟罩的热辐射屏蔽元件的前视平面图；和图7是在图5中的热辐射屏蔽元件的端面正视图。具体实施例方式现在参考附图且尤其是参考图I至图3，用于西门子反应器的钟罩的一个实施例整体上由10指示。如本说明书中所使用的，术语“西门子反应器”广义上用于指在通过化学气相沉积(CVD)的多晶态的硅(多晶硅)的生产中使用的反应器。术语“西门子反应器”并不限于任何具体的反应器型号或制造商。钟罩10—般地包括金属内壁12 (图2和图3)，该金属内壁12是大体上圆柱形的且是导热的。内壁12具有敞开的底部和部分限定用于容纳多个硅棒(例如，高达12-18个棒，或者高达36个棒，或者甚至高达54个棒)的内部空间14的内表面。在工作过程中，硅棒(未示出)安装在反应器的底板(未示出)上，并向上延伸至内部空间14内。如本领域通常所知道的，硅棒电连接到电源(未示出)，以通过电阻加热将硅棒加热到1000°C或更高的温度。钟罩10还包括圆屋顶状顶部16 (图2)以及围绕内壁12的外表面和圆屋顶状顶部16的外表面的冷却套18，该圆屋顶状顶部16 —体地形成在内壁12的上部部分上，该冷却套18至少部分限定导管20。内壁12和圆屋顶状顶部16 —起限定内部空间14。如本领域通常所知道的，在CVD工艺中使用的反应气体——例如硅烷、氯硅烷、氢气和氯化氢——通过一个或更多个进气口(未示出)引入内部空间14内。在CVD工艺期间还未在硅棒上沉积的气体经由出气口(未示出)从内部空间去除。冷却套18包括一个或更多个入口(未示出)和一个或更多个出口(未示出)。冷却液体源(未示出)可流体连接到冷却套18的入口，用于连续地将液体输送至导管20。如本领域通常所知道的，在导管20中的流动冷却液体与金属内壁16热接触,从而由内壁吸收的所有入射的热辐射通过强对流热传递传递给冷却液体，并从反应器去除，而对于CVD工艺没有任何贡献。参考图2至图5，改良钟罩10还包括在内部空间14中的热辐射屏蔽，该热辐射屏蔽整体上由30指示。热辐射屏蔽30包括安装在内壁12上的多个屏蔽元件32。在示出的实施例中，屏蔽元件32呈大体上细长形的薄片或板的形式，该薄片或板并排地设置成上排和下排(图2)。在一个实施例中，屏蔽元件32可由硅形成。相信在CVD工艺期间由硅形成的屏蔽元件32不会污染硅棒。此外，在硅屏蔽元件32使用若干批次循环后，所述屏蔽元件可在后续处理一例如蚀刻一后作为低级别硅产品出售，或可再次循环使用。在一个示例中，屏蔽元件32可从通过合适的工艺——例如直拉生长——生长的准单晶棒上切割下来。在其它实施例中，屏蔽元件32可由其它含硅材料一例如二氧化硅、碳化硅、涂有碳化硅的碳复合材料一形成。屏蔽元件32还可由其它材料形成，包括不含硅的材料，这不脱离本专利技术的范围。屏蔽元件32的上排和下排中的每一排都跨越钟罩10的内壁12的基本上整个圆周，且上排和下排跨越内壁的从邻近钟罩10的敞开的底部到邻近钟罩的圆屋顶状顶部16的基本上整个高度。屏蔽30与内壁12的内表面区域的至少大部分相对或覆盖内壁12的内表面区域的至少大部分，并可覆盖内壁12的内表面区域的至少约80%，且更适合地覆盖内壁的内表面区域的至少约88%以及内壁和圆屋顶状顶部16的组合内表面的约67. 5%ο屏 蔽30可与内壁12的内表面区域的其它百分比相对或覆盖内壁12的内表面区域的其它百分比，这不脱离本专利技术的范围。此外，在其它实施例中，屏蔽30还可与圆屋顶状顶部16的一部分或大部分相对或覆盖圆屋顶状顶部16的一部分或大部分。在示出的实施例中(图2至图4)，屏蔽元件32安装在整体上由36指示的吊架(广义上安装元件)上，所述吊架固定在内壁12的内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·帕扎利亚，M·富马加利，M·库尔卡尼，
申请(专利权)人：MEMC电子材料有限公司，
类型：
国别省市：
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