具有加強(qiáng)偏移容差的反應(yīng)器細(xì)絲組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于CVD硅沉積反應(yīng)器的管狀細(xì)絲組件，其通過(guò)在管狀細(xì)絲的頂部和/或底部與匹配于橋和/或支撐卡盤(pán)的成型部件之間形成的可滑動(dòng)的連接，提供了豎直管狀細(xì)絲連貫和低電阻的連接，使得該連接至少對(duì)豎直細(xì)絲和/或水平連橋的傾斜角度的小變化不敏感。所述成型部件可以并入橋和/或卡盤(pán)中或獨(dú)立的且與橋和/或卡盤(pán)匹配。本發(fā)明描述了許多不同的實(shí)施方式。
【專利說(shuō)明】具有加強(qiáng)偏移容差的反應(yīng)器細(xì)絲組件
[0001]發(fā)明人
[0002]Aaron D.Rhode
[0003]Keith H.Balleng
[0004]相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0005]本申請(qǐng)要求2014年I月29日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/166879的優(yōu)先權(quán)，并將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0006]本發(fā)明涉及硅沉積CVD反應(yīng)器，具體地，涉及一種使用豎直硅管絲的CVD反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0007]化學(xué)氣相沉積(CVD)是用于生產(chǎn)高純度、高性能固體材料的化學(xué)工藝。該工藝通常用于半導(dǎo)體和光伏行業(yè)以生產(chǎn)高質(zhì)量的硅材料。在常規(guī)的CVD工藝中，將棒結(jié)構(gòu)暴露于一種或多種揮發(fā)性前驅(qū)體中，該前驅(qū)體在棒表面反應(yīng)和/或分解以制得想要的沉積物。經(jīng)常地，也產(chǎn)生了揮發(fā)性副產(chǎn)品，其可以通過(guò)氣流流經(jīng)CVD反應(yīng)器中的反應(yīng)室去除。
[0008]西門(mén)子法是一種用于在化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器中通過(guò)沉積制備固體材料(例如多晶硅)的方法。當(dāng)使用西門(mén)子法生產(chǎn)多晶硅時(shí)，多晶硅沉積在反應(yīng)器中一根或多根高純度細(xì)硅棒上，也稱為“細(xì)棒(slim rods)”。通常地，所述細(xì)棒必須加熱至高溫以便能夠沉積。根據(jù)西門(mén)子法，將電流經(jīng)過(guò)細(xì)棒以提升其溫度至約1000°C，且一些情況下溫度至1200°C。
[0009]因?yàn)檫@些細(xì)棒由高純度的硅制造，在室溫下細(xì)棒相應(yīng)的電阻極高。因此，在CVD過(guò)程的起始階段需要很高的起始電壓來(lái)啟動(dòng)電流。通常地，最初需要向該棒施加大約數(shù)千伏的高電壓。由于該高電壓，小電流可以開(kāi)始流經(jīng)細(xì)棒。該電流在細(xì)棒中產(chǎn)生熱量，降低該棒的電阻，且促使更高的電流以產(chǎn)生更多的熱量。隨著該棒加熱至想要的溫度，施加的電壓相應(yīng)地降低。
[0010]通常的“西門(mén)子”型多晶硅CVD反應(yīng)器如圖1所示，這是從美國(guó)專利號(hào)6，284，312(該專利的全部都將通過(guò)引用并入本文中)的圖1復(fù)制得到。一般地，多晶硅棒是在西門(mén)子CVD反應(yīng)器100中通過(guò)氣態(tài)硅化合物(如單硅烷或氯硅烷(例如三氯甲硅烷))在硅細(xì)棒(也稱為起始物“細(xì)絲(fi lament)，’)上熱裂解產(chǎn)生。所述CVD反應(yīng)器100包括反應(yīng)室24，該反應(yīng)室由基板23和外殼界定或具有基板23和外殼(外殼通常稱為“鐘罩”17以保護(hù)基板23)。該鐘罩17可以由石英和/或金屬(如任意各種級(jí)別的不銹鋼合金)構(gòu)成。
[0011]在圖1所示的例子中，該室包括發(fā)夾結(jié)構(gòu)的細(xì)棒絲組件，是水平連橋12連接的兩個(gè)豎直細(xì)絲11的形式。當(dāng)暴露于含硅的氣體中，該細(xì)絲通過(guò)流經(jīng)的電流進(jìn)行加熱，從而使得硅13沉積在細(xì)絲上。此外，引電器19(electrical feedthroughs)和氣體進(jìn)口20與出口21分別可以并入基板23中。觀察口 22可以提供內(nèi)部的目視檢查。
[0012]CVD反應(yīng)器中傳統(tǒng)的細(xì)棒絲之間的連接，以及所述豎直細(xì)絲11與相應(yīng)的支撐卡盤(pán)之間的連接對(duì)保持反應(yīng)器100中的電連接是很重要的。關(guān)于卡盤(pán)和細(xì)絲的連接，公知的連接機(jī)制是利用螺絲(screws)、螺釘(bo 11 s)和夾子(clamps)等。豎直細(xì)絲11和水平連橋12之間公知的連接由每個(gè)豎棒頂部的凹槽(groove)或鍵槽(key slot)形成?？梢栽谒竭B橋12的末端形成小型沉孔(counter bore)或整合構(gòu)件(conforming figment)，使得可以正好壓入凹槽以連接兩個(gè)豎直細(xì)棒11。
[0013]如美國(guó)專利號(hào)6，284，312中所描述的，如圖2A和2B所示，已經(jīng)利用大直徑的豎直的硅管狀細(xì)絲代替細(xì)棒。在圖2A和2B中，圖1中的豎直細(xì)絲11被豎直的柱形管狀細(xì)絲200代替，其通過(guò)放在豎直的管狀細(xì)絲200頂部的平面硅橋202連接。為了圖的清晰，圖2A表示了從管200升起的橋202的管狀細(xì)絲組件，而圖2B表示了圖2A的裝置中橋202放在豎管200的頂部。
[0014]管狀細(xì)絲相比傳統(tǒng)的細(xì)棒絲提供了很多優(yōu)勢(shì)。由于管狀細(xì)絲200具有更高的表面積，硅將以更快速度進(jìn)行沉積。此外，在理想的條件下，管狀細(xì)絲之間增加的整體連接表面積使得連接中電阻減少，從而初始必須克服的總電阻更低。因此，相比于圖1所示的傳統(tǒng)細(xì)棒發(fā)夾結(jié)構(gòu)，引發(fā)電流經(jīng)過(guò)圖2B所示的管狀細(xì)絲發(fā)夾結(jié)構(gòu)所需的電壓更低。
[0015]然而，條件并不總理想。例如，細(xì)絲頂部可能切的不完全平坦或不垂直于它們的中心線。此外，所述細(xì)絲可能不完全等高。CVD反應(yīng)器中由通過(guò)頂部的平面硅橋連接的兩個(gè)豎直圓柱硅組成的發(fā)夾細(xì)絲組件的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，發(fā)夾組件的部件之間維持充足的電連接有時(shí)是很困難的，通常得到有缺陷的結(jié)果。當(dāng)管的頂部精確地形成相同水平面時(shí)該連接方法將表現(xiàn)最好。該情況下任意變化可以導(dǎo)致橋失去平面的面對(duì)面連接，使得橋只能以點(diǎn)接觸放在一個(gè)或兩個(gè)管上。結(jié)果是電流將傾向于只流過(guò)管頂部和橋接觸的點(diǎn)，導(dǎo)致更高電阻和可能的局部發(fā)熱的問(wèn)題。
[0016]圖2C為在理想情況下圖2A的發(fā)夾細(xì)絲組件的側(cè)視圖。圖2D表示了相同的細(xì)絲組件，而右邊豎直圓柱傾斜2°。注意圖2D中平面橋202如何僅連接小部分的右邊圓柱頂部。相似地，圖2E為當(dāng)圖2A中細(xì)絲組件其中一個(gè)圓柱比另一個(gè)長(zhǎng)約1.5%時(shí)的側(cè)視圖。再一次，所述平面橋202連接僅部分的更長(zhǎng)的圓柱頂部。此外，平面橋202連接僅部分的更短的圓柱頂部。
[0017]在這些不理想的情況下，由很小的缺陷，將引起橋和圓柱的連接電阻大幅增加。如果電源配置為僅提供在理想情況下足夠加熱細(xì)絲的電壓，然后當(dāng)出現(xiàn)如圖2D或圖2E的不理想情況時(shí)，電源不能提供足夠的電壓以啟動(dòng)細(xì)絲加熱過(guò)程。
[0018]進(jìn)一步地，在該不理想情況下，橋和圓柱連接附近的電流分布非常不均勻，其導(dǎo)致不均勻的加熱和熱應(yīng)力，以及硅在連接區(qū)域中不均勻的沉積，因此減少連接的強(qiáng)度和壽命。額外的熱應(yīng)力甚至可以導(dǎo)致橋的故障和硅沉積過(guò)程的提前終止。
[0019]因此，需要的是用于CVD硅沉積反應(yīng)器的管狀細(xì)絲組件以在細(xì)絲組件的部件之間提供連貫和低電阻連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[°02°] 本發(fā)明提供了一種用于CVD娃沉積反應(yīng)器的管狀細(xì)絲組件(tubular filamentassembly)，該組件通過(guò)在任一連接中包括成型部件(shaped element)，使得連接至少對(duì)豎直圓柱和/或水平連橋(horizontal bridge)的傾斜角的小變化不敏感以在細(xì)絲組件的部件之間提供連貫和低電阻連接。結(jié)果圓柱和橋的連接電阻減少，且電流在圓柱和橋的連接區(qū)域更均勻分布，其使得加熱和熱應(yīng)力更均勻，以及硅在連接區(qū)域更均勻的沉積，因此增加連接的強(qiáng)度和壽命。
[0021]所述成型部件可以并入硅橋或卡盤(pán)。所述成型部件可以成形為球體的部分，或可以切成斜角(beveled)或倒角(chamfered)形成近似球體部分的形式。
[0022]本發(fā)明的一方面提供了一種用于多晶硅的批量生產(chǎn)的CVD反應(yīng)器，其包括配置有第一細(xì)絲支持卡盤(pán)(first filament support chuck)和第二細(xì)絲支持卡盤(pán)的基板;連接所述基板的外殼，以形成沉積室；和細(xì)絲組件。所述細(xì)絲組件包括第一管狀硅絲(firsttubular silicon filament)，所述第一管狀娃絲為豎直定向的，且具有與所述第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)電連接的底端;第二管狀硅絲，所述第二管狀硅絲為豎直定向的，且具有與所述第二細(xì)絲支撐卡盤(pán)電連接的底端;配置于與所述第一管狀硅絲和第二管狀硅絲的頂端電連接的水平連橋;和具有圍繞成型部件中心軸的周面(peripheral surface)的成型部件。所述成型部件的周面為傾斜的或彎曲的，以致當(dāng)將所述周面設(shè)置于臨近所述第一管狀硅絲的頂端或底端時(shí)，在所述第一管狀硅絲的頂端或底端周邊形成可滑動(dòng)的接觸區(qū)域，當(dāng)所述成型部件的中心軸和所述第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少50 %所述接觸區(qū)域。
[0023]本發(fā)明的另一方面提供了一種配置于本發(fā)明的CVD反應(yīng)器中批量生產(chǎn)多晶硅的細(xì)絲組件。
[0024]本發(fā)明的另一方面提供了一種配置于電連接用于本發(fā)明的CVD反應(yīng)器中的細(xì)絲組件的第一豎直管狀硅絲和第二豎直管狀硅絲的頂端的水平細(xì)絲連橋。所述水平細(xì)絲連橋包括水平連橋和臨近所述水平連橋的第一末端的成型部件，所述成型部件具有圍繞該成型部件的中心軸的周面，所述周面為傾斜的或彎曲的，以致當(dāng)將所述周面設(shè)置于所述第一管狀硅絲的頂端上時(shí)，在所述第一管狀硅絲的頂端周邊形成可滑動(dòng)的接觸區(qū)域，當(dāng)所述成型部件的中心軸和所述第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少50 %所述接觸區(qū)域。
[0025]此處描述的特征和優(yōu)點(diǎn)并不完整，特別地，在附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求基礎(chǔ)上，許多其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員才會(huì)明晰。此外，需要注意的是說(shuō)明書(shū)中使用的語(yǔ)言主要出于可讀性和指導(dǎo)的目的而進(jìn)行的選擇，但不限制發(fā)明主題的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為表示現(xiàn)有技術(shù)中西門(mén)子CVD硅沉積反應(yīng)器的剖視圖；
[0027]圖2A為圖1相似的CVD反應(yīng)器的剖視圖，但包括由兩個(gè)豎直細(xì)絲和平面連橋組成的硅絲組件，為了圖的清晰，平面連橋升起在豎直細(xì)絲上方；
[0028]圖2B為圖2A相似的剖視圖，但顯示了平面水平連橋放在豎直細(xì)絲的頂部；
[0029]圖2C為理想情況下圖2B的硅絲組件的側(cè)視圖；
[0030]圖2D為細(xì)絲之一傾斜2°的非理想情況下圖2B的硅絲組件的側(cè)視圖；
[0031]圖2E為細(xì)絲之一比另一個(gè)長(zhǎng)約1.5%的非理想情況下圖2B的硅絲組件的側(cè)視圖；
[0032]圖3為說(shuō)明本發(fā)明基本概念的實(shí)施方式的側(cè)視圖其中豎直細(xì)絲頂端邊緣為方形切割的；
[0033]圖4為說(shuō)明本發(fā)明基本概念的實(shí)施方式的側(cè)視圖其中豎直細(xì)絲頂端邊緣包括向內(nèi)彎曲的倒角(inwardly curved chamfer)；
[0034]圖5A為一種實(shí)施方式中平面水平連橋和豎直細(xì)絲頂端之間的連接的側(cè)視圖，其中，在水平連橋中形成圓的、彎曲的凹槽，且該豎直細(xì)絲的向內(nèi)倒角的頂部靠著該圓槽(circular groove)內(nèi)壁；
[0035]圖5B為圖5A的平面水平連橋和豎直細(xì)絲之間的連接的側(cè)視圖，其中，水平連橋順時(shí)針傾斜2° ；
[0036]圖5C為圖5A的平面水平連橋和豎直細(xì)絲之間的連接的側(cè)視圖，其中，水平連橋逆時(shí)針傾斜2° ；
[0037]圖6A為圖5A的平面水平連橋的一個(gè)末端的截面圖；
[0038]圖6B為從圖5A的平面水平連橋底部的透視圖；
[0039]圖7A為一種實(shí)施方式中平面水平連橋和豎直細(xì)絲頂端之間的連接的側(cè)視圖，其中，在水平連橋中形成圓槽，且豎直細(xì)絲的向外倒角的頂端靠著圓槽的彎曲外壁；
[0040]圖7B為一種實(shí)施方式中平面水平連橋和豎直細(xì)絲頂端之間的連接的側(cè)視圖，其中，具有向內(nèi)彎曲的外壁的圓形延伸部從水平連橋向下延伸，且豎直細(xì)絲的向內(nèi)倒角的頂端靠著圓形延伸部的彎曲外壁；
[0041]圖7C為一種實(shí)施方式中平面水平連橋和豎直細(xì)絲頂端之間的連接的側(cè)視圖，其中，橋的圓環(huán)部分從水平連橋向下延伸，圓環(huán)部分包括含彎曲壁的中心凹處(centralrecess)，且豎直細(xì)絲的向外倒角的頂端靠著中心凹處的彎曲外壁；
[0042]圖7D為一種實(shí)施方式中平面水平連橋和豎直方形管狀細(xì)絲的頂端之間的連接的側(cè)視圖，其中，橋延伸部成型為水平圓柱(horizontal cylinder)的部分并從橋向下延伸，從而靠著矩形管的彎曲的上邊緣。
[0043]圖8為豎直細(xì)絲和卡盤(pán)之間的連接的側(cè)視圖，其中，豎直細(xì)絲的向內(nèi)倒角的底端靠著卡盤(pán)的圓形部分(從卡盤(pán)向上延伸的)的向外彎曲的圍壁；
[0044]圖9為圖8中卡盤(pán)的透視頂視圖；
[0045]圖1OA為一對(duì)豎直細(xì)絲的側(cè)視圖，其中成型部件的彎曲外壁靠著它們向內(nèi)凹倒角的頂端，所述成型部件通過(guò)獨(dú)立的連接部件與水平連橋連接；
[0046]圖1OB為成型部件的截面圖，其具有靠著豎直細(xì)絲方形切割的頂端(squarecuttop)的平坦倒角的外壁；
[0047]圖11為一對(duì)豎直細(xì)絲的側(cè)視圖，其中成型部件的彎曲外壁靠著向內(nèi)倒角的頂端，所述成型部件通過(guò)從水平連橋向下延伸的連接部分與水平連橋直接連接；
[0048]圖12A為類似圖11的一種實(shí)施方式的側(cè)視圖，除了通過(guò)成型部件圓凸的延伸部和水平連橋末端的彎曲缺口之間的接觸，使水平連橋與成型部件直接連接；
[0049]圖12B至12D分別為圖12A中水平連橋按比例繪制(drawn-to-scale)的側(cè)視圖、底視圖、側(cè)截面圖(side sect1nal)和端視圖；
[0050]圖12F至12H分別為圖12A中成型部件的底視圖、剖視圖和按比例繪制的側(cè)視圖；
[0051]圖13A和13B分別為適于形成類似圖12F至12H中的成型部件的模具坩禍(moldcr u c i b I e)的頂視圖和按比例繪制的側(cè)截面圖；
[0052]圖13C和13D分別為類似13A和13B中模具坩禍的頂視圖和按比例繪制的側(cè)截面圖，
但具有更薄的基底。
[0053]圖13E為豎直細(xì)絲的頂視圖，其頂部連著細(xì)絲種子(filament seed)且向下落入圖13A和圖13B的模具中，使得成型部件可以直接在細(xì)絲末端上形成；以及
[0054]圖13F為水平連橋的側(cè)視圖，其末端落入模具中使得成型部件可以直接在水平連橋末端上形成。
【具體實(shí)施方式】
[0055]本發(fā)明為設(shè)計(jì)用于CVD硅沉積反應(yīng)器中的管狀細(xì)絲組件，該組件通過(guò)在任一連接或兩個(gè)連接(優(yōu)選為每一連接)中都包括成型部件以在細(xì)絲部件之間提供連貫和低電阻連接。這樣使得連接至少對(duì)細(xì)絲部件(例如豎直的細(xì)絲和/或水平連橋)的傾斜角的小變化不敏感。所述成型部件可以并入橋中或支撐細(xì)絲的卡盤(pán)中。
[0056]本發(fā)明的CVD反應(yīng)器也包括圖2A中表示的反應(yīng)器中出現(xiàn)的組分。引電器19并入基板23，且包括氣體進(jìn)口 20和氣體出口 21。在一些實(shí)施方式中它們并入基板23。一些實(shí)施方式中還包括提供內(nèi)部的目視檢查的觀察口22。在多種實(shí)施方式中，外殼17為石英鐘罩(quartzbell jar)，且反應(yīng)器還可以包括室蓋24(chamber cover)，鐘罩支架16和鐘罩與室蓋24之間的加熱器18。
[0057]本發(fā)明的反應(yīng)器還包括細(xì)絲組件，其含有細(xì)絲支撐卡盤(pán)支撐的2個(gè)空心的豎直細(xì)絲。所述豎直細(xì)絲在它們頂部通過(guò)水平連橋連接。在一些實(shí)施方式中，所述豎直細(xì)絲為空心圓柱。電源可以通過(guò)支撐卡盤(pán)電連接豎直細(xì)絲，且可以配置于提供初始化和維持豎直細(xì)絲的電加熱的合適電流量。
[0058]如圖3所示的本發(fā)明的基本原則，且基于基本幾何原理的事實(shí)，其中，球體300靠在具有直徑比球體300直徑2R更小的管302的頂部，假設(shè)球體是完美的球體且圓柱是有完美平面頂部的完美圓柱，則將在管302的頂部形成完整的圓形接觸區(qū)域。由于球體的對(duì)稱性，如果球?qū)ζ渲行男D(zhuǎn)，該完整的圓形接觸區(qū)域保持不變。如圖4所示，如果圓柱的頂部一致地向內(nèi)倒角一形成與球體相配的形狀，然后接觸區(qū)域?qū)榄h(huán)(annulus)而不是圓(circle)，且同樣對(duì)球的定向不敏感。
[0059]本發(fā)明的CVD反應(yīng)器的細(xì)絲組件的一種實(shí)施方式，其利用該構(gòu)思以形成圖5A所示的強(qiáng)橋-細(xì)絲連接。在該實(shí)施方式中，環(huán)形凹槽500形成于水平連橋502的一個(gè)末端的下表面中。所述環(huán)形凹槽500具有臨近球體部分和豎直細(xì)絲302頂部(具有圓形橫截面)的彎曲內(nèi)壁504。優(yōu)選地，如圖所示，對(duì)細(xì)絲302的頂部進(jìn)行適當(dāng)?shù)菇牵蛊渑c環(huán)形凹槽500的彎曲內(nèi)壁504形成環(huán)形接觸，雖然倒角并不必要。接觸區(qū)域的大小取決于所述倒角和所述彎曲內(nèi)壁504彼此之間的匹配程度。倒角和/或細(xì)絲302的頂部的形狀上的缺陷也可能導(dǎo)致連接區(qū)域的小變化和/或中斷。
[0060]不管橋502和細(xì)絲302彼此之間是否準(zhǔn)確垂直，細(xì)絲302還是可以保持與凹槽500的內(nèi)壁504有至少50%環(huán)形接觸區(qū)域(annular contact reg1n)。在一些實(shí)施方式中，可以保持75 %或甚至90 %的接觸區(qū)域。如圖5B和圖5C所示，表明了當(dāng)橋502順時(shí)針傾斜5度(圖5B)或逆時(shí)針傾斜5度(圖5C)時(shí)，仍可保持細(xì)絲302和水平連橋502之間的接觸。該實(shí)施方式中可適應(yīng)的最大傾斜角取決于凹槽500的深度。圖6A為圖5A的水平連橋502的一個(gè)末端的斷面圖，且圖6B為從圖5A的水平連橋502底部的透視圖。
[0061]圖7A為表示本發(fā)明的CVD反應(yīng)器的細(xì)絲組件的另一種實(shí)施方式的側(cè)視圖，其中，細(xì)絲頂部為向外倒角，且靠著水平連橋中凹槽500的彎曲外壁700 ο在該實(shí)施方式中，凹槽500的彎曲面700接近空心球體部分內(nèi)表面的形狀，且倒角為相應(yīng)地成型。
[0062]圖7B為另一種實(shí)施方式，其中，細(xì)絲組件包括水平細(xì)絲連橋502(其包括平面部分705和從平面部分705向下延伸的成型部件702)。成型部件702的彎曲面704成型為接近球體部分的形狀，且與豎直細(xì)絲302的向內(nèi)倒角端形成環(huán)形連接。
[0063]圖7C也為另一種實(shí)施方式，與圖7A相似，除了水平細(xì)絲連橋502包括從水平連橋502的平面部分705向下延伸的成型部件706，且該成型部件706具有中心凹處708。豎直細(xì)絲302向外彎曲的倒角靠著凹處708的彎曲外邊緣710，其中，彎曲外邊緣近似空心球體內(nèi)表面。
[0064]應(yīng)當(dāng)理解的是圖5A至7C中所示的實(shí)施方式并非詳盡的，其它配置包含在本發(fā)明的范圍中。
[0065]還應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明不限于球體成型部件和具有圓形橫截面形狀的豎直細(xì)絲部分之間的連接。例如，圖7D表示一種實(shí)施方式，其包括具有彎曲為水平圓柱形狀的頂部的矩形豎直管狀細(xì)絲段712，和具有從平面部分705向下延伸且接近水平圓柱部分的成型部件714的水平細(xì)絲連橋502?？梢岳斫獾氖羌?xì)絲段的尺寸和排列上的缺陷將主要或僅導(dǎo)致橋502的長(zhǎng)軸相對(duì)豎直部分710中心軸傾斜，而很少會(huì)導(dǎo)致橋502的短軸傾斜。因此，圖7D的實(shí)施方式對(duì)橋的長(zhǎng)軸傾斜不敏感，但不是對(duì)橋的短軸傾斜不敏感。
[0066]此外，關(guān)于圖8，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明不限于豎直管狀細(xì)絲302的頂部和水平連橋502之間的連接，還適用于豎直管狀細(xì)絲302的底部和細(xì)絲支撐卡盤(pán)800之間的連接。在圖8的實(shí)施方式中，所述卡盤(pán)800包括從卡盤(pán)基底800的頂部向上延伸的成型部件802。豎直管狀細(xì)絲302向內(nèi)倒角的底端靠著成型部件802的外邊緣804(其成型為球體部分)。圖9為圖8的卡盤(pán)800的透視圖。
[0067]此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明的實(shí)施方式提供了由平面傾斜的部分之間的接觸形成的連接而不是彎曲的部分之間的接觸形成的連接，其中，所述平面傾斜的部分配置為近似球體或圓柱體的小部分。
[0068]關(guān)于圖10A，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，與豎直管狀細(xì)絲302形成傾斜-不敏感連接的成型部件1000沒(méi)有并入水平連橋502中，而是包括兩個(gè)部分一成型部件基部1003和連接部1002(interconnecting piece)。該方法有助于進(jìn)一步克制橋502的不均勾加熱，因?yàn)殡娏髟谶M(jìn)入橋502前被迫經(jīng)過(guò)單一的連接部1002。其使得圓柱頂部更均勻加熱，進(jìn)而在圓柱和橋連接區(qū)域上更均勾的娃沉積，進(jìn)一步鞏固連接。當(dāng)然，當(dāng)整個(gè)圓柱-橋區(qū)域由于娃沉積合并起來(lái)時(shí)，這些優(yōu)點(diǎn)將減弱，但該方法有助于在過(guò)程早期鞏固連接，且其提供了通過(guò)改變連接部100 2的距離(S tandof f)或長(zhǎng)度以控制連接性質(zhì)的途徑。
[0069]在圖1OA的實(shí)施方式中，通過(guò)將連接部1002插入至橋502匹配的孔中和成型部件基部1003中來(lái)連接橋502和成型部件1000。在該實(shí)施方式中，成型部件1000包括基部1003上的周面1004(彎曲至近似球體部分)，且所述豎直管狀細(xì)絲302的頂部包括匹配的向內(nèi)彎曲倒角。
[0070]圖1OB為類似于圖1OA的成型部件1003的成型部件基部1003的截面圖，但傾斜的周面1004為平坦的。該實(shí)施方式中的豎直管狀細(xì)絲302沒(méi)有進(jìn)行倒角，而是具有方形切割的頂部，其與成型部件1000形成的圓形連接超過(guò)其周長(zhǎng)的至少50%，優(yōu)選超過(guò)其周長(zhǎng)的至少75%，更優(yōu)選超過(guò)其周長(zhǎng)的至少90%。
[0071]圖11為一種實(shí)施方式的側(cè)視圖，其中，圓錐部件1102并入水平連橋1100中，且向下延伸使得它們可以插入成型部件1104的孔中。該方法包括與橋1100分離的成型部件1104，從而免除對(duì)連接部的需要。
[0072]圖12A為類似于圖11的一種實(shí)施方式的側(cè)視圖，除了在橋1100的末端提供的成型凹處靠著并入成型部件1202頂部的匹配的圓形延伸體1200?；旧希瑘D11和圖12A所示的實(shí)施方式的不同在于，圖11的橋包括與成型部件1104中的雌性特征(female features)連接的雄性特征1102(male features)，然而圖12A的橋包括與成型部件1202中的雄性特征1200連接的雌性特征。
[0073]圖12B至圖12E為按比例繪制視圖，其展示了類似于圖12A中橋1100的橋(除了凹處包括傾斜的平坦側(cè)面以代替彎曲側(cè)面)的側(cè)視圖(12B)、底視圖(12C)、端視圖(12D)和側(cè)剖視圖(I2E，cutaway side view)。圖12F至12H為按比例繪制視圖，其展示了與圖12B至12E的橋相匹配的成型部件的頂視圖(12F)、側(cè)剖視圖(12G)和側(cè)視圖(12H)。
[0074]該實(shí)施方式中，將圖12A的成型部件1000塑造于豎直細(xì)絲302的頂端上，且通過(guò)滑動(dòng)成型部件1200頂端和橋1100中形成的匹配結(jié)構(gòu)之間的連接來(lái)調(diào)節(jié)橋1100和豎直細(xì)絲之間的傾斜角度。
[0075]圖13A和13B為按比例繪制視圖，其展示了適于形成類似圖12F至12H中成型部件的坩禍的頂視圖(13A)和側(cè)截面圖(13B)。圖13C和13D為按比例繪制視圖，其展示了類似13A和13B中坩禍(但是該坩禍配置于形成具有更薄基部的成型部件)的頂視圖(13A)和側(cè)截面圖(13B)0
[0076]圖13E為一端連著細(xì)絲種子1300的豎直細(xì)絲302的側(cè)視圖。該細(xì)絲向下落入圖13A和13B的模具1302，且所述模具1302填充有熔融材料，例如硅，其被圍繞模具1302的加熱區(qū)所加熱，從而成型部件1306可以直接在細(xì)絲302的末端上形成。整個(gè)組件被管式爐1308包圍。
[0077]相似地，圖13F為類似圖11中橋1100的橋1100的側(cè)視圖，其兩個(gè)末端向下落入模具1302中，該模具中填充有熔融材料(如硅)，其被圍繞模具1302的加熱區(qū)所加熱，從而成型部件1104可以直接在橋1100的末端上形成.整個(gè)組件被管式爐1308包圍。相似的實(shí)施方式中，采用例如模塑或機(jī)械加工的方法形成所述成型部件作為橋的一部分。
[0078]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式描述是出于例舉和說(shuō)明的目的而存在。該文本的每一頁(yè)和上面所有的內(nèi)容，無(wú)論如何表征、定義或量化，都認(rèn)為是本申請(qǐng)中所有目的的實(shí)質(zhì)部分，不管在本申請(qǐng)中的形式或位置。該說(shuō)明書(shū)并未詳盡或未將本發(fā)明限制至所公開(kāi)的準(zhǔn)確形式。根據(jù)本發(fā)明許多修改和變化是可能的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于多晶硅的批量生產(chǎn)的CVD反應(yīng)器，其包括: 配置有第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)和第二細(xì)絲支撐卡盤(pán)的基板； 連著所述基板的外殼，以形成沉積室;和 細(xì)絲組件，其包括: 第一管狀硅絲，所述第一管狀硅絲為豎直定向的，且具有與所述第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)電連接的底端； 第二管狀硅絲，所述第二管狀硅絲為豎直定向的，且具有與所述第二細(xì)絲支撐卡盤(pán)電連接的底端； 配置為與所述第一管狀硅絲和第二管狀硅絲的頂端電連接的水平連橋;和 具有圍繞成型部件中心軸的周面的成型部件，所述周面為傾斜的或彎曲的，以致當(dāng)將所述周面設(shè)置于臨近所述第一管狀硅絲的頂端或底端時(shí)，在所述第一管狀硅絲的頂端或底端周邊形成可滑動(dòng)的接觸區(qū)域； 當(dāng)所述成型部件的中心軸和所述第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少50%所述接觸區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述第一管狀硅絲具有圓環(huán)形的橫截面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)絲組件，其中，所述成型部件在與所述水平連橋的第一末端的電交換中為雄性部件，所述周面向外傾斜或彎曲至靠著所述第一管狀硅絲頂端的內(nèi)周。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)絲組件，其中，所述成型部件在與所述水平連橋的第一末端的電交換中為雌性部件，所述周面向內(nèi)傾斜或彎曲至靠著所述第一管狀硅絲頂端的外周。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件在與所述第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)的電交換中為雄性部件，所述周面向外傾斜或彎曲至靠著第一管狀硅絲底端的內(nèi)周。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件在與所述第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)的電交換中為雌性部件，所述周面向內(nèi)傾斜或彎曲至靠著第一管狀硅絲底端的外周。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細(xì)絲組件，其中，所述第一管狀硅絲的頂端或底端包括倒角，該倒角為傾斜的或彎曲的以與所述成型部件的周面相匹配從而形成所述可滑動(dòng)的接觸區(qū)域。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件并入所述水平連橋或所述第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)中。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件嵌入所述水平連橋的第一末端的下表面或所述第一支撐卡盤(pán)的上表面中。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件的周面為在所述水平連橋的第一末端的下表面或所述第一支撐卡盤(pán)的上表面中形成的凹槽的壁。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件延伸至低于所述水平連橋的第一末端的下表面或高于第一支撐卡盤(pán)的上表面。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述周面為傾斜的、基本平坦的面。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述周面成型為球體的部分并垂直于該球體的直徑。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述周面和成型部件的中心軸之間的角度為約45度。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述第一管狀硅絲具有空心矩形的橫截面。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述成型部件包括不同于細(xì)絲支撐卡盤(pán)和管狀硅絲的獨(dú)立組件。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的CVD反應(yīng)器，其中，所述獨(dú)立組件直接與所述水平連橋、所述第一管狀硅絲或所述第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)物理接觸。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，當(dāng)所述成型部件的中心軸和第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少75%所述接觸區(qū)域。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，當(dāng)所述成型部件的中心軸和所述第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少90%所述接觸區(qū)域。20.—種配置為在CVD反應(yīng)器中批量生產(chǎn)多晶硅的細(xì)絲組件，所述CVD反應(yīng)器包括配置有第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)和第二細(xì)絲支撐卡盤(pán)的基板;所述細(xì)絲組件包括: 第一管狀硅絲，所述第一管狀硅絲為豎直方向的，且具有與第一細(xì)絲支撐卡盤(pán)電連接的底端； 第二管狀硅絲，所述第二管狀硅絲為豎直方向的，且具有與第二細(xì)絲支撐卡盤(pán)電連接的底端； 配置為與所述第一管狀硅絲和第二管狀硅絲的頂端電連接的水平連橋;和臨近所述水平連橋的第一末端的成型部件，所述成型部件具有圍繞該成型部件中心軸的周面，所述周面為傾斜的或彎曲的，以致當(dāng)將所述周面設(shè)置于所述第一管狀硅絲的頂端上時(shí)，在所述第一管狀硅絲的頂端周邊形成可滑動(dòng)的接觸區(qū)域； 當(dāng)所述成型部件的中心軸和所述第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少50%所述接觸區(qū)域。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述第一管狀硅絲具有圓環(huán)形的橫截面。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述成型部件為雄性部件，所述周面向外傾斜或彎曲至靠著所述第一管狀硅絲頂端的內(nèi)周。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述成型部件為雌性部件，所述周面向內(nèi)傾斜或彎曲至靠著所述第一管狀硅絲頂端的外周。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述第一管狀硅絲的頂端包括傾斜的或彎曲的周邊與所述成型部件的周面相匹配從而形成所述可滑動(dòng)的接觸區(qū)域。25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述第一管狀硅絲具有空心矩形的橫截面。26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述內(nèi)周面成型為水平的平面環(huán)形形狀。27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的細(xì)絲組件，其中，所述雄性部件或雌性部件包括不同于管狀硅絲和水平連橋的獨(dú)立組件。28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，當(dāng)所述成型部件的中心軸和第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少75%所述接觸區(qū)域。29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CVD反應(yīng)器，其中，當(dāng)所述成型部件的中心軸和第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少90%所述接觸區(qū)域。30.—種配置為在CVD反應(yīng)器中電連接第一豎直管狀硅絲和第二豎直管狀硅絲的頂端的水平細(xì)絲連橋，所述水平細(xì)絲連橋包括: 水平連橋;和 臨近所述水平連橋的第一末端的成型部件，所述成型部件具有圍繞該成型部件的中心軸的周面，所述周面為傾斜的或彎曲的，以致當(dāng)將所述周面設(shè)置于所述第一管狀硅絲的頂端上時(shí)，在所述第一管狀硅絲的頂端周邊形成可滑動(dòng)的接觸區(qū)域； 當(dāng)所述成型部件的中心軸和所述第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少50%所述接觸區(qū)域。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的水平細(xì)絲連橋，其中，所述成型部件為雄性部件，所述周面向內(nèi)傾斜或彎曲至靠著所述第一管狀硅絲頂端的內(nèi)周。32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的水平細(xì)絲連橋，其中，所述成型部件為雌性部件，所述周面向內(nèi)傾斜或彎曲至靠著所述第一管狀硅絲頂端的外周。33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的水平細(xì)絲連橋，其中，所述成型部件并入于所述水平連橋中。34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的水平細(xì)絲連橋，其中，所述成型部件包括不同于所述水平連橋的獨(dú)立組件。35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的水平細(xì)絲連橋，其中，所述第一管狀硅絲具有圓環(huán)形的橫截面。36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的CVD反應(yīng)器，其中，當(dāng)所述成型部件的中心軸和第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少75%所述接觸區(qū)域。37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的CVD反應(yīng)器，其中，當(dāng)所述成型部件的中心軸和第一管狀硅絲的中心軸之間的角度變化至最大傾斜角時(shí)，所述周面配置為維持至少90%所述接觸區(qū)域。
【文檔編號(hào)】C23C16/44GK105934534SQ201580005918
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日
【發(fā)明人】A·D·羅茲, K·H·巴倫杰
【申請(qǐng)人】Gtat公司