用于多晶硅沉積裝置中的硅籽晶桿夾持器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于多晶硅沉積裝置中的硅籽晶桿夾持器，包括基體、夾頭夾緊件，所述夾頭夾緊件具有用于容納硅籽晶桿的槽，所述夾頭夾緊件包括安裝部，其中所述基體包括用于容納所述夾頭夾緊件的安裝部的容納空間，所述夾頭夾緊件的安裝部的端面上具有可在所述基體與所述端面之間形成隔熱空氣間隙的凹處。由于該夾持器具有最佳的配置，它可以確保硅晶籽桿良好的隔熱，進而使得該硅晶籽桿的機械應(yīng)力減少并且牢固地固定住以使多晶硅沉積過程中的安全性和有效性作為一個整體得以提高。還可以確保夾持器與電流引線之間的高導(dǎo)電和導(dǎo)熱性以及生長出大直徑的多晶硅棒，同時還保證了使用該夾持器經(jīng)濟劃算。
【專利說明】用于多晶硅沉積裝置中的硅籽晶桿夾持器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體材料制備，尤其涉及用于微電子學(xué)、動力工程、太陽能工程等等的多晶硅的制備，更具體地涉及在硅的氫還原過程中用于在沉積多晶硅時夾持硅籽晶桿的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]采用氯硅烷氫還原法的硅沉積反應(yīng)可以在各種配置(design)的反應(yīng)器中進行，例如，該反應(yīng)器位于電流引線(current feedthrough)的上游位置和下游位置且與設(shè)備連接以固定硅籽晶桿。由于加熱的硅籽晶桿與電流引線/電極之間的溫度差異導(dǎo)致溫度梯度的出現(xiàn)，所以上述設(shè)備最重要的一個條件就是確保硅籽晶桿隔熱。同時，還要確保硅籽晶桿牢固地固定住，進而(whereon in its turn it depends)決定了制備的產(chǎn)成品的質(zhì)量,體現(xiàn)了硅籽晶桿和多晶硅沉積反應(yīng)器的整體性。現(xiàn)有的上述設(shè)備的一些結(jié)構(gòu)可以在不同程度上滿足上述需求。然而，現(xiàn)在的目標(biāo)是為這些設(shè)備提供一種最佳的、可以滿足全部的需求的結(jié)構(gòu)，并且可以以最經(jīng)濟劃算的方式引進在這個領(lǐng)域具有這些功能的設(shè)備。
[0003]在W02010133386的專利中公開的一種在多晶硅沉積反應(yīng)器中用于夾持硅生長棒的夾持錐體是最接近本實用新型的現(xiàn)有技術(shù)，同時該夾持錐體也被選作標(biāo)準(zhǔn)件。該夾持錐體包括:基體以及夾持件，該夾持件具有用于放置硅生長棒的槽。其中，該夾持件具有安裝部，該基體中設(shè)有容納空間，該容納空間用于容納該夾持件的安裝部。該基體旋轉(zhuǎn)對稱，且包括安裝件以便將其安裝到多晶硅沉積裝置的電流引線上。在組裝的時候，在基體與電流引線之間留有裝配間隙。
[0004]上述現(xiàn)有技術(shù)中夾持錐體結(jié)構(gòu)的缺陷包括:在多晶硅沉積過程中硅籽晶桿的隔熱不充分，這就導(dǎo)致硅晶籽桿中具有熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致硅籽晶桿在靠近其底部處(base)處出現(xiàn)初始的裂紋。上面描述的缺陷將導(dǎo)致多晶硅沉積工藝的實施方式的費用增加，使得這個工藝在使用現(xiàn)有技術(shù)中的夾持錐體時不劃算。
實用新型內(nèi)容
[0005]因此，本實用新型的目的在于提供一種用于多晶硅沉積裝置的硅晶籽桿夾持器，該夾持器具有最佳的配置以確保硅晶籽桿良好的隔熱，硅晶籽桿中的機械應(yīng)力減小以及將該硅晶籽桿牢固地固定住，且多晶硅沉積過程中的安全性和有效性將作為一個整體得以提升；確保夾持器與電流引線之間的高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性以便盡可能地生產(chǎn)更大直徑的多晶硅棒；同樣也確保了夾持器運行的經(jīng)濟性。
[0006]通過提供一種用于多晶硅沉積裝置的硅晶籽桿夾持器可以達到上述目的。該夾持器包括基體以及夾頭夾緊件，該夾緊件具有用于容納硅晶籽桿的槽。夾頭夾緊件包括安裝部，該基體設(shè)有用于容納該夾頭夾緊件的安裝部的容納空間。在該夾頭夾緊件的安裝部的一端面上設(shè)有凹處以便在該基體與該端面之間形成隔熱空氣間隙。
[0007]根據(jù)本實用新型中提供的具有上述配置的夾持器可以使硅籽晶桿中縱向的溫度梯度減少，從而使硅籽晶桿中的機械應(yīng)力減少，最終，當(dāng)氫氣、蒸汽或混合氣體送入反應(yīng)器時，該夾持器可以保證出現(xiàn)在硅籽晶桿靠近其底部的裂紋大量減少。此外，由于夾頭夾緊件的存在，根據(jù)本實用新型提供的夾持器的配置可以使硅晶籽桿牢固地固定在多晶硅沉積裝置中，因為該夾頭夾緊件可以確保壓力均勻地分布在待安裝地硅晶籽桿與夾頭夾緊件之間的整個接觸面上。同時，這還可能增加硅晶籽桿的承載能力。另外，根據(jù)本實用新型提供的配置中硅晶籽桿的剛性夾緊可以使其穩(wěn)定性得以保證，并且可以使其在沒有任何失敗風(fēng)險的情況下在反應(yīng)器內(nèi)部制備出直徑超過100_的硅籽晶桿。
[0008]提供本實用新型的實施例是合理的。其中，該夾頭夾緊件的安裝部容納于該基體的容納空間中，在夾頭夾緊件的安裝部與該基體之間形成裝配間隙，這可以使硅籽晶桿的更好的隔熱得以保證。
[0009]本實用新型的該實施例還是可用的。其中，該夾持器包括用于將基體固定(secure)在多晶硅沉積裝置中的構(gòu)件。該用于固定該夾持器基體的構(gòu)件以螺母的形式生產(chǎn)，以使得該夾持器牢固地固定在反應(yīng)器的電流引線處。該螺母的配置，特別是尺寸可以使夾持器與反應(yīng)器的電流引線之間的接觸面積增大，進而可以確保在電流引線與夾持器之間具有均勻的高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性。
[0010]優(yōu)選地，該基體大致呈圓柱形，在該基體的下部具有容納空間(receptacle)以便將該基體安裝在多晶硅沉積裝置的電流引線處。
[0011]優(yōu)選地，該夾頭夾緊件包括錐體形夾緊部便于牢固地固定住該硅晶籽桿。
[0012]優(yōu)選地，該夾持器采用石墨制成。采用石墨制作該夾持器是基于石墨獨特的性能，尤其是，它在電極、發(fā)熱元件的制備上的應(yīng)用，這取決于石墨的高導(dǎo)電性以及耐任何化學(xué)介質(zhì)腐蝕的耐腐蝕性能。
[0013]本實用新型提供該實施例是合理的。其中，用于容納硅晶籽桿的槽的橫截面具有不同的直徑，即該槽的直徑設(shè)計成向下逐漸減少。該槽的這種配置可以使其盡可能提高硅晶籽桿的穩(wěn)定性，以及使壓力在接觸面上均勻分布。這種壓力在整個基礎(chǔ)面上均勻分布可以確保牢固地電性接觸。另外，施加在接觸面上的壓力(隨著硅晶籽桿重量增加而增加)可以使界面阻力降低，隨著硅生長棒的橫截面面積的增加，加熱流也會增加，按照這個觀點，這就減少了損失，可以如所聲稱的在安裝和使用過程中提高該夾持器的經(jīng)濟效益。通過在夾頭夾緊件表面設(shè)置凹處以形成上述的槽。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0015]圖1是用于多晶硅沉積裝置的硅籽晶桿夾持器的總圖；
[0016]圖2是圖1中的用于多晶硅沉積裝置的硅籽晶桿夾持器的橫截面?zhèn)纫晥D。
【具體實施方式】
[0017]圖1是用于多晶硅沉積裝置的硅籽晶桿夾持器的總圖。其中，該夾持器包括基體1、夾頭夾緊件2以及用于將該基體I固定在多晶硅沉積裝置中的構(gòu)件，該構(gòu)件以螺母3的形式制作。
[0018]圖2是圖1中的用于多晶硅沉積裝置的硅籽晶桿夾持器的橫截面?zhèn)纫晥D。其中，除了圖1中所指出的零件，圖2中也示出了夾頭夾緊件2的安裝部4、基體I的容納空間5、夾頭夾緊件2的安裝部4的端面6、端面中的凹處7、隔熱空氣間隙8、裝配間隙9、夾頭夾緊件2的夾緊部10以及槽11。圖2中還描述了該多晶硅沉積裝置的金屬電流引線12、金屬電極13以及底板14。
[0019]該實用新型提供了如下實施例:
[0020]首先，該基體I安裝在電流引線12上并用螺母3固定。將用于多晶硅沉積的硅籽晶桿抵接插入該夾頭夾緊件2的細長的槽11中。將安裝部4插入基體I的容納空間5中以便將夾頭夾緊件2安裝在基體I中。完成上述操作后，硅晶籽桿被壓縮且沿垂直軸對齊，這樣硅晶籽桿可以牢固地固定在多晶硅沉積裝置中，并且能夠?qū)崿F(xiàn)緊密延伸的電性接觸。在將夾頭夾緊件2安裝入基體I的過程中，在夾頭夾緊件2的安裝部4的端面6與基體I的容納空間5之間由于凹處7的存在形成了裝配間隙9和隔熱空氣間隙8。將所需個數(shù)的硅晶籽桿安裝入多晶硅沉積裝置的反應(yīng)器中，密封該反應(yīng)器，通過流經(jīng)該反應(yīng)器的電流對這些硅晶籽桿加熱，并且將最初的蒸汽和混合器送入反應(yīng)器中。最終，硅既可以沉積在硅晶籽桿上也可以沉積在夾持器上，這都取決于多晶硅生長棒的直徑。夾頭夾緊件2伴隨著多晶硅完全過度生長，棒的直徑超過150_，硅還可以沉積在基體上。該過程完成后，多晶硅棒長大并被取出。螺母3和基體I可以重復(fù)使用，但是，若基體I上沒有沉積多晶硅，該基體I也可以是專用的。
[0021]因此，本實用新型提供了一種用于多晶硅沉積裝置的硅籽晶桿夾持器。由于該夾持器具有最佳的配置，它可以確保硅晶籽桿良好的隔熱，進而使得該硅晶籽桿的機械應(yīng)力減少并且牢固地固定住以使多晶硅沉積過程中的安全性和有效性作為一個整體得以提高。還可以確保夾持器與電流引線之間的高導(dǎo)電和導(dǎo)熱性以及生長出大直徑的多晶硅棒，同時還保證了使用該夾持器經(jīng)濟劃算。
【權(quán)利要求】
1.一種用于多晶硅沉積裝置中的硅籽晶桿夾持器，所述夾持器包括基體和夾頭夾緊件，所述夾頭夾緊件具有用于容納硅籽晶桿的槽，所述夾頭夾緊件包括安裝部，其中所述基體中設(shè)置有用于容納所述夾頭夾緊件的安裝部的容納空間，其特征在于，所述夾頭夾緊件的安裝部的端面上具有可在所述基體與所述端面之間形成隔熱空氣間隙的凹處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持器，其特征在于，所述夾頭夾緊件的安裝部容納于所述基體的容納空間中，所述基體與所述夾頭夾緊件的安裝部的端面之間形成裝配間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持器，其特征在于，所述夾持器包括用于將所述基體固定在所述多晶硅沉積裝置的構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持器，其特征在于，用于固定所述夾持器的基體的所述構(gòu)件以螺母的形式制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持器，其特征在于，所述基體大致呈圓柱形，在所述基體的下部具有用于將所述基體固定在所述多晶硅沉積裝置的電流引線上的容納空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持器，其特征在于，所述夾頭夾緊件包括錐體形夾緊部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾持器，其特征在于，所述用于容納硅籽晶桿的槽的橫截面具有不同的直徑。
【文檔編號】C01B33/035GK203498096SQ201320242131
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月14日
【發(fā)明者】斯基爾莎拉·瓦斯?fàn)枴溈撕Ａ_威茨, 克里赫·奧里克沙德·薩海奧威茨, 坦克赫泰·愛本·麥克海羅威茨, 特里克紅夫·薩?！奂t羅威茨 申請人:皮里艾特尼 艾克提斯安爾尼 托夫里斯特夫 “扎沃德 納皮波羅偉德尼克夫”