專利名稱：通過大表面積氣-固或氣-液界面及液相再生沉積高純硅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過大表面積氣_固或氣_液界面及液相再生沉積高純硅。
背景技術(shù)：
大多數(shù)高純電子級(jí)或者太陽能級(jí)硅的世界供應(yīng)品是使用所謂的"三氯氫硅_西門子"途徑制造的，其中三氯氫硅和氫氣的混和物被置成與被稱作"西門子反應(yīng)器"的加壓反應(yīng)器容器中的硅的電加熱料棒接觸。由于這些棒的高溫導(dǎo)致的還原反應(yīng)，硅從氣體混和物中沉積到棒的表面，因此隨著時(shí)間的過去，這些棒的直徑增大。硅的極高純度要求必須將新的硅沉積在硅料棒上，因?yàn)槌练e在任何其它材料上通常會(huì)導(dǎo)致硅受到那些材料的污染。然而該工藝由于以下一些原因而效率低下 1.棒的表面積相對(duì)較小，這是沉積反應(yīng)速度的其中一個(gè)關(guān)鍵決定因素； 2.需要大量的電來保持硅的不斷增大的大質(zhì)量，但是被加熱到正確溫度一段延長(zhǎng)
的時(shí)間的表面積的比率仍然相對(duì)較低； 3.移除棒是高度勞動(dòng)密集的。形狀類似鐘的反應(yīng)器的整個(gè)頂部不得不被打開并提升以接近棒。然后棒必須被移除并運(yùn)輸?shù)椒珠_的場(chǎng)所，以便切割和/或壓碎并且包裝，或者熔融得到晶錠。這種過量處理導(dǎo)致在每個(gè)批次周期過程中反應(yīng)器的長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，并且還會(huì)向硅中引入雜質(zhì)；而且 4.必須制造新的料棒并將之重新安裝到反應(yīng)器中，以便重新開始周期。
與本發(fā)明相關(guān)的信息可以在如下文獻(xiàn)中找到美國專利號(hào)US2893850，US4242307， US4265859， US4272488， US4590024， US4710260， US4981102， US5006317，US6395249， US6861144， US4176166， US2904404， US2943918， US3016291， US3071444，US3168422， US3733387， US3865647， US4054641， US4710260， US2962363， US4125592，US4127630， US4242697， US4246249， US4282184， US4314525， US4353875， US4547258 ;美國專利申請(qǐng)公開號(hào)US2005-0201908 ;非美國專利細(xì)3106338A1 (PCT) ， DE1292640， JP特開2002-176653和JP37-17454，上述美國專利、美國專利公開文獻(xiàn)和非美國專利的每一篇均通過引用結(jié)合入本文。但是，上述參考信息的每一條都受到上述的一個(gè)或多個(gè)限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了與現(xiàn)有的西門子反應(yīng)器相關(guān)的每個(gè)反應(yīng)器的沉積表面積較小和更換棒的程序長(zhǎng)且費(fèi)力的限制，同時(shí)仍然能夠滿足再生硅的必要純度要求。通過使用由容易制造成大表面積幾何形狀的材料(諸如碳化硅、氮化硅、鎢以及這些的復(fù)合物)制造沉積板而克服了表面積小的問題。這些材料還在高于硅的熔點(diǎn)的溫度保持其結(jié)構(gòu)完整性，從而允許沉積的硅從板上熔融掉，由此顯著地減少了從反應(yīng)器移除硅并且準(zhǔn)備好反應(yīng)器用于下一
5沉積周期所需要的時(shí)間。
因此，本發(fā)明的主要經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)可以概括為
1.顯著地降低了生產(chǎn)單位數(shù)量硅的用電量；
2.顯著地降低了生產(chǎn)單位數(shù)量硅的勞動(dòng)量； 3.顯著地降低了生產(chǎn)單位數(shù)量硅的工廠固定設(shè)備成本；生產(chǎn)相同量的硅所需的氫沉積反應(yīng)器更少； 4.在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，從沉積板上滑落的硅殼完全熔融在沉積反應(yīng)器的底部中并且在沉積反應(yīng)器內(nèi)被鑄成多晶晶錠，或者被泵送到Czokralski拉晶機(jī)，因而不需要移除硅和在另一場(chǎng)所處理、包裝、運(yùn)輸、解包、裝載和重新熔融硅，并且也不涉及這些的費(fèi)用； 5.在又一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，液態(tài)硅的液滴從板上滴落并且通過與氣態(tài)和/或液態(tài)三氯氫硅和/或四氯化硅接觸而固化成珠，因而不需要將再生硅壓碎成均勻尺寸的塊或者顆粒，并且也不涉及這些的費(fèi)用；以及 6.在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，氣態(tài)的氫、三氯氫硅、和/或四氯化硅穿過液態(tài)硅起泡，并且然后液態(tài)硅或者固化成多晶硅晶錠，或者被泵送經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓艿赖竭_(dá)Czokralski拉晶機(jī)，因而不需要移除硅和在另一場(chǎng)所處理、包裝、運(yùn)輸、解包、裝載和重新熔融硅，并且也不涉及這些的費(fèi)用。


圖1示出了能夠用于在給定體積的空間中增大表面積的數(shù)種沉積板幾何形狀的俯視圖。 圖2是板表面的放大圖，示出了板材料自身、硅的沉積層以及硅沉積層之間供氣體混合物流過的空間。 圖3示出了硅沉積步驟中的沉積反應(yīng)器。 圖4示出了硅再生步驟中的沉積反應(yīng)器。 圖5示出了硅移除步驟中的沉積反應(yīng)器。 圖6示出了帶有氣態(tài)硅烷供給的沉積_滴落反應(yīng)器。 圖7示出了帶有液態(tài)硅烷供給的沉積_滴落反應(yīng)器。 圖8示出了帶有從中穿過的硅烷_氫供給的沉積_起泡反應(yīng)器。
具體實(shí)施方式
沉積板 如本專利申請(qǐng)中限定的，術(shù)語"沉積板"指的是硅沉積在上面的表面；因此，舉例而言，平的導(dǎo)電板可如下所述地形成至少兩個(gè)沉積板(即沉積表面)，在板之間有氣體流動(dòng)區(qū)域。但是，絕不排除使用多于一塊的板形成沉積板；例如，通過將兩塊豎直的平的導(dǎo)電板放置成彼此鄰接以形成氣流通道來使用兩塊豎直的平的導(dǎo)電板。導(dǎo)電板需要具有下述特征
1.良好的導(dǎo)電性 2.抵抗反復(fù)和長(zhǎng)期地暴露于高于硅的熔點(diǎn)的溫度的良好結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以及能夠支撐將要沉積的硅的質(zhì)量的能力
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3.相對(duì)容易制造 4.與硅相容(compatibility) ( S卩，板表面材料應(yīng)當(dāng)對(duì)硅的污染最小) 例如，滿足這些要求的優(yōu)選材料包括鎢、碳化硅、氮化硅、石墨、合金以及這些的復(fù)合物。 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過將前述適當(dāng)材料的、通常厚度為幾毫米、通常寬度為1至2米的平的導(dǎo)電板形成為如圖1所示的形狀來制成沉積板。優(yōu)選地，任何沉積板幾何形狀均可被用于在給定體積的空間中增大表面積。最優(yōu)選的是，將沉積板的幾何形狀選擇為在給定體積的空間中獲得最大表面積。盡管可以選擇任何幾何形狀，但是這些幾何形狀的優(yōu)選的例子是同心圓筒10、螺旋板13和S形板18。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，沉積板是至少兩個(gè)豎直方向的沉積板(即，兩個(gè)豎直方向的沉積表面)。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，圖2示出了沉積板的細(xì)節(jié)的剖視圖，其中該沉積板包括沉積的硅110、電加熱板50和氣體流動(dòng)區(qū)域150。
沉積反應(yīng)器 除了下述方面之外，沉積反應(yīng)器在很大程度上類似于傳統(tǒng)的所謂西門子反應(yīng)器
1.沉積發(fā)生在電加熱沉積板上而不是發(fā)生在電加熱純硅棒上?？梢酝ㄟ^直接施加電流或者通過感應(yīng)加熱來加熱所述板。 2.在沉積步驟中，壓板將反應(yīng)器分隔成兩個(gè)部分。在該步驟過程中，反應(yīng)器的上部通過引入的氫和三氯氫硅的氣體混合物來加壓，而包含液壓式安裝的硅再生坩堝的反應(yīng)器下部是閑置的并處于大氣壓力。 3.在硅再生步驟中，壓板被打開并且液壓式安裝的再生坩堝被提升至沉積板。在
將板進(jìn)一步加熱到硅的熔點(diǎn)溫度之上時(shí)，沉積的硅滑落或者熔融掉落到坩堝中。 4.在硅再生步驟中，液壓式安裝的再生坩堝被下降至反應(yīng)器的再生坩堝連接到反
應(yīng)器的底部處。然后反應(yīng)器的底部被解鎖并且其液壓活塞將反應(yīng)器底部和坩堝下降至反應(yīng)
器之外，從而使坩堝中的硅能夠被移除。 圖3示出了在沉積步驟中所構(gòu)造的沉積反應(yīng)器的一種優(yōu)選實(shí)施方式，該沉積反應(yīng)器包括反應(yīng)器容器300 ;再生坩堝320，處于縮回狀態(tài)；壓板350，處于閉合位置；用于沉積氣體混合物的氣體入口 360 ;沉積板50，連接到用于加熱沉積板的電加熱導(dǎo)線390 ;和通氣孔380，其中，沉積氣體20流過沉積板50并與沉積板50發(fā)生反應(yīng)以沉積高純硅，反應(yīng)后的氣體通過通氣孔380移出，電加熱導(dǎo)線390加熱沉積板50以獲得用于硅沉積的溫度。優(yōu)選的是，再生坩堝是可運(yùn)動(dòng)的，并且更優(yōu)選的是其可通過液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。類似的，反應(yīng)器容器300可以打開以移除內(nèi)容物，并且優(yōu)選的是頂部395或者底部315或者頂部和底部二者都可打開和關(guān)閉。優(yōu)選的是，氣體混合物為氫_硅烷混合物。 圖4示出了沉積反應(yīng)器的一種優(yōu)選實(shí)施方式，該沉積反應(yīng)器處于高純硅再生步驟
中并包括反應(yīng)器容器300 ;再生坩堝320，處于轉(zhuǎn)移狀態(tài)；壓板350，處于打開位置；氣體入
口 360，氣體被關(guān)斷；沉積板50，其上沉積有硅并且其被連接到用于加熱沉積板的電加熱導(dǎo)線390，其中，沉積板50(未顯示涂有高純硅370)被加熱以獲得熔融掉溫度，使得高純硅370轉(zhuǎn)移到再生坩堝。在熔融過程中，可能沉積板的雜質(zhì)會(huì)溶到位于板和將再生的硅殼之間的硅的液體薄層中。該層實(shí)質(zhì)上用作板和硅殼之間的屏障。 一旦硅殼在再生坩堝中再生，該硅的液體薄層通過連續(xù)熔融和處理而從板上去除，或者板自身可被換出并由清潔的板替
7換。原板可被單獨(dú)地清潔并重新用于下一批次。
沉積-滴落反應(yīng)器 除了下述方面之外，沉積_滴落反應(yīng)器在很大程度上類似于傳統(tǒng)的所謂西門子反 應(yīng)器 L沉積發(fā)生在電加熱沉積板上而不是發(fā)生在電加熱純硅棒上。 2.氫、三氯氫硅和/或四氯化硅的混合物被引入到反應(yīng)器的下部中，從而允許形 成向上流動(dòng)的氣流。 3.該氣流冷卻從沉積板滴落的硅液滴，并且這些硅液滴變成為固態(tài)的珠，在反應(yīng) 器的底部累積。 4.累積的固態(tài)硅珠通過切斷氣流并打開排放通道而周期地從反應(yīng)器移除。
5.三氯氫硅和/或四氯化硅也可被以液體形式引入到沉積-滴落反應(yīng)器中。該 液體為滴落入其中的硅液滴提供附加的冷卻，從而允許它們固化成珠并且沉到反應(yīng)器的底 部。由于與硅液滴接觸而汽化的液體在液面上方與被泵送到反應(yīng)器中的氫混合。之后該氣 體混合物與被加熱到硅的熔點(diǎn)以上的沉積板接觸，因而首先導(dǎo)致硅液滴的形成。
在圖5中顯示了從沉積反應(yīng)器移除高純硅的步驟，該沉積反應(yīng)器包括反應(yīng)器容 器300 ;再生坩堝320，處于縮回狀態(tài)；壓板350，處于閉合位置；用于沉積氣體混合物的氣 體入口 360被閉合；沉積板50與用于加熱沉積板的電加熱導(dǎo)線390的連接被斷開，其中，底 部315被打開，使帶有高純硅370的再生坩堝320可以被移除。 在另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圖6中顯示的沉積_滴落反應(yīng)器包括反應(yīng)器容器 300 ;通道365 ;用于沉積氣體混合物的氣體入口 360 ;連接到用于加熱沉積板的電加熱導(dǎo)線 390的沉積板50 ;和通氣孔380，其中，沉積氣體20流過沉積板50并與沉積板50發(fā)生反應(yīng) 以沉積高純硅，反應(yīng)后的氣體通過通氣孔380移出，電加熱導(dǎo)線390加熱沉積板50以獲得 用于硅沉積的溫度。優(yōu)選的是，通過將沉積板加熱到足夠高的溫度使得高純硅液化并且從 板55的底邊滴落到反應(yīng)器的底部來形成硅珠385(通過向下運(yùn)動(dòng)的液滴與向上運(yùn)動(dòng)的硅 烷_氫氣體混合物的接觸導(dǎo)致的冷卻效果而產(chǎn)生)。優(yōu)選地，沉積氣體混合物被周期地關(guān) 斷，硅珠385從通道365被移出。 在又一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圖7中顯示的沉積-滴落反應(yīng)器包括反應(yīng)器容器 300 ;通道365 ;用于氫的氣體入口 362 ;用于液態(tài)硅烷325的液體入口 345 ;連接到用于加 熱沉積板的電加熱導(dǎo)線390的沉積板50 ;和通氣孔380，其中，由蒸發(fā)的硅烷和氫形成的沉 積氣體20流過沉積板50并與沉積板50發(fā)生反應(yīng)以沉積高純硅，反應(yīng)后的氣體通過通氣孔 380移出，電加熱導(dǎo)線390加熱沉積板50以獲得用于硅沉積的溫度。優(yōu)選的是，通過將沉積 板加熱到足夠高的溫度使得高純硅液化并且從板55的底邊滴落到反應(yīng)器的底部來形成硅 珠385 (通過向下運(yùn)動(dòng)的液滴與向上運(yùn)動(dòng)的硅烷_氫氣體混合物的接觸和/或液滴與液體 三氯氫硅池接觸而導(dǎo)致的冷卻效果而產(chǎn)生)。優(yōu)選地，沉積氣體混合物被周期地關(guān)斷，液態(tài) 硅烷蒸發(fā)，硅珠385從通道365被移出。液態(tài)硅烷的例子包括但不限于三氯氫硅、四氯化硅 和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它硅烷。
沉積-起泡反應(yīng)器 除了下述方面之外，沉積_起泡反應(yīng)器在很大程度上類似于傳統(tǒng)的電加熱硅熔融 坩堝
1.其是加壓和密封容器 2.在反應(yīng)器的底部具有入口組件，使得氫、三氯氫硅和/或四氯化硅的氣體混合 物可被泵送到已經(jīng)存在于反應(yīng)器中的液態(tài)硅池中。入口組件包括一定圖樣的小孔，使得氣 體將能夠在液態(tài)硅中形成小的、均勻分布的氣泡。替代地，入口組件可從反應(yīng)器的頂部懸垂 并且可通過液壓活塞降低到液態(tài)硅中。 3.在反應(yīng)器的頂部處有出口閥和管道來運(yùn)走起泡穿過液態(tài)硅的氣體。
4.在反應(yīng)器的底部處有排放閥和管道來運(yùn)走累積的用于結(jié)晶的液態(tài)硅。
在又一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圖8中顯示的沉積-起泡反應(yīng)器包括反應(yīng)器容器 300 ;用于氫-液態(tài)硅烷混合物的氣液入口 367 ;連接到用于加熱沉積板的電加熱導(dǎo)線392 的基部電加熱器388 ;和通氣孔380，其中，硅烷-氫氣泡340起反應(yīng)而形成硅并且反應(yīng)后的 氣體399通過通氣孔380移出。優(yōu)選地，沉積氣體混合物被周期地關(guān)斷，液態(tài)硅烷蒸發(fā)，硅 珠385從通道365被移出。其中，氫-液態(tài)硅烷形成氫和三氯氫硅和/或四氯化硅的氣態(tài) 混合物，該氣態(tài)混合物在反應(yīng)器的底部的合適儲(chǔ)器中起泡穿過液態(tài)硅池，導(dǎo)致在由該液體 和所有氣泡之間的界面形成的非常大的表面積上發(fā)生還原反應(yīng)。優(yōu)選地，在期望量的硅已 經(jīng)從硅烷被還原之后，氫-液態(tài)硅烷的流被切斷，并且允許冷卻液態(tài)硅池以形成多晶硅的 晶錠，或者在替代的優(yōu)選實(shí)施方式中，將液態(tài)硅通過適當(dāng)構(gòu)造的管道泵送出反應(yīng)器容器到 達(dá)Czokralski拉晶機(jī)從而生產(chǎn)單晶硅。液態(tài)硅烷的例子包括但不限于三氯氫硅、四氯化硅 和其它硅烷。
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權(quán)利要求
一種用于生產(chǎn)高純硅的方法，包括如下步驟a.形成與硅相容的至少兩塊豎直方向的沉積板，所述豎直方向的沉積板的幾何形狀被選擇為，對(duì)于由所述豎直方向的沉積板占據(jù)的空間，朝著理論最大值增加表面積，其中所述豎直方向的沉積板是電加熱的并且每個(gè)豎直方向的沉積板均具有表面；b.將所述沉積板放置在反應(yīng)器容器中；c.使加壓的沉積氣體混合物流入所述反應(yīng)器容器中，以將還原的硅沉積到所述沉積板的表面上，其中所述加壓混合物流過所述豎直方向的沉積板之間的空間并且所述豎直方向的沉積板被加熱到優(yōu)化沉積氣體混合物的還原反應(yīng)的表面溫度，但是低于將會(huì)影響固態(tài)硅結(jié)構(gòu)特征的溫度；d.在期望量的還原硅沉積之后迅速加熱所述沉積板，以便在所述沉積板的材料和固態(tài)硅沉積層的其余部分之間產(chǎn)生液態(tài)硅薄膜，從而形成固態(tài)的沉積硅殼；e.在所述液態(tài)硅薄膜處通過重力從所述豎直方向的沉積板移除所述固態(tài)的沉積硅殼；f.在所述豎直方向的沉積板已經(jīng)與所述固態(tài)的沉積硅殼分離之后繼續(xù)對(duì)所述豎直方向的沉積板進(jìn)行加熱，從而移除并處理掉所述液態(tài)硅薄膜，其中所述沉積板的表面變得清潔并且能夠用于其它沉積周期。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述硅沉積氣體混合物選自氫 和由三氯氫硅、四氯化硅、其它硅烷和它們的混合物組成的組。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述至少兩塊豎直方向的沉積 板由具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、導(dǎo)電、耐熱和硅相容性特征的材料制成。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述至少兩塊豎直方向的沉積 板由選自下組的材料制成，該組由碳化硅、氮化硅、鎢、石墨復(fù)合物、及它們的混合物組成。
5. —種用于生產(chǎn)高純硅的方法，包括如下步驟a. 形成與硅相容的至少兩塊豎直方向的沉積板，所述豎直方向的沉積板的幾何形狀被 選擇為，對(duì)于由所述豎直方向的沉積板占據(jù)的空間，朝著理論最大值增加表面積，其中所述 豎直方向的沉積板是電加熱的并且每個(gè)豎直方向的沉積板均具有表面；b. 將所述沉積板放置在反應(yīng)器容器中；c. 使加壓的沉積氣體混合物流入所述反應(yīng)器容器中，以將還原的硅沉積到所述沉積板 的表面上，其中所述加壓混合物流過所述豎直方向的沉積板之間的空間并且所述豎直方向 的沉積板被加熱到優(yōu)化硅承載氣體的還原反應(yīng)的表面溫度，但是低于將會(huì)影響固態(tài)硅結(jié)構(gòu) 特征的溫度；d. 在期望量的還原硅沉積之后迅速加熱所述豎直方向的沉積板，以便形成液態(tài)硅；e. 在所述豎直方向的沉積板部分浸沒在所述液態(tài)硅中以提供必要的加熱的條件下，在 所述反應(yīng)器內(nèi)將所述液態(tài)硅收集在適當(dāng)?shù)膬?chǔ)器中；f. 以可控方式提取所述液態(tài)硅；g. 在所述豎直方向的沉積板已經(jīng)與所述沉積硅分離之后繼續(xù)對(duì)所述豎直方向的沉積 板進(jìn)行加熱，從而移除并處理掉所述液態(tài)硅薄膜，其中所述沉積板的表面變得清潔并且能 夠用于其它沉積周期。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述硅沉積氣體混合物選自氫和由三氯氫硅、四氯化硅、其它硅烷和它們的混合物組成的組。
7. 如權(quán)利要求5所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述至少兩塊豎直方向的沉積 板由具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、導(dǎo)電、耐熱和硅相容性特征的材料制成。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述至少兩塊豎直方向的沉積 板由選自下組的材料制成，該組由碳化硅、氮化硅、鎢、石墨復(fù)合物、及它們的混合物組成。
9. 如權(quán)利要求8所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，以可控方式提取所述液態(tài)硅包 括以包含降低所述豎直方向的沉積板的溫度以將所述液態(tài)硅結(jié)晶成多晶硅晶錠的可控方 式移除所述豎直方向的沉積板。
10. 如權(quán)利要求8所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，以可控方式提取所述液態(tài)硅包 括將所述液態(tài)硅泵送出所述儲(chǔ)器和反應(yīng)器、并經(jīng)過適當(dāng)構(gòu)造的管道到達(dá)Czokralski拉晶 機(jī)，以生產(chǎn)單晶硅。
11. 一種用于生產(chǎn)高純硅的方法，包括如下步驟a. 形成與硅相容的至少兩塊豎直方向的沉積板，所述豎直方向的沉積板的幾何形狀被 選擇為，對(duì)于由所述豎直方向的沉積板占據(jù)的空間，朝著理論最大值增加表面積，其中所述 豎直方向的沉積板是電加熱的并且每個(gè)豎直方向的沉積板均具有帶有鋸齒形的下邊緣的 表面；b. 將所述沉積板放置在反應(yīng)器容器中；c. 使加壓的氫氣和液態(tài)硅烷流入所述反應(yīng)器容器中，以將還原的硅沉積到被涂覆的表 面上，其中所述加壓混合物足以流過所述豎直方向的沉積板之間的空間并且所述豎直方向 的沉積板被加熱到優(yōu)化三氯氫硅的還原反應(yīng)且高于還原硅的熔點(diǎn)的表面溫度；d. 通過允許所述液態(tài)還原硅從所述鋸齒形的下邊緣滴落從而形成液滴來使所述液態(tài) 還原硅從所述豎直方向的沉積板移除。
12. 如權(quán)利要求ll所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述液態(tài)硅烷選自由三氯氫 硅、四氯化硅、其它硅烷和它們的混合物組成的液體的組。
13. 如權(quán)利要求11所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述至少兩塊豎直方向的沉 積板由具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、導(dǎo)電、耐熱和硅相容性特征的材料制成。
14. 如權(quán)利要求13所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述至少兩塊豎直方向的沉 積板由選自下組的材料制成，該組由碳化硅、氮化硅、鎢、石墨復(fù)合物、及它們的混合物組 成。
15. 如權(quán)利要求14所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述鋸齒形的下邊緣具有能 夠形成均勻尺寸和間隔開的液滴的幾何形狀。
16. 如權(quán)利要求15所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述液滴有充足的時(shí)間來形 成單個(gè)的硅珠，通過向下運(yùn)動(dòng)的液滴與硅沉積氫氣混合物的接觸和/或液滴與所述反應(yīng)器 底部的液體三氯氫硅池和/或四氯化硅池的接觸而導(dǎo)致這種冷卻效果。
17. —種用于生產(chǎn)高純硅的方法，包括如下步驟a. 將電加熱的基部電加熱器聯(lián)接到反應(yīng)器容器；b. 連通氣液入口以允許氫_液態(tài)硅烷混合物流入所述反應(yīng)器容器；c. 將所述氫_液態(tài)硅烷混合物加熱到使氫和汽化的硅烷以氣泡形式起反應(yīng)形成液態(tài) 的高純硅的溫度；d. 切斷所述氫_液態(tài)硅烷混合物；以及e. 移除所述高純硅。
18. 如權(quán)利要求17所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，移除所述高純硅通過冷卻液 態(tài)硅烷池以形成能夠之后從所述反應(yīng)器容器移除的固態(tài)多晶硅來完成。
19. 如權(quán)利要求17所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，移除所述高純硅通過將所述 液態(tài)硅泵送出儲(chǔ)器和反應(yīng)器、并經(jīng)過適當(dāng)構(gòu)造的管道到達(dá)用以生產(chǎn)單晶硅的Czokralski 拉晶機(jī)來完成。
20. 如權(quán)利要求17所述的用于生產(chǎn)高純硅的方法，其中，所述液態(tài)硅烷選自由三氯氫 硅、四氯化硅、其它硅烷和它們的混合物組成的液體的組。
全文摘要
固態(tài)硅通過被混合和泵送經(jīng)過沉積板的表面的氣態(tài)三氯氫硅和氫的還原反應(yīng)來沉積在電加熱的沉積板上。沉積板可以具有多種大表面積的幾何形狀，諸如同心圓筒、螺旋或者重復(fù)的S形。一旦已經(jīng)沉積所需量的硅，沉積板就被加熱到高于硅的熔點(diǎn)的溫度，從而導(dǎo)致沉積的硅由于重力而以硅殼的形式從沉積板上滑落。剩下的沉積板涂覆有包含從沉積板上溶入的任何雜質(zhì)的液態(tài)硅薄膜。該薄膜被單獨(dú)地從主體硅殼上熔融掉落以避免污染硅殼，這樣沉積板就已備好用于下一沉積周期。
文檔編號(hào)C01B33/035GK101707871SQ200880013726
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者卡甘·塞蘭 申請(qǐng)人:卡甘·塞蘭