Aparato de fabricación de silicio policristalino mediante el suministro de gas de material de partida a unavarilla (4) simiente de silicio calentada proporcionada de manera vertical en un reactor (1) de modo que sedeposite el silicio policristalino sobre una superficie de la varilla (4) simiente de silicio,

teniendo el aparatode fabricación:

un electrodo (30) que porta la varilla (4) simiente de silicio y está compuesto por carbono; y unportaelectrodo (20) que se inserta y mantiene en un agujero (16) pasante formado en una parte (2) de placainferior del reactor (1), y que porta el electrodo (30),

caracterizándose el aparato de fabricación porque:

un conducto (27) de refrigerante en el que fluye medio refrigerante en el mismo se forma en elportaelectrodo (20), y el electrodo (30) comprende:

un elemento (31) portador de varilla simiente columnar que porta una parte de extremo inferior de la varilla(4) simiente de silicio;

una tapa (32) térmica que se proporciona entre el elemento (31) portador de varilla simiente y elportaelectrodo (20), y que tiene una parte (32a) hueca en la que una parte de extremo inferior del elemento(31) portador de varilla simiente se inserta de modo que se mantenga en la misma; y

un protector (33) de tapa que tiene una forma de placa similar a un anillo, que cubre una superficie superiorde la tapa térmica, y en el que se forma un agujero pasante en el que penetra el elemento (31) portador devarilla simiente.

Aparato de fabricación de silicio policristalino

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un aparato de fabricación de silicio policristalino que produce varillas de silicio policristalino depositando silicio policristalino sobre superficies de varillas simiente de silicio calentadas.

Estado de la técnica

Convencionalmente, se conoce un aparato de fabricación de silicio policristalino mediante el proceso Siemens. En el aparato de fabricación de silicio policristalino mediante el proceso Siemens, se proporciona una pluralidad de varillas simiente de silicio en un reactor y se calientan. Se suministra gas de material de partida incluyendo gas de clorosilano y gas de hidrógeno al reactor y en contacto con las varillas simiente de silicio calentadas, de modo que se deposita silicio policristalino sobre la superficie de las varillas simiente de silicio mediante descomposición térmica y reducción de hidrógeno del gas de material de partida.

En este aparato de fabricación del silicio policristalino, las varillas simiente de silicio se fijan sobre electrodos previstos sobre una parte de placa inferior del reactor de modo que se sitúen sobre los electrodos. Se suministra corriente eléctrica a las varillas simiente de silicio a través de los electrodos, de modo que las varillas simiente de silicio se calientan mediante la resistencia eléctrica. Se insufla el gas de material de partida desde abajo y en contacto con las varillas simiente de silicio. Como resultado, se fabrican varillas de silicio policristalino. Los electrodos que portan las varillas simiente de silicio se distribuyen a lo largo de la superficie inferior interna del reactor. Por ejemplo, tal como se da a conocer en la primera publicación de la solicitud de patente japonesa sin examinar n.º H08-45847, se proporciona una placa 4 de base (es decir, una parte de placa inferior) que tiene agujeros pasantes en un aparato de deposición (es decir, un reactor) . Se fijan partes (2) de conductor eléctrico en los agujeros pasantes de modo que estén rodeados por aislantes circulares. Se unen portaelectrodos (6) a las partes

(2) de conductor eléctrico. Se mantienen electrodos (14) de grafito sobre las partes de extremo superior de los portaelectrodos (6) .

En un procedimiento de deposición de silicio policristalino sobre las superficies de las varillas simiente de silicio haciendo reaccionar el gas de material de partida en el reactor, el silicio policristalino depositado alcanza varias decenas de kg mediante la continuación de la reacción, y puede desprenderse debido a su propio peso. En este caso, el silicio policristalino que se cae puede dañar una solera de horno del reactor, o puede provocar un cortocircuito entre los electrodos y la solera de horno, de modo que se impide que continúe la reacción.

Especialmente, en el aparato del documento JP’847, se refrigeran los portaelectrodos (6) puesto que se refrigeran las partes (2) de conductor eléctrico. Por tanto, se refrigeran los electrodos (14) de grafito, de modo que disminuye la temperatura de las partes de extremo inferior de los elementos (15) de soporte (es decir, las varillas simiente de silicio) . Como resultado, no se deposita suficiente silicio policristalino sobre estas partes.

Objeto de la invención

La presente invención se logra considerando las circunstancias anteriores, y tiene como objeto proporcionar un aparato de fabricación en el que puede depositarse suficiente silicio policristalino sobre la parte de extremo inferior de la varilla simiente de silicio.

Para lograr el objeto anterior, un aparato de fabricación de silicio policristalino según la presente invención produce silicio policristalino mediante el suministro de gas de material de partida a una varilla simiente de silicio calentada proporcionada de manera vertical en un reactor de modo que se deposite el silicio policristalino sobre una superficie de la varilla simiente de silicio. El aparato de fabricación incluye: un electrodo que porta la varilla simiente de silicio y está compuesto por carbono; y un portaelectrodo que se inserta y mantiene en un agujero pasante formado en una parte de placa inferior del reactor, y que porta el electrodo. En el aparato de fabricación, se forma un conducto de refrigerante en el que fluye medio refrigerante en el mismo, en el portaelectrodo. El electrodo incluye: un elemento portador de varilla simiente columnar que porta una parte de extremo inferior de la varilla simiente de silicio; una tapa térmica que se proporciona entre el elemento portador de varilla simiente y el portaelectrodo, y que tiene una parte hueca en la que se inserta una parte de extremo inferior del elemento portador de varilla simiente de modo que se mantenga en la misma; y un protector de tapa que tiene una forma de placa similar a un anillo, que cubre una superficie superior de la tapa térmica, y en el que se forman un agujero pasante en el que penetra la parte de extremo inferior del elemento portador de varilla simiente.

Según la presente invención, es difícil refrigerar el elemento portador de varilla simiente puesto que la tapa térmica se interpone entre el elemento portador de varilla simiente y el portaelectrodo. Por tanto, puede depositarse silicio policristalino sobre toda la superficie de la varilla simiente de silicio y la parte de extremo inferior del elemento portador de varilla simiente. Como resultado, el silicio policristalino que se deposita sobre la varilla simiente de silicio

está soportado fuertemente por el silicio policristalino que se deposita sobre el elemento portador de varilla simiente. En este caso, aunque se deposita el silicio policristalino sobre el protector de tapa, se impide que el silicio policristalino se adhiera a la tapa térmica puesto que la tapa térmica está cubierta por el protector de tapa. Por tanto, es fácil reutilizar los elementos de electrodo tales como la tapa térmica y similar.

En este aparato de fabricación de silicio policristalino, es preferible que se forme una parte de tornillo macho en una superficie periférica externa del elemento portador de varilla simiente, y se formen tornillos hembra que se atornillan junto con la parte de tornillo macho en superficies periféricas internas de la parte hueca de la tapa térmica y el agujero pasante del protector de tapa.

En este caso, el elemento portador de varilla simiente se fija de manera segura a la tapa térmica puesto que la tapa térmica y el protector de tapa se comportan como una doble tuerca con respecto al elemento portador de varilla simiente.

Según el aparato de fabricación de silicio policristalino de la presente invención, se deposita el silicio policristalino también sobre la parte de extremo inferior del elemento portador de varilla simiente puesto que la temperatura del elemento portador de varilla simiente se mantiene alta. Por tanto, el silicio policristalino depositado se soporta de manera segura y se impide que se caiga hacia abajo. En este caso, aunque se deposita el silicio policristalino sobre el electrodo, puede impedirse que el silicio policristalino se adhiera a la tapa térmica puesto que el protector de tapa cubre la superficie superior de la tapa térmica. Por tanto, no es necesario cambiar la totalidad del electrodo cuando se termina el procedimiento, de modo que al menos la tapa térmica puede reutilizarse. Como resultado, pueden mejorarse la trabajabilidad y la productividad de fabricación de silicio policristalino.

Descripción de las figuras

La figura 1 es una vista en perspectiva que deja ver parcialmente el interior de un recinto de campana de un reactor.

La figura 2 es una vista en sección esquemática del reactor de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección ampliada de un electrodo individual del reactor de la figura 2.

La figura 4 es una vista en sección que muestra una forma en la parte inferior de una varilla de silicio de silicio policristalino depositado.

Descripción detallada de la invención

A continuación, se describirá una realización de la presente invención con referencia a los dibujos.

La figura 1 es una vista general de un aparato de fabricación de silicio policristalino de la presente invención. Un reactor (1) del aparato de fabricación de silicio policristalino está dotado de: una parte (2) de placa inferior que forma una solera de horno; y un... [Seguir leyendo]