DE102009021825B3 - Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe in Reaktoren zur Anlagerung von Polysilizium. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe zu schaffen, bei dem eine gute Kontaktierung der eingesetzten Silizium-Anzuchtstäbe gewährleistet und eine deutliche Verringerung des Wärmeaustrages erreicht wird. Erreicht wird das dadurch, dass der Aufnahmekegel aus einem rotationssymmetrischen Grundkörper (2) mit einem zentrisch in diesen an höchster Position einsetzbaren einstückigen Spannelement (3) zur Aufnahme des Silizium-Anzuchtstabes (1) besteht, wobei der Grundkörper (2) topfdeckelartig zur Aufnahme eines Anschlussbolzens (4) ausgespart ist und wobei dessen Rand (5) in die Stromdurchführung im Boden des Reaktors einsetzbar ist, wobei die Einzelteile Silizium-Anzuchtstab (1), Spannelement (3), Grundkörper (2) und Aufnahmeteil der Stromdurchführung sowie Anschlussbolzen (4) form- und kraftschlüssig ineinandersteckbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe in Reaktoren zur Anlagerung von Polysilizium.
  • Polysilizium wird für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle in großen Mengen z. B. für die Fertigung von Solarzellen benötigt. Da Polysilizium in der erforderlichen Reinheit in der Natur nicht oder nicht ausreichend zur Verfügung steht, muss dieses mit einem geeigneten Verfahren hergestellt werden.
  • Für die Herstellung von Polysilizium wurde beispielsweise das so genannte Siemens-Verfahren entwickelt, bei dem eine Vielzahl von Silizium-Anzuchtstäben, auch als Slimrods bezeichnet, in einen Reaktor eingebracht und dort in einem Aufdampfverfahren Polysilizium an diesen angelagert. Voraussetzung hierfür ist u. a. eine ausreichende Temperatur der Silizium-Dünnstäbe, die nahe der Schmelztemperatur von Silizium liegen muss. Um das zu erreichen, werden die Silizium-Anzuchtstäbe mittels Widerstandsheizung auf die benötigte Temperatur aufgeheizt.
  • Dazu werden die Silizium-Anzuchtstäbe jeweils paarweise benachbart in geeigneten Halterungen im Reaktor aufgestellt, wobei die Silizium-Dünnstäbe am oberen freien Ende elekt risch miteinander verbunden sind. Als Halterungen für die Silizium-Anzuchtstäbe werden üblicherweise Aufnahmekegel aus Graphit verwendet, die entweder ein- oder mehrteilig ausgeführt sind. Die Aufnahmekegel dienen sowohl der elektrischen Kontaktierung, als auch der sicheren mechanischen Befestigung der Silizium-Anzuchtstäbe, die durch das Schichtwachstum während des Beschichtungsvorganges erheblich an Gewicht zunehmen. Außerdem sollten die fertigen Siliziumstäbe möglichst leicht aus dem Aufnahmekegel entnommen werden können.
  • Für die Abscheidung von Polysilizium durch eine chemische Dampfphasenabscheidung (üblicherweise mit Chemical Vapor Deposition (CVD) bezeichnet) auf den Silizium-Dünnstäben bei 1.100°C wird hochreines Trichlorsilan (SiHCl3) verwendet, indem eine Disproportionierung nach der Formel 4SiHCl3 → Si + 3SiCl4 + 2H2 stattfindet. Das dabei frei werdende Silizium lagert sich dabei an den Silizium-Anzuchtstäben an.
  • Der Reaktor besteht in der Regel aus einer Quarzglocke mit einer schützenden äußeren Metallglocke, die einschließlich der Bodenplatte sowie den notwendigen Stromdurchführungen wassergekühlt ist.
  • Bei der einfachsten Ausführung, d. h. bei der einteiligen Ausführung, werden die Silizium-Anzuchtstäbe in eine Öffnung im Aufnahmekegel eingesteckt. Es versteht sich, dass in diesem Fall ein hinreichend guter elektrischer Kontakt nur dann gewährleistet werden kann, wenn die Öffnung im Aufnahmekegel möglichst genau der Kontur des einzusteckenden Silizium-Anzuchtstabes entspricht.
  • Bei der mehrteiligen Ausführung bestehen die Aufnahmekegel aus einem Grundkörper sowie in diesen einsetzbaren Spann backen, die mittels einer Überwurfmutter gegen den eingesteckten Silizium-Anzuchtstab verspannt werden.
  • Wichtig ist bei den Aufnahmekegeln, dass ein möglichst guter elektrischer Kontakt zwischen der Stromdurchführung durch die Reaktorwand zum Aufnahmekegel, dem Aufnahmekegel und den Silizium-Anzuchtstäben gewährleistet wird. Darüber hinaus muss der Wärmeaustrag an der Schnittstelle Stromdurchführung, Aufnahmekegel und Silizium-Anzuchtstab so gering wie möglich sein. Die nachfolgend zitierten Druckschriften erfüllen diese Voraussetzungen nicht.
  • In der DE 600 32 813 T2 , die sich auf ein CVD-Verfahren und eine -Vorrichtung zum Abscheiden von Polysilizium bezieht, mit dem Silizium auf Siliziumrohren abgeschieden wird, wird das vorstehend zitierte Siemensverfahren näher beschrieben. Die Siliziumrohre werden durch Halterungen aus Graphit in einer Reaktorvorrichtung gehalten.
  • Eine ähnliche Graphithalterung geht auch aus der US 3 200 009 A hervor.
  • Aus der DE 12 05 950 B geht eine Halterung in einer Vorrichtung zur Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase auf stabförmigen Trägern aus Halbleitermaterial gleicher Gitterstruktur und ein Verfahren zu ihrer Herstellung hervor. Auch hier werden Graphithalterungen für Siliziumdünnstäbe eingesetzt, die an ihrer Stirnseite konisch bzw. kegelförmig ausgebildet sind. Die Halterung kann auch als Klemme ausgebildet sein, indem diese am ausgebohrten Ende derart teilweise halbiert ist, dass eine Hälfte durch einen zur Stabachse senkrechten Einschnitt abgetrennt wird. Beide Hälften werden durch einen Graphitring zusammengehalten.
  • Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe zu schaffen, bei dem eine gute Kontaktierung der eingesetzten Silizium-Anzucht stäbe gewährleistet und eine deutliche Verringerung des Wärmeaustrages erreicht wird.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe in Reaktoren zur Anlagerung von Polysilizium dadurch gelöst, dass der Aufnahmekegel aus einem rotationssymmetrischen Grundkörper mit einem zentrisch in diesen an höchster Position einsetzbaren einstückigen Spannelement zur Aufnahme des Silizium-Anzuchtstabes besteht, wobei der Grundkörpers topfdeckelartig zur Aufnahme eines Anschlussbolzens ausgespart ist und wobei dessen Rand in die Stromdurchführung im Boden des Reaktors einsetzbar ist, wobei die Einzelteile Silizium-Anzuchtstab, Spannelement, Grundkörper und Aufnahmeteil der Stromdurchführung sowie Anschlussbolzen form- und kraftschlüssig ineinander steckbar sind.
  • Die besonders massearme Konstruktion des Aufnahmekegels mit geringst möglicher Wandstärke führt in Verbindung mit dem zentralen Wärmeeintrag über die Spannzange zu einer erheblichen Verringerung des Wärmeaustrags über die Stromdurchführung und damit verbunden zu einer Verringerung des Wärmebedarfs beim Anheizen des Reaktors.
  • Ferner ermöglicht die in den Kegel einsetzbare und speziell ausgebildete Spannzange eine sichere und einfache Spannung der eingesetzten Silizium-Anzuchtstäbe, sowie nach der Beschichtung eine einfache Entnahme der beschichteten Stäbe. Durch eine Veränderung der Innenkontur der Spannzange kann eine Anpassung an nahezu alle Dimensionen von Silizium-Anzuchtstäben erfolgen, ohne eine Veränderung der Grundstruktur vornehmen zu müssen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich die Konstruktion sehr schlank und leicht ausführen lässt.
  • Zur Aufnahme des Spannelementes ist der Grundkörper mit einer zentrischen Sackbohrung ausgestattet.
  • In einer Fortbildung der Erfindung ist das einstückige Spannelement rotationssymmetrisch spannbackenähnlich ausgebildet und besitzt eine durchgehende, längs verlaufende Aufnahmebohrung für den Silizium-Anzuchtstab.
  • Um das möglichst einfach zu erreichen, ist das Spannelement von beiden Stirnseiten ausgehend mit längs desselben verlaufenden nicht durchgehenden Schlitzen versehen, die abwechselnd von der einen bzw. von der anderen Stirnseite ausgehen.
  • Dazu sind jeweils zweimal drei um 120° versetzte Schlitze im Spannelement vorgesehen, wobei die Schlitze von der einen Stirnseite gegenüber den Schlitzen von der anderen Stirnseite um 60° versetzt sind.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Spannelement einends mit einem Kragen versehen, wobei sich die Schlitze, die von der Stirnseite des Spannelements auf der Kragenseite ausgehen, durch den Kragen erstrecken. Das sich an den Kragen anschließende Teil des Spannelementes entspricht höchstens der Tiefe der Sackbohrung.
  • Um einen hinreichenden Kraftschluss zwischen dem eingesteckten Silizium-Anzuchtstab und dem Spannelement, und zwischen dem Spannelement und dem Grundelement zu erreichen, verjüngt sich die Sackbohrung in die Tiefe kegelförmig.
  • Die Sackbohrung sollte dazu einen Kegelwinkel von 0,5–30° aufweisen, um einerseits eine ausreichende Spannwirkung zu erreichen und andererseits sicherzustellen, dass sich das Spannelement aus dem Grundelement lösen lässt.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass sich die Außenmantelfläche des Spannelementes vom Kragen zur gegenüber liegenden Stirnseite im gleichen Kegelwinkel verjüngt, wie die Sackbohrung.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verjüngt sich der Rand des topfdeckelartigen Grundelementes im gleichen Maß kegelförmig, wie das entsprechende Gegenstück in der Stromdurchführung.
  • Der Kegelwinkel des Randes und des Gegenstücks in der Stromdurchführung sollte um 4°–5° betragen.
  • In einer besonderen Fortführung der Erfindung ist mindestens zwischen der Aufnahme der Stromdurchführung und dem Grundkörper ein elektrisch leitfähiges Trennelement angeordnet, das zugleich als Diffusionssperre ausgebildet ist und aus Silber besteht.
  • Um eine möglichst vollständige und großflächige Trennung zu erreichen, entspricht das Trennelement der Negativform der Innenkontur des Grundelementes und auf der Unterseite der Negativ-Form des Anschlussbolzens der Stromdurchführung.
  • Zur Erleichterung der Entnahme des angewachsenen Siliziumstabes ist es von Vorteil, wenn zumindest zwischen dem Grundelement und dem angewachsenen Siliziumstab ein Trennmittel angeordnet wird.
  • Dieses Trennmittel kann eine elektrisch leitende Folie oder Scheibe aus CFC (Carbon Fiber reinforced Carbon) oder einer anderen Graphitfolie sein und kann sich auch bis zum Boden der Sackbohrung erstrecken.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Aufnahmekegels mit eingesetztem Spannelement und Silizium-Anzuchtstab;
  • 2: eine Schnittdarstellung des Aufnahmekegels nach 1;
  • 3: eine Variante des erfindungsgemäßen Aufnahme kegels mit eingesetztem Spannelement und Silizium-Anzuchtstab;
  • 4: eine Schnittdarstellung des Aufnahmekegels nach 3;
  • 5: eine Seitenansicht des Aufnahmekegels nach 1;
  • 6: eine Schnittdarstellung des Aufnahmekegels nach 5;
  • 7: eine perspektivische Darstellung des Aufnahmekegels nach 5;
  • 8: eine Seitenansicht des Aufnahmekegels nach 3;
  • 9: eine Schnittdarstellung des Aufnahmekegels nach 8;
  • 10: eine perspektivische Darstellung des Aufnahmekegels nach 8;
  • 11: ein Trennelement zur Auflage auf den Aufnahmekegel nach 3, 4;
  • 12: eine Seitenansicht des Trennelementes nach 11;
  • 13: eine perspektivische Darstellung des Trennelementes nach 11; und
  • 14a–d: Einzelheiten des Spannelementes.
  • Der erfindungsgemäße Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe 1 besteht aus einem rotationssymmetrischen Grundkörper 2 mit einem zentrisch in diesen an höchster Position einsetzbaren einstückigen Spannelement 3 zur Aufnahme des Silizium-Anzuchtstabes 1 (1, 2, 57). Der Grundkörper 2 ist topfdeckelartig zur Aufnahme eines Anschlussbolzens 4 einer Stromdurchführung ausgespart (6). Der Rand 5 des Grundkörpers 2 ist zugleich in die Stromdurchführung im Boden des nicht dargestellten Reaktors einsetzbar, wobei die Einzelteile Silizium-Anzuchtstab 1, Spannelement 3, Grundkörper 2 und Aufnahmeteil der Stromdurchführung sowie Anschlussbolzen 4 form- und kraftschlüssig ineinander steckbar sind.
  • Die 3, 4 sowie 810 zeigen eine Variante des Aufnahmekegels, bei dem der Grundkörper 2 nach oben nicht kegelartig ausläuft, sondern eben ausgebildet ist.
  • Zur Aufnahme des Spannelementes 3 ist der Grundkörper 2 mit einer zentrischen Sackbohrung 6 versehen. Die Sackbohrung 6 sollte einen Kegelwinkel von 0,5–30° aufweisen, um einerseits eine ausreichende Spannwirkung zu erreichen und andererseits sicherzustellen, dass sich das Spannelement 3 wieder aus dem Grundkörper 2 lösen lässt, was aus den nachfolgenden Erläuterungen ersichtlich wird (2, 4).
  • Das Spannelement 3 ist rotationssymmetrisch spannbackenähnlich ausgebildet und besitzt eine durchgehende, längs verlaufende Aufnahmebohrung 7 für den Silizium-Anzuchtstab 1 (14a–d).
  • Um ein einfaches Spannen zu erreichen, ist das Spannelement 3 von beiden Stirnseiten 8, 9 ausgehend mit längs desselben verlaufenden nicht durchgehenden Schlitzen 10 versehen, die abwechselnd von der einen bzw. von der anderen Stirnseite 8, 9 ausgehen.
  • Es sind jeweils zweimal drei um 120° zueinander versetzte Schlitze 10 im Spannelement 3 vorgesehen, wobei die Schlitze 10 von der einen Stirnseite 8 gegenüber den Schlitzen 10 von der anderen Stirnseite 9 um 60° versetzt sind (6a–c).
  • Darüber hinaus ist das Spannelement 3 einends mit einem Kragen 11 versehen, wobei sich die Schlitze 10, die von der Stirnseite 8 des Spannelements 3 auf der Kragenseite ausgehen, durch den Kragen 11 erstrecken. Das sich an den Kragen 11 anschließende Teil des Spannelementes 3 entspricht höchstens der Tiefe der Sackbohrung 6.
  • Um einen hinreichenden Kraftschluss zwischen dem eingesteckten Silizium-Anzuchtstab 1 und dem Spannelement 3 sowie zwischen dem Spannelement 3 und dem Grundkörper 2 zu erreichen, verjüngt sich die Außenmantelfläche des Spannelementes 3 hinter dem Kragen 11 kegelförmig mit dem gleichen Kegelwinkel wie die Sackbohrung 6, so dass eine Reibpaarung entsteht.
  • Da das Grundelement 2 einerseits sicher im entsprechenden Gegenstück der Stromdurchführung gehalten, aber andererseits leicht wieder entnehmbar sein muss, verjüngt sich der Rand 5 des topfdeckelartigen Grundkörpers 2 im gleichen Maß kegelförmig, wie das entsprechende Gegenstück in der Stromdurchführung, eine weitere Reibpaarung bildend (2, 4, 6, 9).
  • Der Kegelwinkel des Randes 5 und des Gegenstücks in der Stromdurchführung sollte um 4°–5° betragen.
  • Der Rand 5 kann problemlos auch an andere Einbaubedingungen angepasst werden. So könnte beispielsweise die Innenseite auch mit einem Gewinde versehen sein, oder zur Aufnahme eines Zapfens o. dgl. ausgebildet sein.
  • Um während des Beschichtungsprozesses jegliche Diffusionsvorgänge zu vermeiden, die zu einer deutlichen Qualitätsverschlechterung der angewachsenen Siliziumstäbe führen würde, ist zwischen der Aufnahme der Stromdurchführung und dem Grundkörper 2 ein elektrisch leitfähiges Trennelement 12 angeordnet. Geeignet hierfür ist ein Trennelement 12 aus Silber (14).
  • Um eine möglichst vollständige und großflächige Trennung zu erreichen, besitzt das Trennelement 12 die Negativform der Innenkontur des Grundelementes und auf der Unterseite die Negativ-Form des Anschlussbolzens 4 der Stromdurchführung.
  • Zur Erleichterung der Entnahme des angewachsenen Siliziumstabes ist es ferner möglich, zumindest zwischen dem Grundkörper 2 und dem angewachsenen Siliziumstab ein weiteres Trennmittel 13 anzuordnen (1113).
  • Dieses Trennmittel 13 kann eine elektrisch leitende Folie oder Scheibe aus CFC (Carbon Fiber reinforced Carbon) oder eine andere geeignete Graphitfolie sein und kann sich auch bis zum Boden der Sackbohrung 6 erstrecken.
  • Die besonders massearme Konstruktion des erfindungsgemäßen Aufnahmekegels mit geringst möglicher Wandstärke führt in Verbindung mit dem zentralen Wärmeeintrag über die Spannzange 3 zu einer erheblichen Verringerung des Wärmeaustrags über die Stromdurchführung und damit verbunden zu einer deutlichen Verringerung des Wärmebedarfs beim Anheizen des Reaktors.
  • Außerdem gewährleistet die in den Kegel einsetzbare und speziell ausgebildete Spannzange 3 eine sichere und einfache Spannung der eingesetzten Silizium-Anzuchtstäbe 1, sowie nach der Beschichtung deren einfache Entnahme. Durch eine Veränderung der Innenkontur der Spannzange 3 kann eine Anpassung an nahezu alle Dimensionen von Silizium-Anzuchtstäben 1 erfolgen, ohne eine Veränderung der Grundkörpers 2 vornehmen zu müssen, was zu einer erheblichen Kosteneinsparung führt.
  • 1
    Silizium-Anzuchtstab
    2
    Grundkörper
    3
    Spannelement
    4
    Anschlussbolzen
    5
    Rand
    6
    Sackbohrung
    7
    Aufnahmebohrung
    8
    Stirnseite
    9
    Stirnseite
    10
    Schlitz
    11
    Kragen
    12
    Trennelement
    13
    Trennmittel

Claims (17)

  1. Aufnahmekegel für Silizium-Anzuchtstäbe in Reaktoren zur Anlagerung von Polysilizium, bestehend aus Graphit, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekegel aus einem rotationssymmetrischen Grundkörper (2) mit einem zentrisch in diesen an höchster Position einsetzbaren einstückigen Spannelement (3) zur Aufnahme des Silizium-Anzuchtstabes (1) besteht, wobei der Grundkörpers (2) topfdeckelartig zur Aufnahme eines Anschlussbolzens (4) ausgespart ist und wobei dessen Rand (5) in die Stromdurchführung im Boden des Reaktors einsetzbar ist, wobei die Einzelteile Silizium-Anzuchtstab (1), Spannelement (3), Grundkörper (2) und Aufnahmeteil der Stromdurchführung sowie Anschlussbolzen (4) form- und kraftschlüssig ineinander steckbar sind.
  2. Aufnahmekegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) mit einer zentrischen Sackbohrung (7) zur Aufnahme des Spannelementes (3) versehen ist.
  3. Aufnahmekegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Spannelement (3) rotationssymmetrisch spannbackenähnlich ausgebildet ist und eine durchgehende längs verlaufende Aufnahmebohrung (7) für einen Silizium-Anzuchtstab (1) besitzt.
  4. Aufnahmekegel nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (3) von beiden Stirnseiten ausgehend mit längs desselben verlaufenden nicht durchgehenden Schlitzen (10) versehen ist, die abwechselnd von der einen bzw. von der anderen Stirnseite (8; 9) ausgehen.
  5. Aufnahmekegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das jeweils zweimal drei um 120° versetzte Schlitze (10) im Spannelement (3) vorgesehen sind, wobei die Schlitze (10) von der einen Stirnseite (8) gegenüber den Schlitzen (10) von der anderen Stirnseite (9) um 60° versetzt sind.
  6. Aufnahmekegel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (3) einends mit einem Kragen (11) versehen ist, wobei sich die Schlitze (10), die von der Stirnseite (8) des Spannelements (3) auf der Kragenseite ausgehen, durch den Kragen (11) erstrecken und wobei das sich an den Kragen (11) anschließende Teil des Spannelementes (3) höchstens der Tiefe der Sackbohrung (6) entspricht.
  7. Aufnahmekegel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sackbohrung (6) in die Tiefe kegelförmig verjüngt.
  8. Aufnahmekegel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sackbohrung (6) einen Kegelwinkel von 0,5–30° aufweist.
  9. Aufnahmekegel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenmantelfläche des Spannelementes (3) vom Kragen (11) zur gegenüber liegenden Stirnseite (9) im gleichen Kegelwinkel verjüngt, wie die Sackbohrung (6).
  10. Aufnahmekegel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rand (5) des topfdeckelartigen Grundkörpers () im gleichen Maß kegelförmig verjüngt, wie das Gegenstück in der Stromdurchführung.
  11. Aufnahmekegel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel des Randes (5) und des Gegenstücks in der Stromdurchführung um 4°–5° beträgt.
  12. Aufnahmekegel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen der Aufnahme der Stromdurchführung und dem Grundkörper (2) ein elektrisch leitfähiges Trennelement (11) angeordnet ist.
  13. Aufnahmekegel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (11) zugleich eine Diffusionssperre ist und aus Silber besteht.
  14. Aufnahmekegel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (11) der Negativform der Innenkontur des Grundkörpers (2) und auf der Unterseite der Negativ-Form des Anschlussbolzens (4) der Stromdurchführung entspricht.
  15. Aufnahmekegel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen dem Grundkörper (2) und dem angewachsenen Siliziumstab ein Trennmittel (13) angeordnet ist.
  16. Aufnahmekegel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (13) eine elektrisch leitende Folie oder Scheibe ist und aus CFC (Carbon Fiber reinforced Carbon) oder einer anderen Graphitfolie besteht.
  17. Aufnahmekegel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Trennmittel (13) bis zum Boden der Sackbohrung (6) erstreckt.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084372A1 (de) 2011-10-12 2012-02-09 Wacker Chemie Ag Vorrichtung für die Abscheidung von polykristallinem Silicium auf Dünnstäben
JP2014504582A (ja) * 2011-01-03 2014-02-24 ジーティーエイティー・コーポレーション 化学蒸着システムのためのチャックおよびその関連方法
EP3071322A4 (de) * 2013-11-20 2017-05-24 Hanwha Chemical Corporation Vorrichtung zur herstellung von polysilicium
EP3216760A4 (de) * 2014-11-04 2017-12-06 Tokuyama Corporation Kerndrahthalter und verfahren zur herstellung von silicium

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010003069A1 (de) * 2010-03-19 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Kegelförmige Graphitelektrode mit hochgezogenem Rand
DE102010003068A1 (de) 2010-03-19 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von rissfreien polykristallinen Siliciumstäben
JP5666983B2 (ja) * 2011-05-09 2015-02-12 信越化学工業株式会社 シリコン芯線ホルダおよび多結晶シリコンの製造方法
JP5507493B2 (ja) * 2011-05-09 2014-05-28 信越化学工業株式会社 シリコン芯線ホルダおよび多結晶シリコンの製造方法
DE202013104065U1 (de) 2013-09-06 2013-09-30 Pryvatne Aktsionerne Tovarystvo "Zavod Napivprovidnykiv" Halter zum Fixieren von Keimstäben in einem Wachstumsreaktor für polykristallines Silizium
CN112203980B (zh) * 2018-07-27 2023-04-21 瓦克化学股份公司 用于沉积多晶硅的电极

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3200009A (en) * 1956-06-25 1965-08-10 Siemens Ag Method of producing hyperpure silicon
DE1205950B (de) * 1961-06-16 1965-12-02 Siemens Ag Halterung in einer Vorrichtung zur Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase auf stabfoermigen Traegern aus Halbleitermaterial gleicher Gitterstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE60032813T2 (de) * 2000-02-18 2007-11-08 Gt Solar Incorporated Cvd-verfahren und -vorrichtung zum abscheiden von polysilizium

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1155759B (de) * 1959-06-11 1963-10-17 Siemens Ag Vorrichtung zur Gewinnung reinsten kristallinen Halbleitermaterials fuer elektrotechnische Zwecke
DE2328303C3 (de) * 1973-06-04 1979-11-15 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zum Herstellen von Siliciumstäben
KR950013069B1 (ko) * 1989-12-26 1995-10-24 어드밴스드 실리콘 머티어리얼즈 인코포레이티드 수소 침투 방지용 외부 코팅층을 갖는 흑연 척 및 탄소가 거의 없는 다결정 실리콘 제조 방법
EP2108619B1 (de) * 2008-03-21 2011-06-22 Mitsubishi Materials Corporation Polykristalliner Siliciumreaktor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3200009A (en) * 1956-06-25 1965-08-10 Siemens Ag Method of producing hyperpure silicon
DE1205950B (de) * 1961-06-16 1965-12-02 Siemens Ag Halterung in einer Vorrichtung zur Abscheidung von Halbleitermaterial aus der Gasphase auf stabfoermigen Traegern aus Halbleitermaterial gleicher Gitterstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE60032813T2 (de) * 2000-02-18 2007-11-08 Gt Solar Incorporated Cvd-verfahren und -vorrichtung zum abscheiden von polysilizium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014504582A (ja) * 2011-01-03 2014-02-24 ジーティーエイティー・コーポレーション 化学蒸着システムのためのチャックおよびその関連方法
DE102011084372A1 (de) 2011-10-12 2012-02-09 Wacker Chemie Ag Vorrichtung für die Abscheidung von polykristallinem Silicium auf Dünnstäben
EP3071322A4 (de) * 2013-11-20 2017-05-24 Hanwha Chemical Corporation Vorrichtung zur herstellung von polysilicium
EP3216760A4 (de) * 2014-11-04 2017-12-06 Tokuyama Corporation Kerndrahthalter und verfahren zur herstellung von silicium
US10640385B2 (en) 2014-11-04 2020-05-05 Tokuyama Corporation Core wire holder and method for producing silicon

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