JP4813021B2 - ポリシリコンの製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、ここで参照によりその全体を組み込む2002年2月14日に出願された仮出願番号60/357、212号の利益を享受する。
a) 更に多くの電極を、ベースプレートへ取り付け、各電極を取り付けられた(出発ロッド)出発フィラメントを有することとすることができる。
b)フィラメントは、接合ブリッジによってついで結合される。各ブリッジは、出発ロッド材料の一片とし、2つの出発フィラメントへ結合することができる。一般にU字型部材で、一般にヘアピンと言及される2つのフィラメント及びブリッジの各セットは、反転される。各ヘアピン部材に対して、電気経路を反応器内の1対の電極間に形成する。電極へ適用された電気ポテンシャルは、それゆえ、取り付けられたヘアピンを抵抗的に加熱するのに要求される電流を供給することができる。
c)ヘアピンは、真空又は加圧状態の下での作動を可能とするバッチリアクターを明確にするベースプレートと一致するベルジャ容器に含まれる。
d)所望の半導体材料及び必要な他のガスのガス状シリコン前駆体化合物を、反応器の中へ供給する。
e)ヘアピンは、ガス状の前駆体化合物の分解、及び同時に半導体材料をヘアピン上に堆積させるのに十分な温度へ電気的に加熱され、それによって、一般に十分な直径のU-形状ポリシリコンロッドを生産する。ロッドは、フィラメントが接触ブリッジへ結合するコーナーを除いて、断面において一般に円である。
f)反応ガスによるいずれかのもの、及び未反応前駆体化合物は、反応器から排出される。
本開示は、結晶引き出し炉のるつぼへ充填するか、他の目的用のシリコン粒子と同じように有益な小さいポリシリコン樹枝結晶を生産する方法に関する。それらのいくつかはおよそティアドロップ形状とするこれらの樹枝結晶は、機械的に破壊するというよりはむしろ成長によって生産される。樹枝結晶の形成は、大直径ポリシリコンロッドを成長させることと比較して電気エネルギー利用をかなり減少させる。
このような針状樹枝結晶は、コアロッド108上に成長させるより大きい樹枝結晶の茎に組み込まれるであろう。樹枝結晶の最初の温度を上げるか又は下げることは、針状樹枝結晶断面領域を制御し、それゆえ、そこで成長されるより大きい樹枝結晶の構成へ影響を与える。より高い温度は、より小さい樹枝結晶を形成し、より低い温度は、より大きいか広い樹枝結晶を形成する。
表1 選択したロッド直径での成長条件
ロッド直径(mm) 温度(℃) シラン濃度(%)
7 850 1.43
45 850 1.14
47 986 0.15
55 940 0.23
65 900 0.31
75 875 0.42
85 860 0.52
95 850 0.63
105 850 0.75
Claims (9)
- 細長いポリシリコンコアロッドを準備する処理と、
このコアロッドの表面を、シラン(SiH4)、ジシラン(Si2H6)、トリシラン(Si3H8)、ジクロロシラン(SiH2Cl2)、トリクロロシラン(SiHCl3)、テトラ塩化シリコン(SiCl4)、ジブロモシラン(SiH2Br2)、トリブロモシラン(SiHBr3)、テトラ臭化シリコン(SiBr4)、ジヨードシラン(SiH2I2)、トリヨードシラン(SiHI3)、テトラヨウ化シリコン(SiI4)、及びその混合物からなる群から選択される少なくとも1つのシリコン含有化合物を含む雰囲気へさらすとともに、コアロッドの表面温度を、シリコンの融点未満の温度であって、且つ雰囲気中のシリコン含有化合物が熱分解的に分解してシリコンが表面に堆積し、ロッドが針状樹枝結晶形成物で被覆されるようにするのに十分高い温度に維持する処理と、
針状樹枝結晶形成物で覆われたロッドの表面温度を徐々に減少させながら、針状樹枝結晶形成物を、前記シリコン含有化合物を含む雰囲気中へさらす処理を継続して、シリコンが、針状樹枝結晶形成物上へ堆積し、多数のより大きいシリコン樹枝結晶で覆われたロッドが形成されるようにする処理と
を有するポリシリコンの製造方法。 - 針状樹枝結晶形成物で覆われたロッドの表面温度の穏やかな減少、及び針状樹枝結晶形成物の、少なくとも1つのシリコン含有化合物を含む雰囲気への露出の継続を、より大きい樹枝結晶がコアロッドの加熱表面全体に亘って分配されるように行うことを特徴とする請求項1記載のポリシリコンの製造方法。
- シリコン含有化合物が、シラン(SiH4)であり、
針状樹枝結晶を形成するためのシランの分解が、針状樹枝結晶が形成されるときの少なくとも一部の間、少なくとも875℃の表面温度でなされることを特徴とする請求項1記載のポリシリコンの製造方法。 - 針状樹枝結晶を形成するためのシランの分解が、針状樹枝結晶が形成されるときの少なくとも一部の間、少なくとも975℃の表面温度でなされることを特徴とする請求項3記載のポリシリコンの製造方法。
- 針状樹枝結晶形成物で覆われたロッドの表面温度の穏やかな減少、及び針状樹枝結晶形成物の、少なくとも1つのシリコン含有化合物を含む雰囲気への露出の継続を、より大きい樹枝結晶の少なくともいくつかがティアドロップ形状になるような状態で行うことを特徴とする請求項1記載のポリシリコンの製造方法。
- さらに、ポリシリコンの成長層を出発フィラメント上に堆積することによってコアロッドを形成する処理を有する請求項1記載のポリシリコンの製造方法。
- 針状樹枝結晶形成物がコアロッド上に直接的に形成されていることを特徴とする請求項1記載のポリシリコンの製造方法。
- 細長いポリシリコンコアロッドを準備する処理と、
コアロッドを形成するためにフィラメント上にポリシリコンの通常の円筒状の層を堆積する処理と、
コアロッドの表面を、シラン(SiH4)を含む雰囲気へさらすとともに、ガス中のシランが熱分解的に分解してシリコンが針状樹枝状形成物の表面に堆積し、針状樹枝結晶で覆われたロッドを生産する間において、このロッドの表面を、少なくとも875℃で且つシリコンの融点未満となるような範囲の温度に維持する処理と、
針状樹枝結晶で覆われたロッドの表面温度を徐々に減少させるとともに、針状樹枝結晶をシランを含む雰囲気中へさらす処理であって、前記表面温度を減少させる速度が、シリコンが針状樹枝結晶形成物へ堆積し、針状樹枝結晶で覆われたロッドの加熱した表面全体に亘って分配された複数のより大きいシリコン樹枝結晶が形成され、これらの少なくとも一部が、コアロッドから外へ向かって張り出す表面を有するようにする速度である当該処理と、
コアロッドからより大きい樹枝結晶を分離する処理と
を有するポリシリコンの製造方法。 - コアロッドの表面をシランを含む雰囲気へさらす処理が、針状樹枝結晶が堆積するときの少なくとも一部の間、少なくとも975℃のロッド表面温度で行われることを特徴とする請求項8記載のポリシリコンの製造方法。
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