CN102047750B - 用于沉积材料的制造设备和其中使用的电极 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在载体上沉积材料的制造设备和用于这种制造设备的电极。典型地，载体具有彼此隔开的第一端和第二端。插座设置在载体的每端处。这种制造设备包括限定了腔室的壳体。设置穿过壳体的至少一个电极，其中电极至少部分地设置于腔室内以便联接至插座。电极具有外表面，该外表面具有适于接触插座的接触区域。接触区域涂层设置在电极的外表面的接触区域上。接触区域涂层具有至少9x106姆欧/米的导电系数和在基于室温海水作为电解质的电位序中高于银的抗腐蚀性。

Description

用于沉积材料的制造设备和其中使用的电极
相关申请
本申请要求2008年4月14日提交的美国临时专利申请N0.61/044703的优先权和全部利益。
技术领域
本发明涉及一种制造设备。更特别而言，本发明涉及一种在制造设备内使用的电极。
背景技术
在本领域内已知有用于在载体上沉积材料的制造设备。这种制造设备包括限定了腔室的壳体。通常，载体基本上为U形，具有彼此隔开的第一端和第二端。典型地，插座设置在载体的每端。通常，两个或更多电极设置在腔室内，用于接收设置于载体的第一端和第二端处的相应插座。电极还包括接触区域，所述接触区域支承插座并最终支承载体，以防止载体相对于壳体运动。接触区域为电极的适于与插座直接接触并且提供从电极通往插座并进入载体的主电流通路的部分。
电源装置联接至电极，用于向载体供应电流。电流既加热电极又加热载体。电极和载体各具有一定温度，其中载体的温度被加热至沉积温度。通过在载体上沉积材料形成经处理的载体。
如本领域中已知，由于当载体被加热至沉积温度时沉积于载体上的材料的热膨胀，电极和插座的形状发生变化。一种这样的方法使用平头电极和呈石墨滑块形式的插座。石墨滑块用作载体与平头电极之间的桥接件。作用于接触区域上的载体和石墨滑块的重量减小了石墨滑块与平头电极之间的接触电阻。另一种这样的方法包括使用由两部分组成的电极。所述由两部分组成的电极包括用于压紧插座的第一半部和第二半部。弹簧元件联接至由两部分组成的电极的第一半部和第二半部，以便提供压紧插座的力。另一种这样的方法包括使用限定了杯状部的电极，其中接触区域位于电极的杯状部内。插座适于适配于电极的杯状部中并接触位于电极的杯状部内的接触区域。替代地，电极可在其外表面上限定接触区域，而不限定杯状部，并且插座可构造为帽，该帽适配于电极的顶部之上，以便接触位于电极外表面的接触区域。
由于沉积物的积累，在接触区域发生对电极的污染。随着时间的过去，沉积物导致插座与电极之间不正确的适配。这种不正确的适配在接触区域与插座之间引起小的电弧，这些电弧导致对沉积于载体上的材料造成金属污染。金属污染减小了载体的价值，因为所沉积的材料纯度变差。另外，污染减少了电极与插座之间的热传递，导致电极达到更高的温度，以便有效地加热插座并最终加热载体。电极的更高温度导致材料加速沉积在电极上。对于包括银或铜作为存在于其中的唯一金属或主金属的电极，情况尤其是如此。
当出现以下条件中的一个或多个时，必须更换电极：第一，当对沉积在载体上的材料的金属污染超过阈值水平时；第二，当对电极的接触区域的污染引起电极与插座之间的连接变差时；第三，当由于对电极的接触区域的污染需要电极具有过高的操作温度时。电极具有的寿命由电极在上述情况之一出现之前能处理的载体的数目确定。
鉴于与电极污染有关的上述问题，仍然需要至少延迟对电极的污染，以便保持电极与插座之间的连接，从而提高电极的生产能力并增加电极的使用寿命。
发明内容
本发明涉及一种用于在载体上沉积材料的制造设备和用于这种制造设备的电极。载体具有彼此隔开的第一端和第二端。插座设置在载体的每端处。
这种制造设备包括限定了腔室的壳体。壳体还限定了入口和出口，所述入口用于将气体引入腔室中，所述出口用于将气体从腔室排出。设置穿过壳体的至少一个电极，其中电极至少部分地设置于腔室内以便联接至插座。电极具有外表面，该外表面具有适于接触插座的接触区域。接触区域涂层设置在电极的外表面的接触区域上。接触区域涂层具有至少9x106姆欧(西门子，电导单位)/米的导电系数和在基于室温海水作为电解质的电位序中高于银的抗腐蚀性。电源装置联接至电极，用于向电极提供电流。
因此，根据本发明，提供了一种用于在载体上沉积材料的制造设备，所述载体具有彼此隔开的第一端和第二端，插座设置在载体的每端处，所述设备包括：
限定了腔室的壳体；
穿过所述壳体限定的入口，所述入口用于将气体引入腔室中；
穿过所述壳体限定的出口，所述出口用于将气体从腔室排出；
至少一个电极，所述电极包括具有第一端和第二端的轴，头部设置在所述轴的所述第一端和第二端之一上，所述电极具有外表面，该外表面具有适于接触插座的接触区域，所述电极穿过所述壳体设置，其中所述电极至少部分地设置在腔室内以便与插座联接；
电源装置，所述电源装置联接至所述电极，用于向所述电极提供电流；以及，
接触区域涂层，所述接触区域涂层设置在所述电极的所述接触区域上，用于保持所述电极与插座之间的热传导性，所述接触区域涂层具有至少9x106姆欧/米的导电系数和在基于室温海水作为电解质的电位序中高于银的抗腐蚀性，和
外部涂层，所述外部涂层不同于所述接触区域涂层并在所述接触区域外侧设置于所述头部和所述轴中的至少一个上。
可选地，所述头部包括铜。
可选地，所述头部和所述轴中的至少一个不具有在所述接触区域外侧设置于其所述外表面上的涂层。
可选地，包括所述接触区域涂层的所述电极的所述外表面至少部分地设置在腔室内。
可选地，所述接触区域涂层包括金、铂和钯中的至少一种。
可选地，所述接触区域涂层还包括银、镍和铬中的至少一种。
可选地，所述接触区域涂层具有0.00254至0.254mm的厚度。
可选地，所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.127mm的厚度。
可选地，所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.0254mm的厚度。
可选地，所述至少一个电极包括第一电极和第二电极，第一电极用于接收位于载体的第一端处的插座，第二电极用于接收位于载体的第二端处的插座。
根据本发明，还提供了一种用于制造设备的电极，所述制造设备用于在载体上沉积材料，所述载体具有彼此隔开的第一端和第二端，插座设置在载体的每端处，所述电极包括：
具有第一端和第二端的轴；
设置在所述轴的第一端和第二端之一上的头部，用于与插座联接；
其中所述头部具有外表面，所述外表面具有适于接触插座的接触区域；和
接触区域涂层，所述接触区域涂层设置在所述电极的所述接触区域上，用于保持所述电极与插座之间的导电性，所述接触区域涂层具有至少9x106姆欧/米的导电系数和在基于室温海水作为电解质的电位序中高于银的抗腐蚀性；和
外部涂层，所述外部涂层不同于所述接触区域涂层并在所述接触区域外侧设置于所述电极的外表面上。
可选地，所述头部与所述轴形成一体。
可选地，所述接触区域涂层包括金、铂和钯中的至少一种。
可选地，所述接触区域涂层还包括银、镍和铬中的至少一种。
可选地，所述头部包括铜。
可选地，所述电极的所述轴包括不同于所述接触区域涂层并设置在所述轴的外表面上的轴涂层。
可选地，所述轴不具有设置在其外表面上的轴涂层。
可选地，所述接触区域涂层具有0.00254至0.254mm的厚度。
可选地，所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.127mm的厚度。
可选地，所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.0254mm的厚度。
控制电极外表面上的接触区域涂层的类型和位置具有许多优点。一个优点在于可以通过根据污染源而利用不同的材料在电极外表面上制作接触区域涂层来延迟对电极的污染。通过延迟污染，延长了电极的寿命，导致更低的生产成本，并且降低了所处理载体的生产时间。此外，与接触区域外侧相比，在外表面的接触区域内，关于导电系数的因素具有更大重要性，从而提供在接触区域涂层使用满足腐蚀和导电性要求的材料的优点。
附图说明
当结合附图考虑时，参考以下具体实施方式部分，本发明的其它优点将会变得更好理解，因而本发明的其它优点将容易被领会，附图中：
图1为一种包括电极的用于在载体上沉积材料的制造设备的剖视图；
图2A为图1的制造设备使用的电极的第一透视图，示出了内表面；
图2B为限定了杯状部的图2A的电极的第二透视图，其中接触表面位于杯状部的一部分内；
图3为图2的电极沿着线3-3剖开的剖视图；
图4为图3的电极的一部分的放大剖视图，示出了设置在杯状部内的插座；
图5为图3的电极的剖视图，其中循环系统的一部分与其连接；
图6为图2至5的电极的另一个实施例的剖视图，其中接触区域涂层、外部涂层和通道涂层设置在电极上；和
图7为在材料沉积于载体上期间图1的制造设备的剖视图。
具体实施方式
参看附图，其中在所有各图中，同样的数字表示同样的或相应的部件，用于在载体24上沉积材料22的制造设备20示于图1和图6中。在一个实施例中，要沉积的材料22为硅；然而，应当理解，制造设备20可用于在载体24上沉积其它材料，而不偏离本发明的范围。
典型地，对于本领域中已知的化学蒸气沉积方法，例如西门子方法，载体24基本上为U形，并且具有彼此隔开并平行的第一端54和第二端56。插座57设置在载体24的第一端54和第二端56每一个处。
制造设备20包括限定了腔室30的壳体28。典型地，壳体28包括内缸32、外缸34和基板36。内缸32包括彼此隔开的开口端38和封闭端40。外缸34围绕内缸32设置以便在内缸32与外缸34之间限定空隙42，通常用作客放循环的冷却流体(未示出)的夹套。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，空隙42可为常规型容器夹套、带障板式夹套或半管式夹套，但不限于这些。
基板36设置在内缸32的开口端38上以便限定腔室30。基板36包括与内缸32对齐地设置的密封件(未示出)，用于在内缸32设置在基板36上之后密封腔室30。在一个实施例中，制造设备20为西门子类型化学蒸气沉积反应器。
壳体28限定了入口44和出口46，入口44用于将气体45引入腔室30中，出口46用于从腔室30排出气体45。典型地，入口管48连接至入口44，用于将气体45输送至壳体28，排出管50连接至出口46，用于从壳体28移除气体45。可利用冷却流体例如水或工业热传导流体来包围排出管50。
至少一个电极52穿过壳体28设置，用于与插座57联接。在一个实施例中，如图1和图6中所示，至少一个电极52包括第一电极52和第二电极52，第一电极52穿过壳体28设置，用于接收载体24的第一端54的插座57，第二电极52穿过壳体28设置，用于接收载体24的第二端56的插座57。应当理解，电极52可为本领域中已知的任何类型的电极，例如平头电极、由两部分组成的电极或杯状电极。另外，至少一个电极52至少部分地设置在腔室30内。在一个实施例中，电极52穿过基板36设置。
电极52包括的导电材料在室温下具有的最小导电系数为至少14x106姆欧/米或S/m。例如，电极52可包括铜、银、镍、铬镍铁合金和金中的至少一种，其中每个都符合以上所述的导电性参数。另外，电极52可包括符合以上所述导电性参数的合金。典型地，电极52包括的导电材料在室温下具有的最小导电系数为大约58x106S/m。典型地，电极52包括铜，基于电极52的重量，铜典型地以按重量计算大约100％的数量存在。铜可为无氧电解铜等级UNS10100。
另外参看图2A、图2B和图3，电极52具有外表面60。电极52的外表面60具有接触区域66。特别是，此处限定的接触区域66为电极52的外表面60的部分，该部分适于与插座57直接接触并且提供从电极52通过插座57并进入载体24的主电流通路。这样，在制造设备20正常操作期间，接触区域66被遮蔽以免暴露于在载体24上沉积的材料22。因为接触区域66适于与插座57直接接触并且在在载体24上进行沉积期间基本上并不暴露于材料22，所以与电极52的其它部分相比，接触区域66具有不同的设计考虑因素，这些考虑因素在下文中进一步详细描述。
在一个实施例中，电极52包括轴58，该轴58具有第一端61和第二端62。当存在时，轴58进一步限定了电极52的外表面60。基本上，第一端61为电极52的开口端。在一个实施例中，轴58具有圆形横截面形状，产生圆柱形的轴，并且轴58限定了直径D1。然而，应当理解，轴58可具有矩形、三角形或椭圆形横截面形状，而不背离本发明。
电极52还可包括头部64，该头部64设置在轴58的端部61、62之一上。应当理解，头部64可与轴58形成一体。典型地，当存在头部64时，接触区域66位于头部64上。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，将插座57连接至电极52的方法可根据应用场合改变而不背离本发明。例如，在一个实施例中，例如对于平头电极(未示出)而言，接触区域可仅仅为电极52的头部64上的顶部平表面，并且插座57可限定插座杯状部(未示出)，该插座杯状部适配在电极52的头部64之上，用于接触该接触区域。替代地，尽管图中未示出，轴58的端部61、62可以不具有该头部64。在本实施例中，电极52可限定轴58的外表面60上的接触区域，并且插座57可以构造为帽，该帽适配在电极52的轴58之上，用于接触位于轴58的外表面60上的接触区域。在另一个实施例中，如图2A、图2B、图3和图4中所示，电极52限定了用于接收插座57的杯状部68。当电极52限定了杯状部68时，接触区域66位于杯状部68的一部分内。插座57和杯状部68可设计成使得在从制造设备20获得载体24时插座57能从电极52移除。典型地，头部64限定的直径D2大于轴58的直径D1。基板36限定了孔(并未编号)，该孔用于接收电极52的轴58，以便使得电极52的头部64保留在腔室30内以密封腔室30。
第一套螺纹70可设置在电极52的外表面60上。回头参看图1，典型地，介电套筒72围绕电极52设置以便隔离电极52。介电套筒72可包括陶瓷。螺母74设置在第一套螺纹70上，用于在基板36与螺母74之间压紧介电套筒72以将电极52紧固至壳体28。应当理解，电极52可通过其它方法紧固至壳体28，例如通过凸缘，而不背离本发明的范围。
典型地，轴58和头部64至少一个包括限定了通道78的内表面76。内表面76包括与轴58的第一端61隔开的终端80。终端80为基本上平的，并且与电极52的第一端61平行。应当理解，可以使用其它构型的终端80，例如锥形构型、椭圆形构型或倒置锥形构型(全部未示出)。通道78具有从电极52的第一端61延伸到终端80的长度L。应当理解，终端80可设置在电极52的轴58内，或者终端80可设置在电极52的头部64(当存在时)内，而不背离本发明。
制造设备20进一步包括电源装置82，电源装置82联接至电极52以便提供电流。典型地，电线或者电缆84将电源装置82联接至电极52。在一个实施例中，通过在第一套螺纹70与螺母74之间设置电线84，而将电线84连接至电极52。应当理解，电线84至电极52的连接可通过不同的方法实现。
电极52具有一定温度(该温度通过使电流通过该电极52而改变)，从而产生对电极52的加热并因此建立电极52的操作温度。这种加热被本发明所属领域的普通技术人员称作焦耳加热。特别是，电流通过电极52、通过插座57并进入载体24，从而导致对载体24进行焦耳加热。另外，对载体24的焦耳加热导致对腔室30的辐射/对流加热。电流通过载体24就建立了载体24的操作温度。
参看图5并回看图1和图6，制造设备20还可包括循环系统86，循环系统86至少部分地设置在电极52的通道78内。当存在时，循环系统86至少部分地设置在通道78内。应当理解，循环系统86的一部分可被设置在通道78外部。第二套螺纹88可设置在电极52的内表面76上，用于将循环系统86联接至电极52。然而，本发明所属领域的普通技术人员应当理解，可以使用其它紧固方法，例如使用凸缘或联接器，来将循环系统86联接至电极52。
循环系统86包括与电极52的通道78处于流体连通的冷却剂，用于降低电极52的温度。在一个实施例中，冷却剂为水；然而，应当理解，冷却剂可为设计成用于通过循环减少热量的任何流体而不背离本发明。而且，循环系统86还包括联接于电极52与储存器(未示出)之间的软管90。仅参看图5，软管90包括内管92和外管94。应当理解，内管92和外管94可与软管90形成一体，或者，替代地，内管92和外管94可通过使用联接器(未示出)附连至软管90。内管92设置在通道78内并沿通道78的长度L的大部分延伸，以便使冷却剂在电极52内循环。
循环系统86内的冷却剂处于压力下，以迫使冷却剂通过内管92和外管94。典型地，冷却剂离开内管92并被迫至电极52的内表面76的终端80上，随后经由软管90的外管94离开通道78。应当理解，还可以使流动构型反向，以便使得冷却剂经由外管94进入通道78并经由内管92离开通道78。热传递领域的普通技术人员还应该理解，由于表面积以及与电极52的头部64的接近度，终端80的构型影响热传递速率。如上文所述，对于相同的循环流动速率而言，终端80的不同的几何轮廓产生不同的对流传热系数。
参看图3、图4和图6，电极52包括接触区域涂层96，接触区域涂层96设置在电极52的接触区域66上。接触区域涂层96具有为至少9x106姆欧/米的导电系数，更典型地为至少20S/m，最典型地为至少40S/m，并且在基于室温海水作为电解质的电位序中具有高于银的抗腐蚀性。这种电位序试验在本领域内众所周知。由于导电性对于接触区域涂层96比对于电极52的并不处于在电极52与载体24之间的主电流通路中的其它部分更重要，并且因为接触区域涂层96在沉积期间与插座57接触并多少被遮蔽以防沉积于载体上的材料22，所以挑选满足上文所述导电性性能要求的特定材料用于接触区域涂层96。另外，有利的是，选择具有阈值抗腐蚀性并因而以比用于电极52自身的材料更慢的速率污染的材料。更慢的污染提供了在增加电极52寿命方面的优点。
选作接触区域涂层96的材料的特定类型的选择可取决于电极周围的环境条件，特别是由于载体24的温度、流过电极52的电流、冷却流体流动速率和冷却流体温度的组合引起的电极52附近的热状态。
在图2A、图2B、图3、图4和图5中所示的包括杯状部68的电极52的实施例中，腐蚀减小了杯状部68的公差并导致设置在载体24上的插座57与位于电极52的杯状部68的一部分内的接触区域66之间适配不良。这种适配不良导致当电流从电极52传导到载体24时在接触区域66与插座57之间产生小的电弧。这些小的电弧导致电极52的金属沉积在载体24上，从而导致对沉积于载体24上的材料22的金属污染。举例来说，在制造高纯度硅时，希望的是在沉积之后在经处理的载体中保持尽量少的金属污染物，因为金属污染物向由经处理的载体制成的硅锭和晶片提供杂质。在利用晶片制成的微电子器件的后处理期间，晶片上的这些金属污染物可能从体硅晶片扩散进入微电子器件的活性区域中。例如，如果经处理载体中的铜浓度过高，铜格外倾向于在晶片内扩散。基本上，一旦在多晶硅中金属污染超过阈值水平，或者一旦材料22沉积在电极52上和在处理以后阻止从电极52的杯状部68移除插座57，就必须更换电极52。为了说明这种情况，由于铜基电极引起的对多晶硅的铜污染通常在0.01ppba的阈值以下。然而，高纯度半导体材料生产领域的普通技术人员应当认识到，对过渡金属污染的规范基于特定应用场合而不同。例如，众所周知，相对于半导体等级硅，在用于光伏电池的锭和晶片的制造中使用的硅能容许可观地较高水平的铜污染，例如100-10000倍(fold)，而不显著损失寿命和电池性能。这样，当针对电极更换需要进行考虑时，可单独地评价多晶硅的每种纯度规格。
另外，腐蚀减小了电极52与载体24之间(特别是电极52的接触区域66与插座57之间)的导电能力效率。导电能力效率的减小要求增加将载体24的操作温度加热至沉积温度所需的电流。导电能力效率的减小还增加了电极52的操作温度。当电极52的操作温度接近沉积温度时，材料22沉积在电极52上。
通过提供比通常用于形成电极52的材料更高的抗腐蚀性，接触区域涂层96延长了电极的寿命。另外，因为在接触区域对电极52的腐蚀为控制电极52是否必须更换的一个因素，所以基于抗腐蚀性选择用于接触区域涂层96的材料可比选择用于电极的对腐蚀问题关注较差的其它部分的材料在延长电极52寿命方面更加有效。因此，用于接触表面涂层96的材料的特定类型必须在保持电极52的导电性的同时抵抗腐蚀。
可用于接触区域涂层96的适当材料包括金、铂和钯。典型地，由于金具有导电性和对来自各种源的腐蚀的耐腐蚀性的优良组合，接触区域涂层96包括金。接触区域涂层96可包括其它金属，只要金、铂和钯中的至少一种被包括在接触区域涂层96中。例如，在一个实施例中，接触区域涂层96可进一步包括银、镍和铬中的至少一种，例如镍/银合金。典型地，接触区域涂层96基本上仅包括金、铂和/或钯。然而，当存在一种或多种其它金属时，金、铂和钯的总量典型地为按重量计算基于接触区域涂层96总重量的至少50％。
接触区域涂层96具有的厚度为0.00254至0.254mm，更典型地为0.00508mm至0.127mm，最典型地为0.00508mm至0.0254mm。
在不受理论约束的情况下，通过由于接触区域涂层96的存在来延迟污染而延长了电极52的寿命。更具体而言，接触区域涂层96保持了电极52与插座57之间的导电性，这容许降低电极52的操作温度并阻止材料22沉积在电极52上。此外，接触区域涂层96提供抗腐蚀性以便保持插座57与接触区域66之间的连接，从而防止来自电极52的金属污染所沉积的材料22。由于电极52的寿命增加，就降低了生产成本，因为与不带接触区域涂层96的电极52相比，电极52需要更换的频率减少。另外，因为与使用不带接触区域涂层96的电极52时相比更换电极52的频率减小，还降低了在载体24上沉积材料22的生产时间。因此，接触区域涂层96导致制造设备20的停机时间减少。
电极52可在除了接触区域66以外的其它位置带有涂层，以便延长电极52的寿命。参看图6，在一个实施例中，电极52包括在接触区域66外侧设置于电极52的外表面60上的外部涂层98。特别是，外部涂层98可设置在电极52的头部64(在接触区域66外侧)和轴58至少一个上。换句话说，外部涂层98可在接触区域66外侧设置于头部64上，可设置于轴58上，或者可既在接触区域66外侧设置于头部64上，又设置于轴58上。
当包括于轴58上时，外部涂层98可在轴58上从头部64延伸到第一套螺纹70。外部涂层98具有为至少9x106S/m的导电系数，更典型地为至少20S/m，最典型地为至少40S/m，并且在基于室温海水作为电解质的电位序中具有高于银的抗腐蚀性。由于导电系数对于外部涂层98比对于电极52自身重要性差，并且因为在沉积期间外部涂层98并不意欲与插座57接触，所以与可用于电极52的意欲与载体24接触的部分的材料相比，更宽范围的材料可用于外部涂层98。另外，因为与电极52的意欲与载体24接触的部分相比更宽范围的材料能满足外部涂层98的导电系数要求，所以可选择比用于电极52自身的材料更抗腐蚀并且因而以更慢速率污染的材料。更慢的污染提供了在增加电极52寿命方面的优点。
用于外部涂层98的材料的特定类型可根据外部涂层98的特定位置而定。例如，根据外部涂层98的特定位置而定，腐蚀源进而污染可能不同。当外部涂层98在接触区域66外侧设置于头部64的外表面60上时，外部涂层98设置在腔室30内，因而暴露于用于沉积在载体24上的材料22。在这种情况下，由于暴露于在沉积过程期间使用的材料22，可能希望外部涂层98提供在获得多晶硅期间在氯化物环境中的抗腐蚀性并且进一步提供抵抗经由氯化和/或硅化的化学腐蚀的能力。可用于在接触区域66外侧位于电极52的头部64上的外部涂层98的适当金属包括金、铂和钯。可用于外部涂层98的其它适当金属包括银、镍和铬。当外部涂层98设置在轴58的外表面60上时，外部涂层98可包括与包括于在接触区域66外侧位于头部64上的外部涂层98中的金属相同或不同的金属。在另一个实施例中，轴64可不具有设置在其外表面60上的涂层。在又一个实施例中，头部的外表面60可不具有涂层，其中外部涂层98仅设置在轴58的外表面60上。
外部涂层98具有的厚度典型地为0.0254mm至0.254mm，更典型地为0.0508mm至0.254mm，最典型地为0.127mm至0.254mm。
此外，通道涂层100可设置在电极52的内表面76上，以便保持电极52与冷却剂之间的热传导能力。通常，与电极52的抗腐蚀性相比，通道涂层100具有对由冷却剂与内表面76的相互作用所引起的腐蚀的更高抗腐蚀性。通道涂层100典型地包括抵抗腐蚀并且防止沉积物积累的金属。例如，通道涂层100可包括银、金、镍和铬中的至少一种。典型地，通道涂层100为镍。通道涂层100具有的热导率为70.3至427W/m K，更典型地为70.3至405W/m K，最典型地为70.3至90.5W/m K。通道涂层100还具有0.0025mm至0.026mm的厚度，厚度更典型地为0.0025mm至0.0127mm，最典型地为0.0051mm至0.0127mm。
应当理解，电极52可包括设置在通道涂层100上的抗锈蚀层(未示出)。抗锈蚀层为施涂在通道涂层100之上的保护性薄膜有机层。在形成电极52的通道涂层100之后，可以使用保护系统，例如Technic Inc.的TarnibanTM，以便减少电极52中的和通道涂层100中的金属的氧化，而不导致过大的抗热性。例如，在一个实施例中，电极52可包括银而通道涂层100可包括带有抗锈蚀层的银，与纯银相比，用于提供对沉积物形成的更大抵抗能力。典型地，电极52包括铜，而通道涂层100包括镍，以便使热导率和对沉积物形成的抵抗能力最大化，其中抗锈蚀层设置在通道涂层100上。
应当理解，除接触区域涂层96以外，电极52可按任意组合具有外部涂层98和通道涂层100中的至少一个。通道涂层100、外部涂层98和接触区域涂层96可通过电镀形成。然而，应当理解，每一个涂层都可通过不同的方法形成而不背离本发明。另外，制造高纯度半导体材料例如多晶硅领域的普通技术人员应当理解，一些镀敷工艺使用为搀杂物的材料，例如三族和五族元素(对于制造多晶硅的情况而言，氮除外)，并且选择适当的涂敷方法可尽量减少对载体24的可能污染。例如，希望的是电极的通常设置在腔室30内的区域，例如头部涂层108和接触区域涂层96，具有加入它们的相应电极涂层中的极少的硼和磷。
下文讨论一种在载体24上沉积材料22的典型方法，其参考图6。将载体24置于腔室30内，以便使得设置于载体24的第一端54和第二端56处的插座57被设置在电极52的杯状部68内并且腔室30被密封。从电源装置82向电极52传输电流。基于要沉积的材料22计算沉积温度。通过使电流直接通到载体24而增加载体24的操作温度，以便使得载体24的操作温度超过沉积温度。一旦载体24达到沉积温度之后，将气体45引入腔室30。在一个实施例中，被引入腔室30的气体45包括卤硅烷，例如氯硅烷或溴硅烷。气体可还包括氢。然而，应当理解，本发明并不限于存在于气体中的这些组分，并且气体可包括其它沉积前体，尤其是含例如硅烷、四氯化硅和三溴硅烷的分子的硅。在一个实施例中，载体24为硅细长条，并且制造设备20可用于将硅沉积在其上。特别是，在本实施例中，气体通常包含三氯硅烷并且通过热分解三氯硅烷而将硅沉积在载体24上。使用冷却剂来预防电极52的操作温度达到沉积温度，以保证硅并不沉积在电极52上。材料22被均匀地沉积在载体24上，直到载体24上的材料22达到要求的直径。
一旦载体24被处理之后，断开电流以便使得电极52和载体24停止接收电流。通过壳体28的出口46排出气体45，并且容许载体24冷却。一旦经处理的载体24的操作温度已经被冷却，则可从腔室30移除经处理的载体24。于是移除经处理的载体24，并且将新的载体24放置于制造设备20中。
显然，可以根据上述教导做出本发明的许多改型和变型。以上已经根据相关法律标准描述了上述发明；因此，这些说明为示例性而非限制性。对所公开的实施例所作的变型和改型对于本发明所属领域的普通技术人员是显而易见的并且归入本发明范围之内。因此，给予本发明的法律保护范围仅仅通过研究以下权利要求书来确定。

Claims (20)

1.一种用于在载体上沉积材料的制造设备，所述载体具有彼此隔开的第一端和第二端，插座设置在载体的每端处，所述设备包括：
限定了腔室的壳体；
穿过所述壳体限定的入口，所述入口用于将气体引入腔室中；
穿过所述壳体限定的出口，所述出口用于将气体从腔室排出；
至少一个电极，所述电极包括具有第一端和第二端的轴，头部设置在所述轴的所述第一端和第二端之一上，所述电极具有外表面，该外表面具有适于接触插座的接触区域，所述电极穿过所述壳体设置，其中所述电极至少部分地设置在腔室内以便与插座联接；
电源装置，所述电源装置联接至所述电极，用于向所述电极提供电流；以及，
接触区域涂层，所述接触区域涂层设置在所述电极的所述接触区域上，用于保持所述电极与插座之间的热传导性，所述接触区域涂层具有至少9x106姆欧/米的导电系数和在基于室温海水作为电解质的电位序中高于银的抗腐蚀性，和
外部涂层，所述外部涂层不同于所述接触区域涂层并在所述接触区域外侧设置于所述头部和所述轴中的至少一个上。
2.根据权利要求1所述的制造设备，其中所述头部包括铜。
3.根据权利要求1所述的制造设备，其中所述头部和所述轴中的至少一个不具有在所述接触区域外侧设置于其所述外表面上的涂层。
4.根据权利要求1所述的制造设备，其中包括所述接触区域涂层的所述电极的所述外表面至少部分地设置在腔室内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其中所述接触区域涂层包括金、铂和钯中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的制造设备，其中所述接触区域涂层还包括银、镍和铬中的至少一种。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的制造设备，其中所述接触区域涂层具有0.00254至0.254mm的厚度。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的制造设备，其中所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.127mm的厚度。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的制造设备，其中所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.0254mm的厚度。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的制造设备，其中所述至少一个电极包括第一电极和第二电极，第一电极用于接收位于载体的第一端处的插座，第二电极用于接收位于载体的第二端处的插座。
11.一种用于制造设备的电极，所述制造设备用于在载体上沉积材料，所述载体具有彼此隔开的第一端和第二端，插座设置在载体的每端处，所述电极包括：
具有第一端和第二端的轴；
设置在所述轴的第一端和第二端之一上的头部，用于与插座联接；
其中所述头部具有外表面，所述外表面具有适于接触插座的接触区域；和
接触区域涂层，所述接触区域涂层设置在所述电极的所述接触区域上，用于保持所述电极与插座之间的导电性，所述接触区域涂层具有至少9x106姆欧/米的导电系数和在基于室温海水作为电解质的电位序中高于银的抗腐蚀性；和
外部涂层，所述外部涂层不同于所述接触区域涂层并在所述接触区域外侧设置于所述电极的外表面上。
12.根据权利要求11所述的电极，其中所述头部与所述轴形成一体。
13.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述接触区域涂层包括金、铂和钯中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的电极，其中所述接触区域涂层还包括银、镍和铬中的至少一种。
15.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述头部包括铜。
16.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述电极的所述轴包括不同于所述接触区域涂层并设置在所述轴的外表面上的轴涂层。
17.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述轴不具有设置在其外表面上的轴涂层。
18.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述接触区域涂层具有0.00254至0.254mm的厚度。
19.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.127mm的厚度。
20.根据权利要求11或12所述的电极，其中所述接触区域涂层具有0.00508mm至0.0254mm的厚度。
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