CN106256763B - 用于反应器的衬托器构造以及加热加工气体以用于反应器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于反应器的衬托器构造，所述衬托器构造包括加热器元件，所述加热器元件被配置为加热在所述反应器中使用的加工气体。所述衬托器构造还包括内部衬托器部分，所述内部衬托器部分位于所述加热器元件径向向内的位置并被配置为引导其中的所述加工气体沿着径向内部加工气体路径。所述衬托器构造还包括外部衬托器部分，所述外部衬托器部分位于所述加热器元件径向向外的位置并被配置为引导其中的所述加工气体沿着径向外部加工气体路径，其中所述径向内部加工气体路径和所述径向外部加工气体路径流体联接并且基本上与所述加热器元件流体分离。

Description

用于反应器的衬托器构造以及加热加工气体以用于反应器的 方法
本文公开了一种反应器，更具体地讲，本文公开了一种用于热交换反应器的衬托器(susceptor)构造，以及加热加工气体以用于反应器的方法。
某些反应器要求将加工气体加热以便在反应器中使用。反应器可包括衬托器叠堆，在其中加工气体被加热并彼此发生反应。需要这类加热的反应器的一个具体类型涉及使用四氯硅烷(SiCl4)和氢气(H2)在高温下制备三氯硅烷(SiHCl3)和氯化氢，以促进四氯硅烷的氢化反应。所得三氯硅烷可用于制备，或经过纯化以最终制备高纯度(例如电子级和/或太阳能级)多晶硅(polysilicon)。
为获得上述反应，使用位于衬托器外部的加热器元件来加热加工气体。加热器元件加热衬托器的外壁，并且通过辐射和对流能实现热传递。热能随后通过对流热传递和传导热传递传导穿过衬托器壁并进入加工气体。
上述位于外部的加热器元件导致大概一半的辐射热是真正面向衬托器叠堆生成的，因此导致低于最佳热传递效率。此外，加热器元件在上述配置中的运行要求将加热器元件维持在一定温度，该温度导致结构应力增加，从而缩短了部件寿命。
发明内容
根据一个示例性实施例，一种用于反应器的衬托器构造包括加热器元件，该加热器元件被配置为加热在反应器中使用的加工气体。该衬托器构造还包括内部衬托器部分，该内部衬托器部分位于加热器元件径向向内的位置并被配置为引导其中的加工气体沿着径向内部加工气体路径。该衬托器构造还包括外部衬托器部分，该外部衬托器部分位于加热器元件径向向外的位置并被配置为引导其中的加工气体沿着径向外部加工气体路径，其中径向内部加工气体路径和径向外部加工气体路径流体联接并且基本上与加热器元件流体分离。
根据另一个示例性实施例，提供了一种加热加工气体以用于反应器的方法。该方法包括加热位于加热器区域内的加热器元件，其中加热器区域至少部分地由外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分限定。该方法还包括引导加工气体通过由外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分限定并延伸通过外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分的加工气体路径，其中加工气体路径与加热器元件流体分离。
附图说明
视为本发明的主题被特别指出并且在说明书结尾部分的权利要求书中进行了明确要求。根据以下结合附图所做的详细说明，本发明的上述和其他特征以及优点将变得显而易见，其中：
图1是反应器的末端部分示意图；以及
图2为沿着图1的线A-A截取的反应器的剖视图。
具体实施方式
参见图1和图2，它们示意性地示出了反应器10的一部分。虽然本文所公开的实施例可采用许多类型的设想的反应器，但所述实施例特别有利地用于与四氯化硅(也称为四氯硅烷)的氢化相关的反应器。这类反应器包括将氢气与四氯硅烷在高于约600℃的温度下接触的方法。反应的氢气与四氯硅烷的组合一起被称为加工气体，但应认识到，加工气体也可包含一种或多种其他氯硅烷(例如三氯硅烷)、氯化氢、聚硅烷(例如六氯二硅烷)、氮气、氩气、甲烷和/或含碳氯硅烷(例如甲基三氯硅烷或甲基二氯硅烷)。已知四氯硅烷在高于约600℃的温度下的氢化是使用反应器进行该方法。通常，该方法在约800℃至1,400℃范围内的温度下进行以提高运行效率，但可采用高达1,600℃的温度。对本文中实施例的实践而言，送入反应器中的四氯硅烷或四氯硅烷和上述其他氯硅烷与氢气的摩尔比不是关键的。如上所述，在高温下，加工气体的反应使四氯硅烷氢化，以产生三氯硅烷和氯化氢，其中三氯硅烷可用于制备具有作为电子级和太阳能级部件价值的多晶硅(polysilicon)。
反应器10包括衬托器构造12，该衬托器构造12在氢气和四氯硅烷之间发生反应期间容纳加工气体14。这样，加工气体14被引导通过该衬托器构造以进行加热和反应。衬托器构造12包括具有第一内部衬托器壁18和第二内部衬托器壁20的内部衬托器部分16。第一内部衬托器壁18和第二内部衬托器壁20限定了加工气体路径，该加工气体路径是整体加工气体流体通道回路的一部分，其中该加工气体路径在本文中被称为径向内部加工气体路径22。衬托器构造12还包括具有第一外部衬托器壁26和第二外部衬托器壁28的外部衬托器部分24。第一外部衬托器壁26和第二外部衬托器壁28限定了加工气体路径，该加工气体路径是整体加工气体流体通道回路的一部分，其中该加工气体路径在本文中被称为径向外部加工气体路径30。末端衬托器部分32位于靠近衬托器构造12的末端位置，并且限定了与径向外部加工气体路径30和径向内部加工气体路径22流体联接的末端加工气体路径34。衬托器构造12可以许多构型形成。在示例性图示实施例中，衬托器构造12具有大致圆柱形的几何形状并且末端衬托器部分32位于靠近整体结构的顶部，但应认识到，末端衬托器部分32可指底部位置，或顶部和底部之间的一些区域，只要末端加工气体路径34与径向外部加工气体路径30和径向内部加工气体路径22流体联接。
衬托器构造12是由适用于高温反应器的材料构造而成。例如，衬托器构造12可由石墨、涂覆碳化硅的石墨、涂覆碳化硅的碳纤维、基于碳化硅的化合物(包括碳化硅)或它们的组合形成。前述列举仅为举例说明，并非旨在进行限制。
不考虑用于形成衬托器构造12的精确材料，内部衬托器部分16位于外部衬托器部分24径向向内的位置，两者之间存在一定间隔。更具体地讲，第二内部衬托器壁20被设置于第一内部衬托器壁18径向向外的位置，第一外部衬托器壁26被设置于第二内部衬托器壁20径向向外的位置，并且第二外部衬托器壁28被设置于第一外部衬托器壁26径向向外的位置。位于内部衬托器部分16和外部衬托器部分24之间的是加热器元件36。具体地讲，加热器元件36位于第二内部衬托器壁20和第一外部衬托器壁26之间。这样，加热器元件36被设置在衬托器构造12的内部位置，该内部位置在本文中被称为加热器区域38。
加热器元件36可由许多种合适的材料形成，包括诸如碳、石墨或涂覆碳化硅的碳复合物。加热器元件36的构型通常是与内部衬托器部分16和外部衬托器部分24的几何形状相似的圆柱形结构。在图示实施例中，加热器元件36从靠近衬托器构造12底部部分40的位置延伸至靠近末端衬托器部分32的位置。应认识到，加热器元件36的高度可与图示的高度不同，但通常按所示的方式延伸，这优化了从加热器元件36到加工气体14的热传递，如下面将详述的那样。虽然加热器元件36被称为和图示为单个一体结构，但应认识到，加热器元件36可由多个零部件形成，以形成整体结构。
在一些实施例中，加热器元件36被定位在加热器区域38内的距离第二内部衬托器壁20和第一外部衬托器壁26基本上相等距离的位置，以优化到在径向外部加工气体路径30和径向内部加工气体路径22内流动的加工气体14的热传递。这种定位通常有利于将热基本上等量地分配到加工气体14，但某些实施例可使用可选定位以实现基本上等量的热分布。此外，可能需要传递更多热至内部衬托器部分16或外部衬托器部分24。因此，加热器元件36的精确位置可取决于具体应用而不同。不论加热器元件36相对于内部衬托器部分16和外部衬托器部分24的确切位置，外部衬托器部分24包括至少一个开口42，电极44可被引导通过所述开口42。为产生可被传递至加工气体14的热，将电极44与外部能量源(未示出)连接并电连接到加热器元件36。在图示实施例中，提供了两个开口42以允许连接两个电极44。设想采用更多或更少的电极和开口来将外部能量源电连接到加热器元件36。具体地讲，可在任何位置提供2至10个开口以允许连接2至10个相应电极，但更通常地提供2至4个开口以允许连接2至4个相应电极。
图2示出了加工气体14被引导通过的流体通道，即径向外部加工气体路径30、末端加工气体路径34和径向内部加工气体路径22。根据加热器元件36的定位，来自加热器元件36的辐射热传递基本上均匀地分配到上述路径部分。辐射热被传导通过第一外部衬托器壁26、第二内部衬托器壁20和内部端部壁46。加工气体14流体通道内的辐射热传递和对流热传递随后被传递至加工气体14以将其加热。与将加热器元件36定位在衬托器构造12的外部相反，基于衬托器构造12内加热器元件36的围绕性质将所有热传递导引至加工气体14。
加热器区域38内的加热器元件36与反应性加工气体14基本上流体分离。这延长了加热器元件36的使用寿命。术语“基本上”是基于小量加工气体渗入加热器区域38的事实而采用，应当理解，设想的小渗漏量不会导致本文所述的实施例不能用于预期目的。为进一步加强流体分离，用加热器元件保护性流体47吹扫加热器区域38。该吹扫增加了加热器区域38内的压力并降低了任何加工气体14直接接触加热器元件36的可能性。加热器元件保护性流体47可包含气态四氯化硅、三氯硅烷、二氯硅烷、单氯硅烷、氮气、氩气和氯化氢中的至少一种。在一些实施例中，加热器元件保护性流体47只含或主要为四氯硅烷。根据导致上述保护性流体比氢气更不易与典型加热器元件材料发生反应的性质来对保护性流体加以选择。通常，大多数加工气体为氢气，但这不是必须的。氢气已被证明对加热器元件材料极为有害，因此需要降低或避免氢气渗漏进加热器区域。前述列举仅为举例说明，并非旨在进行限制。除加热器元件保护性流体47以外或作为其替代，加热器区域38可以一些其他合适的方式加压。不论以何种方式实现加压，通常加热器区域38内的压力大于加工气体14的反应区内的压力，使得加热器元件保护性流体47更可能渗漏到反应区，而不是加工气体14渗漏进加热器区域36。
为在所需位置包含尽量多的热能，可将隔热罩48(图2)固定在衬托器构造12径向向外的位置。具体地讲，如图所示，隔热罩48可位于第二外部衬托器壁28径向向外的位置。隔热罩48将热反射回衬托器构造12以增大加热器元件36的热传递效率。为增强该组件的反射特性，可将绝热材料沿着隔热罩48的外表面放置。
有利的是，上述反应器10的实施例，并且更具体地讲衬托器构造12和加热器元件36，使得与具有定位在外部的加热器元件36的实施例中的最高温度相比，加热器能够在更低的最高温度下运行。这要归因于到加工气体14的更高效的热传递，由此降低了对加热器元件36的要求。在较低的温度下运行减少了加热器元件材料的损坏并减缓了加热器元件36随时间推移所将要发生的故障。此外，建模证明，本文所述的实施例将加热器元件36内的温度梯度比位于外部的加热器元件降低了大概30％。这是有益的，因为加热器的不同部分发生不同的膨胀，这会导致热梯度将应力引入加热器中。因此，较低的热梯度显著减少了相关的应力并导致加热器元件36具有更长使用寿命。
本文所公开的结构和方法包括至少以下实施例：
实施例1：一种用于反应器的衬托器构造，其包括加热器元件，该加热器元件被配置为加热在反应器中使用的加工气体。该衬托器构造还包括内部衬托器部分，该内部衬托器部分位于加热器元件径向向内的位置并被配置为引导其中的加工气体沿着径向内部加工气体路径。该衬托器构造还包括外部衬托器部分，该外部衬托器部分位于加热器元件径向向外的位置并被配置为引导其中的加工气体沿着径向外部加工气体路径，其中径向内部加工气体路径和径向外部加工气体路径流体联接并且基本上与加热器元件流体分离。
实施例2：根据实施例1的衬托器构造，其中内部衬托器部分包括第一内部衬托器壁和第二内部衬托器壁，第一内部衬托器壁和第二内部衬托器壁限定径向内部加工气体路径，其中外部衬托器部分包括第一外部衬托器壁和第二外部衬托器壁，第一外部衬托器壁和第二外部衬托器壁限定径向外部加工气体路径。
实施例3：根据实施例1或2的衬托器构造，还包括末端衬托器部分，该末端衬托器部分限定与径向外部加工气体路径和径向内部加工气体路径流体联接的末端加工气体路径。
实施例4：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中内部衬托器部分和外部衬托器部分由石墨、涂覆碳化硅的石墨、涂覆碳化硅的碳纤维和基于碳化硅的复合物(包括碳化硅)中的至少一种形成。
实施例5：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，还包括由外部衬托器部分限定的至少一个开口，该开口被配置为将加热器电极接纳在其中。
实施例6：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中反应器是氢化反应器，该氢化反应器被配置为通过将四氯硅烷和氢气反应产生三氯硅烷和氯化氢来制备三氯硅烷。
实施例7：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中加热器元件被设置在由内部衬托器部分和外部衬托器部分径向限定的加热器区域内。
实施例8：根据实施例7的衬托器构造，其中用加热器元件保护性流体吹扫加热器区域。
实施例9：根据实施例8的衬托器构造，其中加热器元件保护性流体是气态四氯硅烷、三氯硅烷、二氯硅烷、单氯硅烷、氮气、氩气和氯化氢中的至少一种。
实施例10：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中加热器元件被定位以向内部衬托器部分和外部衬托器部分分配等量的热。
实施例11：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中加热器元件被定位在距离内部衬托器部分和外部衬托器部分相等距离的位置。
实施例12：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中内部衬托器部分、外部衬托器部分和加热器元件各自为圆柱形。
实施例13：根据实施例3的衬托器构造，其中末端衬托器部分位于靠近衬托器构造的顶部区域。
实施例14：根据实施例13的衬托器构造，还包括在外部衬托器部分和内部衬托器部分之间延伸的底部衬托器部分，其中末端衬托器部分、底部衬托器部分、内部衬托器部分和外部衬托器部分包封加热器元件。
实施例15：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，还包括设置于外部衬托器部分径向向外的位置的隔热罩。
实施例16：根据前述实施例中任一项的衬托器构造，其中加工气体包含大部分氢气和小部分四氯硅烷、氯硅烷、氯化氢、聚硅烷和含碳氯硅烷中的至少一种。
实施例17：提供了一种加热加工气体以用于反应器的方法。该方法包括加热位于加热器区域内的加热器元件，其中加热器区域至少部分地由外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分限定。该方法还包括引导加工气体通过由外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分限定并延伸通过外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分的加工气体路径，其中加工气体路径与加热器元件流体分离。
实施例18：根据实施例17的方法，还包括用加热器元件保护性流体吹扫加热器区域，该加热器元件保护性流体包含气态四氯硅烷、三氯硅烷、二氯硅烷、单氯硅烷、氮气、氩气和氯化氢中的至少一种。
实施例19：根据实施例17的方法，还包括将来自加热器元件的热以等量方式分配到内部衬托器部分和外部衬托器部分。
实施例20：根据实施例17的方法，还包括引导加工气体沿着加热器元件径向向外和加热器元件径向向内的区域通过加工气体路径。
单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文明确地另外指出。“或”意指“和/或”。当修饰语“约”结合数量使用时，包括所述值并且具有由上下文表达的意义(例如包括与具体数量的测量相关的误差度)。符号“±10％”是指所示的测量可从所述值的负10％的量到正10％的量。用于相同组分或特性的所有范围的端值均包括在内且可独立地组合(例如“小于或等于25重量％，或5重量％至20重量％的范围”包括“5重量％至25重量％”范围的端值和所有中间值，等等)。除较宽范围之外还公开较窄范围或更具体的组，并不表示放弃对较宽范围或较大组的权利要求。
后缀“(一种或多种)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数，因此包括该术语中的至少一种(例如，着色剂(一种或多种)包括至少一种着色剂)。“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能或不能发生，而且指该描述包括在该事件发生的情况下的例子和在该事件没有发生的情况下的例子。除非另外指出，否则本文所用的技术和科学术语都具有本发明所属的领域的技术人员通常理解的相同含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
所有引用的专利、专利申请和其他参考文献全文以引用方式并入本文。然而，如果本申请中的术语与并入的参考文献中的术语发生矛盾或冲突，则本申请的术语优先于并入的参考文献的冲突术语。
虽然为了举例说明而阐述了典型实施例，但上述说明不应视为是对本文范围的限制。因此，本领域技术人员在不脱离本文的精神和范围的情况下可进行多种修改、改编和替代。

Claims (15)

1.一种用于反应器的衬托器构造，包括：
加热器元件，所述加热器元件被配置为加热在所述反应器中使用的加工气体；
内部衬托器部分，所述内部衬托器部分位于所述加热器元件径向向内的位置并被配置为引导其中的所述加工气体沿着径向内部加工气体路径；以及
外部衬托器部分，所述外部衬托器部分位于所述加热器元件径向向外的位置并被配置为引导其中的所述加工气体沿着径向外部加工气体路径，其中所述径向内部加工气体路径和所述径向外部加工气体路径流体联接并且基本上与所述加热器元件流体分离。
2.根据权利要求1所述的衬托器构造，其中所述内部衬托器部分包括第一内部衬托器壁和第二内部衬托器壁，所述第一内部衬托器壁和所述第二内部衬托器壁限定所述径向内部加工气体路径，其中所述外部衬托器部分包括第一外部衬托器壁和第二外部衬托器壁，所述第一外部衬托器壁和所述第二外部衬托器壁限定所述径向外部加工气体路径。
3.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，还包括末端衬托器部分，所述末端衬托器部分限定与所述径向外部加工气体路径和所述径向内部加工气体路径流体联接的末端加工气体路径。
4.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，其中所述内部衬托器部分和所述外部衬托器部分由石墨、涂覆碳化硅的石墨、涂覆碳化硅的碳纤维和包括碳化硅的基于碳化硅的复合物中的至少一种形成。
5.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，还包括由所述外部衬托器部分限定的至少一个开口，所述开口被配置为将加热器电极接纳在其中。
6.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，其中所述反应器是氢化反应器，所述氢化反应器被配置为通过将四氯硅烷和氢气反应产生三氯硅烷和氯化氢来制备三氯硅烷。
7.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，其中所述加热器元件被设置在由所述内部衬托器部分和所述外部衬托器部分径向限定的加热器区域内。
8.根据权利要求7所述的衬托器构造，其中用加热器元件保护性流体吹扫所述加热器区域，其中所述加热器元件保护性流体是气态四氯硅烷、三氯硅烷、二氯硅烷、单氯硅烷、氮气、氩气和氯化氢中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，其中所述加热器元件被定位以向所述内部衬托器部分和所述外部衬托器部分分配等量的热。
10.根据权利要求3所述的衬托器构造，其中所述末端衬托器部分位于靠近所述衬托器构造的顶部区域。
11.根据权利要求10所述的衬托器构造，还包括在所述外部衬托器部分和所述内部衬托器部分之间延伸的底部衬托器部分，其中所述末端衬托器部分、所述底部衬托器部分、所述内部衬托器部分和所述外部衬托器部分包封所述加热器元件。
12.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，还包括设置于所述外部衬托器部分径向向外的位置的隔热罩。
13.根据权利要求1或2所述的衬托器构造，其中所述加工气体包含大部分氢气和小部分四氯硅烷、氯硅烷、氯化氢、聚硅烷和含碳氯硅烷中的至少一种。
14.一种加热加工气体以用于反应器的方法，包括：
加热位于加热器区域内的加热器元件，其中所述加热器区域至少部分地由外部衬托器部分、内部衬托器部分和末端衬托器部分限定，所述外部衬托器部分位于所述加热器元件径向向外的位置并被配置为引导其中的所述加工气体沿着径向外部加工气体路径，所述内部衬托器部分位于所述加热器元件径向向内的位置并被配置为引导其中的所述加工气体沿着径向内部加工气体路径，所述末端衬托器部分限定将所述径向外部加工气体路径和所述径向内部加工气体路径流体联接的末端加工气体路径；以及
引导加工气体通过由所述外部衬托器部分、所述内部衬托器部分和所述末端衬托器部分限定并延伸通过所述外部衬托器部分、所述内部衬托器部分和所述末端衬托器部分的加工气体路径，其中所述加工气体路径与所述加热器元件流体分离。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括用加热器元件保护性流体吹扫所述加热器区域，所述加热器元件保护性流体包含气态四氯硅烷、三氯硅烷、二氯硅烷、单氯硅烷、氮气、氩气和氯化氢中的至少一种。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109963645B (zh) * 2016-11-23 2022-03-11 瓦克化学股份公司 用于氢化四氯化硅的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449124A1 (de) * 1990-03-29 1991-10-02 Hubert Vogt Ringspaltwärmetauscher
US5570452A (en) * 1993-01-07 1996-10-29 Bollhoff Verfahrenstechnik GmbH & Co., KG Fluid heater with main housing and surrounding auxiliary housing defining a pressure resistant compartment therebetween
US5958140A (en) * 1995-07-27 1999-09-28 Tokyo Electron Limited One-by-one type heat-processing apparatus
US6646235B2 (en) * 1999-05-19 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
CN1669117A (zh) * 2002-05-13 2005-09-14 美商克立股份有限公司 用于mocvd反应器的衬托器
CN101918611A (zh) * 2008-02-27 2010-12-15 硅绝缘体技术有限公司 Cvd反应器中气态前体的热化
CN202164350U (zh) * 2011-05-04 2012-03-14 广东量晶光电科技有限公司 一种金属有机化学气相沉积反应器
CN103987453A (zh) * 2011-06-21 2014-08-13 Gtat公司 用于将四氯化硅转换成三氯硅烷的装置及方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4643890A (en) * 1984-09-05 1987-02-17 J. M. Huber Corporation Perforated reactor tube for a fluid wall reactor and method of forming a fluid wall
US5470360A (en) 1994-03-10 1995-11-28 International Fuel Cells Corporation Fuel cell power plant reformer burner gas flow control system
WO2003073794A1 (en) 2002-02-27 2003-09-04 Carbone Lorraine Composants Resistor made from carbonaceous material
US20040173597A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-09 Manoj Agrawal Apparatus for contacting gases at high temperature
KR100870776B1 (ko) * 2004-07-05 2008-11-26 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 처리 장치 및 히터 유닛
JP4348542B2 (ja) * 2004-08-24 2009-10-21 信越半導体株式会社 石英治具及び半導体製造装置
US7195934B2 (en) * 2005-07-11 2007-03-27 Applied Materials, Inc. Method and system for deposition tuning in an epitaxial film growth apparatus
JP5038381B2 (ja) * 2009-11-20 2012-10-03 株式会社東芝 サセプタおよび成膜装置
DE102011002749A1 (de) 2011-01-17 2012-07-19 Wacker Chemie Ag Verfahren und Vorrichtung zur Konvertierung von Siliciumtetrachlorid in Trichlorsilan
US20130074774A1 (en) * 2011-09-28 2013-03-28 Pinecone Material Inc. Heating systems for thin film formation
KR20160066340A (ko) * 2014-12-02 2016-06-10 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
DE202015103787U1 (de) * 2015-07-17 2015-08-06 Türk & Hillinger GmbH Gaskanal mit beheizter poröser Metallstruktur
TWI613405B (zh) * 2015-07-24 2018-02-01 盈太企業股份有限公司 加熱器之結構
US20170051402A1 (en) * 2015-08-17 2017-02-23 Asm Ip Holding B.V. Susceptor and substrate processing apparatus
JP5951095B1 (ja) * 2015-09-08 2016-07-13 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449124A1 (de) * 1990-03-29 1991-10-02 Hubert Vogt Ringspaltwärmetauscher
US5570452A (en) * 1993-01-07 1996-10-29 Bollhoff Verfahrenstechnik GmbH & Co., KG Fluid heater with main housing and surrounding auxiliary housing defining a pressure resistant compartment therebetween
US5958140A (en) * 1995-07-27 1999-09-28 Tokyo Electron Limited One-by-one type heat-processing apparatus
US6646235B2 (en) * 1999-05-19 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
CN1669117A (zh) * 2002-05-13 2005-09-14 美商克立股份有限公司 用于mocvd反应器的衬托器
CN101918611A (zh) * 2008-02-27 2010-12-15 硅绝缘体技术有限公司 Cvd反应器中气态前体的热化
CN202164350U (zh) * 2011-05-04 2012-03-14 广东量晶光电科技有限公司 一种金属有机化学气相沉积反应器
CN103987453A (zh) * 2011-06-21 2014-08-13 Gtat公司 用于将四氯化硅转换成三氯硅烷的装置及方法

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