DD156273A1 - Verfahren zur herstellung von polykristallinem silizium - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silizium fuer die Halbleiterbauelementeindustrie durch thermische Reduktion von Halogensilanen zur Verbesserung der Stabgeometrie und zur Steigerung der Ausbeute an polykristallinem Silizium. Gleichzeitig soll durch die Erfindung der apparative Verschleiss und der Arbeitsaufwand verringert und eine Energieeinsparung erreicht werden. Geloest wird diese Aufgabe dadurch, dass die den Reaktionsraum einschliessende Flaeche eines Edelstahldoppelmantelreaktors elektrochemisch poliert wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik, bei dem die genannten Forderungen durch Aufbringen von Schichten beispielsweise von Silber auf die Oberflaeche des Reaktorinnenraumes geloest wird, geht diese Erfindung von der Idee aus, durch chemisches Polieren wenige Mikro des den Innenraum eines Edelstahldoppelmantelreaktors umgebene Flaeche abzutragen. Durch dieses Verfahren wird eine hochglaenzende, haltbare und resistente Oberflaeche erzielt, durch die eine Ausbeutesteigerung, verbesserte Stabgeometrie und eine erhebliche Einsparung an Energie erreicht wird.

Description

a) {Eitel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Silizium

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinem. Silizium, für die Halhleiterbauelementeindustrie.,

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Pplykrist.all.in.es. Silizium zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wird durch thermische Zersetzung von Trichlorsilan oder anderen siliziumorganischen Verbindungen erhalten. Das. durch die thermische Zersetzung entstehende Silizium scheidet sich an iErägerkörpern den. sogenannten Seelen ab. Die thermische Zersetzung erfolgt im allgemeinen auf Grund der hohen Eeinheitsforderungen in Quarzreaktoren. Der steigende Bedarf an Silizium hat eine laufende Produktionserhöhung zur Folge, die nur durch Herstellung von immer mehr Siliziumstäben mit größerem Durchmesser in den einzelnen Abseheidungsanlagen befriedigt werden kann. Damit verbunden ist eine ständige Vergrößerung der Dimensionierung der Abscheidungsanlagen. Einer Vergrößerung der Quarzreaktoren sind jedoch aus verschiedenen Gründen, wie Bruchgefahr, schlechte Kühlung, Wandablagerungen, Grenzen gesetzt. Aus den genannten Gründen sind auch

25. Reaktoren, aus Silber oder Stahl zum Einsatz gelangt,

die bedingt durch die hohe Reaktionstemperatur von 1OOO - 12:00 ⁰C einen von einem Kühlmedium, durchströmten Doppelmantel besitzen. Da Silberreaktoren unökonomisch, sind und den thermischen Belastungen nicht standhalten, werden wie in der DE-OS 28 54- 707 beschrieben, auch Reaktoren aus. silberplattiertem Stahl zur Herstellung von polykristallinen! Silizium verwendet. Es ist jedoch sehr kompliziert und mit einem hohen mechanischen Aufwand verbunden, £esthaftende Überzüge auf Stahl aufzubringen, die den hohen Beanspruchungen standhalten. Das Aufbringen von Schichten auf. die den Reaktorinnenraum umschließende Hache birgt auch immer die Möglichkeit des Eindringens von Verunreinigungen aus diesen Schichten in das hochreine Silizium in. sich. Desweiteren ist die Herstellung des polykristallinen Siliziums ein äußerst, energieaufwendiger Prozeß. Ein bedeutender T.eil der zum Zünden der Seelen und zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Zersetzungstemperatur benötigten Energie wird durch Kühlung des Reaktors abgeführt.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinen! Silizium durch thermische Reduktion von Halogensilanen zur Verbesserung der Stabgeometrie, zur Steigerung der Ausbeute an polykristallienem Silizium, bei gleichzeitiger Verringerung, des. apparativen Verschleißes und Verringerung dea Aufwandes sowie zur Energieeinsparung, zu entwickeln. ' *

e) Darlegung des. Wesens der Erfindung

' Das Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die den'Reaktionsraum, einschließende Hache eines. Edelstahldoppelmantelreaktors elektrochemisch poliert wird.

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Durch das erfindungsgemäße Verfahren- wird die OberfläcJienrauhigkeit der den Innenraum des Edelstahldoppelmantelreaktors einschließenden Eläche um. wenige /ι verrin-'60 gert. Dadurch wird die Oberfläche der Innenwandung des Reaktors geglättet und. dauerhaft beglänzt. Überraschenderweise z.eigt die er f indungs gemäß bearbeitete Reaktor- ' innenwand eine hohe chemische Beständigkeit und Passivität, gegenüber den verwendeten Halogens ilanen. Da. durch das. erfindungagemäße Verfahren keine artfremden Materials.chic:hten aufgebracht, werden, treten keine dem bekannten Stand der T.echnik anhaftenden Haenteile auf. Es entfallen insbesondere die im Stand der Technik beschriebenen aufwendigen mechanischen-Arbeitsgänge. Desweiteren wird das Eindiffundieren von Yerunreinigungen aus den auf die Reaktorinnenwand aufgebrachten Schichten vermieden. Es gibt auch keinerlei Probleme bezüglich der Hitzebeständigkeit der Reaktοrinnenwandj wie sie beispielsweise bei aufgebrachten Schichten infolge Abblätterns entstehen können. Durch das erfindungagemäße Verfahren wird im. Innen-, raum des Reaktors eine homogenere Temperatur verteilung und somit eine bessere Stabgeometrie der herzustellenden Halbleiterstäbe.· erreicht. Gleichzeitig is.t damit eine erhebliche Energieeinsparung und ein geringerer Verbrauch an Kühlmittel verbunden. Weitere Vorteile des Verfahrens, sind die Verringerung von Ausfallzeiten durch geringeren Verschleiß der Apparateteile eine Arbeitserleichterung, und eine Arbeitszeiteinsparung. Durch die günstigeren • thermischen Bedingungen verbessert sich auch das Z.ündverhalten der Stäbe zur Einleitung der thermischen Reduktion. '

Claims (2)

1. Erf indungsanspruch.

   1. Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Silizium für die: Herstellung von Halbleiterbauelementen durch thermische Reduktion von Ghlorsilanen, dadurch gekennzeichnet, daß.die thermische Reduktion in einem Edelstahldoppelmantelreaktor, dessen, den Reaktionsraum einschließende Fläche elektrochemisch poliert ist,, durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von polikristalli^nem Silizium nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor poliert wird, indem dieser sowohl "Elektz-olyt-behälter als auch Anode ist. und im · Reaktorinnenraum eine Kathode angeordnet ist.