JP2011526877A5

JP2011526877A5 -

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Publication number: JP2011526877A5
Application number: JP2011516787A
Authority: JP
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2029-06-29

Description

図７を参照すると、シラン系（silane system）において、シリコンは、成長中のシラン粒子（１）上に不均一に析出する。またシランは分解されシリコン蒸気（３）が生成される。当該シリコン蒸気は均一に核形成され、不所望のシリコンダスト（同義的にシリコン”微粒子”若しくは”粉末”）が形成される（４）。また、当該シリコン蒸気は、成長中のシリコン粒子（６）上に析出しうる（６）。シリコン微粒子は、シラン（２）から若しくはいずれかのシリコン蒸気（５）からシリコンを析出させることによりサイズが増大しうる。微粒子は結合され、より大きな微粒子（７）が形成されうる。シリコン微粒子は、シリコン粒子（８）が成長するとともに凝集しうる。微粒子及び粒子の照射により凝集が引き起こされ、微粒子が一旦粒子と接触すると、分子間力によりそれらが凝集すると考えられている。

Claims

反応チャンバーと該反応チャンバーにガスを均一に分配する分配装置とを有する反応炉において多結晶シリコン製品を作製するためのプロセスであって、
上記反応チャンバーは、少なくとも１つの反応チャンバー壁を有し、
上記分配装置は、少なくとも２つのガスソースと上記反応チャンバーとの間を流体的に接続する複数の分配開口部を有し、
各分配開口部は、チャンネル部と、スロットル部と、を有し、
上記複数の分配開口部は、複数の外周開口部と、複数の中央開口部と、を有し、
各分配開口部は、チャンネル部と、拡径部と、上記チャンネル部と上記拡径部との間に配置されたスロットル部と、を有し、
当該プロセスは、
反応炉壁へ析出するシリコン量を低減するため、上記外周開口部を介して供給されるガスにおけるキャリアーガスの濃度が、上記中央開口部を介して供給されるガスにおけるキャリアーガスの濃度より大きくなるように、上記ガスソースから、上記分配装置の分配開口部を介して反応チャンバーへキャリアーガス及び熱分解可能シリコン化合物を供給する工程と、
シリコン粒子上にシリコンを析出させサイズを増大させるため、上記反応チャンバーにおいて、シリコン粒子に熱分解可能なシリコン化合物を接触させる工程と、を有し、
上記キャリアーガスを上記チャンネル部に導入し、上記分配開口部の上記スロットル部及び上記拡径部を通過させるプロセス。
上記外周開口部を介して供給されるガスは、実質的にキャリアーガスからなる請求項１記載のプロセス。
上記中央開口部を介して供給されるガスは、実質的に熱分解可能な化合物からなる請求項１又は請求項２記載のプロセス。
上記熱分解可能な化合物は、シラン、トリクロロシラン、及びこれらの混合物からなる群から選択された請求項１〜３のいずれかに記載のプロセス。
上記熱分解可能な化合物には、シランが含まれる請求項４記載のプロセス。
上記キャリアーガスは、水素、アルゴン、ヘリウム及びこれらの混合物からなる群から選択された請求項１〜５のいずれかに記載のプロセス。
上記キャリアーガスには、水素が含まれる請求項６記載のプロセス。
上記シリコン微粒子が、サイズが約８００μｍまで増加し、公称直径が約２０００μｍまで増加することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のプロセス。
キャリアーガス及び熱分解可能なシリコン化合物が、第１ガスソース及び第２ガスソースから上記分配装置の分配開口部を介して供給される請求項１〜８のいずれかに記載のプロセス。
上記分配装置は複数のコーンを有し、各分配開口部は拡径部を有し、上記拡径部は上記分配開口部のスロットル部及び上記コーンと流体的に接続され、上記ガスは上記拡径部及び上記コーンを流通する請求項１〜９のいずれかに記載のプロセス。
上記外周分配開口部の上記拡径部と流体的に接続されている上記コーンが上記反応チャンバーに連通している、請求項１０記載のプロセス。
反応炉の反応チャンバーに第１ガス及び第２ガスを導入するプロセスであって、
上記反応炉は、少なくとも１つの反応チャンバー壁と、上記反応チャンバーに上記第１ガス及び第２ガスを分配するガス分配ユニットと、を有し、
上記ガス分配ユニットは、少なくとも１つの外周開口部及び少なくとも１つの中央開口部を含む、複数の分配開口部を有する、分配装置を有し、
上記分配開口部は、チャンネル部と、スロットル部と、を有し、
上記ガス分配ユニットは、さらに、入口側ブロックと、外部環状リングと、上記外部環状リングと同心上にある内部環状リングと、上記外部環状リング及び内部環状リングと同心上にある製品回収チューブと、を有し、
上記第１ガス及び第２ガスは、上記分配装置と、上記入口側ブロックと、第１ガスプレナムを規定する上記分配装置と上記入口側ブロックと上記外部環状リングと上記内部環状リングとの間のスペースと、第２ガスプレナムを規定する上記分配装置と上記入口側ブロックと上記内部環状リングと上記製品回収チューブとの間のスペースと、を通過し、
当該プロセスは、
上記分配開口部の上記チャンネル部及び上記スロットル部に上記第１ガスを通過させて、上記第１ガスを上記第１ガスプレナムへ供給し上記外周開口部を介して上記反応チャンバーに導入する工程と、
上記分配開口部の上記チャンネル部及び上記スロットル部に上記第２ガスを通過させて、上記第２ガスを上記第２ガスプレナムへ供給し上記中央開口部を介して上記反応チャンバーに導入する工程と、を有するプロセス。
上記第１ガスは、水素、アルゴン、ヘリウム、及びそれらの混合物からなる群から選択されたガスを含む請求項１２記載のプロセス。
上記第２ガスは、シラン、トリクロロシラン、及びそれらの混合物からなる群から選択されたガスを含む請求項１３記載のプロセス。
上記分配装置は、複数のコーンを有し、
各分配開口部は、拡径部を有し、
上記拡径部は、上記分配開口部のスロットル部及び上記コーンと流体的に接続されており、
上記ガスは、上記拡径部及び上記コーンを通過する請求項１２〜１４のいずれかに記載のプロセス。
上記外周分配開口部の上記拡径部に流体的に接続されている上記コーンは、上記反応チャンバーに連通している請求項１５記載のプロセス。
少なくとも１つの反応チャンバー壁を有する反応チャンバーに第１ガス及び第２ガスを分配する分配装置であって、
上記分配装置は、少なくとも１つの外周開口部と、少なくとも１つの中央開口部と、を含む複数の分配開口部を備え、
各分配開口部は、チャンネル部と、拡径部と、上記チャンネル部と上記拡径部との間に配置されたスロットル部と、を備える分配装置。
上記外周開口部は、上記第１ガスソースとは流体的に接続され、上記第２ガスソースとは流体的に接続されないように構成された請求項１７記載の分配装置。
上記中央開口部は、上記第２ガスソースとは流体的に接続され、上記第１ガスソースとは流体的に接続されないように構成された請求項１８記載の分配装置。
反応チャンバーに第１ガス及び第２ガスを分配するガス分配ユニットであって、
上記ガス分配ユニットは、請求項１７〜１９のいずれかに記載の分配装置と、入口側ブロックと、外部環状リングと、上記外部環状リングと同心上にある内部環状リングと、上記外部環状リング及び内部環状リングに同心上にある製品回収チューブと、を有し、
第１ガス及び第２ガスは、上記分配装置と、上記入口側ブロックと、第１ガスプレナムを規定する上記分配装置と上記入口側ブロックと上記外部環状リングと上記内部環状リングとの間のスペースと、第２ガスプレナムを規定する上記分配装置と上記入口側ブロックと上記内部環状リングと上記製品回収チューブとの間のスペースと、を通過し、
上記中央開口部は、上記第２ガスプレナムのみと流体的に接続されることにより、上記第２ガスソースと流体的に接続され、上記第１ガスソースとは流体的に接続されないように構成され、
上記外周開口部は、上記第１ガスプレナムのみと流体的に接続されることにより、上記第１ガスソースと流体的に接続され、上記第２ガスソースとは流体的に接続されないように構成されたガス分配ユニット。
少なくとも１つの反応チャンバー壁を有する反応チャンバーと、
上記反応チャンバーへガスを分配する分配装置であって、第１ガスソース及び第２ガスソースの両方と、上記反応チャンバーとの間で流体的に接続された複数の分配開口部を有する分配装置と、を含む流動層反応炉システムであって、
各分配開口部は、チャンネル部と、拡径部と、上記チャンネル部と上記拡径部との間に配置されたスロットル部と、を有し、
上記複数の分配開口部は、複数の外周開口部と、複数の中央開口部と、を有し、
上記外周開口部は、第１ガスソースと流体的に接続され、第２ガスソースと流体的に接続されていない流動層反応炉システム。
上記中央開口部は、第２ガスソースと流体的に接続され、第１ガスソースと流体的に接続されていない請求項２１記載の流動層反応炉システム。
上記第１ガスソースは、第１ガスプレナム内にあり、上記第２ガスソースは、第２ガスプレナム内にある請求項２１記載の流動層反応炉システム。
さらに、入口側ブロックと、外部環状リングと、上記外部環状リングと同心上に配置された内部環状リングと、を備え、
上記第１ガスプレナムは、上記分配装置、上記入口側ブロック、上記外部環状リング及び上記内部環状リングの間のスペースにより画定された請求項２３記載の流動層反応炉システム。
さらに、上記外部環状リング及び上記内部環状リングと同心上に配置され、上記分配装置及び上記入口側ブロックを貫通して延在する製品回収チューブを有し、
上記第２ガスプレナムは、上記分配装置、上記入口側ブロック、上記内部環状リング、及び上記製品回収チューブ間のスペースにより画定された請求項２４記載の流動層反応炉システム。
上記入口側ブロックは、上記第１ガスプレナムに流体的に接続された第１ガスチャンネルと、上記第２ガスプレナムに流体的に接続された第２ガスチャンネルと、を有する請求項２５記載の流動層反応炉システム。
上記分配装置は複数のコーンを有し、上記拡径部は上記分配開口部のスロットル部及び上記コーンと流体的に接続されている請求項２１〜２６のいずれかに記載の流動層反応炉システム。
上記外周分配開口部の上記拡径部と流体的に接続された上記コーンは、上記反応チャンバーに連通している請求項２７記載の反応炉システム。