JP5309963B2 - 多結晶シリコンのシリコン芯棒組立体及びその製造方法、多結晶シリコン製造装置、多結晶シリコン製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多結晶シリコン反応炉で多結晶シリコンを製造するためのシリコン芯棒組立体及びその製造方法、並びにこのシリコン芯棒組立体を用いた多結晶シリコン製造装置、多結晶シリコン製造方法に関する。

一般に、半導体材料となる高純度の多結晶シリコンの製造方法として、シーメンス法が知られている。シーメンス法は、クロロシランと水素との混合ガスからなる原料ガスを、加熱したシリコン芯棒組立体に接触させ、その表面に原料ガスの反応によって多結晶シリコンが析出する製造方法であり、この製造方法を実施する装置として、密閉した反応炉に多数のシリコン芯棒組立体を立設した多結晶シリコン反応炉が用いられている（特許文献１、２参照）。

これらシリコン芯棒組立体は、２本の棒状のシリコン芯棒と、これらシリコン芯棒の上端部同士を接続する連結部材とによりΠ字状に形成されている。そして、シリコン芯棒の下端部が多結晶シリコン反応炉の炉底に設置された電極に固定されている。これらシリコン芯棒組立体の加熱は、この下端部の電極から電流を供給することにより行われる。そして、発生するジュール熱によって原料ガスを熱分解または水素還元して、シリコン芯棒組立体の表面に多結晶シリコンが析出するようになっている。

これら棒状のシリコン芯棒の断面形状は、四角形、円形、または四角形の角部をＲ加工したもの等があるが、一般に、その連結部材と接続される先端部については、連結部材に設けられる丸孔状の貫通孔に挿通させこの連結部材を支持させる必要性から、前記貫通孔よりも若干細径の円柱状に加工されている。

すなわち、シリコン芯棒の前記先端部と本体部分との間には、この先端部が本体部分より縮径されることにより段部が形成されており、この段部はシリコン芯棒の長手方向と直交する支持面を有している。そして、２本のシリコン芯棒が連結部材の両端にある貫通孔にそれぞれの先端部を挿通するとともに、該支持面で連結部材の貫通孔の下面側の開口端周縁を支持して、シリコン芯棒組立体が形成されている。
特許第３８１９２５２号公報 特許第３８８１６４７号公報

ところで、予め連結部材に前記貫通孔を形成する際、一方側の面から他方側の面へと向かってドリルを用いて孔を貫通させるが、連結部材の有する脆性により、その貫通方向先端側（他方側）の開口端周縁には花弁状の欠損が生じることがある。この欠損の形成された他方側の面が前記支持面と当接されてシリコン芯棒組立体が形成された場合、連結部材とシリコン芯棒との接触面積が低減することになる。

シリコン芯棒と連結部材との接触が悪い場合、通電加熱時に局部的な過熱が生じて、この接触部分から溶断する虞がある。これらシリコン芯棒と連結部材との接触を良好にするために、該シリコン芯棒と連結部材との組立時の直角性を高める工夫は従来なされているが、シリコン芯棒の支持面と該支持面が当接する連結部材の貫通孔の開口端周縁との接触についてはなんら対策がとられておらず、過熱による溶断を防止するために、これらの接触面積を良好に確保することが課題とされていた。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、シリコン芯棒と連結部材との接触面積を良好に確保させるとともに、安定した工程で生産を行うことができる多結晶シリコンのシリコン芯棒組立体及びその製造方法、並びにこのシリコン芯棒組立体を用いた多結晶シリコン製造装置、多結晶シリコン製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明のシリコン芯棒組立体は、気相成長法による多結晶シリコンの製造に用いられるシリコン芯棒組立体であって、前記シリコン芯棒組立体は、二本の棒状のシリコン芯棒と、これらシリコン芯棒間に架設されるシリコン製の連結部材とを備えており、前記シリコン芯棒の先端部は、その本体部分より小さい幅に形成されており、前記先端部と本体部分との間に形成される段部に、前記先端部の長さ方向と直交する支持面が形成されており、前記連結部材には、前記先端部を挿入するための貫通孔が設けられており、前記連結部材における前記貫通孔の一方側の開口端周縁が、他方側の開口端周縁よりも鋭利に形成されるとともに、前記一方側の開口端の周囲の表面が、前記貫通孔の貫通方向に直交する当接面とされており、前記当接面が、シリコン芯棒の前記支持面に当接されるようにして、前記先端部が前記貫通孔に挿入されていることを特徴とする。

また、本発明のシリコン芯棒組立体の製造方法は、気相成長法による多結晶シリコンの製造に用いられ、二本の棒状のシリコン芯棒とこれらシリコン芯棒間に架設されるシリコン製の連結部材とを備えるシリコン芯棒組立体の製造方法であって、前記シリコン芯棒の先端に、その本体部分より小さい幅の先端部を形成するとともに、この先端部と本体部分との間の段部に、前記先端部の長さ方向と直交する支持面を形成し、前記連結部材の一側面から該一側面と直交する方向にドリルによって貫通孔を穿設し、この一側面を、シリコン芯棒の前記支持面に当接させるようにして、前記貫通孔に前記先端部を挿入することを特徴とする。

この発明に係るシリコン芯棒組立体及びその製造方法によれば、前記連結部材はその貫通孔の一方側の開口端周縁が他方側の開口端周縁よりも鋭利に形成されるとともに該一方側の開口端の周囲の表面が当接面とされており、前記シリコン芯棒の支持面が該当接面に当接されて、二本のシリコン芯棒により連結部材が支持されてシリコン芯棒組立体が形成されている。よって、これらシリコン芯棒と連結部材との当接される部分の接触面積が良好に確保されているので、これらの接触抵抗の増加が抑制され、通電加熱時にこれらの接触部分が過熱して溶断することが防止される。

また本発明のシリコン芯棒組立体において、前記連結部材は、その幅を下方から上方に向かって漸次小さくするようにして形成される傾斜面を有していることとしてもよい。これによれば、連結部材は多結晶シリコンの製造時にこの連結部材の上方から降りかかるシリカや異物等が溜まったり付着したりしにくい形状とされているので、純度の高い多結晶シリコンの製造が可能である。
さらに、本発明のシリコン芯棒組立体において、前記他方側の開口端周縁に欠損部が形成され、前記先端部の上端が前記連結部材の上面とほぼ面一か、連結部材よりも突出した状態となっているとよい。

そして、本発明の多結晶シリコン製造装置は、前記シリコン芯棒組立体を反応炉内に設けてなる多結晶シリコン製造装置であって、前記反応炉の内底部に少なくとも一対の電極が設けられるとともに、前記シリコン芯棒組立体における両シリコン芯棒において前記連結部材とは反対側の端部が前記電極にそれぞれ支持されていることを特徴とする。
シリコン芯棒組立体の局部的な過熱が防止されるので、多結晶シリコンを安定して製造することができる。

また、本発明の多結晶シリコン製造方法は、反応炉の内底部に配設された少なくとも一対の電極にそれぞれシリコン芯棒を立設状態に支持するとともに、これらシリコン芯棒の先端部間にシリコン製の連結部材を架設してシリコン芯棒組立体を構築し、前記電極に通電することにより前記シリコン芯棒を発熱させ、前記反応炉内に供給した原料ガスを反応させて前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法において、前記シリコン芯棒の先端に、その本体部分より小さい幅の先端部を形成するとともに、この先端部と本体部分との間の段部に、前記先端部の長さ方向と直交する支持面を形成し、一方、前記連結部材の一側面から該一側面と直交する方向にドリルによって貫通孔を穿設し、前記反応炉の電極に前記シリコン芯棒を支持した状態とし、前記連結部材の前記一側面をシリコン芯棒の前記支持面に当接させるようにして、前記貫通孔に前記先端部を挿入することにより、前記シリコン芯棒組立体を構築することを特徴とする。

本発明によれば、シリコン芯棒と連結部材との接触面積が良好に確保されるので、これらの間の接触抵抗の増大が抑制され、安定して多結晶シリコンの生産を行うことができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。 図１に示すように、多結晶シリコン製造装置は多結晶シリコン反応炉を有している。この多結晶シリコン反応炉１０は、円形に設置された炉底１１の上方全域を覆うようにして釣鐘状の形状を有するベルジャ１２が設けられており、該炉底１１及びベルジャ１２によって多結晶シリコン反応炉１０の内部は密封されている。このように密封された内部には、上端で連結されてほぼΠ字状の形状であって、生成される多結晶シリコンの種棒となるシリコン芯棒組立体１が複数本立設されており、該シリコン芯棒組立体１の両基端部は炉底１１の電極１３に支持されている。

また、炉底１１には、多結晶シリコン反応炉１０内部のシリコン芯棒組立体１に向かって、トリクロロシランと水素の混合ガス等からなる原料ガスを供給する導入口となる複数の原料ガス供給口１４が設けられている。これら原料ガス供給口１４は、複数のシリコン芯棒組立体１に対して均一に原料ガスを供給することができるように、適宜間隔を開けて配置されている。

また、これら原料ガス供給口１４は、原料ガス供給管路１５に接続されており、該原料ガス供給管路１５は流量調整弁１６を介して原料ガスの供給源１７に通じている。従って、原料ガスは、流量調整弁１６によりその供給量が調整されながら、原料ガス供給管路１５を経て原料ガス供給口１４に送出され、多結晶シリコン反応炉１０内部に供給される。また、炉底１１には原料ガスが反応した後のガスを排出するための複数の排気口１８が設けられている。これら排気口１８も、反応後のガスを均等に排出することができるよう、適宜間隔を開けて配置され、反応炉１０の外部の排ガス処理系１９に接続されている。

本実施形態のシリコン芯棒組立体１は、図２に示すように、略平行に配置される２本の角棒状のシリコン芯棒２と、これらシリコン芯棒２の上端に架設される角棒状、平板状等の連結部材３とを備えており、全体としてΠ字状或いは逆Ｕ字状をなしている。これらシリコン芯棒２は、予め製造された多結晶シリコン製品をカットすることにより作製されており、その長手方向の上端は、本体部分２ａより縮径された円柱状に形成され、先端部２ｂとされている。

またシリコン芯棒２の、先端部２ｂと本体部分２ａとの間に設けられる段部には、先端部２ｂの長手方向と直交する向きに平らな面が形成されており、この面が支持面２ｃとされている。

また、このシリコン芯棒組立体１は、その連結部材３の長手方向の両端部に、該連結部材３の上面３ａと下面３ｂとを貫通しシリコン芯棒２の先端部２ｂを挿通させるための貫通孔４が夫々設けられている。これら貫通孔４は、その内径がシリコン芯棒２の先端部２ｂよりも若干大径の円柱穴状に形成され、またその長さが先端部２ｂと略同一か、先端部２ｂより短く設定されて、予めその加工がドリルにより行われている。したがって、シリコン芯棒２の先端部２ｂを連結部材３の貫通孔４に挿入した状態では、シリコン芯棒２の先端部２ｂの上端が連結部材３の上面とほぼ面一か、連結部材３よりも突出した状態となることが好ましい。図２では先端部２ｂの上端が連結部材３から突出した状態を示している。
また、これら貫通孔４を形成する際、ドリルが連結部材３を貫通する方向は、図２の下面（一方側の側面）３ｂから上面（他方側の側面）３ａに向けられる。そしてドリルが連結部材３を貫通する際、該連結部材３の有する脆性により、その貫通方向先端側の上面３ａの貫通孔４の開口端周縁には、花弁状の欠損部４ａが生じている。
なお、シリコン芯棒２及び連結部材３は、切断や孔あけ等の機械加工後、表面の洗浄のためエッチングされ、乾燥して仕上げられる。

図３に示すように、欠損部４ａは、連結部材３の上面３ａの貫通孔４の開口端周縁に形成されており、したがって、その開口端周縁は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、連結部材３の上面３ａと貫通孔４の内周面とが交差して円形に形成されるべき稜線Ｒ_０の少なくとも一部が、欠損部４ａの部分で欠落し、該欠損部４ａの表面と連結部材３の上面３ａとが交差してなる欠損部稜線Ｓによって、貫通孔４の半径方向外方に広がるように屈曲した状態に形成される。一方、ドリルの貫通方向後端側である下面３ｂの貫通孔４の開口端周縁には、接触抵抗の増加を起こすような欠損部４ａは形成されていない。すなわちこの下面３ｂの貫通孔４の開口端周縁は、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、平坦な下面３ｂと貫通孔４の内周面とが交差してなる稜線Ｒが周方向に連続することによって鋭利な円形に形成され、いわゆるシャープエッジに形成されている。また、その下面３ｂは、貫通孔４の穿設方向（貫通方向）と直交する平らな面で形成されており、開口端の周囲の部分が当接面３ｃとされている。そして、二本のシリコン芯棒２の先端部２ｂが、連結部材３の両端部に形成される貫通孔４に下面３ｂの側より上方へ向けて夫々挿入されており、シリコン芯棒２の支持面２ｃと連結部材３の当接面３ｃとが当接されて、これらシリコン芯棒２が連結部材３を支持するようになっている。従って、欠損部４ａの無い当接面３ｃと支持面２ｃとの接触面積は良好に確保されている。

なお、貫通孔４の内径は５〜８ｍｍであり、欠損部４ａとしては、連結部材３の上面３ａにおける貫通孔４の半径方向に沿う長さＡが３ｍｍ以下、貫通孔４の長さ方向に沿う深さＢが２ｍｍ以下が許容範囲とされる。また、連結部材３の幅寸法Ｗは、シリコン芯棒２の本体部分２ａの幅方向の最大寸法（図３に示すように本体部分２ａが角棒状である場合は、その断面の対角方向の寸法）Ｃと同じか、これより大きく設定され、また、連結部材３における貫通孔４の中心から先端までの距離Ｈはシリコン芯棒２の本体部分２ａの幅方向の最大寸法Ｃの半分と同じか、それより大きく設定され、これらの寸法設定により、シリコン芯棒２の軸芯を中心とする回転方向の向きにかかわらず、支持面２ｃの全面が連結部材３の当接面３ｃに接触するようになっている。

本実施形態に係るシリコン芯棒組立体１によれば、連結部材３の貫通孔４は当接面３ｃに対して９０°に形成され、シリコン芯棒２の先端部２ｂも支持面２ｃに対して９０°に形成されている。また、連結部材３は、下面３ｂの貫通孔４の開口端周縁が鋭利な（シャープエッジの）円形の稜線Ｒによって形成され、その開口端の周囲の面が平らな当接面３ｃとされており、シリコン芯棒２の平らな支持面２ｃが該当接面３ｃに当接されて、二本のシリコン芯棒２により連結部材３が支持されてシリコン芯棒組立体１が形成されている。よって、これらシリコン芯棒２と連結部材３との接触面積が良好に確保されているので、接触抵抗の増加が抑制され、通電加熱時にこれらの接触部分が過熱して溶断することがなく、安定して多結晶シリコンの生産を行うことができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本実施形態においては、連結部材３を角棒状の形状としたがこれに限らず、図５に示す第１変形例のようにしてもよい。以下では、前記実施形態と異なる部分について主として説明し、共通部分には同一符号を付して説明を省略する。
この第１変形例では、連結部材２１の側面２１ｄを傾斜面に形成し、長手方向と直交する断面形状を三角形状にしている。そして、予め連結部材２１の三角形状の断面の底辺に当たる下面３ｂからその頂点へ向けドリルにより孔開けして貫通孔４を形成すれば、連結部材２１はその下面３ｂの貫通孔４の開口端周縁に欠損部４ａが形成されることがなく、その開口端周縁が鋭利な（シャープエッジの）稜線Ｒによって形成され、且つその開口端の周囲に貫通孔４の穿設方向と直交する平らな当接面３ｃが形成される。

そして、二本のシリコン芯棒２の先端部２ｂが、連結部材２１の両端部に形成される貫通孔４に下面３ｂの側より上方へ向けて夫々挿入されるとともに、シリコン芯棒２の平らな支持面２ｃが連結部材２１の当接面３ｃに当接されて、連結部材２１が二本のシリコン芯棒２に支持されシリコン芯棒組立体２２が形成される。よって、シリコン芯棒２と連結部材２１との接触面積が良好に確保され、通電加熱時にこれらの接触部分が過熱して溶断するのを防止することができる。また、この連結部材２１は、その水平方向の幅を下方から上方に向かって漸次小さくするようにして、側面２１ｄが傾斜面で形成されているので、多結晶シリコンの製造時にこの連結部材２１の上方から降りかかるシリカや異物等が溜まったり付着したりしにくく、よって、純度の高い多結晶シリコンの製造が可能である。

また、連結部材の断面形状は、前述の角形状や三角形状に限られるものではなく、貫通孔の開口端周縁が鋭利な（シャープエッジの）稜線Ｒによって形成され且つその開口端の周囲に貫通孔４の穿設方向と直交する平らな当接面３ｃが形成されるとともに、該当接面３ｃと支持面２ｃとの接触面積が良好に確保できればよく、それ以外の形状に形成されていても構わない。なお、連結部材２１の側面２１ｄに傾斜面が形成されていれば、前述の理由によって、より高純度の多結晶シリコンを製造することが可能となるので望ましい。

また、図６の第２変形例及び図７の第３変形例に示すシリコン芯棒組立体２５のように、連結部材２６の下面３ｂから上面３ａに向かうにつれ徐々に縮径して該連結部材２６を貫通する略切頭円錐孔状の貫通孔２７を形成し、この貫通孔２７の貫通方向に直交する平らな当接面３ｃを設けるとともに、貫通孔２７の形状に合わせてシリコン芯棒２８の先端部２８ｂを略切頭円錐状に形成して挿入することとしてもよい。この貫通孔２７を穿設するには、例えば予め先端を鋭角に形成した専用のドリルを製作しておき、治具等を用いて穿設深さを決めるとともに、下面３ｂから上面３ａに向け加工するようにすればよい。これにより、連結部材２６の上面３ａには欠損部４ａが生じるが、連結部材２６の下面３ｂにおける開口端周縁は鋭利な稜線Ｒによって形成される。

またこのような貫通孔２７を形成する場合には、連結部材２６の上面３ａと貫通孔２７の内周面との成す角度Ｄが、４５°〜８０°の範囲に設定されることが好ましく、より望ましくは７５°〜８０°の範囲とされるのがよい。このように連結部材２６の貫通孔２７及びシリコン芯棒２８の先端部２８ｂを形成し互いに密着させるようにして当接することによって、前記接触面積がより確実に確保され、通電加熱時の前記溶断が防止される。
なお、図６の第２変形例と図７の第３変形例とでは、連結部材２６の上面３ａと貫通孔２７の内周面との成す角度Ｄが異なるものを示しているが、両図に同一符号を付している。

また、本実施形態ではシリコン芯棒の形状を角棒状としたがこれに限らず、棒状のシリコン芯棒の断面形状を、四角形以外の多角形や、これらの角部を平面で面取り（Ｃ面取り）したもの・円弧面で面取り（Ｒ面取り）したもの、または円形・楕円形等としても構わない。

また、前記実施形態では両シリコン芯棒を垂直に立設したが、図８に示すように、垂直方向に対して傾斜して立設し、連結部材によって連結するときに撓ませながら連結するようにしてもよい。図８（ａ）に示す連結前の状態では、両シリコン芯棒２が基端から先端に向かうにしたがって漸次離間するように傾斜して支持されている。このとき、一対のシリコン芯棒２のそれぞれの先端部２ｂの間隔Ｌ₁は、連結部材３に形成された一対の貫通孔４それぞれの間隔Ｌ_２よりも広くなっている。なお、連結部材３の両貫通孔４の離間間隔Ｌ_２は、このシリコン芯棒組立体１が支持される両電極１３の芯棒保持部分の離間間隔Ｌ_３と同じに設定されている。この場合も、連結部材３の上面３ａにおける開口端周縁には欠損部４ａが形成される場合があるが、連結部材３の下面３ｂの開口端周縁は、貫通孔２７の内周面と下面３ｂとが交差する鋭利な稜線Ｒによって形成されている。
そして、図８（ｂ）に示すように、両シリコン芯棒２を撓ませながら、互いの先端を接近させた状態として、その先端部２ｂを連結部材３の貫通孔４にそれぞれ挿入する。この組立状態では、シリコン芯棒２は、撓んだ状態で連結部材３により連結されるため、連結部材３に、その復元力によって図９の矢印で示すように両貫通孔４を離間させる方向に引っ張り力を作用させる。これにより、各シリコン芯棒２の先端部２ｂの外周面における離間方向外側の円弧面と、連結部材３の貫通孔４の内周面において対応する離間方向外側の円弧面とが押圧状態に接触する。

このようにして組み立てたシリコン芯棒組立体１を使用して多結晶シリコンロッドを製造することにより、一対のシリコン芯棒２と連結部材３とが押圧状態に接触して、その接触状態が向上しているため、このシリコン芯棒組立体１を良好に通電加熱できる。これにより、シリコン芯棒２の周面に、良質な多結晶シリコンを成長させることができる。
また、両シリコン芯棒２の先端部２ｂと連結部材３の貫通孔４の内周面との間に摩擦力が生じるので、連結部材３に反応ガスが吹き当たって押し上げる力が作用しても連結部材３がシリコン芯棒２から外れることはない。
この図８に示す例では、特に明記しなかったが、電極に直線状のシリコン芯棒を傾斜させて支持することとして説明した。シリコン芯棒が直線状でなく、反りが生じている場合には、その反りによって両シリコン芯棒が基端から先端に向かって漸次離間するように配置し、その上端の先端部間を狭めるようにして連結すればよい。

また、この図８に示す例とは逆に、シリコン芯棒をその先端部の離間間隔を連結部材の貫通孔の離間間隔よりも狭めた状態で立設し、これらシリコン芯棒の先端部を広げるようにして連結部材の両貫通孔に挿入する構成としてもよい。
さらに、電極におけるシリコン芯棒保持部分の離間間隔と連結部材の貫通孔との離間間隔を異なる寸法に設定しておき、電極にシリコン芯棒を垂直に立設させた状態として、シリコン芯棒を撓ませながら、その先端部を連結部材によって連結するようにしてもよい。連結部材の貫通孔の離間間隔が電極の離間間隔より広い場合は、連結部材によってシリコン芯棒を連結状態とすると、シリコン芯棒の先端部が相互に接近する方向に押圧力が作用する。逆に、連結部材の貫通孔の離間間隔が電極の離間間隔より狭い場合は、連結部材によってシリコン芯棒を連結状態とすると、シリコン芯棒の先端部が相互に広がる方向に押圧力が作用する。
以上、いずれの実施形態の場合も、連結部材の貫通孔と当接面とのなす角度と、シリコン芯棒の先端部と支持面とのなす角度は一致しており、連結部材の貫通孔にシリコン芯棒の先端部を挿入状態としたときに、連結部材の当接面とシリコン芯棒の支持面とが接触状態となる。その角度としては９０°が好適である。

本発明の一実施形態に係る多結晶シリコン反応装置の構成を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係る多結晶シリコンのシリコン芯棒組立体の要部を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る多結晶シリコンのシリコン芯棒組立体の要部を示す平面図である。 図２及び図３に示すシリコン芯棒組立体における連結部材の部分拡大図であり、（ａ）が連結部材の上面における貫通孔の開口端周縁を示す端面図、（ｂ）が貫通孔の断面図、（ｃ）が連結部材の下面における貫通孔の開口端周縁を示す端面図である。 連結部材の第１変形例を示す側面図である。 連結部材の第２変形例を示す正面図である。 連結部材の第３変形例を示す正面図である。 本発明の他の実施形態に係るシリコン芯棒組立体を示す正面図であり、（ａ）が一対のシリコン芯棒を電極に立設させた状態、（ｂ）が連結部材によって連結した状態を示す。 図８（ｂ）に示す連結状態における連結部材の部分の拡大断面図である。

符号の説明

１ シリコン芯棒組立体
２ シリコン芯棒
２ａ 本体部分
２ｂ 先端部
２ｃ 支持面
３ 連結部材
３ａ 上面（他方側の面）
３ｂ 下面（一方側の面）
３ｃ 当接面
４ 貫通孔
２１ 連結部材
２１ｄ 側面（傾斜面）
２２ シリコン芯棒組立体
２５ シリコン芯棒組立体
２６ 連結部材
２７ 貫通孔
２８ シリコン芯棒
２８ｂ 先端部
Ｒ 鋭利な稜線（開口端周縁）

Claims (6)

1. 気相成長法による多結晶シリコンの製造に用いられるシリコン芯棒組立体であって、
   前記シリコン芯棒組立体は、二本の棒状のシリコン芯棒と、これらシリコン芯棒間に架設されるシリコン製の連結部材とを備えており、
   前記シリコン芯棒の先端部は、その本体部分より小さい幅に形成されており、
   前記先端部と本体部分との間に形成される段部に、前記先端部の長さ方向と直交する支持面が形成されており、
   前記連結部材には、前記先端部を挿入するための貫通孔が設けられており、
   前記連結部材における前記貫通孔の一方側の開口端周縁が、他方側の開口端周縁よりも鋭利に形成されるとともに、前記一方側の開口端の周囲の表面が、前記貫通孔の貫通方向に直交する当接面とされており、
   前記当接面が、シリコン芯棒の前記支持面に当接されるようにして、前記先端部が前記貫通孔に挿入されていることを特徴とするシリコン芯棒組立体。
2. 請求項１記載のシリコン芯棒組立体であって、
   前記連結部材は、その幅を下方から上方に向かって漸次小さくするようにして形成される傾斜面を有していることを特徴とするシリコン芯棒組立体。
3. 前記他方側の開口端周縁に欠損部が形成され、前記先端部の上端が前記連結部材の上面とほぼ面一か、連結部材よりも突出した状態となっていることを特徴とする請求項１又は２記載のシリコン芯棒組立体。
4. 気相成長法による多結晶シリコンの製造に用いられ、二本の棒状のシリコン芯棒とこれらシリコン芯棒間に架設されるシリコン製の連結部材とを備えるシリコン芯棒組立体の製造方法であって、
   前記シリコン芯棒の先端に、その本体部分より小さい幅の先端部を形成するとともに、この先端部と本体部分との間の段部に、前記先端部の長さ方向と直交する支持面を形成し、
   前記連結部材の一側面から該一側面と直交する方向にドリルによって貫通孔を穿設し、
   この一側面をシリコン芯棒の前記支持面に当接させるようにして、前記貫通孔に前記先端部を挿入することを特徴とするシリコン芯棒組立体の製造方法。
5. 請求項１から３のいずれか一項記載のシリコン芯棒組立体を反応炉内に設けてなる多結晶シリコン製造装置であって、
   前記反応炉の内底部に少なくとも一対の電極が設けられるとともに、前記シリコン芯棒組立体における両シリコン芯棒において前記連結部材とは反対側の端部が前記電極にそれぞれ支持されていることを特徴とする多結晶シリコン製造装置。
6. 反応炉の内底部に配設された少なくとも一対の電極にそれぞれシリコン芯棒を立設状態に支持するとともに、これらシリコン芯棒の先端部間にシリコン製の連結部材を架設してシリコン芯棒組立体を構築し、前記電極に通電することにより前記シリコン芯棒を発熱させ、前記反応炉内に供給した原料ガスを反応させて前記シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコン製造方法において、
   前記シリコン芯棒の先端に、その本体部分より小さい幅の先端部を形成するとともに、この先端部と本体部分との間の段部に、前記先端部の長さ方向と直交する支持面を形成し、一方、前記連結部材の一側面から該一側面と直交する方向にドリルによって貫通孔を穿設し、
   前記反応炉の電極に前記シリコン芯棒を支持した状態とし、前記連結部材の前記一側面をシリコン芯棒の前記支持面に当接させるようにして、前記貫通孔に前記先端部を挿入することにより、前記シリコン芯棒組立体を構築することを特徴とする多結晶シリコン製造方法。

Images