RU125200U1 - MOUNTING BARS HOLDER FOR DEPOSITION OF POLYCRYSTALLINE SILICON - Google Patents
MOUNTING BARS HOLDER FOR DEPOSITION OF POLYCRYSTALLINE SILICON Download PDFInfo
- Publication number
- RU125200U1 RU125200U1 RU2012123510/05U RU2012123510U RU125200U1 RU 125200 U1 RU125200 U1 RU 125200U1 RU 2012123510/05 U RU2012123510/05 U RU 2012123510/05U RU 2012123510 U RU2012123510 U RU 2012123510U RU 125200 U1 RU125200 U1 RU 125200U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polycrystalline silicon
- holder
- deposition
- bar
- substrate
- Prior art date
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 241000013987 Colletes Species 0.000 claims abstract description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N Chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области производства полупроводниковых материалов, а именно к области получения поликристаллического кремния для потребностей микроэлектроники, солнечной энергетики, электротехники и т.п., в частности к устройствам для удерживания прутков-подложек для осаждения на них поликристаллического кремния в процессе водородного восстановления кремния.The utility model relates to the production of semiconductor materials, in particular to the field of polycrystalline silicon production for the needs of microelectronics, solar energy, electrical engineering, etc., in particular, to devices for holding substrate rods to precipitate polycrystalline silicon on them in the process of hydrogen reduction of silicon .
Держатель прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, включающий корпус, цанговый фиксатор с каналом для размещения прутка, имеющий установочную часть, при этом в корпусе выполнено приемное гнездо для приема установочной части фиксатора, а на торцевой поверхности установочной части цангового фиксатора выполнена выборка, образующая воздушный теплоизоляционный зазор между корпусом и указанной торцевой поверхностью.The holder of the bar-substrate installation for the deposition of polycrystalline silicon, comprising a housing, a collet lock with a channel for accommodating the rod, having a mounting portion, while receiving a mounting slot for receiving the mounting portion of the clamp, and a sample forming the end surface of the mounting portion of the collet fixation air insulating gap between the housing and the specified end surface.
Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой держатель прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, который за счет наиболее оптимального конструктивного исполнения позволяет обеспечить хорошую теплоизоляцию прутка-подложки, что позволяет уменьшить механические напряжения в прутке, надежную фиксацию прутка-подложки, чем достигается увеличение безопасности и эффективности протекания процесса осаждения в целом, обеспечивается высокая электро- и теплопроводность между держателем и токовводом, возможность выращивания стержней поликристаллического кремния большого диаметра, а также обеспечивается экономическую целесообразность эксплуатации держателя. Thus, the claimed utility model is a holder of bar-substrates installation for the deposition of polycrystalline silicon, which due to the most optimal design allows for good thermal insulation of the bar-substrate, which allows to reduce the mechanical stresses in the bar, reliable fixation of the bar-substrate, thereby increasing safety and efficiency of the deposition process as a whole, provides high electrical and thermal conductivity between the holder and the current ohm, the possibility of growing the polycrystalline silicon rods of large diameter, as well as economic feasibility is ensured operating holder.
Description
Полезная модель относится к области производства полупроводниковых материалов, а именно к области получения поликристаллического кремния для потребностей микроэлектроники, солнечной энергетики, электротехники и т.п., в частности к устройствам для удерживания прутков-подложек для осаждения на них поликристаллического кремния в процессе водородного восстановления кремния.The utility model relates to the production of semiconductor materials, in particular to the field of polycrystalline silicon production for the needs of microelectronics, solar energy, electrical engineering, etc., in particular, to devices for holding substrate rods to precipitate polycrystalline silicon on them in the process of hydrogen reduction of silicon .
Процесс водородного восстановления кремния из хлорсиланов осуществляется в реакторах различной конструкции, например, с верхним и нижним расположением токовводов и присоединяемых к ним устройств для крепления стержней-подложек. Одним из основных требований к указанным устройствам является обеспечение теплоизоляции прутка-подложки ввиду возникновения градиента температур, обусловленного разницей температуры нагретого прутка и токоввода/электрода, а также обеспечение надежной фиксации прутка-подложки, от чего в свою очередь зависит качество получаемого конечного продукта, целостность как самого прутка-подложки, так и реактора, в котором осуществляется процесс осаждения поликристаллического кремния. Существуют различные конструкции указанных устройств, которые в той или иной степени соответствуют вышеуказанным требованиям. Однако актуальной задачей остается разработка наиболее оптимальной конструкции, соответсвующей всем предъявляемым к такого рода устройствам в данной области техники требованиям, и при этом внедрение которой будет экономически целесообразным.The process of hydrogen reduction of silicon from chlorosilanes is carried out in reactors of various designs, for example, with the upper and lower arrangement of current leads and devices attached to them for fastening rods-substrates. One of the main requirements for these devices is to provide heat insulation of the bar-substrate due to the occurrence of a temperature gradient caused by the temperature difference between the heated bar and the current lead / electrode, as well as ensuring reliable fixation of the bar-substrate, which in turn determines the quality of the final product. rod-substrate itself, and the reactor, in which the process of deposition of polycrystalline silicon. There are various designs of these devices, which in varying degrees, meet the above requirements. However, the urgent task remains to develop the most optimal design that meets all the requirements for such devices in the field of technology requirements, and the implementation of which would be economically feasible.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели и выбранным качестве прототипа является держатель прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, описанный в международной заявке WO 2010133386, включающий корпус, цанговый фиксатор с каналом для размещения прутка, имеющий установочную часть, при этом в корпусе выполнено приемное гнездо для приема установочной части фиксатора. Корпус выполнен ротационно-симметричным и имеет установочные элементы для его установки в токовводе установки для осаждения поликристаллического кремния, при этом в собранном состоянии между корпусом и токовводом обеспечивается технологический зазор.The closest analogue of the claimed utility model and selected as a prototype is the holder of a bar-substrate installation for the deposition of polycrystalline silicon, described in international application WO 2010133386, including a housing, a collet lock with a channel for accommodating the rod, having an installation part, while in the housing a receiving socket for receiving the installation part of the lock. The body is made rotationally symmetric and has mounting elements for its installation in the current lead of the installation for the deposition of polycrystalline silicon, while in the assembled state between the case and the current lead provides a technological gap.
К недостаткам описанной конструкции держателя можно отнести недостаточную теплоизоляцию прутка-подложки в ходе процесса осаждения поликристаллического кремния, что приводит к возникновению термических напряжений в прутке, что в свою очередь приводит к возникновению трещин прутка-подложки у основания. Описанные недостатки приводят к повышению затрат на реализацию процесса осаждения поликристаллического кремния, что обуславливает экономическую нецелесообразность эксплуатации описанного держателя.The disadvantages of the described construction of the holder include insufficient insulation of the bar-substrate during the process of deposition of polycrystalline silicon, which leads to thermal stresses in the bar, which in turn leads to cracks of the bar-substrate at the base. The described disadvantages lead to higher costs for the implementation of the process of deposition of polycrystalline silicon, which leads to economic inexpediency of operation of the described holder.
В основу полезной модели поставлена задача разработать держатель прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, который за счет наиболее оптимального конструктивного исполнения позволит обеспечить хорошую теплоизоляцию прутка-подложки, что позволит уменьшить механические напряжения в прутке, надежную фиксацию прутка-подложки, чем будет достигнуто увеличение безопасности и эффективности протекания процесса осаждения в целом, обеспечить высокую электро- и теплопроводность между держателем и токовводом, возможность выращивания стержней поликристаллического кремния большого диаметра, а также обеспечить экономическую целесообразность эксплуатации держателя.The utility model is based on the task of developing a bar holder for polycrystalline silicon deposition, which, due to the most optimal design, will ensure good thermal insulation of the bar substrate, which will reduce the mechanical stresses in the bar, reliable fixation of the bar substrate. safety and efficiency of the deposition process as a whole, to ensure high electrical and thermal conductivity between the holder and the current lead, ozhnost growing polycrystalline silicon rods of large diameter, and to ensure economic viability operating holder.
Поставленная задача решается тем, что разработан держатель прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, включающий корпус, цанговый фиксатор с каналом для размещения прутка, имеющий установочную часть, при этом в корпусе выполнено приемное гнездо для приема установочной части фиксатора, а на торцевой поверхности установочной части цангового фиксатора выполнена выборка, образующая воздушный теплоизоляционный зазор между корпусом и указанной торцевой поверхностью.The task is solved by the fact that the holder of the bar-substrate of the installation for the deposition of polycrystalline silicon has been developed, including a case, a collet lock with a channel for accommodating the rod, having a mounting part, and a receiving slot for receiving the mounting part of the lock, and on the end surface of the mounting part of the collet lock is made sampling, forming an air insulating gap between the housing and the specified end surface.
Описанная конструктивная реализация держателя позволяет обеспечить снижение продольного градиента температуры в прутке, что позволяет уменьшить механические напряжения в прутке, за счет чего обеспечивается значительное снижение вероятности возникновения трещин прутка у его основании в момент продувки внутреннего объема реактора водородом либо подачи парогазовой смеси. Также заявляемая конструкция позволяет обеспечить надежную фиксацию прутка-подложки в установке для осаждения поликристаллического кремния за счет наличия цангового наконечника-фиксатора, который обеспечивает равномерное распределение прижимающего усилия по всей поверхности контакта фиксируемого прутка и цангового наконечника-фиксатора, а также позволяет увеличить его грузоподъемность. Кроме того, обеспечиваемое заявляемой конструкцией жесткое крепление прутка-подложки позволяет обеспечить его устойчивость, что в свою очередь позволяет обеспечить возможность получения стержней поликристаллического кремния с диаметром свыше 100 мм без риска обрушения стержня во внутреннем объеме реактора.The described constructive implementation of the holder allows to reduce the longitudinal temperature gradient in the rod, which allows to reduce the mechanical stresses in the rod, thereby providing a significant reduction in the likelihood of rod cracks at its base at the moment of purging the internal volume of the reactor with hydrogen or supplying the vapor-gas mixture. Also, the claimed design allows for reliable fixation of the rod-substrate in the installation for the deposition of polycrystalline silicon due to the presence of the collet tip-clamp, which ensures uniform distribution of the pressing force over the entire contact surface of the fixed rod and collet tip-clamp, and also allows you to increase its capacity. In addition, provided by the claimed design rigid mounting rod-substrate allows to ensure its stability, which in turn allows to ensure the possibility of obtaining rods of polycrystalline silicon with a diameter of over 100 mm without the risk of collapse of the rod in the internal volume of the reactor.
Целесообразной является такая реализация заявляемой полезной модели, при которой установочная часть цангового фиксатора размещена в гнезде корпуса с образованием технологического зазора между корпусом и торцевой поверхностью установочной части цангового фиксатора, что позволяет обеспечить дополнительную теплоизоляцию прутка-подложки.Appropriate is the implementation of the proposed utility model, in which the mounting part of the collet latch is placed in the housing slot with the formation of the technological gap between the housing and the end surface of the mounting part of the collet latch, which allows for additional thermal insulation of the rod-substrate.
Также целесообразной является такая реализация полезной модели, при которой она включает средство закрепления корпуса держателя в установке для осаждения поликристаллического кремния. Средство закрепления корпуса держателя выполнено в виде гайки. Это позволяет обеспечить надежное закрепление держателя на токовводе реактора. Конструктивное исполнение гайки, в частности ее габаритные размеры, позволяет увеличить площадь контакта держателя с токовводом реактора, что в свою очередь обеспечивает равномерную высокую электро- и теплопроводность между токовводом и держателем.It is also advisable to implement such a utility model, in which it includes a means of securing the holder body in an installation for the deposition of polycrystalline silicon. The means of fastening the housing holder is made in the form of a nut. This allows you to provide a secure holder on the current lead of the reactor. The design of the nut, in particular its overall dimensions, makes it possible to increase the contact area of the holder with the current lead of the reactor, which in turn ensures a uniform high electrical and thermal conductivity between the current lead and the holder.
Предпочтительно корпус имеет в целом цилиндрическую форму, и в нижней его части выполнено гнездо для закрепления его на токовводе установки для осаждения поликристаллического кремния.Preferably, the body has a generally cylindrical shape, and in its lower part there is a slot for fixing it on the current lead of the installation for the deposition of polycrystalline silicon.
Предпочтительно цанговый фиксатор имеет фиксирующую часть конусообразной формы, что также способствует надежному закреплению прутка-подложки.Preferably, the collet latch has a locking part of the cone-shaped form, which also contributes to the secure fastening of the rod-substrate.
Предпочтительно в качестве материала держателя выбран графит. Использование графита основано на ряде его уникальных свойств, в частности использование его для изготовления электродов, нагревательных элементов обусловлено высокой электропроводностью и химической стойкостью графита к практически любым агрессивным средам.Preferably, graphite is selected as the holder material. The use of graphite is based on a number of its unique properties, in particular its use for the manufacture of electrodes, heating elements due to the high electrical conductivity and chemical resistance of graphite to almost any aggressive media.
Целесообразной является такая реализация полезной модели, при которой канал для размещения прутка имеет сечение переменного диаметра, а именно выполнен в виде сужающегося книзу канала. Такое конструктивное исполнение канала позволяет повысить устойчивость прутка-подложки, обеспечить равномерное распределение прижимного усилия по контактной поверхности. Равномерное поджатие по всей длине контактных поверхностей обеспечивает надежный электрический контакт. Кроме того, возрастающее под действием увеличивающегося веса наращиваемого стержня поджатие контактных поверхностей позволяет снизить переходные сопротивления, что, учитывая возрастание тока подогрева по мере увеличения поперечного сечения наращиваемого стержня, существенно снижает потери, а это в свою очередь позволяет повысить экономическую эффективность установки и эксплуатации заявляемого держателя.It is expedient to implement such a utility model in which the channel for placing a bar has a cross section of variable diameter, namely, it is made in the form of a channel narrowing downwards. This design of the channel allows you to increase the stability of the rod-substrate, to ensure uniform distribution of the clamping force on the contact surface. Uniform compression along the entire length of the contact surfaces provides reliable electrical contact. In addition, increasing the preload of the contact surfaces under the effect of increasing weight of the expandable rod reduces transient resistances, which, given the increase in the heating current with increasing cross section of the expandable rod, significantly reduces losses, and this in turn improves the economic efficiency of the installation and operation of the inventive holder .
Описанный выше канал образован посредством выполнения проточки на поверхности элементов цангового наконечника-фиксатора. Заявляемая полезная модель поясняется следующими графическими материалами.The channel described above is formed by performing a groove on the surface of the elements of the collet tip-latch. The claimed utility model is illustrated in the following graphics.
Фиг.1 - общий вид держателя прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния.Figure 1 - a General view of the holder of the bar-substrate installation for the deposition of polycrystalline silicon.
Фиг.2 - продольный разрез держателя прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния.Figure 2 is a longitudinal section of the holder rods substrate installation for the deposition of polycrystalline silicon.
На фиг.1 представлен общий вид держателя прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, который содержит корпус 1, цанговый фиксатор 2 и средство закрепления корпуса 1 держателя в установке для осаждения поликристаллического кремния, выполненное в виде гайки 3.Figure 1 presents a General view of the holder of the bar-substrate installation for the deposition of polycrystalline silicon, which includes a
На фиг.2 представлен продольный разрез держателя прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, где кроме позиций, указанных на фиг.1 также показаны установочная часть 4 фиксатора 2, гнездо 5 корпуса 1, торцевая поверхность 6 установочной части 4 фиксатора 2, выборка 7 на торцевой поверхности 6, воздушный теплоизоляционный зазор 8, технологический зазор 9, фиксирующая часть 10 фиксатора, канал 11. Также на фиг.2 показаны металлический токоввод 12, металлический электрод 13, поддон установки 14.Figure 2 presents a longitudinal section of the holder of the rod-substrate installation for the deposition of polycrystalline silicon, where in addition to the positions indicated in figure 1 also shows the
Заявляемая полезная модель осуществляется следующим образом.The claimed utility model is as follows.
Предварительно корпус 1 устанавливают на токоввод 11 и фиксируют гайкой 3. В удлиненный канал 11 цангового фиксатора 2 до упора вводят пруток-подложку, предназначенный для осаждения на него поликристаллического кремния. Цанговый фиксатор 2 устанавливают в корпус 1 посредством размещения установочной части 4 в ответном гнезде 5 корпуса 1, при этом осуществляют сжатие прутка-подложки, центрируя его по вертикальной оси, обеспечивая его надежную фиксацию в устройстве и плотный протяженный электрический контакт. При установке фиксатора 2 в корпус 1 между торцевой поверхностью 6 установочной части 4 фиксатора 2 и гнездом 5 корпуса 1 обеспечивают технологический зазор 9 и воздушный теплоизоляционный зазор 8 за счет наличия выборки 7. После установки в реактор установки для осаждения поликристаллических требуемого количества прутков-подложек, реактор герметизируют и прутки-подложки разогревают пропусканием тока, а в реактор подают исходную парогазовую смесь. В результате осуществляется осаждение кремния и на пруток, и на сам держатель в зависимости от диаметра растущего стержня поликристаллического кремния. Таким образом, цанговый фиксатор полностью обрастает поликристаллическим кремнием, а если диаметр стержня более 150 мм, то кремний осаждается и на корпусе. По окончании процесса выращенные стержни поликристаллического кремния отделяют и извлекают. Гайку 3 и корпус 1 могут использовать повторно, но корпус 1 используют только в случае, если на него не осаждается поликристаллический кремний.Previously, the
Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой держатель прутков-подложек установки для осаждения поликристаллического кремния, который за счет наиболее оптимального конструктивного исполнения позволяет обеспечить хорошую теплоизоляцию прутка-подложки, что позволяет уменьшить механические напряжения в прутке, обеспечить надежную фиксацию прутка-подложки, чем будет достигнуто увеличение безопасности и эффективности протекания процесса осаждения в целом, обеспечить высокую электро- и теплопроводность между держателем и токовводом, возможность выращивания стержней поликристаллического кремния большого диаметра, а также обеспечить экономическую целесообразность эксплуатации держателя.Thus, the claimed utility model is a holder of bar-substrates installation for the deposition of polycrystalline silicon, which due to the most optimal design allows for good thermal insulation of the bar-substrate, which allows to reduce the mechanical stresses in the bar, to ensure reliable fixation of the bar-substrate, what will be an increase in the safety and efficiency of the deposition process as a whole has been achieved, to ensure high electrical and thermal conductivity between the holder m and the current lead, the possibility of growing the polycrystalline silicon rods of large diameter, and to ensure economic viability operating holder.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201205900 | 2012-05-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU125200U1 true RU125200U1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102196611B (en) | Graphite electrode | |
| EP3150556B1 (en) | Carbon electrode and apparatus for manufacturing polycrystalline silicon rod | |
| US9487873B2 (en) | Conical graphite electrode with raised edge | |
| CN103643288A (en) | Preparation method of high-quality large-size monocrystal graphene | |
| CN102428028B (en) | Support cone for silicon seed bars | |
| JP2008509070A (en) | Reaction apparatus and method for producing silicon | |
| JP2013151426A (en) | Polycrystalline silicon reactor | |
| TWI687372B (en) | Core wire retainer and silicon manufacturing method | |
| CN104066677A (en) | Polycrystalline silicon rod carrying tool, and polycrystalline silicon rod retrieval method | |
| CN103643305A (en) | Preparation method of TaC crucible for high-temperature gas phase method crystal growth | |
| CN102842354A (en) | Graphene-based back electrode material with three-dimensional network structure and preparation method thereof | |
| JP5331263B1 (en) | Silicon carbide material and method for producing silicon carbide material | |
| Tamboli et al. | Wafer-scale growth of silicon microwire arrays for photovoltaics and solar fuel generation | |
| CN101613881B (en) | Method for preparing SiC nanowire array | |
| RU125200U1 (en) | MOUNTING BARS HOLDER FOR DEPOSITION OF POLYCRYSTALLINE SILICON | |
| CN203768035U (en) | Graphite boat used for producing radiating films | |
| CN203498096U (en) | Silicon seed crystalline rod holder for polycrystalline silicon deposition device | |
| CN201864672U (en) | Bidirectional liquid-phase siliconizing graphite tool | |
| CN204474333U (en) | A kind of graphene growth quartz boat | |
| CN103556131B (en) | A kind of high-temperature heating deposition table for chemical gaseous phase deposition | |
| CN203625466U (en) | High-temperature heating deposition table for chemical vapor deposition | |
| Norris et al. | Two-step growth and fabrication of thermoelectric devices employing indium phosphide nanowire networks | |
| AU2013251286B2 (en) | Carbon electrode and apparatus for manufacturing polycrystalline silicon rod | |
| JP2013193931A (en) | Method of producing polycrystalline silicon rod | |
| CN204625833U (en) | Reaction tubes and adopt the silicon core growth furnace of this reaction tubes |