WO2006018100A1 - Reaktor sowie verfahren zur herstellung von silizium - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
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Definitions

  • the invention relates to a reactor for the decomposition of a silicon-containing gas, in particular monosilane or trichlorosilane.
  • the invention further relates to a process for the production of silicon with the inventive reactor.
  • the invention further relates to the Verwen ⁇ tion of the silicon produced by the novel process in photovoltaics.

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Abstract

Bei einem Reaktor (1) zur Zersetzung eines Silizium enthaltenden Gases (2) ist zur Einsparung von Kosten mindestens ein elektrisch beheizbares Abscheide-Element (15) aus Silizium vorgesehen, das zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit eine Dotierung mit mindestens einem Fremdmaterial aufweist, wobei in einem Anfangszustand die Dotierung eine Konzentration derart besitzt, dass das Abscheide-Element (15) in ei­nem Endzustand mit dem darauf abgelagerten Silizium zur Herstellung von Siliziumschmelze für die Fertigung von polykristallinen Siliziumblöcken oder Siliziumeinkristallen für die Photovoltaik geeignet ist. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung von Silizium mit dem erfindungsgemä­ßen Reaktor 1 und die Verwendung des hergestellten Siliziums in der Pho­tovoltaik beschrieben.

Description

Reaktor sowie Verfahren zur Herstellung von Silizium
Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Zersetzung eines Silizium enthal¬ tenden Gases, insbesondere Monosilan oder Trichlorsilan. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Silizium mit dem erfin¬ dungsgemäßen Reaktor. Die Erfindung betrifft des Weiteren die Verwen¬ dung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siliziums in der Photovoltaik.
Die Herstellung von Silizium durch die Abscheidung eines Silizium enthal¬ tenden Gases auf der Oberfläche eines Körpers ist seit langem bekannt. Derartige Abscheidungsprozesse aus der Gasphase werden allgemein als Chemical Vapor Deposition (CVD) bezeichnet. Als Silizium enthaltendes Gas werden hauptsächlich Monosilan oder Trichlorsilan verwendet. Die Abscheidung des Siliziums erfolgt auf der Oberfläche eines Körpers, der in der Regel aus hochreinem Silizium besteht, das durch Beheizung auf eine Abscheidetemperatur von > 8000C gebracht werden muss. Nachteilig ist jedoch, dass Silizium bei Temperaturen < 7000C eine sehr geringe Leitfä¬ higkeit aufweist, so dass sich eine elektrische Beheizung des Abscheide- körpers als schwierig erweist.
In der Literatur wird zur Lösung dieses Problems der Einsatz von Hoch¬ spannungsquellen oder Hochfrequenzspannungsquellen für den unteren Temperaturbereich vorgeschlagen. Der Energieaufwand für die Beheizung des Abscheidekörpers aus Silizium ist jedoch beträchtlich. Weiterhin wird in der Literatur vorgeschlagen, einen Abscheidekörper aus einem besser elektrisch leitenden Material als Silizium zu verwenden. Dieses Material muss hochtemperaturstabil sein. Nachteilig ist jedoch, dass dieses Material das darauf abgeschiedene Silizium verunreinigt und in einem aufwändigen Verfahren wieder aus dem Silizium entfernt werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Reaktor zur Zersetzung eines Silizium enthaltenden Gases derart weiterzubilden, dass zur Weiter¬ verarbeitung in der Photovoltaik geeignetes Silizium energie- und kosten¬ sparend hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9 und 10 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das mindestens eine elektrisch beheizbare Abscheide-Element zur Ablagerung von Silizium mit dem min¬ destens einen Fremdmaterial dotiert ist, wodurch die elektrische Leitfähig¬ keit des Abscheide-Elements verbessert wird. Das mindestens eine Fremdmaterial und dessen Konzentration in dem mindestens einen Ab¬ scheide-Element ist dabei derart gewählt, dass sich eine für die Herstellung von Solarzellen erforderliche Dotierung, welche in einem späteren Verfah- rensschritt in das Silizium eingebracht werden müsste, erübrigt. Die elekt¬ rische Beheizung kann somit effizient und kostensparend durchgeführt werden, wobei kein zusätzlicher Verfahrensschritt, beispielsweise zur Rei¬ nigung des Siliziums, erforderlich ist, da die zur Verwendung in der Photo¬ voltaik erforderliche Dotierung des Siliziums lediglich zu einem früheren Zeitpunkt erfolgt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen. Zusätzliche Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Reaktor, gemäß einem ersten Aus¬ führungsbeispiel, und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Reaktor gemäß einem zweiten Aus¬ führungsbeispiel.
Im Folgenden wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Aufbau ei¬ nes Reaktors 1 zur Zersetzung eines Silizium enthaltenden Gases 2 be¬ schrieben. Der Reaktor 1 besitzt zur Aufnahme des Gases 2 einen Reaktor- Behälter 3, der eine Reaktionskammer 4 umschließt. Der Reaktor-Behälter 3 weist eine rohrförmige, vertikal angeordnete Seitenwand 5 auf, welche an ihrem unteren Ende durch einen Boden 6 fest verschlossen ist. Am oberen Ende der Seitenwand 5 ist ein im Wesentlichen scheibenförmiger, ab¬ nehmbarer Deckel 7 angeordnet, der die Reaktionskammer 4 verschließt. Zur Abdichtung der Reaktionskammer 4 ist am oberen Ende der Seiten- wand 5 eine ringförmige Dichtung 8 vorgesehen, die von gegenüber der Seitenwand 5 vorspringenden Dichtungsstegen 9 an dem oberen Ende der Seitenwand 5 und dem Deckel 7 aufgenommen wird. Zur Befestigung des Deckels 7 sind nicht näher dargestellte Befestigungsmittel, insbesondere Klemmen oder Schrauben, an den Dichtungsstegen 9 der Seitenwand 5 und des Deckels 7 angeordnet.
Durch den Boden 6 ist mittig eine Y-förmige Gas-Zuführ-Leitung 10 ge¬ führt, deren beiden Leitungsenden 11 in die Reaktionskammer 4 münden. Die Gas-Zuführ-Leitung 10 kann auch derart ausgestaltet sein, dass mehr als zwei Leitungsenden 11 in die Reaktionskammer 4 münden, wobei die Enden 11 einen Kreis definieren, über dessen Umfang sie gleichmäßig ver¬ teilt angeordnet sind. Zwischen den Leitungsenden 11 der Gas-Zuführ- Leitung 10 und der Seitenwand 5 sind gegenüberliegend zwei Gas-Abführ- Leitungen 12 durch den Boden 6 gerührt. Durch die Gas-Zufuhr-Leitung 10 und die Gas-Abfuhr-Leitung 12 wird ein kontinuierlicher Austausch des Gases 2 in der Reaktionskammer 4 erreicht. Zur Strömungsoptimierung in der Reaktionskammer 4 ist mittig an einer Deckel-Innenwand 13 des De¬ ckels 7 ein spitz zulaufendes, sich in die Reaktionskammer 4 erstreckendes Strömungs-Element 14 angeordnet.
Innerhalb der Reaktionskammer 4 ist im Wesentlichen mittig ein rohrför- miges Abscheide-Element 15 aus hochreinem Silizium platziert. Das Ab- scheide-Element 15 weist eine Innenwand 16 und eine Außenwand 17 auf, wobei das Abscheide-Element 15 derart durch eine elektrische Heiz-
Vorrichtung 18 beheizt wird, dass die Innen- und Außenwand 16, 17 eine Temperatur aufweisen, die die Abscheidung von Silizium aus dem Gas 2 auf die Innen- und Außenwand 16, 17 ermöglicht. Zum Zwecke der Behei¬ zung ist an einem unteren und oberen ringförmigen Ende 19, 20 des Ab- scheide-Elements 15 ein erstes und zweites ringförmiges Kontakt-Element 21, 22 angeordnet und mit dem Abscheide-Element 15 leitfähig verbunden. Das erste und zweite Kontakt-Element 21, 22 ist über elektrische Verbin¬ dungs-Leitungen 23 mit entgegengesetzten Polen einer Spannungsquelle 24, insbesondere einer Gleichspannungsquelle, leitfähig verbunden. Die Verbindungsleitungen 23 sind mittels einer ersten und zweiten rohrförmi- gen Stromdurchführung 25, 26 in die Reaktionskammer 4 geführt. Die Stromdurchführungen 25, 26 sind derart abgedichtet, dass kein Gas 2 aus der Reaktionskammer 4 entweichen kann. Die erste Stromdurchführung 25 ist in der Seitenwand 5 im Wesentlichen auf der Höhe des ersten Kontakt- Elements 21 angeordnet. Die daraus austretende Verbindungsleitung 23 ist zumindest bis zum ersten Kontakt-Element 21 flexibel ausgebildet. Die zweite Stromdurchführung 26 ist nahe dem zweiten Kontakt-Element 22 durch den Boden 6 geführt und direkt mit dem zweiten Kontakt-Element 22 verbunden. Die Verbindungsleitung 23 zum zweiten Kontakt-Element 22 verläuft somit vollständig innerhalb der Stromdurchführung 26. Die Heiz- Vorrichtung 18 umfasst das erste und zweite Kontakt-Element 21, 22, die Verbindungsleitungen 23, die Spannungsquelle 24 und die erste und zweite Stromdurchführung 25, 26.
Die Befestigung des Abscheide-Elements 15 erfolgt mittels eines elektrisch isolierenden, im Wesentlichen ringförmigen Trag-Element 27. Das Trag- Element 27 ist innerhalb der Reaktionskammer 4 am Boden 6 befestigt und trägt das Abscheide-Element 15, das sich mit dem zweiten Kontakt- Element 22 auf dem Trag-Element 27 abstützt und dort befestigt ist. Das Trag-Element 27 ist im Bereich der Stromdurchführung 26 unterbrochen.
Das Abscheide-Element 15 ist mit einem Fremdmaterial dotiert, wobei sich insbesondere Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Phosphor, Arsen und An- timon eignen. Die Dotierung kann alternativ mit einem dieser Fremdmate¬ rialien oder mit einer Kombination aus mehreren Fremdmaterialien erfol¬ gen. Die Dotierung, beispielsweise mit Bor, erfolgt mit einer Konzentration von l,3-1017 bis l,2-1021 Atomen pro cm3, bevorzugt 2,7- 1017 bis 4,4-1020 Atomen pro cm3 und besonders bevorzugt 9.5-1017 bis l,4-1020 Atomen pro cm3. Bei Raumtemperatur entsprechen diese Konzentrationen einem spezi¬ fischen Widerstand von 0,0001 Ohm cm bis 0,17 Ohm cm, bevorzugt 0,0003 Ohm cm bis 0,1 Ohm cm und besonders bevorzugt 0,0008 Ohm cm bis 0,045 Ohm cm des Abscheide-Elements 15 im Anfangszustand, d. h. bevor darauf Silizium abgeschieden wird. Das rohrförmige Abscheide-Element 15 weist im Anfangszustand typischer Weise einen Durchmesser von 300 mm und eine Wandstärke von 0,3 mm bis 1,0 mm auf. Im Endzustand, d. h. nach der Ablagerung von Silizium in der gewünschten Menge, ist die Wandstärke des Abscheide-Elements 15 typischer Weise auf 100 mm bis 200 mm angewachsen. Dies entspricht einem Verhältnis von Volumen im Anfangszustand zu Volumen im Endzu¬ stand von 1:100 bis 1 :667. Es kann auch ein als Vollzylinder ausgebildetes stabförmiges Abscheide-Element 15 vorgesehen sein. Das stabförmige Ab- scheide-Element 15 weist im Anfangszustand einen Durchmesser von 5 mm bis 10 mm und im Endzustand einen Durchmesser von 100 mm bis 330 mm auf. Dies entspricht einem Verhältnis von Volumen im Anfangs¬ zustand zu Volumen im Endzustand von 1 : 100 bis 1 :4356.
Prinzipiell sind auch andere Ausgestaltungen des Abscheide-Elements 15 möglich, beispielsweise ein rohrförmiges Abscheide-Element 15 mit einem polygonalen Querschnitt mit mindestens drei Ecken.
Im Endzustand weist das Abscheide-Element 15 mit dem abgelagerten Si- lizium eine Dotierung, beispielsweise mit Bor, mit einer Konzentration von l,3-1015 bis 2,8-1017 Atomen pro cm3, bevorzugt 2,7-1015 bis I5O-IO17 Ato¬ men pro cm3 und besonders bevorzugt 9,5-1015 bis 3,2-1016 Atomen pro cm3 auf. Dies entspricht einem spezifischen Widerstand des Abscheide- Elements 15 im Endzustand von 0,1 Ohm cm bis 10 Ohm cm, bevorzugt 0,2 Ohm cm bis 5 Ohm cm und besonders bevorzugt 0,5 Ohm cm bis 1,5 Ohm cm bei Raumtemperatur. Die Konzentration der Dotierung hat sich somit im Endzustand im Vergleich zum Anfangszustand in Folge des abge¬ lagerten Siliziums verringert. Im Gegensatz dazu hat sich der spezifische Widerstand in Folge der geringeren Konzentration der Dotierung vergrö- ßert. Das Abscheide-Element 15 ist mit der Konzentration im Endzustand zur Herstellung von Siliciumschmelze für die Fertigung von polykristalle¬ nen Siliziumblöcken oder Siliziumeinkristallen für die Photovoltaik, insbe¬ sondere für die Herstellung von Solarzellen, geeignet.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung von Silizium mit dem Reaktor 1 genauer beschrieben. Das dotierte Abscheide-Element 15 wird zunächst bei geöffnetem Deckel 7 in die Reaktionskammer 4 geführt und auf dem Trag-Element 27 befestigt. Die vorher angebrachten Kontakt- Elemente 21 , 22 werden anschließend mit den Verbindungsleitungen 23 elektrisch leitfähig verbunden. Nachdem das Abscheide-Element 15 in der Reaktionskammer 4 platziert und befestigt wurde, wird der Deckel 7 dicht verschlossen. Der Reaktor 1 ist nun für die Herstellung von Silizium bereit. Dieser Zustand wird als Anfangszustand bezeichnet. Mittels der Heiz- Vorrichtung 18 wird das dotierte Abscheide-Element 15 beheizt und auf eine Abscheidungstemperatur von 4000C bis 12000C, insbesondere 8000C bis 10000C und insbesondere 9000C gebracht. Bei dieser Abscheidungs¬ temperatur ist die Ablagerung von Silizium auf der Oberfläche des Ab- scheide-Elementes 15 möglich. Auf Grund der Dotierung des Abscheide- Elements 15 ist dessen Beheizung besonders effizient und kostensparend möglich, da sich auf Grund der Dotierung des Abscheide-Elements 15 des¬ sen spezifischer Widerstand deutlich verringert hat. Die Abscheidungstem¬ peratur kann somit schneller und kostengünstiger erreicht werden. Nach¬ dem das Abscheide-Element 15 auf die Abscheide-Temperatur gebracht wurde, wird das Silizium enthaltende Gas 2, insbesondere Monosilan oder Trichlorsilan, über die Gas-Zuführ-Leitung 10 in die Reaktionskammer 4 eingeleitet. Die Leitungsenden 11 sind dabei derart angeordnet, dass das Gas 2 gegen die Innenwand 16 strömt und entlang dieser in Richtung des Deckels 7 steigt. Beim Entlangströmen des Gases 2 an der Innenwand 16 des Abscheide-Elements 15 wird Silizium abgeschieden, das sich an der Innenwand 16 ablagert. Erreicht das Gas 2 den Deckel 7, wird es mittels dem Strömungs-Element 14 umgeleitet und strömt nun zwischen der Au¬ ßenwand 17 und der Seitenwand 5 in Richtung des Bodens 6. Beim Ent- langströmen an der Außenwand 17 wird wiederum Silizium abgeschieden, das sich an der Außenwand 17 des Abscheide-Elements 15 ablagert. Beim Erreichen des Bodens 6 wird das Gas 2 durch die Gas-Zufuhr-Leitung 12 aus der Reaktionskammer 4 abgeleitet. Dies erfolgt solange, bis das Ab- scheide-Element 15 ein Volumen und somit eine Konzentration der Dotie- rung erreicht hat, bei der das Abscheide-Element 15 für die Weiterverarbei¬ tung in der Photovoltaik geeignet ist. Dieser Zustand wird als Endzustand bezeichnet. In Folge des abgelagerten Siliziums hat sich die Konzentration im Endzustand gegenüber der Konzentration im Anfangszustand verrin¬ gert, wodurch sich der spezifische Widerstand des Abscheide-Elements 15 im Endzustand erhöht hat. Das Abscheide-Element 15 kann nun aus der Reaktionskammer 4 entfernt und weiterverarbeitet werden.
Das derart hergestellte Silizium wird zur Herstellung von Siliziumschmelze für die Fertigung von polykristallinen Siliziumblöcken oder Siliziumein- kristallen für die Photovoltaik, insbesondere für die Herstellung von Solar¬ zellen, verwendet.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 ein zweites Ausfüh¬ rungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile er- halten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschied¬ liche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszei¬ chen mit einem nachgestellten „a". Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass innerhalb der Reakti- onskammer 4a zwei oder mehr Abscheide-Elemente 15a benachbart ange¬ ordnet sind, wobei die nachfolgende Beschreibung sich auf zwei bezieht. Zum Zwecke der Beheizung sind beide Stromdurchfuhrungen 25a, 26a im Boden 6a des Reaktors Ia angeordnet. Die Abscheide-Elemente 15a sind durch eine flexible Verbindungsleitung 23a an den jeweiligen ersten Enden 19a elektrisch in Reihe geschaltet. Die elektrische Verbindung zu den Po¬ len der Spannungsquelle 24 erfolgt an den jeweils zweiten Enden 20a. Im Bereich des Bodens 6a sind mittig zu den Abscheide-Elementen 15a zwei Gas-Zuführ-Leitungen 10a angeordnet. Das Abfuhren des Gases 2 erfolgt durch drei oder mehr Gas- Abfuhr-Leitungen 12a, die im Bereich des Bo¬ dens 6a zwischen der Seitenwand 5a und den Abscheide-Elementen 15a und zwischen den beiden Abscheide-Elementen 15a angeordnet sind. Die Anordnung und Befestigung der Abscheide-Elemente 15a erfolgt durch Trag-Elemente 27 in entsprechender Weise wie bei dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel. Der Deckel 7a des Reaktors Ia weist zwei mittig zu den Ab¬ scheide-Elementen 15a und gegenüberliegend zu den Gas-Zuführ- Leitungen 10a angeordnete Strömungs-Elemente 14a zur Umleitung des Gases 2 in Richtung des Bodens 6a auf. Bezüglich der Funktionsweise des Reaktors Ia und dem Verfahren zur Herstellung von Silizium wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen.
Prinzipiell sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten von mehreren Ab¬ scheide-Elementen 15a möglich, wie beispielsweise zwei ineinander ange¬ ordnete rohrförmige Abscheide-Elemente 15 a.

Claims

Patentansprüche
1. Reaktor (1; Ia) zur Zersetzung eines Silizium enthaltenden Gases (2), umfassend a. einen Reaktor-Behälter (3; 3a), der zur Aufnahme des Gases (2) eine Reaktionskammer (4; 4a) umschließt und mindestens eine Gas-Zuführ-Leitung (10; 10a) aufweist, b. mindestens ein innerhalb der Reaktionskammer (4; 4a) angeordne¬ tes und beheizbares Abscheide-Element (15; 15a) zur Ablagerung von Silizium, wobei das mindestens eine Abscheide-Element (15;
15a) i. im Wesentlichen Silizium enthält, und ii. zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit eine Dotierung mit mindestens einem Fremdmaterial aufweist, wobei die Do- tierung in einem Anfangszustand eine Konzentration derart be¬ sitzt, dass das Abscheide-Element (15; 15a) in einem Endzu¬ stand mit dem darauf abgelagerten Silizium zur Herstellung von Siliziumschmelze für die Fertigung von polykristallinen Siliziumblöcken oder Siliziumeinkristallen für die Photovol- taik geeignet ist, und c. eine elektrische Heiz- Vorrichtung (18; 18a) zur Beheizung des mindestens einen Abscheide-Elements (15; 15 a) mittels Stromfluss durch dieses.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindes¬ tens eine Abscheide-Element (15; 15 a) mit einer Konzentration von l,3- 1017 bis l,2-1021 Atomen pro cm3, insbesondere von 2,7-1017 bis 4,4- 1020 Atomen pro cm3 und insbesondere 9,5- 1017 bis 1,4- 1020 Atomen pro cm3 des Fremdmaterials dotiert ist.
3. Reaktor nach Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abscheide-Element (15; 15a) ein erstes Ende (19; 19a) und zweites Ende (20; 20a) aufweist und diese elektrisch leitfähig mit der Heiz- Vorrichtung (18; 18a) verbunden sind.
4. Reaktor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das mindestens eine Abscheide-Element (15; 15a) rohrfδrmig ausgebildet ist.
5. Reaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindes¬ tens eine Abscheide-Element (15; 15a) einen polygonalen oder kreis¬ förmigen Querschnitt aufweist.
6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abscheide-Element (15; 15 a) als Vollzylinder ausgebildet ist.
7. Reaktor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das mindestens eine Abscheide-Element (15; 15a) zur Abscheidung von Silizium eine Abscheidungstemperatur von 400
0C bis 1200 0C, insbesondere 800 0C bis 1000 0C und insbesondere un¬ gefähr 900 0C aufweist.
8. Reaktor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das mindestens eine Abscheide-Element (15; 15a) einen spezifischen Widerstand von 0,0001 Ohm cm bis 0,17 Ohm cm, insbesondere 0,0003 Ohm cm bis 0,1 Ohm cm und insbesondere 0,0008 Ohm cm bis 0,045 Ohm cm aufweist.
9. Verfahren zur Herstellung von Silizium, das als Ausgangsstoff zur Her¬ stellung einer Siliziumschmelze für die Fertigung von polykristallinen Siliziumblöcken oder Siliziumeinkristallen für die Photovoltaik geeig¬ net ist, umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen eines Reaktors (1; Ia) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, b. Beheizen des mindestens einen Abscheide-Elements (15; 15a) mit¬ tels der elektrischen Heiz- Vorrichtung (18; 18a) mindestens bis zu der Abscheidungstemperatur, c. Einleiten des Silizium enthaltenden Gases (2) in den Reaktor (1;
Ia), d. thermisches Zersetzen des Gases (2) unter Bildung von Silizium, und e. Ablagern des Siliziums auf dem mindestens einen Abscheide- Element (15; 15a).
10. Verwendung des gemäß Anspruch 9 hergestellten Siliziums zur Her¬ stellung von Siliziumschmelze für die Fertigung von polykristallinen Siliziumblöcken oder Siliziumeinkristallen für die Photovoltaik.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2013376A2 (de) * 2006-04-28 2009-01-14 GT Solar Incorporated Erhöhte polysiliziumabscheidung in einem cvd-reaktor
WO2009026915A2 (de) * 2007-08-30 2009-03-05 Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh Verfahren zur herstellung von polykristallinen siliziumstäben und polykristalliner siliziumstab

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10331952A1 (de) * 2003-07-15 2005-02-10 Degussa Ag Vorrichtung und Verfahren zur diskontinuierlichen Polykondensation
DE10357091A1 (de) * 2003-12-06 2005-07-07 Degussa Ag Vorrichtung und Verfahren zur Abscheidung feinster Partikel aus der Gasphase
DE102004008442A1 (de) * 2004-02-19 2005-09-15 Degussa Ag Siliciumverbindungen für die Erzeugung von SIO2-haltigen Isolierschichten auf Chips
DE102004010055A1 (de) * 2004-03-02 2005-09-22 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von Silicium
DE102004045245B4 (de) * 2004-09-17 2007-11-15 Degussa Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Silanen
DE102005046105B3 (de) * 2005-09-27 2007-04-26 Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Monosilan
DE102006003464A1 (de) * 2006-01-25 2007-07-26 Degussa Gmbh Verfahren zur Erzeugung einer Siliciumschicht auf einer Substratoberfläche durch Gasphasenabscheidung
DE102007050199A1 (de) * 2007-10-20 2009-04-23 Evonik Degussa Gmbh Entfernung von Fremdmetallen aus anorganischen Silanen
CN101224888B (zh) * 2007-10-23 2010-05-19 四川永祥多晶硅有限公司 多晶硅氢还原炉的硅芯棒加热启动方法
CN101559948B (zh) * 2008-03-10 2014-02-26 安奕极电源系统有限责任公司 在沉积工艺期间在硅棒中产生均匀温度分布的装置和方法
JP5481886B2 (ja) * 2008-03-27 2014-04-23 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコン製造装置
RU2388690C2 (ru) * 2008-05-22 2010-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Группа СТР" Способ получения поликристаллического кремния
DE102010045041A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Centrotherm Sitec Gmbh CVD-Reaktor/Gaskonverter und Elektrodeneinheit hierfür
DE102011089695A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Schmid Silicon Technology Gmbh Reaktor und Verfahren zur Herstellung von Reinstsilizium
US9701541B2 (en) * 2012-12-19 2017-07-11 Gtat Corporation Methods and systems for stabilizing filaments in a chemical vapor deposition reactor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2970111A (en) * 1958-09-20 1961-01-31 Siemens Ag Method of producing a rod of lowohmic semiconductor material
DE1148217B (de) * 1960-01-15 1963-05-09 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen von insbesondere einkristallinem Silicium
DE2447691A1 (de) * 1974-10-07 1976-04-08 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von reinem silicium
US4095329A (en) * 1975-12-05 1978-06-20 Mobil Tyco Soalar Energy Corporation Manufacture of semiconductor ribbon and solar cells
WO2004066354A2 (en) * 2003-01-16 2004-08-05 Target Technology Company, Llc Photo-voltaic cells including solar cells incorporating silver-alloy reflective and/or transparent conductive surfaces

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2928456C2 (de) * 1979-07-13 1983-07-07 Wacker-Chemitronic Gesellschaft für Elektronik-Grundstoffe mbH, 8263 Burghausen Verfahren zur Herstellung von hochreinem Silicium
DE4127819A1 (de) * 1991-08-22 1993-02-25 Wacker Chemitronic Verfahren und vorrichtung zum periodischen abscheiden und aufschmelzen von silicium
DE19502865A1 (de) * 1994-01-31 1995-08-03 Hemlock Semiconductor Corp Verbesserter Reaktor zur CVD-Abscheidung von Silicium mit Halbleiterqualität
DE10057481A1 (de) * 2000-11-20 2002-05-23 Solarworld Ag Verfahren zur Herstellung von hochreinem, granularem Silizium
DE10243022A1 (de) * 2002-09-17 2004-03-25 Degussa Ag Abscheidung eines Feststoffs durch thermische Zersetzung einer gasförmigen Substanz in einem Becherreaktor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2970111A (en) * 1958-09-20 1961-01-31 Siemens Ag Method of producing a rod of lowohmic semiconductor material
DE1148217B (de) * 1960-01-15 1963-05-09 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen von insbesondere einkristallinem Silicium
DE2447691A1 (de) * 1974-10-07 1976-04-08 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von reinem silicium
US4095329A (en) * 1975-12-05 1978-06-20 Mobil Tyco Soalar Energy Corporation Manufacture of semiconductor ribbon and solar cells
WO2004066354A2 (en) * 2003-01-16 2004-08-05 Target Technology Company, Llc Photo-voltaic cells including solar cells incorporating silver-alloy reflective and/or transparent conductive surfaces

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2013376A2 (de) * 2006-04-28 2009-01-14 GT Solar Incorporated Erhöhte polysiliziumabscheidung in einem cvd-reaktor
EP2013376A4 (de) * 2006-04-28 2010-03-24 Gt Solar Inc Erhöhte polysiliziumabscheidung in einem cvd-reaktor
EP2530184A3 (de) * 2006-04-28 2013-08-07 GTAT Corporation Polysiliziumabscheidung
US8647432B2 (en) 2006-04-28 2014-02-11 Gtat Corporation Method of making large surface area filaments for the production of polysilicon in a CVD reactor
JP2014141748A (ja) * 2006-04-28 2014-08-07 Gtat Corp Ｃｖｄリアクタ、大面積シリコンフィラメント、及び、ポリシリコンの生産方法
US9683286B2 (en) 2006-04-28 2017-06-20 Gtat Corporation Increased polysilicon deposition in a CVD reactor
WO2009026915A2 (de) * 2007-08-30 2009-03-05 Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh Verfahren zur herstellung von polykristallinen siliziumstäben und polykristalliner siliziumstab
WO2009026915A3 (de) * 2007-08-30 2010-04-01 Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh Verfahren zur herstellung von polykristallinen siliziumstäben und polykristalliner siliziumstab

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