[发明专利]在化学气相沉积反应器中用于管丝的夹头及电桥的连接点

说明书

交互参照

本发明主张共同申请中的美国临时申请第61/074,824号(申请日为2008年06月23日)的优先权；该美国临时申请公开内容全文并于此作为参考。

技术领域

本发明涉及能够形成有利于半导体与/或光电伏特应用的材料的化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)反应器，尤其涉及在化学气相沉积反应器中提供用于改进管丝的夹头及电桥连接点的系统与方法。

背景技术

化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)是一种化学工艺，用来制造高纯度、高效能的固体材料。该工艺通常用于半导体与光电伏特工业，用以制造高质量的硅材料。传统的CVD工艺会将棒状结构暴露于一或多种挥发性的前体，这种前体系在该棒状结构的表面反应与/或分解，用以制造出所需的沉积物。通常也会制造出挥发性的副产品，而这种副产品可透过位于CVD反应器内反应腔的气流来移除。

借助在化学气相沉积反应器内的沉积来制造例如多晶硅之类固态材料的其中一种为人所知的方法是西门子法(Siemens method)。当利用西门子法来制造多晶硅时，多晶硅于CVD反应器内沉积在高纯度的薄硅棒上，也称为“细棒(slim rod)”。因为这种细棒是由高纯度的硅制成的，故细棒相对应的电阻便非常的高。于是在CVD工艺的启始阶段(startup phase)想要以电流加热这种细棒会非常地困难，除非这种硅棒以电性的活性元素弥补其不足。

按照西门子法，为了降低细棒的电阻率，使用加热器将细棒的温度提升至大约400℃。通常为了加速加热的过程，会对这种细棒施以数千伏特规模的高压。在此种高压之下，会有小电流开始流过细棒。该电流在细棒中产生热，从而降低棒子的电阻，让更高的电流得以通过而在细棒中产生额外的热。当棒子加热至所需的温度(通常大于800℃)时，便可相对应地降低电压。

参见现有技术的图1，该图1是由美国专利第6,284,312号的图1重制而得的。传统的CVD反应器包含底板23、石英钟罩17、腔盖24、与置于钟罩17和腔盖24之间的加热器18。此外，电性连通线(electrical feedthrough)19、进气口20、和排气口21也都可以整合至底板23中。观察窗22供作目视检查内部之用。示于图1中的反应器可用来将硅的细棒结构以两个垂直部件11与13的形式而组装，该两个垂直部件以水平部件12连接。在CVD工艺中，多晶硅的沉积物积聚在细棒结构上。

对于在反应器中保持电性连接而言，在CVD反应器内传统的细棒之间的连接、及在细棒与对应的夹头之间的连接是很重要的。至于“夹头到丝”的连接，已知的贴附机构利用螺丝、螺栓、夹具等。在细棒之间已知的连接则是在每个垂直棒的顶端形成有凹槽或是键槽(key slot)。小型的埋头孔(counter bore)或是配合件(conforming figment)可形成在水平棒的端部，使得该水平棒可被施压而套合进这种凹槽中以桥接起该两个垂直棒。

如美国专利第6,284,312号所述，大直径的硅管丝已被用来代替已知的细棒设计。这种设计淘汰现有技术的CVD反应器的昂贵构件，将作为核心组件的细棒与沉积的目标物代换成薄壁的管丝部。这种管丝相对于传统的细棒丝具有数项优点。与传统细棒丝相比，管丝所需的电压较小，因为当使用相同的加热源与功率输出时，管丝可被加热至较高的温度。此项优点是因为管丝较细棒具有更大的表面积可用来吸收辐射热。此外于管丝材料的构件之间，改良后的连接在连接点处提供较小的电阻。因此，与传统细棒发夹式的组构相比，仅需较低的电压便能引发电流通过管丝发夹式的组构。

需要改良后的系统与方法，使用管丝代替传统的细棒来完成CVD反应器的“夹头到丝”以及“电桥到丝”的连接。

发明内容

本发明涉及在化学气相沉积反应器中用于管丝的夹头及电桥连接点的系统与方法。根据本发明的管丝可形成“发夹式组构”，也就是指CVD反应器所承接的一个或多个管丝的适当形状，包含管丝的一圈或多圈或曲线的结构。对于“发夹”组构或结构的描述并非用来限制，而是包含其它种类的组构或结构。