[发明专利]硅杆柱的冷丝点火系统及方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请案主张2013年8月6日申请的美国临时申请案第61/862,710号的权利，该申请案的全文为了全部目的以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明关于硅丝的点火，且特定言之，关于点火硅丝之后硅的生产。

背景技术

在半导体制造程序及利用诸如化学气相沉积(CVD)的程序的光伏打应用中，材料通常在需要高同步电压以达成多种化学试剂的反应及/或沉积的反应腔室中加热。特定言之，一典型CVD反应程序利用电能以加热硅点火源杆柱(例如，丝)至其中硅沉积的一温度。电能使用电阻加热将硅点火源杆柱加热，因为一电流通过硅点火源杆柱。归因于硅的电阻率与温度之间的反向关系，可使用一外部加热源、一高电压或其等的一组合以起始通过硅点火源杆柱的电流。然而，随着硅点火源杆柱变热，硅点火源杆柱的电阻迅速改变且电流亦迅速改变，其对达成沉积程序的可能性可有重要影响，因为当电流及最终点火源杆柱增加超过一预定临限值时可发生熔化。在满足一特定临限值之前必须限制电流。因此，可期望提供自我限制通过硅点火源杆柱的电流以当热增加且电阻降低超过一预定位准时防止硅点火源杆柱熔化的经改良的系统及方法。

发明内容

在为了硅生产点火一或多个丝的本发明的一例示性实施例中，可使用与该一或多个丝串联连接的一变压器将一输出电压施加至该一或多个丝。另外，与该输出电压的该施加组合，可经由一扼流圈而将一电流供应至该变压器的一初级绕组以限制该电流至一第一预定电流临限值范围。该经供应电流与该经施加输出电压的该组合容许自起始要求点火该一或多个丝的一电力供应装置产生的一预定输出范围。

具体言之，该输出电压可施加至较佳具有一发针形状的该一或多个丝的各个且可基于一匝数比经由至该初级绕组的一输入电压而施加至该一或多个丝的各个。此输入电压可范围自约200V至700V且该输出电压可范围自约6,000V至10,000V。另外，该第一预定电流临限值范围可是范围自约4A至8A(较佳是6A)的一电流。此外，将该输出电压施加至该一或多个丝的该变压器可是一单相变压器且该扼流圈可是一电感器。

在为了硅生产点火一或多个丝的本发明的另一例示性实施例中，当一第一丝及一第二丝达到该第一预定电流临限值范围时可反转一第一变压器或一第二变压器的一极性。在仍将该输出电压施加至该第一丝或该第二丝的同时可使用与该第一变压器及该第二变压器并联连接的一第三变压器将该输出电压施加至一第三丝。可旁通该扼流圈直到达到一第二预定电流临限值范围以点火该等丝且当达到该第二预定电流临限值时，可经由该第一变压器、该第二变压器或该第三变压器的任何一个限制该电流至该第二预定电流临限值范围。当该第一丝及该第二丝达到范围自约25A至50A(但较佳范围自25A至30A，且更较佳25A)的该第二预定电流临限值范围时可反转该第一变压器或该第二变压器上方的极性。接着，可使用多个开关将该输出电压施加至一第四丝、一第五丝及一第六丝以容许使用该三个变压器点火全部六个丝。另外，跨该电路的该电压约0V且该电路的各端可接地。

在又一例示性实施例中，可使用如上文所述的点火一或多个丝的该方法以通过将该一或多个丝放置于一生产装置中而生产硅。在将该一或多个丝放置于该生产装置中之后，在生产硅的准备中执行上文的该方法以使用三个变压器以点火全部六个丝。

本发明的一个一般态样是一种为了硅生产点火一或多个丝的方

法。该方法包含使用与该一或多个丝连接的一变压器将一输出电压施加至该一或多个丝，且与该输出电压的该施加组合，经由一扼流圈而将一电流供应至该变压器的一初级绕组以限制该电流至一第一预定电流临限值范围，其中该经供应电流与该经施加输出电压的该组合容许自起始要求点火该一或多个丝的一电力供应装置产生的一预定输出范围。

实施例进一步包含将该输出电压施加至该一或多个丝的各个。在一些此等实施例中，基于一匝数比经由至该初级绕组的一输入电压而将该输出电压施加至该一或多个丝的各个。在其他此等实施例中，该输入电压范围自约200V至700V且该输出电压范围自约6,000V至10,000V。

在多种实施例中，该第一预定电流临限值范围约4A至8A。在一些实施例中，该变压器是一单相变压器且该扼流圈是一电感器。在其他实施例中，该一或多个丝的各个具有一发针形状。