[發明專利]多晶硅制造裝置

有效

• 申請號: 200910150342.0
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101613106A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 遠藤俊秀;手計昌之;石井敏由記;坂口昌晃
• 申請（專利權）人: 三菱麻鐵里亞爾株式會社
• 主分類號: C01B33/035
• 分類號: C01B33/035
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬

技術領域

本發明涉及一種多晶硅制造裝置，在加熱后的硅芯棒表面析出多晶硅而 制造多晶硅的桿。

本發明對2008年6月24日申請的日本專利申請第2008-164298號以及 2009年6月5日申請的日本專利申請第2009-135831號的主張優先權，并引 用其內容。

背景技術

以往，作為多晶硅制造裝置，已知可采用西門子法的技術。在借助西門 子法的多晶硅制造裝置中，在反應爐內配設有多個硅芯棒，反應爐內的硅芯 棒加熱后，向該反應爐中供給由氯硅烷氣體和氫氣的混合氣體構成的原料氣 體，使其與加熱后的硅芯棒接觸。并且，使通過原料氣體的熱分解及氫還原 而產生的多晶硅析出在硅芯棒的表面上。

在這樣的多晶硅制造裝置中，成為晶種的硅芯棒以立設狀態固定在配設 在反應爐的內底部的電極上。并且，從該電極給硅芯棒通電，借助其電阻使 硅芯棒發熱。此時，使從下方噴出的原料氣體與硅芯棒表面接觸，形成多晶 硅的桿。在反應爐的內底面的大致全部區域中分散地設置有多個保持該硅芯 棒的電極，如專利文獻1所述，以被環狀的絕緣材料包圍的狀態設置在反應 爐的底板部的通孔內(參照日本專利特開2007-107030號公報)。

在上述的多晶硅制造裝置中，反應爐內的氣體溫度最高成為500～600 ℃的高溫。因此，保持電極的電極托架在內部使冷卻水流通而進行冷卻。但 是，設置在反應爐的底板部與電極托架之間的絕緣材料不能直接冷卻，因此 受到反應爐內的熱而容易形狀損壞，容易成為絕緣功能惡化的原因。此時， 使用陶瓷類的絕緣材料時，有可能因不能吸收反應爐的底板部和電極托架的 熱膨脹差而導致破損。

發明內容

本發明鑒于這樣的問題而提出，其目的在于提供一種多晶硅制造裝置， 能夠吸收反應爐的底板部和電極托架的熱膨脹差，且能夠維持良好的絕緣 性。

本發明的多晶硅制造裝置，在供給了原料氣體的反應爐內，通過加熱硅 芯棒而使多晶硅析出在硅芯棒的表面。本發明的多晶硅制造裝置具有電極、 電極托架、及環狀絕緣材料。電極沿上下方向延設保持上述硅芯棒。電極托 架內部形成有使冷卻介質流通的冷卻流路，并插入形成在上述反應爐的底板 部上的通孔內，保持上述電極。環狀絕緣材料配置在上述通孔的內周面和上 述電極托架的外周面之間，使上述底板部和上述電極托架之間電氣地絕緣。 并且，在本發明的多晶硅制造裝置中，在上述電極托架的外周面上設置有擴 徑部，該擴徑部與上述環狀絕緣材料的上端部的上表面的至少一部分接觸， 在其內部形成了上述冷卻流路的一部分。

呈插入反應爐的底板部的狀態的環狀絕緣材料，其上端部的上表面朝向 反應爐的內部。由此，若環狀絕緣材料保持從通孔的內周面和電極托架之間 向反應爐內露出的狀態，則來自反應爐內的硅芯棒等的輻射熱經由通孔的內 周面和電極托架之間而直接作用在環狀絕緣材料的上端部。在本發明中，通 過將與環狀絕緣材料的上端部的上表面的至少一部分接觸的擴徑部設置在 電極托架上，電極托架負擔朝向該上表面的輻射熱，因此能夠減少直接作用 在環狀絕緣材料上的輻射熱。而且，因為冷卻介質也在擴徑部內流通，因此 能夠提高環狀絕緣材料的冷卻效果。

并且，在本發明的多晶硅制造裝置中，上述擴徑部最好覆蓋上述環狀絕 緣材料的上述上端部的上述上表面整體。

此時，通過以覆蓋環狀絕緣材料的上端部的上表面整體的方式設置擴徑 部，借助擴徑部遮蔽來自反應爐的輻射熱，因此能夠更有效地從輻射熱保護 環狀絕緣材料。并且，借助擴徑部冷卻環狀絕緣材料的上端部的上表面整體， 因此，能夠更有效地防止環狀絕緣材料的形狀或絕緣功能的惡化。

并且，在本發明的多晶硅制造裝置中，最好上述冷卻介質在冷卻了上述 擴徑部之后，冷卻上述電極附近。

此時，在電極托架內流通的冷卻介質冷卻比較低溫的擴徑部之后再冷卻 比較高溫的電極附近，從而能夠將擴徑部維持為低溫，因此能夠更有效地防 止環狀絕緣材料變為高溫。

并且，在本發明的多晶硅制造裝置中，最好上述冷卻流路具有外周側流 路和內周側流路，上述外周側流路的一部分形成在上述擴徑部內。外周側流 路使上述冷卻介質在上述電極托架內的外周部中沿著其長度方向朝向其上 端部流通。內周側流路使上述冷卻介質在上述外周側流路的內側沿著上述長 度方向朝向上述電極托架的下端部流通。