(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学気相蒸着反応器システムであって、
第１の端部および第２の端部を有し、前記第１の端部が架橋部に接続された少なくとも１つの管状フィラメントと、
前記少なくとも１つの管状フィラメントと機械的に係合するためのコンタクト部を有する前記架橋部と、
前記管状フィラメントの前記第１の端部と係合するための少なくとも１つの窪みを有する前記コンタクト部とを備える、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの窪みは、少なくとも１つの通気孔をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コンタクト部は、前記第１の端部の円周と完全に重なるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コンタクト部は、前記第１の端部の円周と完全には重ならないように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記架橋部はシリコン製である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
第１の端部および第２の端部を有し、電流が流れるように構成され、前記第２の端部が少なくとも１つの電極に電気的に接続された第１の管状フィラメントと、
第１の端部および第２の端部を有し、電流が流れるように構成された第２の管状フィラメントとを備え、
前記架橋部は前記第１および第２の管状フィラメントを接続する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記架橋部は、複数の窪みを含み、前記窪みは各々、前記第１および第２の管状フィラメントの前記第１の端部のうち一方と係合するように構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記窪みは各々、通気路を提供するための少なくとも１つの通気孔を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記架橋部は、前記第１および第２の管状フィラメントの前記第１の端部の円周と完全に重なるように構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記架橋部は、前記第１および第２の管状フィラメントの前記第１の端部のうち一方の少なくとも一部分と係合するための溝を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記架橋部は、前記第１および第２の管状フィラメントの前記第１の端部の円周と完全には重ならないように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記架橋部は、前記第１および第２の管状フィラメントと係合するための複数の切欠きを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
前記架橋部はシリコン製である、請求項６に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの管状フィラメントの前記第２の端部に取付けられたシードと、
少なくとも前記シードに接続されたチャックとをさらに備え、前記チャックは、前記チャックが前記管状フィラメントに電気的に接続されるように、前記シードの溝に対応する突起を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記突起は、前記チャックのほぼ中心に位置決めされている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記シードは、前記チャックから取外し可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記シードは、前記少なくとも１つの管状フィラメントの形成後に前記チャックに取付けられる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記シードはグラファイト製である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１および第２の管状フィラメントの前記第２の端部のうち一方に取付けられたシードと、
少なくとも前記シードに接続されたチャックとをさらに備え、前記チャックは、前記チャックが前記第１および第２の管状フィラメントに電気的に接続されるように、前記シードの溝に対応する突起を備える、請求項６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００８年６月２３日に出願された同時継続出願でありその開示の全体が本明細書中に明示的に引用により援用される米国仮出願連続番号第６１／０７４，８２４号の利益を主張する。
【０００２】
発明の分野
この発明は、半導体および／または光発電用途において有用な材料を形成することができる化学気相蒸着（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）反応器に関する。より具体的には、この発明は、化学気相蒸着反応器における管状フィラメントのための改良されたチャック・架橋部接続点を提供するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
化学気相蒸着（ＣＶＤ）は高純度かつ高性能の固形材料を生成するために用いられる化学プロセスである。このプロセスは、半導体および光発電産業において高品質のシリコン材料を生成するために用いられることが多い。従来のＣＶＤプロセスにおいては、ロッド構造は、１つ以上の揮発性前駆体に晒されており、この前駆体は、ロッド表面上で反応および／または分解して、所望の堆積物を生じる。揮発性の副産物も生成されることがよくあり、この副産物は、ＣＶＤ反応器の中の反応チャンバを通るガス流で取除くことができる。
【０００４】
ポリシリコンなどの固形材料を化学気相蒸着反応器の中での堆積によって生成するために用いられる１つの方法は、シーメンス法として知られている。シーメンス法を用いてポリシリコンを作る場合、ポリシリコンは、ＣＶＤ反応器の中で、「スリムロッド」としても知られる高純度で薄いシリコンロッド上に堆積される。こういったスリムロッドは、高純度シリコンから作製されるため、このスリムロッドのそれに応じた電気抵抗は、極めて高い。よって、ＣＶＤプロセスの開始段階中に電流を用いてスリムロッドを加熱することは、スリムロッドが電気的に活性の素子で補われていない限り極めて困難である。
【０００５】
シーメンス法によれば、スリムロッドの電気抵抗を低減するために、ヒータを用いてスリムロッドの温度をおよそ４００℃まで上昇させる。典型的に、加熱プロセスを促進するために、約数千ボルトの高い電圧をロッドに印加する。この高電圧下で、わずかな電流がスリムロッドに流れ始め得る。この電流は、スリムロッドの中に熱を発生させて、ロッドの電気抵抗を低減し、さらに高い電流および一層の熱がスリムロッドによって発生されることを可能にする。ロッドが所望の、典型的には８００℃よりも高い温度まで暖まるにつれて、それに応じて電圧は低減される。
【０００６】
米国特許第６，２８４，３１２号の図１から複製された先行技術の図１を参照して、従来のＣＶＤ反応器は、ベースプレート２３と、石英ベルジャー１７と、チャンバカバー２４と、ベルジャー１７とチャンバカバー２４との間に位置決めされたヒータ１８とを含んでもよい。また、電気フィードスルー１９と、ガス流入口およびガス流出口それぞれ２０および２１とがベースプレート２３に組込まれ得る。覗き窓２２は、内部の目視検査を可能にする。図１に描かれた反応器は、水平部１２で接続された２つの垂直部１１および１３の形態のシリコンスリムロッド構造を組立てるために用いることができる。ＣＶＤプロセス中、ポリシリコン堆積物は、スリムロッド構造上に堆積する。
【０００７】
ＣＶＤ反応器における旧来のスリムロッド間およびスリムロッドと対応するチャックとの間の接続は、反応器における電気的接続を維持するために重要である。チャック−フィラメント間の接続に関して、既知の取付機構は、ねじ、ボルト、クランプなどを利用する。スリムロッド間の既知の接続は、各垂直ロッドの最上部にある溝またはキースロットで形成される。小さなカウンタボアまたは適合する取付物が、溝に圧入されて２つの垂直ロッド間に架橋することができるように、水平ロッドの両端に形成され得る。
【０００８】
米国特許第６，２８４，３１２号に記載されるように、既知のスリムロッド設計に代わるものとして大口径の管状フィラメントが利用されている。これらの設計は、コア素子および堆積のためのターゲットとしてのスリムロッドを、壁の薄い管状フィラメント部分で置き換えることによって、先行技術のＣＶＤ反応器のコストのかかる構成部品をなくしている。管状フィラメントは、旧来のスリムロッドフィラメントよりも有利な点をいくつかもたらす。管状フィラメントは、旧来のスリムロッドフィラメントと比較して必要な電圧が少ない。なぜならば管状フィラメントは、同じ加熱源および出力を用いたときにより高い温度まで加熱することができるためである。この利点は、管状フィラメントがスリムロッドと比べて放射熱の吸収のためのより大きい表面積を有することによる。加えて、管状フィラメント材料の構成部品間の接続が向上されていることにより、接続点での抵抗が低減され、初めに克服すべき全抵抗が低くなっている。したがって、従来のスリムロッドヘアピン構成と比較して、管状フィラメントヘアピン構成を流れる電流を誘起するのに必要な電圧が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のスリムロッドの代わりに管状フィラメントを利用するＣＶＤ反応器のためのチャック−フィラメント間および架橋部−フィラメント間接続を確立するための改良されたシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
この発明は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）反応器における管状フィラメントのためのチャック・架橋部接続点を提供するためのシステムおよび方法に関する。この発明による管状フィラメントは、ＣＶＤ反応器内に収容される１つ以上の管状フィラメントの適切な形状を指す「ヘアピン構成」を形成してもよく、この管状フィラメントの１つ以上の折り返しまたは湾曲した構造を含んでもよい。「ヘアピン」構成または構造の記載は、限定的であることを意図するものではなく、他の構成または構造を包含する。
【００１１】
垂直管状フィラメントとグラファイトチャック支持体との間および管状フィラメントヘアピン構造の垂直構成部品と水平架橋構成部品との間の接続は、ＣＶＤ反応器において電気的接続を維持するためおよびポリシリコンなどの固形材料の堆積の成功のために重要である。これらの接続は、本明細書中においてチャック−フィラメント間接続点および架橋部−フィラメント間接続点またはそれぞれ単に「チャック」接続点および「架橋部」接続点と称される。理想的には、チャック・架橋部接続点は、管状フィラメントに安定性を与えて機械的不良を防止し、フィードスルーへの電気的接続と、電流を通してＣＶＤ反応サイクル中に管状フィラメントを堆積温度まで加熱するのに十分な表面積とを維持する。
【００１２】
この発明は、化学気相蒸着反応器システムを包含し、このシステムは、第１および第２の端部を有し電流が流れるように構成された少なくとも１つの管状フィラメントと、上記管状フィラメントの上記第１の端部に接続されたシードと、少なくとも上記シードに接続されたチャックとを含み、上記チャックは、上記チャックが上記管状フィラメントに電気的に接続されるように、上記シードの溝に対応する突起を備えて形成されている。上記突起は、典型的には、上記チャックのおよそ中心に位置決めされている。上記シードは、上記管状フィラメントが上記チャック上に直接引上げられる場合は接続点の一部として用いられなくともよいが、上記管状フィラメントがそうではなく上記シード上に引上げられる場合、上記シードは、上記管状フィラメントの形成後に上記チャックに取付けられる。上記シードは、典型的にはグラファイト製であるが、任意の他の適切な材料で作られていてもよい。上記少なくとも１つの管状フィラメントは、第１および第２の管状フィラメントを含んでもよく、各管状フィラメントは、それぞれのシードおよびチャックに接続されている。
【００１３】
この発明は、化学気相蒸着反応器システムも包含し、このシステムは、第１および第２の端部を有し電流が流れるように構成され記第２の端部が少なくとも１つの電極に電気的に接続された第１の管状フィラメントと、第１および第２の端部を有し電流が流れるように構成された第２の管状フィラメントと、上記第１および第２の管状フィラメントを接続するための架橋部とを含む。上記架橋部は、上記第１および第２の管状フィラメントの上記第１の端部同士を係合するための少なくとも１つの窪みを有してもよい。１つ以上の窪みは、上記管状フィラメント内のガスのための通気路を提供するための少なくとも１つの通気孔も含んでもよい。
【００１４】
上記架橋部は、上記第１および第２の管状フィラメントの上記第１の端部の円周と完全に重なるようにさらに構成されていてもよい。たとえば、上記架橋部は、上記第１および第２の管状フィラメントの上記第１の端部の少なくとも一部と係合する少なくとも２つの溝を含んでもよい。これに代えて、上記架橋部は、上記第１および第２の管状フィラメントの上記第１の端部の円周と完全には重ならないように構成されていてもよい。典型的には、上記架橋部は、シリコン製であるが、任意の他の適切な材料で作られていてもよい。
【００１５】
この発明はさらに、化学気相蒸着反応器システムを包含し、このシステムは、第１の端部を有し上記第１の端部が架橋部に接続された少なくとも１つの管状フィラメントと、上記少なくとも１つの管状フィラメントと機械的に係合するためのコンタクト部を有する上記架橋部とを含む。上記架橋部は、典型的にシリコン製であるが、任意の他の適切な材料で作られていてもよい。上記コンタクト部は、上記少なくとも１つの管状フィラメントの上記第１の端部と係合するための少なくとも１つの窪みを含んでもよい。上記少なくとも１つの窪みはさらに、少なくとも１つの通気孔を含んでもよい。上記コンタクト部は、上記第１の端部の円周と完全に重なるように構成されていてもよい。これに代えて、上記コンタクト部は、上記第１の端部の上記円周と完全には重ならないように構成されていてもよい。上記コンタクト部は、上記第１の端部の円周と係合する少なくとも１つまたは２つの溝も含んでもよい。
【００１６】
この発明はさらに、化学気相蒸着反応器におけるチャック上に管状フィラメントを形成する方法を包含し、この方法は、上記チャックに取外し可能に接続されたシードを提供するステップと、上記チャックの少なくとも一部を溶融シリコンに挿入するステップと、管状フィラメントが上記チャック上に直接形成されるように上記チャックを上記溶融シリコンから引抜くステップとを含む。上記シードは、上記チャックに取外し可能に接続された再使用可能なシードであり得る。上記方法はさらに、上記管状フィラメントの長さを坩堝に入った溶融材料の量に基づいて調節するステップと、上記再使用可能なシードを上記チャックから取外すステップとを含み得る。たとえば、上記シードは、さらなる管状フィラメントを作る際に上記チャックから取外され、再使用され得る。これに代えて、化学気相蒸着反応器におけるチャック上に管状フィラメントを形成する方法は、上記チャックに接続されたシードを提供するステップと、上記チャックの少なくとも一部を溶融シリコンに挿入するステップと、管状フィラメントが上記シード上に形成されるように上記チャックを上記溶融シリコンから引抜くステップと、上記管状フィラメントを上記チャックに接続するステップとを含み得る。
【００１７】
この発明のこれらのおよび他の局面および利点は、以下の好ましい実施例の詳細を図面と合わせて検討することによって、より容易に明らかとなるであろう。
【００１８】
図面の簡単な説明
この発明が属する技術の当業者が、この発明の方法および装置をどのように作成し使用するかを過度な実験なしに容易に理解するように、以下にこの発明の好ましい実施例を特定の図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（先行技術）先行技術のＣＶＤ反応器の斜視図であり、そのような反応器の基本構成部品を説明する図である。
【図２】この発明で有用なＣＶＤ反応器システムの断面図である。
【図３】シードによってチャック上に引き上げられた管状フィラメントの概略図である。
【図４】第１の好ましい実施例に従ったチャック−フィラメント間接続の斜視図である。
【図５】第２の好ましい実施例に従ったチャック−フィラメント間接続の斜視図である。
【図６】第３の好ましい実施例に従った平坦架橋部接続を有する管状フィラメント構成の斜視図である。
【図７Ａ】図６の平坦架橋部接続の連結架橋部の断面上面図であり、連結架橋部の上面を通って突出する通気孔が示されている。
【図７Ｂ】図６に示された平坦架橋部接続の連結架橋部の底面斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ｂの連結架橋部の概略底面図である。
【図８】第４の好ましい実施例に従った矩形の架橋部接続を有する管状フィラメントの斜視図である。
【図９Ａ】図８に示す矩形の架橋部接続の連結架橋部の上面斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの連結架橋部の概略上面図である。
【図１０】単一の切欠がついた架橋部接続を有する管状フィラメント構成の斜視図であり、連結架橋部は、垂直管状フィラメントに挿入されて、この発明に従ったヘアピン構成を完成させている。
【図１１Ａ】図１０に示す単一の切欠がついた架橋部接続の連結架橋部の断面側面図である。
【図１１Ｂ】図１０に示す単一の切欠がついた架橋部接続の連結架橋部の底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明の詳細な説明
以下にこの発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して説明する。図中、同様の参照番号は同じまたは類似の要素を表す。
【００２１】
本明細書中の説明は、ポリシリコンの生成について述べるが、本明細書中に説明される手法、装置および方法は、ポリシリコンの生成のみに限定されず、ＣＶＤ反応器および管状フィラメントが利用され得る任意の材料に対して有用である。こういった材料は、たとえば、炭素繊維、炭素ナノ繊維、二酸化珪素、シリコンゲルマニウム、タングステン、炭化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、窒化チタン、およびさまざまな高誘電率（high−ｋ）誘電体であってもよい。
【００２２】
図２は、この発明とともに用いることができるＣＶＤ反応器システム１０の断面図である。本明細書中に提供される図２は、本明細書中に引用により援用される米国特許第６，２８４，３１２号の図２に対応する。この発明が利用するＣＶＤ反応器システム１０は、米国特許第６，２８４，３１２号に記載されるものと類似しているが、本願に記載される管状フィラメントのためのチャック・架橋部接続点は、従来のチャック・架橋部接続部と比較して有利であるので、以下により詳細に説明される。
【００２３】
図２に示す反応器システム１０は、好ましくはベースプレート２３と、石英ベルジャー１７と、チャンバカバー２４と、ベルジャー１７とチャンバカバー２４との間に位置決めされた少なくとも１つのヒータ１８とを含む。好ましくは、ガス流入口２０と、ガス流出と、電極（図示せず）とがベースプレート２３に組込まれている。覗き窓２２は、任意選択的に含まれて、内部の目視検査を可能にしてもよい。図２のシステムは、従来のスリムロッド構成ではなく、管状フィラメント（ヘアピン）構造を固形材料の堆積のために用いる。この発明で有用なシステム１０の管状フィラメント構造は好ましくは、垂直管状フィラメント１および３と水平連結架橋部２とを組み込んでいる。
【００２４】
上述のように、管状フィラメントヘアピン構造における２つの主要な接続は、水平架橋部２と垂直管状フィラメント１および３との間の接続を指す架橋部−フィラメント間接続（または「架橋部接続」）と、垂直管状フィラメント１および３とチャック９との間の接続を指し、管状フィラメントを加熱するための電極への電気的接続を容易にすることができるチャック−フィラメント間接続（または「チャック接続」）とである。
【００２５】
システム１０において利用される管状フィラメント構造は、従来のスリムロッド構造に代わるものである。この発明に従って、管状フィラメント１および３は、グラファイトシード５をフィラメント引き上げ機のシャフトに接続することによって形成される。たとえば、シード５の薄い円筒形部分が溶融シリコンで満たされた坩堝の中に浸され得る。一旦接触したならば、シード５を回転するようにゆっくりと引出すことができ、円筒形の管状フィラメント１が溶融物から引出される間に凝固しながら形成される。管状フィラメント１は、坩堝中の溶融シリコンの量を調節することによって所望の長さまで引き上げられる。図４および図５に示すように、一旦シード５上に管状フィラメント１が形成されたならば、シードを螺合嵌合もしくは直線嵌合または任意の他の手段を介してチャック９に取付けることができる。次にチャック９を、ＣＶＤ反応器システム内の電極に取付ける。
【００２６】
これに代えて、図３に示すように、管状フィラメント１を、螺合嵌合を用いてチャック９の底部に取外し可能に接続された再使用可能なシード５を用いて形成することができる。一方の端部でシード５に取付けた状態で、チャック９を溶融シリコンで満たされた坩堝の中に浸すことができる。一旦接触したならば、チャック９を回転するようにゆっくりと引抜く。円筒形管状フィラメント１は、形をなし、チャック９上にでき、溶融物から引出される間に凝固する。形成された管状フィラメントは、中空のコアを有する。管状フィラメント１は、坩堝中の溶融シリコンの量を調節することによって所望の長さまで引き上げられる。一旦管状フィラメント１がチャック９上に形成されれば、シード５を取外すことができ、チャック９をＣＶＤ反応器システム内の電極に直接取付けることができる。このプロセスを繰返すことによって、１対の管状フィラメント１および３を生成することができる。シード５は、グラファイト、炭化珪素、シリコンまたは別の適切な材料製でありうる。チャックは好ましくは、炭素、シリコンまたは別の適切な材料製である。
【００２７】
管状フィラメント１は、図３に示されるようにチャック９上に直接引き上げられるため、ＣＶＤ反応器における組立に必要な全部品の数が削減される。チャック−フィラメント間接続の初期抵抗も、２つの材料が機械的に接続される代わりにこのプロセス中に融合されるため低減される。このプロセスは、旧来のスリムロッドフィラメント構成でのように多数の部品のつなぎまたは機械的嵌め合わせがないため、接続抵抗をさらに一層低減するのに役立つ。
【００２８】
旧来のスリムロッド構成においては、シリコンロッドのグラファイトチャックと係合する部分は、シリコン自体の抵抗率よりも非常に高い抵抗率を有する酸化物層（二酸化珪素）を含有する。この二酸化珪素層は、抵抗性が高いため、接続抵抗が高くなることをもたらす。シリコン管状フィラメントが上述のようにグラファイトと融合すると、酸化物層がシリコンとグラファイトとの間に存在しなくなり、よってより低い接続抵抗が得られる。
【００２９】
この発明は、垂直管状フィラメント１および３をそれぞれのチャック９に接続し、かつ管状フィラメント１および３を互いに連結架橋部２を介して接続する有益な方法を提供する。これらの接続は、所望のバルク材料がその上に堆積され生成される管状フィラメントヘアピン構成の基礎を形成する。この２つの接続の各々について順に述べる。
【００３０】
１．チャック−フィラメント間接続
この発明に従ったチャック−フィラメント間接続は、垂直に位置合わせされた管状フィラメント１、３を機械的に支持し、管状フィラメントの抵抗加熱を提供するために電流を通すことができる電気的コンタクト領域を提供することができる。図４を参照して、チャック９−フィラメント１間接続の第１の好ましい実施例を述べる。管状フィラメント１は好ましくは、たとえば上述の引上げプロセスに従って、シード５と融合される。このシリコンのグラファイトとの融合は、この接続での酸化物層をなくし、ひいてはＣＶＤ反応サイクル中にヘアピン部の抵抗加熱を開始するのに必要な電圧を低減する。シード５を管状フィラメント１に取付けることにより、管状フィラメント１自体の機械加工が少なくて済む。チャック９は好ましくは、良好な安定性とこの発明のＣＶＤ反応サイクル中に電極への強固な電気的接続とを提供するために管状フィラメント１と融合されるシード５内の、対応する溝または反転部と嵌め合わされるための突起２９をチャック９のおよそ中心の範囲内に設けるために機械加工されている。これに代えて、図４のチャック−フィラメント間構成は、シード５の存在なしにフィラメント１がチャック９と直接融合されるように形成され得る。
【００３１】
図５を参照して、チャック９−フィラメント１間接続の第２の好ましい実施例を述べる。この実施例においても管状フィラメント１は、シード５と融合される。チャック９は好ましくは、良好な安定性とＣＶＤ反応サイクル中に電極への強固な電気的接続とを提供するために管状フィラメント１と融合されたシード５内の、対応する反転部と嵌め合わされるための突起３９をチャック９のおよそ中心の範囲内に設けるために機械加工されている。図５のチャック−フィラメント間構成は、シード５の存在なしにフィラメント１がチャック９と直接融合されるように形成され得る。図５に示されるように、チャック９は好ましくは、支持壁４９を作成するためにも機械加工される。支持壁４９は、安定性の増大のためにチャック９内にあるフィラメント１にしっかりとした嵌合を与えるが、ポリシリコンの堆積のための表面積がわずかに減る。この場合、減少してしまう堆積のための面積は、グラファイト表面積のみである。グラファイト上に堆積されたシリコンは典型的には、炭素が混入しているであろうため用いられないので、この場合、これは問題とならない。加えて、支持壁４９は、ＣＶＤ反応器システム内のフィラメント１の機械的安定性を増大させることを可能にする。
【００３２】
２．架橋部−フィラメント間接続
この発明に従った架橋部−フィラメント間接続は、垂直に位置合わせされた管状フィラメント１、３を機械的に支持し、管状フィラメントの抵抗加熱を提供するために電流を通すことができる電気的コンタクト領域を提供することができる。シリコン連結架橋部２は、各垂直管状フィラメント１、３上に１つ以上の接点を有する。架橋部２は、管またはロッドであり得、これに限定されないが正方形、矩形および円筒形を含めてさまざまな形状に形成され得る。好ましくは、接点は、管状フィラメント１の最上部の方々に分散されていて、電極から架橋部２までの実質的に均一な電流路を形成する。
【００３３】
架橋部の断面積は、管状フィラメントの断面積とほぼ等しいことが好ましい。管状フィラメントは、旧来のロッドと比較して、表面積が大きいことにより熱損失が大きいため、管状フィラメントが適切な堆積温度に達するためにはより高い電流が必要である。したがって、架橋部の断面積が管状フィラメントのものよりも大幅に小さい場合、過熱を引起す恐れがあり、架橋部が溶融する可能性がある。架橋部の断面積が管状フィラメントのものよりも大幅に大きい場合、架橋部が管状フィラメントよりも冷たいままであるため、架橋部上に堆積はほとんどまたは全く起こらない可能性が高い。堆積は、ヘアピン部を十分に支持するために、架橋部の断面積と管状フィラメントの断面積とが実質的に一致するとき、架橋部および管状フィラメントにわたって最適に起こる。
【００３４】
図６および図７Ａから図７Ｃを参照して、平坦な架橋部接続を有するこの発明の第３の好ましい実施例を示す。図６に示す平坦な架橋部接続は好ましくは、平坦な連結架橋部２を含み、平坦な連結架橋部２の幅および長さは好ましくは、管状フィラメント１および３にある接点を覆うのに十分に大きい。図７Ｂおよび図７Ｃに示されるように、大きな円形の窪み１５が連結架橋部２の底面に設けられていて、シリコン垂直フィラメント１および３の最上部のさまざまな厚みに対応する。円形の窪み１５は、電気的接続のための大きな表面積と、ＣＶＤ反応サイクル中にフィラメント１および３を通る電流および熱の分布の改良とを実現することができる。窪み１５は、ここでは円形として示されているが、他の形状であってもよい。
【００３５】
１つ以上の孔１４が図７Ａに示されるように好ましくは円形の窪み１５のおよそ中央に位置決めされていて、反応サイクル中の処理ガスの導入前に空気がフィラメント管１および３から逃げるための通気路を形成している。言い換えれば、爆発または他の安全上の危険を引起すことがある処理ガスの導入前の空気を管状フィラメント１から取除くために、閉じ込められた空気をサイクルの初めに管状フィラメント１から取出すことができる。架橋部２が換気されることに加えて、チャック９も換気されて、空気が連続稼働の前に逃げるためおよび処理ガスが連続稼働の終わりに逃げるための通路を提供する。連続稼働の終わりに、架橋部２には一面に成長しているであろうが、チャック９は大幅に冷たいのでその上に堆積する量はさほどでない。反応器が連続運転の終わりに窒素でパージ／圧力スイングされるとき、チャック９を通じての換気は、処理ガスが逃げるための通路を提供するであろう。
【００３６】
図８ならびに図９Ａおよび図９Ｂを参照して、矩形の架橋部接続を有するこの発明の第４の好ましい実施例を示す。図８に示されるように、矩形の架橋部接続には、垂直管状フィラメント１および３と比較して直径が小さい、二重の切欠が付いた連結架橋部２が組み込まれており、連結架橋部２は、管状フィラメント１および３の最上部に乗っている。平坦な架橋部接続は、管状フィラメント１および３の開口部の円周全体を完全には覆わないため、用いる材料がより少ない。その結果、この実施例は、一層のコスト節減をもたらすことができる。溝または二重の切欠１６は、垂直管状フィラメント１および３を流れる電流のための少なくとも２つの接点を提供する。この実施例の連結架橋部２は、フィラメント１および３の開口部を完全には覆わないため、連結架橋部２に必要な機械加工が少なくて済み、通気孔は不要である。
【００３７】
図１０ならびに図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、矩形の架橋部接続を有するこの発明の第５の好ましい実施例を示す。垂直管状フィラメント１および３と比較して直径が小さく、管状フィラメントの上部にある孔に挿入される、切欠の付いた連結架橋部２が設けられる。連結架橋部２は好ましくは、先細りになった端縁を有し、この端縁は、管状フィラメント１および３に穿孔され得る対応する孔に嵌め込まれる。この実施例は、接続点でフィラメント孔によって完全に囲まれているため、高いガス流下での安定性の増大を実現する。また、設計が単純なため機械加工を減らすことができ、用いる材料が減ることによりコスト節減を達成することができる。図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、少なくとも１つの切欠１７が連結架橋部２の各端部に設けられている。切欠１７は、接続を形成するために垂直管状フィラメント１および３の側壁と係合する。代替的な実施例において、切欠の付いた連結架橋部２は、管状フィラメント１および３の上部の壁にある孔の中に代えて、管状フィラメント１および３の上部表面と係合する。
【００３８】
上述の実施例は必ずしも代替的なものではなく、同じ反応器内でともに用いてもよい。たとえば、図４に示されるチャック−フィラメント間接続である第１の好ましい実施例を、図７および図８Ａから図８Ｃに描かれた第３の好ましい実施例などの架橋部−フィラメント間接続とともに同じ反応器内で用いることができる。同様に、異なるチャック−フィラメント間接続と異なる架橋部−フィラメント間接続とを同じ反応器内でともに用いることができる。
【００３９】
この発明は、好ましい実施例に関して説明されたが、その変更または変形が添付の特許請求の範囲によって規定されるこの発明の趣旨または範囲から逸脱することなく行なわれてもよいことを当業者は容易に理解するであろう。
【００４０】
引用による援用
本明細書中に引用されたすべての特許、公開特許出願および他の文献は、その全体が本明細書中に引用により明示的に援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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