(57)【要約】熱分解リアクタに使用するための反射面及び反射面を有するリフレクタの実施形態を開示する。熱分解リアクタで成長するシリコンロッドにおける温度プロファイルを管理するため、反射面、又は反射面を有するリフレクタを使用する方法も開示する。反射面は、シリコンフィラメントに対する化学蒸着中に成長する細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出される放射熱エネルギーを受け止めるよう、またこの受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部を、前記細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射し又は第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射して、これにより反射エネルギー受け止め領域に対する放射熱エネルギーを付加するよう構成されている。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタ容器のチャンバ内で１個以上の加熱したシリコンフィラメント上にシリコンの化学蒸着によって１個以上の細長ポリシリコン体を生産する熱分解リアクタにおける装置において、前記装置は、
前記チャンバ内に配置した少なくとも１個のリフレクタであって、化学蒸着中にシリコンフィラメント上に成長する細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放射された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射し、これにより、前記反射エネルギー受け止め領域に放射熱エネルギーを供給するよう構成された反射面を有する、該リフレクタを備える、装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱分解リアクタにおいて、前記反射面は、前記反射エネルギー受け止め領域におけるポリシリコン体表面の、３次元表面、２次元エリア、ポイント、又はラインに、反射した放射熱エネルギーを指向させるよう構成されている、熱分解リアクタ。
【請求項３】
請求項１記載の熱分解リアクタにおいて、前記反射面は、凹面状であり、また放物体、球体、テーパ付き円筒体、又は円筒体の一部の形状を有し、前記円筒体は、前記細長ポリシリコン体の前記エネルギー放出領域における長手方向軸線に平行でない長手方向軸線を有するものである、熱分解リアクタ。
【請求項４】
請求項１記載の熱分解リアクタにおいて、前記反射面は、表面凹凸の平均大きさが３ｍｍよりも小さく、実質的に滑らかなものである、熱分解リアクタ。
【請求項５】
請求項１記載の熱分解リアクタにおいて、
前記リフレクタの下面が、前記リフレクタを位置決めする構体の１個以上の突起を受け入れるよう構成された１個以上の凹みを画定する、
前記リフレクタは、さらに、前記リフレクタの下面及び後面の部分によって画定されるキャビティを有する、
前記リフレクタの表面は、前記熱分解リアクタ内における前記リフレクタの位置決め、若しくはアラインメント、若しくは位置決め及びアラインメントを容易にする１つ以上の形体を有する、又は
それらのうち任意の組合せを含む、
熱分解リアクタ。
【請求項６】
請求項１記載の熱分解リアクタにおいて、
前記リアクタは１個より多い細長ポリシリコン体を収容し、また
前記リフレクタは、さらに、化学蒸着中に第２細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は前記チャンバ内の他の細長ポリシリコン体の領域に反射する第２反射面を有し、前記他の細長ポリシリコン体は、第１細長ポリシリコン体又は前記熱分解リアクタ内の第３細長ポリシリコン体である、熱分解リアクタ。
【請求項７】
請求項１記載の熱分解リアクタにおいて、
前記リアクタ容器は、２つの垂直方向シリコンフィラメント及び１つの水平方向シリコンフィラメントから成る逆Ｕ字状シリコンフィラメント上に化学蒸着によって成長した前記細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成された互いに隣接する第１及び第２のチューブを有し、
前記細長ポリシリコン体は、前記細長ポリシリコン体の前記第１及び第２の垂直部分間における１つ以上の湾曲部分を有し、前記湾曲部分は前記第１及び第２のチューブの外部に位置し、また
前記リフレクタは、前記反射面が、(i) 前記化学蒸着中に形成された前記細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーのうち少なくとも幾分かを受け止め、かつ(ii) 受け止めた放射熱エネルギーのうち少なくとも一部分を前記反射エネルギー受け止め領域に反射するよう位置決めされるものとなる配置にする、熱分解リアクタ。
【請求項８】
請求項７記載の熱分解リアクタにおいて、
前記エネルギー放出領域は、前記細長ポリシリコン体の前記第１垂直部分における表面の一部であり、また前記反射エネルギー受け止め領域は、前記細長ポリシリコン体における表面の一部分であり、前記一部分は、前記細長ポリシリコン体の湾曲部分又は湾曲部分近傍である、又は
前記エネルギー放出領域は、前記細長ポリシリコン体の湾曲部分若しくは水平部分における表面の一部であり、前記水平部分は前記第１及び第２の垂直部分間に位置し、また前記反射エネルギー受け止め領域は、前記細長ポリシリコン体の前記第１垂直部分若しくは第２垂直部分における表面の一部である、熱分解リアクタ。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項記載の熱分解リアクタにおいて、
前記リフレクタは、リアクタ動作中に第III族元素、第Ｖ族元素、金属、酸素、又は炭素を含む化学種を放出しない材料で構成されており、
前記リフレクタは、放射率が０.５未満（＜０.５）である材料から構成されている、又はめっきされている、熱分解リアクタ。
【請求項１０】
請求項１〜８のうちいずれか一項記載の熱分解リアクタにおいて、前記リフレクタは、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、コバルト、コバルト合金、チタン、チタン合金、金、金合金、銀、銀合金、タンタル、若しくはタンタル合金で構成又はめっきされている、熱分解リアクタ。
【請求項１１】
細長ポリシリコン体を生産するための熱分解リアクタにおいて、
チャンバを画定する壁、ガスを前記チャンバ内に導入するガス流入口、及び前記チャンバからガスを排出するガス流出口を有するリアクタ容器と、
前記チャンバ内におけるシリコンフィラメントと、
前記シリコンフィラメントを加熱するエネルギー源と、
前記リアクタ容器の前記ガス流入口に流体的に接続したシリコン含有ガス源であって、前記シリコン含有ガスは、上昇した温度で分解して化学蒸着によって前記シリコンフィラメント上にシリコンを析出し、また細長ポリシリコン体を成長させることができるガスである、該シリコン含有ガス源と、及び
前記チャンバ内に配置された少なくとも１個の反射面であって、化学蒸着中に成長する前記細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ前記受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を、前記細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は前記チャンバ内の第２細長ポリシリコン体の領域に反射する、該反射面と、
を備え、前記反射面は前記チャンバ内のコンポーネントと一体の部分である、又は前記反射面は前記チャンバ内に配置される請求項１〜１０のうちいずれか一項記載のリフレクタの表面である、熱分解リアクタ。
【請求項１２】
細長ポリシリコン体を生産する方法であって、
反応容器の反応チャンバ内で加熱した１個以上のシリコンフィラメント上にシリコンを化学蒸着によって析出し、１個以上の細長ポリシリコン体を成長させるステップと、及び
前記析出中に、前記反応チャンバ内の或る場所に位置決めされた第１反射面で放射熱エネルギーを反射し、前記第１反射面は、前記第１細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ前記受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第１細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は第２細長ポリシリコン体に反射するステップと、
を備える、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、(i) 前記エネルギー放出領域及び前記反射エネルギー受け止め領域は前記第１細長ポリシリコン体上にあり、(ii) 前記エネルギー放出領域は比較的熱い領域であり、及び(iii) 前記反射エネルギー受け止め領域は比較的冷たい領域であり、前記方法は、さらに、
前記第１反射面を前記チャンバ内の或る場所に位置決めする位置決めステップであって、前記位置決めは、前記エネルギー放出領域から受け止め、また前記反射エネルギー受け止め領域に反射される前記放射熱エネルギーが、前記細長ポリシリコン体内における温度勾配を低減するように行う、該位置決めステップを含む、方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法において、前記第１反射面は、凹面状であり、また放物体、球体、テーパ付き円筒体、又は円筒体の一部の形状を有し、前記円筒体は、前記反射面を前記チャンバ内の前記場所に設けるとき、前記第１細長ポリシリコン体の前記エネルギー放出領域における長手方向軸線に平行でない長手方向軸線を有するものである、方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の方法において、(i) 前記エネルギー放出領域は前記第１細長ポリシリコン体の垂直部分における表面の一部分であり、(ii) 前記反射エネルギー受け止め領域は前記細長ポリシリコン体における表面の一部分であり、該一部分は第１細長ポリシリコン体の湾曲部分又は湾曲部分近傍であり、及び(iii) 前記温度勾配は前記湾曲部分内に存在し、前記方法は、さらに、
前記反射面を、前記受け止めた放射熱エネルギーが前記反射エネルギー受け止め領域に集中して反射する前記チャンバ内の場所に位置決めするステップを備える、方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の方法において、さらに、
反射面を前記チャンバ内の場所に位置決めする位置決めステップであって、(i) 前記第１細長ポリシリコン体が成長する前記加熱したシリコンフィラメントの上方に、又は(ii) 前記チャンバ内の第１チューブ対であって、２個の垂直シリコンフィラメント及び１個の水平シリコンフィラメントより成る第１加熱逆Ｕ字状シリコンフィラメントから成長する第１細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を収容するよう構成された互いに隣接する第１及び第２のチューブを有し、前記水平シリコンフィラメントが前記第１及び第２チューブの外部に位置する、該第１チューブ対の上側リム上に、前記反射面を位置付ける、該位置決めステップを備える、方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の方法において、さらに、
析出中に第２反射面により放射エネルギーを反射するステップであって、前記第２反射面は、前記化学蒸着中に前記第１細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第１細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射するよう前記チャンバ内の場所に位置決めした、該第２反射面により放射エネルギーを反射するステップを備える、方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、前記チャンバは、２個の垂直シリコンフィラメント及び１個の水平シリコンフィラメントより成る第１加熱逆Ｕ字状シリコンフィラメントから成長する第１細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を収容するよう構成された互いに隣接する第１及び第２のチューブを有し、前記水平シリコンフィラメントが前記第１及び第２チューブの外部に位置する、該第１チューブ対を有し、前記方法は、さらに、
前記第１反射面及び前記第２反射面を、(i) 前記水平シリコンフィラメントの上方に、又は(ii) 直接的又は間接的に前記第１チューブ対の上側リム上に、位置決めするステップを備える、方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の方法において、第２細長ポリシリコン体を前記チャンバ内で化学蒸着によって成長させ、該方法は、さらに、
析出中に第２反射面により放射エネルギーを反射するステップであって、前記第２反射面は、前記第２細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は前記チャンバ内の他の細長ポリシリコン体の領域に反射するよう前記チャンバ内の場所に位置決めし、前記他の細長ポリシリコン体は、前記熱分解リアクタ内の前記第１細長ポリシリコン体又は第３細長ポリシリコン体であるものとする、該第２反射面により放射エネルギーを反射するステップを備える、方法。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のうちいずれか一項記載の方法において、
前記反射面は、リフレクタの表面である、又は前記チャンバ内のコンポーネントに一体の部分として設けたものであり、また
もし第２反射面が存在するならば、前記第２反射面は、独立して、リフレクタの第２表面、若しくは第２リフレクタの表面である、又は前記チャンバ内のコンポーネントと一体の部分として設ける、方法。
【請求項２１】
熱分解リアクタ内で調製される細長ポリシリコン体におけるスポール形成を抑制する方法であって、
反応容器の反応チャンバ内で加熱した１個以上のシリコンフィラメント上にシリコンを化学蒸着によって析出し、１個以上の細長ポリシリコン体を成長させるステップと、及び
前記析出中に、請求項１〜１０のうちいずれか一項記載の装置により、１個以上の細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記１個以上の細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射して、これにより、前記装置がない熱分解リアクタ内で生産される細長ポリシリコン体に比べて前記細長ポリシリコン体内でのスポール形成を減少するステップと、
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１４年１２月２３日に出願され、本明細書に参照によって完全に組み込まれた米国仮出願番号第６２／０９６，４３５号への優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、熱分解リアクタに使用するための反射面及び反射面を有するリフレクタ、並びに熱分解リアクタにおいて反射面及び／又はリフレクタを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体産業において、高純度シリコンを化学蒸着（「ＣＶＤ」）として知られているプロセスによって生産するのは慣行である。手短に言うと、シリコンを含有する若干の物質は反応チャンバ内で高温に加熱し、物質を蒸気状態内で分解させ、また元素シリコンを生ぜしめる。反応チャンバの設計に基づいて、また付加的に析出表面を含むか否かに基づいて、元素シリコンは粉末又はロッドとして採取することができる。このようなシリコンは、しばしばポリシリコン又は多結晶シリコンと称される。
【０００４】
ポリシリコン生産における広く実施されている普通の方法の１つは、熱分解リアクタ内における化学蒸着によるものであり、一般的にシーメンス法として認識されている。この方法において、ポリシリコンは、熱分解リアクタ内で、例えばトリクロロシラン又はモノシラン（ＳｉＨ４）のようなシリコン含有ガスの分解によって、高純度のジュール加熱又は抵抗加熱した細いシリコンフィラメント上に析出される。シリコンはフィラメント上に析出し、これにより直径が増大する細長ポリシリコン体を成長させ、この成長の間には、ポリシリコン体は上昇した温度、一般的には７００℃〜１２００℃の温度に維持する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱分解リアクタ内での成長に付随して、細長ポリシリコン体には、細長体の直径を横切って及び／又は細長体の長さにわたって異なる温度差に起因して、応力が蓄積される。成長が完了し、またロッドが冷却し始めた後、成長中における温度差は、熱膨張係数に起因して応力として現れる。蓄積される応力の大きさは直径とともに増大する。フィラメント、及び結果として生ずる熱分解リアクタ内で形成された細長体は、一般的に２つの垂直部分と、これら２つの垂直部分間におけるほぼ水平なブリッジ部分を有する逆Ｕ字状形態を有する。細長体における２つの垂直部分は、湾曲部又はコーナー部でブリッジに連結される。細長ポリシリコン体が熱収縮に起因して収縮するとき、ブリッジ部分は細長体の垂直部分から分離する傾向がある。裂け目が細長体の垂直部分を２００〜１０００ｍｍの距離にわたり下方に伝播し得る。細長ポリシリコン体から得られる無欠の垂直部分は、その長さにわたり均一直径を有することによって最も商業的に価値があるものである。裂け目はこのような垂直部分の収率を低下させる。裂け目のあるロッドは、顧客の最小長要件を満たすことができない。幾つかの事例において、製品損失は裂け目に起因するものが５０％にも達する。したがって、細長ポリシリコン体における応力を軽減又は制御し、応力によって生ずる裂け目を減少又は制御する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
反射面、反射面を備えるリフレクタ、及びシーメンス型リアクタのような熱分解リアクタ内で反射面を使用する方法の実施形態を開示する。リアクタ容器のチャンバ内で１個以上の加熱したシリコンフィラメント上にシリコンの化学蒸着によって１個以上の細長ポリシリコン体を生産する熱分解リアクタにおける装置において、装置は、前記チャンバ内に配置したリフレクタであって、少なくともとも１個の反射面を有する、該リフレクタを備える。前記リフレクタは、化学蒸着中にシリコンフィラメント上に成長する細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放射された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射し、これにより、前記反射エネルギー受け止め領域に放射熱エネルギーを供給するよう構成されている。一実施形態において、反射面はリフレクタの表面である。他の実施形態において、反射面は、前記リアクタ内のコンポーネント、例えば、ノズル、パイプ、熱交換器、チューブ、チャンバ壁等に一体の部分として設けられたものである。幾つかの実施形態において、前記反射面は、前記反射エネルギー受け止め領域におけるポリシリコン体表面の、３次元表面、２次元エリア、ポイント、又はラインに、反射した放射熱エネルギーを指向させるように構成されている。
【０００７】
前記反射面は、凹面状であり、また放物体、球体、テーパ付き円筒体、又は円筒体の一部の形状を有し、前記円筒体は、前記細長ポリシリコン体の前記エネルギー放出領域における長手方向軸線に平行でない長手方向軸線を有するものであり得る。幾つかの実施形態において、前記反射面は、表面凹凸の平均大きさが３ｍｍよりも小さく、実質的に滑らかなものである。
【０００８】
幾つかの実施形態において、反射面又は反射面を備えるリフレクタは、リアクタ動作中に第III族元素、第Ｖ族元素、金属、酸素、又は炭素を含む化学種を放出しない材料で構成されており、前記リフレクタは、放射率が０.５未満（＜０.５）である材料から構成されている、又はめっきされている。若干の実施形態において、前記反射面及び／又はリフレクタは、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼、モリブデン、モリブデン合金、タングステン、タングステン合金、コバルト、コバルト合金、チタン、チタン合金、金、金合金、銀、銀合金、タンタル、若しくはタンタル合金で構成又はめっきされている。
【０００９】
幾つかの実施形態において、前記リフレクタの下面が、前記リフレクタを位置決めする構体の１個以上の突起を受け入れるよう構成された１個以上の凹みを画定する、前記リフレクタは、さらに、前記リフレクタの下面及び後面の部分によって画定されるキャビティを有する、及び／又は前記リフレクタの表面は、前記熱分解リアクタ内における前記リフレクタの位置決め、若しくはアラインメント、若しくは位置決め及びアラインメントを容易にする１つ以上の形体を有する。
【００１０】
前記リアクタが１個より多い細長ポリシリコン体を収容するとき、前記リフレクタは、さらに、化学蒸着中に第２細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は前記チャンバ内の他の細長ポリシリコン体の領域に反射する第２反射面を有することができ、前記他の細長ポリシリコン体は、第１細長ポリシリコン体又は前記熱分解リアクタ内の第３細長ポリシリコン体であるものとする。
【００１１】
幾つかの実施形態において、前記リアクタ容器は、２つの垂直方向シリコンフィラメント及び１つの水平方向シリコンフィラメントから成る逆Ｕ字状シリコンフィラメント上に化学蒸着によって成長した前記細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成された互いに隣接する第１及び第２のチューブを有し、また前記細長ポリシリコン体は、前記細長ポリシリコン体の前記第１及び第２の垂直部分間における１つ以上の湾曲部分を有し、前記湾曲部分は前記第１及び第２のチューブの外部に位置する。このような実施形態において、前記リフレクタは、前記反射面が、(i) 前記化学蒸着中に形成された前記細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーのうち少なくとも幾分かを受け止め、かつ(ii) 受け止めた放射熱エネルギーのうち少なくとも一部分を前記反射エネルギー受け止め領域に反射するよう位置決めされるものとなる配置にすることができる。一実施形態において、前記エネルギー放出領域は、前記細長ポリシリコン体の前記第１垂直部分における表面の一部であり、また前記反射エネルギー受け止め領域は、前記細長ポリシリコン体における表面の一部分であり、前記一部分は、前記細長ポリシリコン体の湾曲部分又は湾曲部分近傍である。独立した実施形態において、前記エネルギー放出領域は、前記細長ポリシリコン体の湾曲部分若しくは水平部分における表面の一部であり、前記水平部分は前記第１及び第２の垂直部分間に位置し、また前記反射エネルギー受け止め領域は、前記細長ポリシリコン体の前記第１垂直部分若しくは第２垂直部分における表面の一部である。他の独立した実施形態において、前記反射面は、第１チューブと一体の部分であり、また前記化学蒸着中に成長した前記細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止めるよう指向させられて前記第１チューブの上側リムに位置付けられ、前記エネルギー放出領域は、前記細長ポリシリコン体の第１垂直部分における表面の一部である。
【００１２】
細長ポリシリコン体を生産するための熱分解リアクタの実施形態は、(i) チャンバを画定する壁、ガスを前記チャンバ内に導入するガス流入口、及び前記チャンバからガスを排出するガス流出口を有するリアクタ容器と、(ii) 前記チャンバ内におけるシリコンフィラメントと、(iii) 前記シリコンフィラメントを加熱するエネルギー源と、(iv) 前記リアクタ容器の前記ガス流入口に流体的に接続したシリコン含有ガス源であって、前記シリコン含有ガスは、上昇した温度で分解して化学蒸着によって前記シリコンフィラメント上にシリコンを析出し、また細長ポリシリコン体を成長させることができるガスである、該シリコン含有ガス源と、及び(v) 前記チャンバ内に配置された少なくとも１個の反射面であって、化学蒸着中に成長する前記細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ前記受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を、前記細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は前記チャンバ内の第２細長ポリシリコン体の領域に反射するものである、該反射面と、を備える。前記反射面は前記チャンバ内のコンポーネントに形成し、かつ前記コンポーネントと一体の部分とすることができる、又は前記反射面は、本明細書記載の反射面を備えるリフレクタによって設けることができる。
【００１３】
細長ポリシリコン体を生産する方法の実施形態は、反応容器の反応チャンバ内で加熱した１個以上のシリコンフィラメント上にシリコンを化学蒸着によって析出し、１個以上の細長ポリシリコン体を成長させるステップと、及び前記析出中に、前記反応チャンバ内の或る場所に位置決めされた第１反射面で放射熱エネルギーを反射し、前記第１反射面は、前記第１細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ前記受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第１細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は第２細長ポリシリコン体に反射するステップと、を備える。幾つかの実施形態において、前記反射面を準備するステップは、本明細書記載の反射面を備えるものであるリフレクタを準備するステップを含む。若干の実施形態において、前記反射面は、前記チャンバ内のコンポーネント、例えば、パイプ、ノズル、熱交換器、チューブ、チャンバ壁等と一体の部分であるよう形成される。前記反射面は、凹面状であり、また放物体、球体、テーパ付き円筒体、又は円筒体の一部の形状を有し、前記円筒体は、前記反射面を前記チャンバ内の前記場所に設けるとき前記第１細長ポリシリコン体の前記エネルギー放出領域における長手方向軸線に平行でない長手方向軸線を有することができる。
【００１４】
一実施形態において、前記エネルギー放出領域及び前記反射エネルギー受け止め領域は前記第１細長ポリシリコン体上にあり、前記エネルギー放出領域は比較的熱い領域であり、及び前記反射エネルギー受け止め領域は比較的冷たい領域であり、また前記方法は、さらに、前記第１反射面を前記チャンバ内の或る場所に位置決めする位置決めステップであって、前記位置決めは、前記エネルギー放出領域から受け止め、また前記反射エネルギー受け止め領域に反射される前記放射熱エネルギーが、前記細長ポリシリコン体内における温度勾配を低減するように行う、該位置決めステップを含む。独立した実施形態において、(i) 前記エネルギー放出領域は前記第１細長ポリシリコン体の垂直部分における表面の一部分であり、(ii) 前記反射エネルギー受け止め領域は前記細長ポリシリコン体における表面の一部分であり、該一部分は第１細長ポリシリコン体の湾曲部分又は湾曲部分近傍であり、及び(iii) 前記温度勾配は前記湾曲部分内に存在し、前記方法は、さらに、前記反射面を、前記受け止めた放射熱エネルギーが前記反射エネルギー受け止め領域に集中して反射する前記チャンバ内の場所に位置決めするステップを備える。他の独立した実施形態において、本開示の方法は、さらに、反射面を前記チャンバ内の場所に位置決めする位置決めステップであって、(i) 前記第１細長ポリシリコン体が成長する前記加熱したシリコンフィラメントの上方に、又は(ii) 前記チャンバ内の第１チューブ対であって、２個の垂直シリコンフィラメント及び１個の水平シリコンフィラメントより成る第１加熱逆Ｕ字状シリコンフィラメントから成長する第１細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を収容するよう構成された互いに隣接する第１及び第２のチューブを有し、前記水平シリコンフィラメントが前記第１及び第２チューブの外部に位置する、該第１チューブ対の上側リム上に、前記反射面を位置付ける、該位置決めステップを備える。前記反射面を前記上側リム上に位置決めするとき、前記反射面は前記上側リムに一体の部分とすることができる。
【００１５】
本開示の方法は、さらに、第２反射面を準備するステップであって、前記第２反射面は、前記化学蒸着中に前記第１細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第１細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射するよう前記チャンバ内の場所に位置決めした、該第２反射面準備ステップを備える。
【００１６】
幾つかの実施形態において、前記チャンバは、２個の垂直シリコンフィラメント及び１個の水平シリコンフィラメントより成る第１加熱逆Ｕ字状シリコンフィラメントから成長する第１細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を収容するよう構成された互いに隣接する第１及び第２のチューブを有し、前記水平シリコンフィラメントが前記第１及び第２チューブの外部に位置する、該第１チューブ対を有し、前記方法は、さらに、前記第１反射面及び前記第２反射面が、前記水平シリコンフィラメントの上方に、又は直接的又は間接的に前記第１チューブ対の上側リム上に位置するよう、前記第１反射面及び前記第２反射面を位置決めするステップを備える。
【００１７】
幾つかの実施形態において、第２細長ポリシリコン体を前記チャンバ内で化学蒸着によって成長させ、また該方法は、さらに、第２反射面を前記チャンバ内の或る場所に準備するステップであって、前記第２反射面は、前記第２細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又は前記チャンバ内の他の細長ポリシリコン体の領域に反射するよう前記チャンバ内の場所に位置決めし、前記他の細長ポリシリコン体は、前記熱分解リアクタ内の前記第１細長ポリシリコン体又は第３細長ポリシリコン体であるものとする、該第２反射面を準備するステップを備える。
【００１８】
上述の方法のうち任意なもの又は全てにおいて、前記反射面は、リフレクタの表面である、又は前記チャンバ内のコンポーネントに一体の部分として設けたものであり、またもし第２反射面が存在するならば、前記第２反射面は、独立して、リフレクタの第２表面、若しくは第２リフレクタの表面である、又は前記チャンバ内のコンポーネントと一体の部分である。
【００１９】
幾つかの実施形態において、熱分解リアクタ内で調製される細長ポリシリコン体におけるスポール形成を抑制する方法は、反応容器の反応チャンバ内で加熱した１個以上のシリコンフィラメント上にシリコンを化学蒸着によって析出し、１個以上の細長ポリシリコン体を成長させるステップと、及び前記析出中に、本明細書に記載の装置により、１個以上の細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーの少なくとも一部分を前記１個以上の細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射して、これにより、前記装置がない熱分解リアクタ内で生産される細長ポリシリコン体に比べて前記細長ポリシリコン体内でのスポール形成を減少するステップと、を備える。
【００２０】
本発明の上述した及び他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面につき行う以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】シリコン保有ガスからシリコンを析出することにより細長ポリシリコン体を生産するための熱分解リアクタを示す概略的縦断面図である。
【図２】図１における２--２線上の断面図であり、１５０ｍｍより大きい直径まで成長した後のポリシリコン体の断面を示す。
【図３】前方及び頂部から見た例示的リフレクタの斜視図である。
【図４】例示的リフレクタの底面図である。
【図５】後方及び底面から見た図４のリフレクタの斜視図である。
【図６】後方及び頂部から見た図４のリフレクタの斜視図である。
【図７】熱分解リアクタに使用するためのコンポーネントの概略的斜視図であり、コンポーネントは一体的反射面を有する。
【図８】反射放物面を有する例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタの内部部分の概略的部分斜視図である。
【図９】反射円筒面を有する例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタの内部部分の概略的部分斜視図である。
【図１０】熱分解リアクタに使用するコンポーネントの上面上方に備え付けたリフレクタを有する該コンポーネントの斜視図である。
【図１１】熱分解リアクタに使用するコンポーネントであって、リフレクタを受け止める突起又はピンを有する該コンポーネントの斜視図である。
【図１２】熱分解リアクタに使用するチューブ対であって、上側リム又はその上方に備え付けたリフレクタを有するチューブ対の斜視図である。
【図１３】延長部材を介してリアクタ容器のカバーに備え付けたリフレクタを有する、例示的熱分解リアクタ容器の概略的部分斜視図である。
【図１４】熱分解リアクタ内で成長した細長ポリシリコン体の概略的側面図である。
【図１５】細長ポリシリコン体の垂直領域における表面の一部から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めたエネルギーの少なくとも一部を細長ポリシリコン体の湾曲部分の外側表面に反射するよう位置決めした例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタの内部部分の概略的部分斜視図である。
【図１６】細長ポリシリコン体の垂直領域における表面の一部から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めたエネルギーの少なくとも一部を細長ポリシリコン体の湾曲部分の内側表面に反射するよう位置決めした例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタの内部部分の概略的部分斜視図である。
【図１７】細長ポリシリコン体の垂直領域における表面の一部から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めたエネルギーの少なくとも一部を細長ポリシリコン体の湾曲部分の横側表面に反射するよう位置決めした例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタの内部部分の概略的部分斜視図である。
【図１８】細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めたエネルギーの少なくとも一部を細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射するよう位置決めした２つの例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタにおける内部部分の概略的部分斜視図である。
【図１９】２つの例示的リフレクタ及び図１８の細長ポリシリコン体を収容する熱分解リアクタの内部部分の頂部から見た平面図である。
【図２０】第１細長ポリシリコン体及び第２細長ポリシリコン体の垂直領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めたエネルギーの少なくとも一部を第１細長ポリシリコン体及び第２細長ポリシリコン体の湾曲部分に反射するよう位置決めした２つの反射面を有する例示的リフレクタを収容する熱分解リアクタにおける内部部分の概略的部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
反射面を有するリフレクタ、及び反射面をシーメンス型リアクタのような熱分解リアクタに使用する方法を開示する。リフレクタを有するリアクタ内で生産される細長ポリシリコン体は、裂け目がポリシリコン体の長さに沿って走り下る傾向が低い。細長ポリシリコン体が２つの垂直部分、水平ブリッジ部分、及び水平ブリッジ部分により垂直部分を相互連結する湾曲部分を有するＵ字状である幾つかの事例において、細長ポリシリコン体は湾曲部分から破断する可能性がより高い。
【００２３】
I.  定義及び省略形
用語及び省略形に関する以下の説明は、本開示をより良く記載し、本開示の実施分野における当業者をガイドするために提示する。本明細書に使用する「備える／ている（comprising）」は「含む（including）」を意味し、また単数形「a」又は「an」又は「the」は、文脈が他に明示しない限り複数形を含む。用語「又は（or）」は、文脈が他に明示しない限り記述される代替的要素のうち単一の要素、又は２つ以上の要素の組合せに言及する。
【００２４】
他に説明がない限り、本明細書に使用するすべての技術的及び科学的用語は、本開示が属する当業者が共通に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書に記載のものと類似又は等価な方法及び材料が本開示の実施又は試験に使用することができるが、適当な方法及び材料を以下に説明する。材料、方法、及びサンプルは単に例示的なものであり、限定するものではない。本開示の他の特徴は以下の詳細な説明及び特許請求の範囲の請求項から明らかである。
【００２５】
本開示の様々な実施形態の総覧を容易にするため、以下に特定用語の説明を提示する。
【００２６】
細長ポリシリコン体（Elongated polysilicon body）：本明細書に使用する用語である「細長ポリシリコン体」は、ポリシリコンロッドのようなほぼ直線体、又は２つの垂直部分及びこれら２つの垂直部分を相互に連結する水平ブリッジ部分を含むＵ字状ポリシリコン体を意味する。
【００２７】
放射率（Emissivity）：放射率は表面が熱放射を放出する効率の尺度である。数学的には、放射率は、表面からの熱放射対同一温度における理想的黒色表面からの放射の比である。この比は０から１まで変化する。１の放射率は、全入射光の完全吸収を示す。光をよく反射するミラー状の金属表面は低い放射率を有する。例えば、光沢仕上げした銀表面は、室温（２０〜２３℃）近辺で約０.０２の放射率を有する。
【００２８】
形態（Morphology）：シーメンスプロセスのような化学蒸着プロセスによって生産される細長ポリシリコン体に関して本明細書で使用されるとき、用語「形態（モーフォロジー）」は、例えば、クラック、応力ライン及び／又は変形のようなポリシリコン体における欠陥に言及する。幾つかの実施例において、形態はポリシリコン体の湾曲部分における欠陥を意味する。欠陥はポリシリコン体にざらつきのある表面を生ずることがあり得る。形態は、極微、軽度、重度等のような度合いで分類することができる。代替的に、形態の度合いは、例えば、０から１０までのスケールでの数値分類で割り当てることができ、０は欠陥がないことを示し、１は極微形態を示し、５は中程度形態を示し、また１０は重度形態を示す。
【００２９】
屈折力（Optical power）：用語「屈折力」は、反射面が反射した放射熱エネルギーを収束する度合いに言及する。屈折力は反射面の焦点距離の逆数、すなわちＰ＝１／ｆであり、ここでｆはメートル単位の焦点距離である。
【００３０】
放射熱エネルギー（Radiant heat energy）：電磁波エネルギー、例えば熱エネルギー。
【００３１】
領域（Region）：本明細書で使用する用語「領域」は、ポリシリコン体の一部又は体積を意味する。
【００３２】
スポール（Spall）：本明細書で使用する用語「スポール」は、シーメンスプロセスのような化学蒸着によって生産される細長ポリシリコン体における応力（熱応力）の結果として生ずるクラック又は裂け目を意味する。スポールは、決定される深刻度によって、例えばクラックが逆Ｕ字状ポリシリコン体の垂直部分を下って伝播する距離によって、特徴付けることができる。スポールは、極微、中度、又は重度として特徴付けることができる。代案として、スポールは、例えば、０から１５までの数値スケールで特徴付けられ、ここで０はスポールがないことを示し、１は軽微スポールを示し、５は垂直長さの長さにおける１／５にわたるスポールを示し、１０は垂直長さの長さにおける１／３にわたるスポールを示し、１５は垂直長さの長さにおける１／２にわたるスポールを示す。
【００３３】
II.   細長ポリシリコン体生産
細長ポリシリコン体は、熱蒸着リアクタ、例えば、シーメンス型リアクタにおける化学蒸着によって生産することができる。１つの例示的熱分解リアクタは、米国特許第６，２２１，１５５号に記載されており、その関連部分を参照により本明細書に組み入れられるものとし、また図１に示す。リアクタ容器は、互いにに整合してチャンバを画定するガス密壁を生ずる、カバー又はベル状体１及びベースプレート２を有する。冷却水流入パイプ５及び流出パイプ６を有する熱交換器又は水ジャケットであり、かつ多重反応チャンバ３を画定する形状にした隔壁部材４を、カバー１及びベースプレート２によって画定される円筒形空間内に設ける。
【００３４】
カバー１は、少なくとも部分的に中空であり、また水冷熱交換器又は冷却ジャケットとして作用する。カバーセクション内に冷却水入口１ｃ及び冷却水出口１ｄを設ける。入口１ｃから出口１ｄに流動するとき、冷却水はカバーの内側壁と外側壁との間の空間に流れる。電極９は下側からベースプレート２、断熱部材８の中間部分に貫通し、反応チャンバ３の中心に対応する位置に配列される。チャック１０を電極９の先端に取り付け、これら電極９は冷却入口及び冷却出口パイプ７により水冷する。水冷ジャケットを流れる水は、他の流体冷却媒体又は加熱媒体に置き換えることができる。
【００３５】
反応ガス送給パイプ又はガス流入口１１は、下側から上方にベースプレート２に貫通し、また複数個のガスノズル１３を接続し、これらガスノズル１３は、反応チャンバ３に沿ってモノシランガスのようなシリコン担持ガスを分配するよう互いに離間する。排出パイプ又はガス流出口１６を使用して消費された反応ガスを排除するのに使用する。観察窓１２をカバー１及び冷却ジャケットに貫通して設け、析出プロセス中にポリシリコン体１４を観察できるようにする。パイロメーター（図示せず）のような１個以上のセンサ２３を用いて、リアクタ内で成長するポリシリコン体の表面温度をモニタリングすることができる。
【００３６】
１個以上のエネルギー源を電極９に接続し、電流をポリシリコン体１４に導通させてポリシリコン体を加熱する。図１に示す例示的システムは、低周波数電源２０、高周波数電源２１、及びこれら電源２０、２１の一方又は他方を電極９に接続するのに適したスイッチ２２を設ける。代案として、電源２０，２１は、統合スイッチング回路を有し、また低周波数及び高周波数の双方で動作し得る単一の可変電流源（図示せず）として組み合わせることができる。
【００３７】
シリコンフィラメント１７は、反応チャンバ３内に位置決めし、またフィラメントの下側端部をチャック１０によって保持する。図１の例示的構成において、２個のシリコンフィラメント１７は、それぞれの上側端部で水平シリコンフィラメント又はブリッジ１８により互いに連結してＵ字状フィラメントをなすようにし、このＵ字状フィラメント上に細長ポリシリコン体１４が形成される。冷却水がカバー１に循環する。
【００３８】
シリコンは周囲温度では十分な導電性を示さないため、シリコンフィラメント１７は所望温度、一般的には少なくとも２００℃に予加熱し、それらの導電性を増大させる。予加熱したフィラメントの表面は、電極９によりフィラメントに給電することによって上昇した温度に維持することができ、これにより表面はシリコン析出表面として作用することができる。予加熱は、ヤツルギ氏の米国特許第４，１５０，１６８号に記載のように、熱不活性ガスのブラストをベースプレート２の入口１５から供給することによって達成することができる。予加熱は、またリアクタ内で放射熱源（図示せず）を動作させることによっても達成することができる。
【００３９】
フィラメントは、米国特許第４，１５０，１６８号に記載のように、低周波数ＡＣ電流を電極９に直接供給することによって予加熱することができるが、高電圧で供給する。例えば、フィラメントは３０,０００ボルトもの高い電圧を６０Ｈｚの周波数で供給することにより加熱することができる。シリコンが２００℃の温度を超えるまで加熱した後、温度上昇するにつれて抵抗は低下し、抵抗は「破壊されて導通状態になる（broken into conduction）」。その時点で、電圧は約３,０００Ｖまで低下することができ、また６０Ｈｚ電流が調節されて、６００℃〜１２００℃の範囲内の所望シリコン析出表面温度になることができる。モノシランガスのようなシランガスをガスパイプ１１及びガスノズル１３からリアクタ内に供給する。ガスは反応チャンバ３内で沈降し、シリコンスタータフィラメント１７によって加熱される間に、ガスが反応して、シリコンスタータフィラメント１７の表面上に多結晶シリコン１９を析出する。析出したシリコンは、細長いポリシリコン体１４を成長させるよう発達する。各スタータフィラメント１７は、このようにして初期シリコン析出表面を形成し、またシリコンがフィラメント上に析出した後、析出シリコンの外側表面が析出表面として作用する。モノシランガスにより、ポリシリコン体上へのシリコン析出中に成長するポリシリコン体の析出表面を約８５０℃の温度に維持するとき、望ましい結果が得られる。反応チャンバ３を越えて吹き上がった反応ガスは、排出パイプ１６から除去される。成長するポリシリコン体が小さい間には、電流を２０アンペアほどの低い電流とすることができる。ポリシリコン体の直径が大きくなるにつれて、シリコン析出表面を一定温度に維持するのに必要な電流は、必要な電圧が低下する間に徐々に上昇する。
【００４０】
１つ以上のパラメータ、例えば、経過時間、電流消費量、直径、表面温度等のような生成物属性の測定値によって決定される幾つかの時点で、６０Ｈｚ電流を、例えばスイッチ２２の自動操作によりオフにすることができ、また細長ポリシリコン体は、その後高周波電源２１によって供給される高周波電流によって所望温度に維持することができる。
【００４１】
ポリシリコン体を流れる加熱電流は、「表皮効果」に起因してポリシリコン体の表面に移行する。表皮効果を最大限に活用するために、電源は、電流の少なくとも約７０％が図２に示すようにポリシリコン体の環状外側領域２６であって、リアクタ内で成長しているポリシリコン体の半径の外側における１５％の該領域に集中するよう電流を送給する構成とすることができる。外側領域２６の内側に位置するポリシリコン体の内側領域２８にはより少ない量の電流が流れる。
【００４２】
他の形態もＣＶＤによる細長ポリシリコン体を成長させるのに適合し得る。例えば、リアクタ容器は、図１に示すような反応チャンバ３を含まないものとすることができる。幾つかの実施形態において、シリコンフィラメント１７は図１に示すようなブリッジ部分１８によって連結しない。
【００４３】
細長ポリシリコン体が成長するときには、応力がポリシリコン体内に蓄積される。内部応力は、例えば、ＣＶＤ中にポリシリコン体の直径にわたる温度変化によって引き起こされる。ポリシリコン体コアにおける温度は、ＣＶＤ中の表面温度よりも２０〜１００℃も高くなり得る。とくに、湾曲部分において、より熱いセクションは冷却中により冷たいセクションよりも多く収縮し、スポール及び裂け目を生ずることになる。より大きい直径の細長ポリシリコン体（例えば、≧１３０ｍｍ直径、例えば、１５０ｍｍ直径）を形成するとき、より緩慢な成長率条件を利用して粉末落下（ポリシリコン体成長の代わりに、シリコン粉末及び／又は粉末塊の形成）のリスクを最小限にすることができる。特定動作理論に縛られるつもりはないが、より緩慢な成長率条件は、しかし、湾曲部分の形態を減少し、またポリシリコン体内の内部応力を増大し得る。増大した直径に起因して内部応力が増加することと複合した形態の欠如又は欠陥は、スポールを増大し、また価値がより低くなる細長ポリシリコン体を生ずる結果となる。ポリシリコン体の垂直部分を下って伝播する裂け目は、とくに心配である。上昇した内部応力を制御することは困難である。例えば、形態を増大させるため成長率を増大することは、望ましくない生成物を生ずる結果となり得る及び／又は粉末落下の可能性を増加することになり、ひいてはこぶ（すなわち、ポリシリコン体の垂直部分に付着する粉末塊に引き起こされる突起物）に起因する降下物を生成することに関与する。
【００４４】
III.  リフレクタ
本明細書には熱分解リアクタに使用するためのリフレクタの実施形態を記載する。幾つかの実施形態において、リフレクタは、熱分解リアクタ内でシリコンフィラメント上に化学蒸着することによって成長した細長ポリシリコン体内での温度プロファイルを管理するのに有用である。リフレクタ１００は少なくとも１個の反射面１１０を有し、この反射面１１０は、成長するポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出される放射熱エネルギーを受け止めるよう、また受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部を、細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に、又はリアクタ内における他の反射エネルギー受け止め領域に指向させて、これにより細長ポリシリコン体とともに温度プロファイルを管理するよう構成する。幾つかの実施形態において、エネルギー放出領域及び反射エネルギー受け止め領域は同一の広がりを持つものではない。反射面は屈折力を有することができる。幾つかの実施形態において、反射面は、１０〜５０ｃｍ、例えば、１５〜４０ｃｍの焦点距離を有し、２０〜１００ｍ−１又は２５〜６７ｍ−１の屈折力を生ずる。
【００４５】
幾つかの実施形態において、反射面１１０は、凹面状であり、また放物体、球体、テーパ付き円筒体（すなわち、円錐形形状）、又は円筒体の一部の形状を有する。放物面状の反射面は、電磁放射の意図した原点及び到達点を仕立てるよう１つより多い放物面を重ね合わせることによって設計することができる。幾つかの実施形態において、放物面状の反射面は、非点収差、すなわち、２つの直交軸線上で異なる屈折力を有する表面を組み込むことができる。例えば、図３において、反射面１１０は、第１軸線Ａ１に沿う第１放物面曲率と、第２軸線Ａ２に沿う第２放物面曲率とを有する。第１及び第２の放物面曲率は、同一又は互いに異なる屈折力を有することができる。
【００４６】
幾つかの実施形態において、リフレクタ１００は、第２ポリシリコンロッドのエネルギー放出領域から放出される放射熱エネルギーを受け止めるよう、また受け取った放射熱エネルギーの少なくとも一部を、第２ポリシリコンロッドの反射エネルギー受け止め領域に、又は他のポリシリコンロッドの領域に指向させるよう構成した第２反射面１２０を有する。第２反射面１２０は、やはり凹面状であり、また放物体、球体、テーパ付き円筒体、又は円筒体の一部の形状を有することができる。反射面１１０，１２０は、それぞれ独立的に、同一又は互いに異なる屈折力を有する放物体、球体、テーパ付き円筒体、又は円筒体の凹面部分である。一実施形態において、反射面１１０，１２０は、互いに鏡対称であり、また同一の屈折力を有する。他の実施形態において、反射面１１０，１２０は、異なる形態を有し、また同一の屈折力を持たない。当業者は、リフレクタの実施形態は１つ以上の追加反射面を有することができ、リフレクタは３個、４個又はそれ以上の反射面を有することができることを理解するであろう。
【００４７】
リフレクタ１００の表面、例えば、リフレクタの上面１３０は、使用前にリフレクタ１００のアラインメント（整列）及び／又は位置決めを容易にする１つ以上の形体１３２，１３４を含むことができる。リフレクタのアラインメント及び／又は位置決めは、熱分解リアクタ内でのリフレクタ１００の固定を含む。幾つかの実施形態において、リフレクタのエッジ及びコーナー（例えば、コーナー１１５）はオペレータの安全のため丸みを付ける又は真直ぐにすることができる。リフレクタ１００の表面、リフレクタの下面１４０は、１個以上の凹み、例えば図４及び５に示すような凹み１５０，１５２を有することができる。凹み１５０，１５２は、リフレクタを受け入れる表面上の１個以上の保持ピンに対してリフレクタ１００を位置決め及び／又は整列させるのに使用することができる。一実施形態において、凹みは凹みの内壁に雌ねじ山を有し、また保持ピンにはこれに連係動作する寸法にして凹みの雌ねじ山に係合する雄ねじ山を有する。代案として、他の固定手段（例えば、溶接、接着剤等）を使用してリフレクタを整列しかつ保持することができる。
【００４８】
ノッチ又はキャビティをリフレクタの表面に形成することができる。図４〜６の実施形態において、長方形のキャビティ１６０をリフレクタ１００の下面１４０及び後面１７０に設ける。キャビティ１６０はツール又はオペレータの指を受け入れることができる保持キャビティであり、リフレクタ１００の取扱い操作及び位置決めを容易にする。
【００４９】
若干の実施形態において、リフレクタはスタンドアロンデバイスではなく、その代わりに、反射面１１０は、チャンバに対する他のリアクタコンポーネントの一体部分として形成する。例えば、図７は上面３１０を有するリアクタコンポーネント３００を示す。反射面１１０は、リアクタコンポーネント３００を形成するときに形成する、又はリアクタコンポーネント形成後にリアクタコンポーネントに機械加工することができる。
【００５０】
反射面特性の以下の説明は反射面１１０に言及するものである。しかし、反射面１１０に対して説明される特徴は反射面１２０の対しても適用可能であると理解されたい。リフレクタが２個より多い反射面を有する場合、反射面１１０にたして説明された特徴は、各反射面に適用可能である。
【００５１】
幾つかの実施形態において、反射面１１０は放物面Ｐの一部の形状とした凹面状である。反射面１１０は、細長ポリシリコン体２００のエネルギー放出領域２１０から放出された放射熱エネルギーを受け止める。図８の実施形態において、エネルギー放出領域２１０は、ポリシリコン体２００の第１垂直部分２０４における表面の一部分である。幾つかの実施形態において、放物面Ｐは頂点Ｖを有し、焦点Ｆ、及び対称放物面軸線Ａは、反射面１１０の中間点１１２（ここで、図３につき説明すると、中間点はリフレクタ表面１１０の側端縁１１１ａ及び１１１ｂから等距離にある）からオフセットしており、また反射面１１０の中間点１１２と、ポリシリコン体２００の反射エネルギー受け止め領域２２０における中心２２２との間を結ぶラインＬ１に平行であり、ここで中心２２２は、反射面１１０の中間点１１２まで延びるラインＬ１が交差する反射エネルギー受け止め領域におけるポイントとして定義される。若干の実施形態において、Ｌ１は、中間点１１２以外の反射面１１０上におけるポイントまで延びることができる、又は反射面１１０には全く交差しないことができる。図８の実施形態において、反射エネルギー受け止め領域２２０はポリシリコン体２００の湾曲部分２５０における表面の一部分である。
【００５２】
焦点Ｆ１は、反射エネルギー受け止め領域２２０を超えた位置、又は反射面１１０と反射エネルギー受け止め領域２２０との間の位置をとることができる。焦点Ｆ１が反射エネルギー受け止め領域２２０上にないとき、反射エネルギーは、反射エネルギー受け止め領域２２０上のポイント又はラインに合焦されない。その代わりに、反射エネルギーは、反射エネルギー受け止め領域２２０上の受け止めゾーン２２４として３次元表面に入射し、ここで受け止めゾーン２２４は、焦点Ｆ１、及びＣＶＤプロセス中に成長するときの細長ポリシリコン体２００の増加する直径に基づいて変化する寸法を有する。図８の実施形態において、焦点Ｆ１は、反射エネルギー受け止め領域２２０を超えた位置にある。幾つかの実施形態において、焦点Ｆ１は、ＣＶＤの前又は最中の或る時点で反射エネルギー受け止め領域２２０上に存在し得る。細長ポリシリコン体の直径はＣＶＤ中に増大するため、焦点Ｆ１は、ＣＶＤ全体を通して湾曲部分２５０の表面上に留まることはない。焦点Ｆ１が反射エネルギー受け止め領域２２０上にあるとき、反射エネルギーは反射エネルギー受け止め領域上のポイント又はラインに合焦される。頂点Ｖは、反射面１１０上のポイントとして含まれる又は含まれない場合があり得る。図８の実施形態において、頂点Ｖは反射面１１０上ではない。
【００５３】
反射面１１０が円筒体の凹面部分であるとき、円筒体は、細長ポリシリコン体の長手（縦）方向軸線に平行でない長手方向軸線を有する。例えば、幾つかの実施形態において、細長ポリシリコン体２００は第１垂直部分２０４を含み、またエネルギー放出領域２１０はこの第１垂直部分２０４の表面における一部分である。このような実施形態において、反射面１１０が円筒体の凹面部分であるとき、円筒体は、細長ポリシリコン体２００の第１垂直部分２０４における長手（縦）方向軸線Ａ４に平行でない長手方向軸線Ａ３を有する（図９参照）。垂線に対する軸線Ａ３の角度θは、エネルギー放出領域２１０から受け止める放射熱エネルギーに対する所望の反射角αを生ずるよう選択することができる。したがって、反射面１１０は受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分をエネルギー放出領域２１０以外の場所に反射する。
【００５４】
独立した実施形態（図示せず）において、反射面は、受け止めた放射エネルギーの少なくとも一部分をエネルギー放出領域に戻す反射をするよう構成及び／又は位置決めする。換言すれば、この実施形態において、エネルギー放出領域及び反射エネルギー受け止め領域は同一の領域である。
【００５５】
有利には、反射面１１０は、３ｍｍ未満の平均大きさ、例えば、１ｍｍ未満、１００μｍ未満、５０μｍ未満、３０μｍ未満、１０μｍ〜３ｍｍ、１０μｍ〜１ｍｍ、１０〜１００μｍ、１０〜５０μｍ、１０〜３０μｍ、又は１５〜２０μｍの平均大きさを有する幾分の表面凹凸がある実質的に滑らかなものとする。この表面は、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）光学研磨機を用いて磨き上げることができ、例えば、３０μｍ未満の変動を得るようにすることができる。表面は、随意的に、さらに電気的磨き上げ（電気化学的磨き上げ）をする。他の実施形態（図示せず）において、反射面１１０はフレスネル表面とすることができる。
【００５６】
反射面１１０，１２０の表面積及び放射率は、成長する細長ポリシリコン体に戻り反射するエネルギー量を増大又は減少するよう調整することができる。例えば、表面積が増大するにつれて、リフレクタによって受け止められ、またロッドに戻り反射されるエネルギー量は増加する。さらに、反射表面積は、均一エネルギー密度を維持しつつ反射エネルギーを受け止める領域のサイズを増大するよう増大することができる。放射率は、リフレクタによって受け止められかつ反射されるエネルギー量に逆相関である。リフレクタ及び反射面サイズは、少なくとも一部には、熱分解リアクタ容器内におけるリフレクタ１００の配置によって決定することができる。
【００５７】
幾つかの実施形態において、リフレクタ１００は、リアクタコンポーネント３００の上面３１０に配置するのに適したサイズにする（図８，９参照）。一実施形態において、リフレクタ１００は単にリアクタコンポーネント３００の上面３１０に載置する。独立した実施形態において、リフレクタ１００は、任意の適当な手段、例えば、ろう付け又は溶接によって、ボルト若しくはねじを用いて、又は適当な接着剤を用いて上面３１０に直接取り付ける。
【００５８】
独立した実施形態において、リフレクタは、リアクタコンポーネントの上面の上方に備え付ける。図１０の例示的実施形態において、リフレクタ１００は、延長材３１５によってリアクタコンポーネント３００の上面３１０上方に備え付ける。図１１の例示的実施形態において、突起又はピン３１６，３１７がリアクタコンポーネント３００の上面３１０から突出する。リフレクタ１００は上面３１０上に位置決めされる。リフレクタの下面には、ピン３１６，３１７を受け入れるよう寸法決めしかつ位置付けた凹みを画定する。ピン３１６，３１７及びリフレクタ凹み（例えば、図４に示す凹み１５０，１５２）は、ピン３１６，３１７が凹み内に受け入れられるとき、リフレクタ１００の下面１４０が上面３１０に接触するよう寸法決めすることができる。ピン３１６，３１７は、さらに、熱分解リアクタ容器３０内でリフレクタ１００を位置決め及び／又は整列させる支援も行うことができる。
【００５９】
幾つかの実施形態において、熱分解リアクタは１対のチューブ３００ａ、３００ｂを有し、これらチューブ３００ａ、３００ｂは、細長ポリシリコン体２００における第１及び第２の垂直部分２０４，２０６を受け入れる寸法にする。図１２に示す例示的実施形態において、チューブ３００ａ、３００ｂは、共通壁部分３１１を共有し、また上側リム３１０ａ、３１０ｂを有する。リフレクタ１００は、上側リム３１０ａ、３１０ｂの共有部分３１１に備え付ける、又は代案として、延長材３１５によって上側リム３１０ａ、３１０ｂの共有部分３１１上方に備え付ける。独立した実施形態において、突起又はピン３１６，３１７が共有部分３１１に突出し、またこれらピン３１６，３１７を使用して、リフレクタの下面がピン３１６，３１７を受け入れるようサイズ決めかつ位置付けた凹みを画定するとき、共有部分３１１上にリフレクタを位置決め及び／又は整列させることができる。
【００６０】
他の独立した実施形態において、リフレクタは、チャンバ３２を画定するカバー１を備える熱分解リアクタ容器３０におけるコンポーネントに、又は容器３０内に備え付ける（図１３参照）。１つ以上のリフレクタ１００ａ、１００ｂを、例えば、カバー１に備え付けることができる。リフレクタ１００ａ、１００ｂは任意の適当な手段によって備え付けることができる。図１１の例示的実施形態において、リフレクタ１００ａ、１００ｂは、延長材３１５ａ、３１５ｂによってカバーに備え付ける。有利には、リフレクタ１００ａ、１００ｂは、各リフレクタの少なくとも１つの反射面１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂが、リアクタにおけるチューブ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ内で成長する細長ポリシリコン体２００ａ、２００ｂから放出される放射熱エネルギーを受け止めかつ反射する位置決めにして備え付ける。１個以上のリフレクタは、随意的に延長材を介してリアクタ容器内の任意な他のコンポーネント、例えば、パイプ、ノズル、熱交換器、チューブの外表面等に備え付けることができる。非限定的な一実施形態において、リフレクタ１００ａは、破線付き矢印で示すように反射面１１０ａが細長ポリシリコン体２００ａのブリッジ部分２０８ａから放出された放射熱エネルギーを受け止め、また受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部を細長ポリシリコン体２００ａの垂直部分２０４ａに指向させるよう位置決めする。
【００６１】
有利には、リフレクタは、リフレクタがリアクタ容器内のガスを熱分解する又はガスに反応することなく、熱分解リアクタ容器内における動作温度に耐えることができる材料で構成する。幾つかの構成において、リフレクタ表面は、４５０℃未満、例えば４００℃の温度に維持することができ、これによりシリコン含有ガスはリフレクタ表面上で分解せず、またシリコンを堆積しない。リフレクタはポリシリコンロッド表面から十分な距離をとってリフレクタを配置することによって、適切な温度に維持することができる。非限定的な一実施形態において、ポリシリコンロッドが完全に成長したとき、すなわち最大直径になるときポリシリコンロッドの外表面から約１０〜２５ｃｍの距離に配置される。他の非限定的な一実施形態において、リフレクタは、スタータフィラメントの中心から約７５〜１００ｃｍの距離に配置する。他の実施例において、リフレクタは冷却される表面上に配置する又は冷却される表面に連結することができる。チューブは水冷式とすることができ、またリフレクタは水冷チューブの上側リムに配置することができる。
【００６２】
幾つかの実施形態において、リアクタ動作中に第III族元素（例えば、ボロン、アルミニウム）、第Ｖ族元素（例えば、リン）、金属、酸素、又は炭素を含む化学種を放出しない材料でリフレクタを形成する、又はめっきする。リフレクタは放射率が０.５未満（＜０.５）である材料から構成する、又はめっきすることができる。
【００６３】
幾つかの実施形態において、リフレクタは、ステンレス鋼、又は金属若しくは金属合金で構成する、又はめっきし、金属は、ニッケル、モリブデン、タングステン、コバルト、チタン、金、銀、若しくはタンタルとする。好適な合金としては、限定しないが、３０４Ｌステンレス鋼（≦０.０３％Ｃ、≦２％Ｍｎ、≦０.０４５％Ｐ、≦０.０３％Ｓ、≦０.７５％Ｓｉ、≦１８〜２０％Ｃｒ、≦８〜１２％Ｎｉ、≦０.１％Ｎ、残部がＦｅ）、３１６ステンレス鋼（≦０.０８％Ｃ、≦２％Ｍｎ、≦０.０４５％Ｐ、≦０.０３％Ｓ、≦０.７５％Ｓｉ、≦１６〜１８％Ｃｒ、≦１０〜１４％Ｎｉ、≦２〜３％Ｍｏ、≦０.１％Ｎ、残部がＦｅ）、３２１ステンレス鋼（≦０.０８％Ｃ、≦２％Ｍｎ、≦０.０４５％Ｐ、≦０.０３％Ｓ、≦０.７５％Ｓｉ、≦１７〜１９％Ｃｒ、≦９〜１２％Ｎｉ、≦０.７％Ｔｉ、≦０.１％Ｎ、残部がＦｅ）、４０５ステンレス鋼（≦０.１〜０.３％Ａｌ、≦０.０８％Ｃ、≦１１.５〜１４.５％Ｃｒ、≦１％Ｍｎ、≦０.５％Ｎｉ、≦０.０４％Ｐ、≦１％Ｓｉ、≦０.０３％Ｓ、残部がＦｅ）、４４０ステンレス鋼（４４０Ａ＝０.６〜０.７５％Ｃ、≦１％Ｍｎ、≦０.０４％Ｐ、≦０.０３％Ｓ、≦１％Ｓｉ、≦１６〜１８％Ｃｒ、≦０.７５％Ｍｏ、残部がＦｅ）、２０１１アルミニウム（０.２〜０.６％Ｂｉ、≦５〜６％Ｃｕ、≦０.７％Ｆｅ、０.２〜０.６％Ｆｅ、≦０.４％Ｓｉ、≦０.３％Ｚｎ、その他合計で０.１５％のうちそれぞれが≦０.００５％、残部がＡｌ）、６０６１アルミニウム（０.０４〜０.３５％Ｃｒ、０.１５〜０.４％Ｃｕ、０〜０.７％Ｆｅ、≦０.８〜１.２％Ｍｇ、≦０.１５％Ｍｎ、その他合計で０.１５％のうちそれぞれが≦０.００５％、≦０.４〜０.８％Ｓｉ、０.１５％Ｔｉ、≦０.２５％Ｚｎ、残部がＡｌ）、２００ニッケル（０.１５％Ｃ、≦０.２５％Ｃｕ、≦０.４％Ｆｅ、≦０.３５％Ｍｎ、≦０.３５％Ｓｉ、≦０.０１％Ｓ、≧９９％Ｎｉ）、２７０ニッケル（０.０１％Ｃｕ、≦０.０５％Ｆｅ、≦０.００３％Ｍｎ、≦０.０２％Ｃ、≦０.００３％Ｓ、≦０.００５％Ｔｉ、≦０.００５％Ｍｇ、≦０.００５％Ｓｉ、≧９９％Ｎｉ）、及びチタン６〜４（６％Ａｌ、≦０.２５％Ｆｅ、≦０.２％Ｏ、９０％Ｔｉ、４％Ｖ）がある。
【００６４】
IV.  リフレクタ位置決め及びリフレクタを使用する方法
電流がポリシリコンフィラメントを流れ、また細長ポリシリコン体が熱分解リアクタ内でシリコン析出により成長するとき、細長ポリシリコン体内で半径方向に温度勾配が存在し、この温度勾配は、細長ポリシリコン体の領域における成長率及び／又は形態（モーフォロジー）に影響を与え得る。図１４の例示的実施形態において、逆Ｕ字状フィラメント２０２上へのシリコン析出によって成長した細長ポリシリコン体２００は、第１垂直部分２０４、第２垂直部分２０６、及び第１及び第２垂直部分２０４，２０６間にブリッジ部分２０８を有する。ブリッジ部分２０８と第１及び第２の垂直部分２０４，２０６との間の接合部における細長ポリシリコン体の部分は、湾曲部分２５０と称する。ラインＴ１の矢印で示すように、フィラメント２０２近傍におけるポリシリコン体２００のコア温度は、ポリシリコン体表面近傍における温度よりも高い。この温度勾配は、ポリシリコン体２００を流れる電流の結果として生じ、電流の流れはポリシリコン体２００の中心近傍でより多い。温度がより高い領域でシリコン抵抗はより低くなり、またひいてはより多くの電流がより熱い領域を流れることから、温度勾配Ｔ１は一層大きくなる。幾つかの事例において、シリコンフィラメント２０２近傍のコア温度は、ポリシリコン体表面よりも２０〜１００℃熱くなり得る。
【００６５】
電流が細長ポリシリコン体２００の湾曲部分２５０を流れるとき、電流経路２４０は、湾曲部分の外側表面２５２よりも湾曲部分２５０の内側表面２５１に接近して流れ、これにより湾曲部分２５０に追加の温度勾配Ｔ２を生じ、温度は矢印の方向に増大する。幾つかの実施形態において、内側表面２５１は、９００℃よりも高い温度、例えば、９００〜１２００℃又は１０００〜１２００℃の温度を有する。外側表面２５２は内側表面２５１よりも低い温度を有し、湾曲部分２５０で２００℃よりも大きい温度勾配Ｔ２を生ずる。例えば、外側表面２５２は７００℃よりも低い温度を有することがあり得る。
【００６６】
幾つかの実施形態において、反射面は、化学蒸着中にシリコンフィラメント上で成長している細長ポリシリコン体に対して位置決めし、この位置決めは、反射面が細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放射された放射熱エネルギーを受け止め、また受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を、細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射するよう又は熱分解リアクタ内における他の細長ポリシリコン体に反射するように行い、幾つかの実施形態において、エネルギー放出領域及び反射エネルギー受け止め領域は同一の広がりを持つものではない。反射面は、リアクタ内のコンポーネント、例えば、パイプ、ノズル、熱交換器、チューブの外表面等に一体の部分とすることができる。代案として、反射面は、本明細書に記載のようにリフレクタの表面とすることができる。リフレクタが第２反射面を有する実施形態において、第２反射面は、第２細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域からの放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第２細長ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に反射する、又は熱分解リアクタ内の他の細長ポリシリコン体に反射する。反射面、反射面を有するリフレクタ、及び細長ポリシリコン体の多くの構成が、本開示の範囲内で考えられる。
【００６７】
幾つかの実施形態において、エネルギー放出領域は、細長ポリシリコン体の垂直部分における表面の一部分であり、反射エネルギー受け止め領域は、細長ポリシリコン体の湾曲部分における表面の一部分である。放射熱を湾曲部分に反射することは、湾曲部分の形態（モーフォロジー）を変化させる（例えば、湾曲部分表面及び／又は湾曲部分内部におけるテクスチャを増減させる）方法である。適切な形状としまた適切に位置決めした反射面は、細長ポリシリコン体の垂直部分における表面の一部分からの放射熱エネルギーを湾曲部分における表面の一部分に反射し、これにより湾曲部分の形態及び／又は成長率に影響を与える。有利には、反射面は、ポリシリコン体の垂直部分における形態にはほとんど又は全く影響を与えないような形状及び位置決めにする。反射面の表面及び放射率は、成長するポリシリコン体に戻り反射されるエネルギー量を増大又は減少するよう調整して、湾曲部分の形態及び／又は成長率を最適化することができる。湾曲部分の形態変動を抑制することは、細長ポリシリコン体が冷えるとき、細長ポリシリコン体の湾曲部分に裂け目を生ずる可能性を減少し、また制御不能な裂け目が細長ポリシリコン体の垂直部分を伝播して下る可能性を減少する。細長ポリシリコン体は、冷却後に所望に応じて切断することができる。これに対して、形態変動を活発化することは細長ポリシリコン体の湾曲部分に裂け目を生ずる可能性が増大し、また裂け目を生ずる場所を制御し、かつ裂け目をブリッジ部分に封じ込めることによって、ポリシリコン体の垂直部分を下る望ましくない裂け目の伝播を減少することができる。
【００６８】
一実施形態において、反射面１１０は細長ポリシリコン体２００の垂直部分２０４の側方に位置決めする（図７参照）。反射面１１０はリアクタコンポーネント３００、例えば、パイプ、ノズル、熱交換器、チューブの外表面等の上側部分３１０に一体の部分とすることができる。反射面１１０は、エネルギー放出領域２１０から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部を破線矢印で示すように細長ポリシリコン体２００の反射エネルギー受け止め領域２２０に反射するよう構成する。
【００６９】
一実施形態において、リフレクタ１００は、細長ポリシリコン体２００のエネルギー放出領域２１０の側方に位置決めする（図１５参照）。リフレクタ１００は、エネルギー放出領域２１０から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を破線矢印で示すように細長ポリシリコン体２００の反射エネルギー受け止め領域２２０に反射するよう構成した反射面１１０を有する。図１５の実施形態において、反射エネルギー受け止め領域２２０は、湾曲部分２５０の外側表面２５２である。リフレクタ１００は、湾曲部分２５０のより冷たい外側表面２５２に熱放射を反射することによって、湾曲部分２５０における温度勾配を減少するのに有効である。減少した温度勾配は表面温度を局部的に変化させ、半径方向の成長率を変更する。
【００７０】
独立した実施形態において、リフレクタ１００は、細長ポリシリコン体２００のエネルギー放出領域２１０に対して内側に位置決めする（図１６参照）。リフレクタ１００は、エネルギー放出領域２１０から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を破線矢印で示すように細長ポリシリコン体２００の反射エネルギー受け止め領域２２０に反射するよう構成した反射面１１０を有する。図１６の実施形態において、反射エネルギー受け止め領域２２０は、湾曲部分２５０の内側表面２５１である。
【００７１】
独立した実施形態において、リフレクタ１００は、細長ポリシリコン体２００のエネルギー放出領域２１０の側方に位置決めする（図１７参照）。リフレクタ１００は、エネルギー放出領域２１０から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を破線矢印で示すように細長ポリシリコン体２００の反射エネルギー受け止め領域２２０に反射するよう構成した反射面１１０を有する。図１７の実施形態において、反射エネルギー受け止め領域２２０は、湾曲部分２５０の側方表面２５３である。
【００７２】
２個以上のリフレクタを単一の細長ポリシリコン体に放射熱エネルギーを反射するよう位置決めすることができる。一実施形態において、２個のリフレクタ１００ａ、１００ｂは、細長ポリシリコン体２００に放射熱エネルギーを反射するよう位置決めする（図１８，１９参照）。リフレクタ１００ａ、１００ｂは、細長ポリシリコン体２００におけるエネルギー放出領域２１０の側方に位置決めする。反射面１１０ａ、１１０ｂは、エネルギー放出領域２１０から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を破線矢印で示すように細長ポリシリコン体２００の反射エネルギー受け止め領域２２０に反射するよう構成する。各反射面１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ反射エネルギー受け止め領域２２０を越える焦点Ｆ１、Ｆ２を有する。
【００７３】
第１反射面１１０、第２反射面１２０を有するリフレクタ１００を、互いに隣接する２個の細長ポリシリコン体２００ａ、２００ｂ間に位置決めすることができる（図２０参照）。幾つかの実施形態において、リフレクタ１００は、２個のポリシリコン体２００ａ、２００ｂから等距離に配置する。リフレクタ１００は、放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を隣接するポリシリコン体２００ａ、２００ｂに反射する。第１反射面１１０は第１細長ポリシリコン体２００ａのエネルギー放出領域２１０ａから放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第１細長ポリシリコン体２００ａの反射エネルギー受け止め領域２２０ａに反射するよう構成する。反射面１１０は、反射エネルギー受け止め領域２２０ａを越える焦点Ｆ１１０を有する。第２反射面１２０は隣接する第２細長ポリシリコン体２００ｂのエネルギー放出領域２１０ｂから放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第２細長ポリシリコン体２００ｂの反射エネルギー受け止め領域２２０ｂに反射するよう構成する。反射面１２０は、反射エネルギー受け止め領域２２０ｂを越える焦点Ｆ１２０を有する。
【００７４】
随意的に、第１反射面１１０ｂ、第２反射面１２０ｂを有する第２リフレクタ１００ｂを、互いに隣接する２個の細長ポリシリコン体２００ａ、２００ｂ間に位置決めする（図２０参照）。第２リフレクタ１００ｂは、やはり放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を隣接するポリシリコン体２００ａ、２００ｂに反射する。反射面１１０ｂ、１２０ｂが放射熱エネルギーを受け止めかつ放射熱エネルギーを反射する領域は、第１リフレクタ１００が作用する領域と同一又は異なる領域とすることができる。図２０の例示的実施形態において、第１反射面１１０ｂは、第１細長ポリシリコン体２００ａのエネルギー放出領域２１０ａから放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第１細長ポリシリコン体２００ａの反射エネルギー受け止め領域２２０ａに反射するよう構成する。第２反射面１２０は、第２細長ポリシリコン体２００ｂのエネルギー放出領域２１０ｂから放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第２細長ポリシリコン体２００ｂの反射エネルギー受け止め領域２２０ｂに反射するよう構成する。
【００７５】
幾つかの実施形態において、熱分解リアクタ容器はチャンバを画定するカバーを有し、このチャンバは、化学蒸着によってシリコンフィラメント上に成長する細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成した互いに隣接する第１及び第２のチューブよりなる第１チューブ対を収容する。細長ポリシリコン体は、第１及び第２の垂直部分間でチューブの外部に位置する１つ以上の湾曲部分を有する。ポリシリコン体のブリッジ部分もチューブの外部に位置する。リフレクタは第１チューブの上側リム上に位置決めし、これにより反射面は、化学蒸着中に細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーの少なくとも幾分かを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を細長ポリシリコン体の第２部分に反射する。他の実施形態において、エネルギー放出領域はポリシリコン体の第１垂直部分であり、反射エネルギー受け止め領域は第１垂直部分に隣接する湾曲部分である。
【００７６】
幾つかの実施形態において、チャンバは、さらに、第１チューブ対の第１チューブ近傍に第２チューブ対を収容する。第２チューブ対は、化学蒸着中に第２シリコンフィラメント上に成長した第２細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成した第３及び第４のチューブから成る。第４チューブは第１チューブの上側リムに類似の上側リムを有する。リフレクタは上側リムの共有部分上に位置決めする。リフレクタの第２反射面は、第２細長ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第２ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に指向させる。
【００７７】
独立した実施形態において、熱分解リアクタはチャンバを画定するカバーを有する。チャンバは、細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成した互いに隣接する第１及び第２のチューブから成る第１チューブ対を収容する。チャンバは、さらに、第２細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成した互いに隣接する第３及び第４のチューブから成る第２チューブ対を収容する。リフレクタは、第１反射面が第１ポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分を第２ポリシリコン体の反射エネルギー受け止め領域に指向させる。リフレクタは、リアクタ容器のカバーに延長材を介して備え付けることができる。代案として、リフレクタは一方のチューブにおける上側リムに位置決めする、又はチャンバ内の他のコンポーネントに直接若しくは延長材を介して備え付けることができる。
【００７８】
独立した実施形態において、リアクタ容器はチャンバを画定するカバーを有する。化学蒸着によってシリコンフィラメント上に成長した細長ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分を受け入れるよう構成した互いに隣接する第１及び第２のチューブから成る第１チューブ対を収容する。細長ポリシリコン体は、ポリシリコン体の第１及び第２の垂直部分間における１個以上の湾曲部分を有し、これら湾曲部分は第１及び第２のチューブの外部に位置する。ポリシリコン体のブリッジ部分も第１及び第２のチューブの外部に位置する。反射面は、第１チューブの上側リムと一体の部分とし、反射面は、化学蒸着中にポリシリコン体のエネルギー放出領域から放出された放射熱エネルギーの少なくとも幾分かを受け止め、かつ受け止めた放射熱エネルギーの少なくとも一部分をポリシリコン体の第２部分に反射するよう指向させる。例示的実施形態において、エネルギー放出領域は細長ポリシリコン体の第１垂直部分における表面の一部であり、反射エネルギー受け止め領域は第１垂直部分に隣接する湾曲部分における表面の一部である。
【００７９】
本発明の原理を適用できる多くのあり得る実施形態を考慮して、図示の実施形態は単に本発明の好適な実施例であり、本発明の範囲を限定するものと捉えるべきではない。むしろ、本発明の範囲は特許請求の範囲によって定義される。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2018502039.tif 000024