РЕАКТОР ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

Полезная модель относится к устройствам специально предназначенным для выращивания стержней поликристаллического кремния, а именно для выращивания поликристаллического кремния, преимущественно путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки (основы).
Известен реактор для выращивания стержней поликристаллического кремния фирмы «Ваккер» (Германия), содержащий основание, колпак, закрепленный на основании, закрепленные на основании посредством токовводов стержни-затравки, патрубки для подачи рабочего газа, установленные в отверстиях основания, и объединенные одной системой подачи рабочего газа. (Фалькевич Э.С. «Технология полупроводникового кремния», М. Металлургия, 1992, с.218-219).
В данном реакторе нет возможности асимметричного регулирования скорости подачи рабочего газа в каждом патрубке индивидуально и, как следствие, дальности подачи рабочего газа в реакционном объеме, что при наличии одной системы подачи рабочего газа с одинаковым давлением не обеспечивает оптимальные условия роста стержней поликристаллического кремния.
Наиболее близким аналогом является реактор для выращивания стержней поликристаллического кремния, содержащий основание, колпак, закрепленный на основании, установленные на основании посредством токовводов стержни-затравки, патрубки для подачи рабочего газа, установленные в отверстиях основания и снабженные средством регулирования скорости подачи рабочего газа в виде цилиндрического конуса, на верхнем конце которого закреплена сменная насадка, объединенные общей системой подачи рабочего газа (Патент ЕР 2039653, МПК С01В 33/035, 2009-03-25).,
Наличие сменной насадки на каждом патрубке позволяет асимметрично регулировать скорость и дальность подачи рабочего газа, обеспечивая оптимальные условия роста стержней поликристаллического кремния.
Однако, выступающая часть цилиндрического конуса и сменная насадка перегреваются вследствие нахождения в горячей зоне реакционного объема, подвергаются химической эрозии с разрушением основного металла, который является загрязнителем конечного продукта.
Кроме того, выступающая часть цилиндрического конуса и сменная насадка находятся в области циркуляции рабочего газа реакционного объема, рабочий газ изменяет свое направление при столкновении с ними, что отрицательно влияет на общую газодинамику процесса.
Еще одним недостатком является то, что в случае возникновения аварийной ситуации стержни поликристаллического кремния растрескиваются и обрушиваются на основание, при этом происходит деформация выступающих частей средств регулирования скорости подачи рабочего газа и сменных насадок, после чего требуется ремонт реактора.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая конструкция, является отсутствие влияния на газодинамику процесса средства регулирования скорости подачи рабочего газа и включения примесей в конечный продукт за счет химической эрозии металла.
Технический результат достигается за счет того, что в реакторе для выращивания стержней поликристаллического кремния, содержащем основание, колпак, закрепленный на основании, установленные на основании посредством токовводов стержни-затравки, патрубки для подачи рабочего газа, установленные в отверстиях основания и снабженные средством регулирования скорости подачи рабочего газа, объединенные общей системой подачи рабочего газа, средство регулирования скорости подачи рабочего газа выполнено в виде расходной шайбы, установленной в полости патрубка.
Выполнение средства регулирования скорости подачи рабочего газа в виде расходной шайбы, установленной в полости патрубка для подачи рабочего газа, обеспечивает отсутствие выступающих элементов конструкции в реакционной зоне, что исключает влияние его на газодинамику процесса и включение примесей в конечный продукт за счет химической эрозии металла. Кроме того, не требуется ремонт реактора в случае возникновения аварийной ситуации и обрушения стержней поликристаллического кремния на основание.
На рис.1 общий вид реактора; на рис.2 - вид А на рис.1.
Реактор для выращивания стержней поликристаллического кремния (рис.1) состоит из основания 1, на котором закреплен колпак 2. На основании посредством токовводов закреплены стержни-затравки 3, патрубки 4 для подачи рабочего газа установлены в отверстиях 5 основания и снабжены средством регулирования скорости подачи рабочего газа, выполненного в виде расходной шайбы 6, установленной в полости 7 патрубков (рис.2). Расходная шайба 6 удерживается от перемещения резьбовой гайкой 8. Пропускное сечение расходной шайбы 6 индивидуально подобрано исходя из оптимальных условий роста стержней поликристаллического кремния на основе математического моделирования.
Патрубки 4 объединены общей системой подачи рабочего газа (на рис. не показана).
Реактор для выращивания стержней поликристаллического кремния работает следующим образом. В патрубки 4 устанавливается средство регулирования подачи рабочего газа в виде расходной шайбы 6. Заранее производится расчет пропускного сечения каждой расходной шайбы 7 для возможности асимметричного регулировании скорости подачи рабочего газа в реакционный объем, исходя из оптимальных условий роста стержней поликристаллического кремния. Расходные шайбы 6 устанавливаются в полости 7 патрубков 4 и закрепляются резьбовыми гайками 8. Патрубки устанавливаются в отверстиях 5 основания и подключаются к общей системе подачи рабочего газа (на рис. не показана). Посредством токовводов на основании 1 закрепляются стержни-затравки 3.Устанавливается и крепится к основанию колпак 2.
Через патрубки 4 под постоянным давлением в реакционный объем реактора подается рабочий газ, который, проходя через расходные шайбы 6 с различной скоростью, позволяет создать оптимальные условия распределения рабочего газа по реакционному объему реактора, что обеспечивает равномерный рост стержней поликристаллического кремния.