СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ОСАЖДЕНИЯ КРЕМНИЯ НА СТЕНКАХ РЕАКТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕТРАХЛОРИДА КРЕМНИЯ НА ПЕРИФЕРИИ

1. Способ производства поликристаллического кремниевого продукта в реакторе, включающем реакционную камеру, имеющую, по меньшей мере, одну стенку реакционной камеры, где способ включает:
направление тетрагалогенида кремния на стенку реакционной камеры и направление термически разлагаемого соединения кремния внутрь тетрагалогенида кремния, где термически разлагаемое соединение вступает в контакт с частицами кремния, заставляя кремний осаждаться на частицы кремния и увеличивать их размер.
2. Способ по п. 1, в котором реактор включает распределитель для равномерного распределения газа в реакционной камере, где распределитель включает множество распределительных отверстий, которые обеспечивают гидравлическое соединение между одним или несколькими источниками газа и реакционной камерой, множество распределительных отверстий включающих, по меньшей мере, одно периферическое отверстие и, по меньшей мере, одно внутреннее отверстие, где способ включает:
направление тетрагалогенида кремния и термически разлагаемого соединения кремния из одного или более источников газа через распределительные отверстия распределителя и в реакционную камеру, где концентрация тетрагалогенида кремния, направляемого через периферические отверстия, превышает концентрацию тетрагалогенида кремния в потоке газа через внутренние отверстия, чтобы уменьшать количество кремния, осажденного на стенке реактора.
3. Способ по п. 1, в котором термически разлагаемое соединение кремния представляет собой тригалогенсилан.
4. Способ по п. 3, в котором тригалогенсилан выбран из группы, которую составляют трихлорсилан, трибромсилан, трифторсилан и трийодсилан.
5. Способ по п. 3, в котором тригалогенсилан представляет собой трихлорсилан.
6. Способ по п. 2, в котором поток газа через внутренние отверстия включает водород.
7. Способ по п. 2, в котором поток газа через внутренние отверстия включает количество тетрагалогенида кремния.
8. Способ по п. 1, в котором частицы кремния увеличиваются в размере, и их номинальный диаметр составляет от приблизительно 800 мкм до приблизительно 2000 мкм.
9. Способ по п. 1, в котором тетрагалогенид кремния поступает в реакционную камеру при температуре, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 1000°C, по меньшей мере, приблизительно 1100°C, по меньшей мере, приблизительно 1200°C, по меньшей мере, приблизительно 1300°C, по меньшей мере, приблизительно 1400°C, от приблизительно 1000°C до приблизительно 1600°C, от приблизительно 1000°C до приблизительно 1500°C, от приблизительно 1100°C до приблизительно 1500°C или от приблизительно 1200°C до приблизительно 1400°C.
10. Способ по п. 2, в котором объемная концентрация тетрагалогенида кремния в потоке газа через периферические отверстия составляет, по меньшей мере, приблизительно 1%, по меньшей мере, приблизительно 5%, по меньшей мере, приблизительно 20%, по меньшей мере, приблизительно 40%, по меньшей мере, приблизительно 60%, по меньшей мере, приблизительно 80%, по меньшей мере, приблизительно 95%, по меньшей мере, приблизительно 99% или от приблизительно 1% до приблизительно 100%, от приблизительно 20% до приблизительно 100% или от приблизительно 40% до приблизительно 100%.
11. Способ по п. 2, в котором поток газа через периферические отверстия включает массу термически разлагаемого соединения кремния.
12. Способ по п. 11, в котором объемная концентрация термически разлагаемого соединения кремния в потоке газа через периферические отверстия составляет менее чем приблизительно 50%, менее чем приблизительно 30%, менее чем приблизительно 5% или от приблизительно 1% до приблизительно 50%, или от приблизительно 5% до приблизительно 30%.
13. Способ по п. 2, в котором поток газа через периферические отверстия состоит, в основном, из тетрагалогенида кремния.
14. Способ по п. 2, в котором объемная концентрация термически разлагаемых соединений в потоке газа через внутренние отверстия составляет, по меньшей мере, приблизительно 5%, по меньшей мере, приблизительно 20%, по меньшей мере, приблизительно 40%, по меньшей мере, приблизительно 55%, по меньшей мере, приблизительно 70%, по меньшей мере, приблизительно 95%, по меньшей мере, приблизительно 99% или от приблизительно 40% до приблизительно 100%, от приблизительно 55% до приблизительно 95%, или от приблизительно 70% до приблизительно 85%.
15. Способ по п. 2, в котором поток газа через внутренние отверстия включает водород.
16. Способ по п. 15, в котором объемная концентрация водорода в потоке газа через внутренние отверстия составляет, по меньшей мере, приблизительно 1%, по меньшей мере, приблизительно 5%, по меньшей мере, приблизительно 20%, по меньшей мере, приблизительно 40%, по меньшей мере, приблизительно 60%, по меньшей мере, приблизительно 80% или от приблизительно 1% до приблизительно 90%, от приблизительно 20% до приблизительно 90%, или от приблизительно 40% до приблизительно 90%.
17. Способ по п. 15, в котором молярное соотношение водорода и термически разлагаемых соединений в потоке газа через внутренние отверстия составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 7:1, от приблизительно 2:1 до приблизительно 4:1 или от приблизительно 2:1 до приблизительно 3:1.
18. Способ по п. 1, в котором водород направляют внутрь термически разлагаемого соединения.
19. Способ по п. 18, в котором множество распределительных отверстий включает, по меньшей мере, одно центральное отверстие, где способ включает направление водорода из источника газа через распределительные отверстия распределителя в реакционную камеру, причем концентрация водорода в потоке газа через центральные отверстия превышает концентрацию водорода в потоке газа через внутренние отверстия и превышает концентрацию водорода в потоке через периферические отверстия.
20. Способ по п. 19, в котором водород поступает в реакционную камеру при температуре, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 1000°C, по меньшей мере, приблизительно 1100°C, по меньшей мере, приблизительно 1200°C, по меньшей мере, приблизительно 1300°C, по меньшей мере, приблизительно 1400°C, от приблизительно 1000°C до приблизительно 1500°C, от приблизительно 1100°C до приблизительно 1500°C или от приблизительно 1200°C до приблизительно 1500°C.
21. Способ по п. 1, в котором тетрагалогенид кремния выбран из группы, которую составляют тетрахлорид кремния, тетрабромид кремния, тетрафторид кремния и тетрайодид кремния.
22. Способ по п. 1, в котором тетрагалогенид кремния представляет собой тетрахлорид кремния.
23. Способ производства поликристаллического кремния, где способ включает:
введение тригалогенсилана в реакционную камеру, имеющую стенку реакционной камеры и содержащую частицы кремния, причем тригалогенсилан термически разлагается в реакционной камере с осаждением массы кремния на частицы кремния, где масса тригалогенсилана превращается в тетрагалогенид кремния;
извлечение тетрагалогенида кремния из реакционной камеры; и
введение части извлеченного тетрагалогенида кремния в реакционную камеру рядом со стенкой реакционной камеры.
24. Способ по п. 23, в котором тетрагалогенид кремния вытравливает осадки кремния на стенке реакционной камеры.
25. Способ по п. 24, в котором тетрагалогенид кремния реагирует с осадками кремния, образуя гексагалогендисилан.
26. Способ по п. 23, в котором вся часть тетрагалогенида кремния, извлеченная из реакционной камеры, рециркулирует обратно в реакционную камеру.
27. Способ по п. 23, включающий:
реакцию источника кремния и галогеноводородной кислоты с образованием тригалогенсилана, где образуется масса тетрагалогенида кремния в качестве побочного продукта; и
введение тригалогенсилана и тетрагалогенида кремния, образующегося в качестве побочного продукта реакции кремния и галогеноводородной кислоты, в реакционную камеру.
28. Способ по п. 27, в котором тетрагалогенид кремния, полученный в качестве побочного продукта реакции кремния и галогеноводородной кислоты, вытравливает осадки кремния на стенке реакционной камеры.
29. Способ по п. 27, в котором всю часть тетрагалогенида кремния, полученного в качестве побочного продукта реакции кремния и галогеноводородной кислоты, вводят в реакционную камеру.
30. Способ по п. 27, в котором количество тетрагалогенида кремния, полученного из тригалогенсилана в реакционной камере, и количество тетрагалогенида кремния, полученного в качестве побочного продукта реакции кремния и галогеноводородной кислоты, является практически таким же, как количество кремния тригалогенсилана, израсходованного в реакционной камере в ходе реакции с кремнием.
31. Способ по п. 27, в котором галогеноводородная кислота представляет собой хлористоводородную кислоту.
32. Способ по п. 23, в котором водород вводят в реакционную камеру.
33. Способ по п. 23, в котором отходящий газ выводят из реакционной камеры, где отходящий газ включает тетрагалогенид кремния, галогеноводородную кислоту, любой непрореагировавший тригалогенсилан и любой непрореагировавший водород.
34. Способ по п. 33, в котором галогеноводородную кислоту отделяют от отходящего газа, и в котором тетрагалогенид кремния и любой непрореагировавший тригалогенсилан и любой непрореагировавший водород, выведенный из реакционной камеры, вводят в реакционную камеру.
35. Способ по п. 23, в котором реакционная камера включает стенку реакционной камеры, и в котором, по меньшей мере, часть тетрагалогенида кремния, введенного в реакционную камеру, направляют на стенку реакционной камеры.
36. Способ по п. 23, в котором тригалогенсилан выбран из группы, которую составляют трихлорсилан, трибромсилан, трифторсилан и трийодсилан.
37. Способ по п. 23, в котором тригалогенсилан представляет собой трихлорсилан.
38. Способ по п. 23, в котором тетрагалогенид кремния выбран из группы, которую составляют тетрахлорид кремния, тетрабромид кремния, тетрафторид кремния и тетрайодид кремния.
39. Способ по п. 23, в котором тетрагалогенид кремния представляет собой тетрахлорид кремния.
40. Распределитель для распределения первого газа, второго газа и третьего газа в реакционную камеру, включающую, по меньшей мере, одну стенку реакционной камеры, где распределитель включает множество распределительных отверстий, в том числе, множество периферических отверстий, множество внутренних отверстий и множество центральных отверстий, причем периферические отверстия имеют такую конфигурацию, чтобы обеспечивать гидравлическое соединение с источником первого газа, но не с источником второго газа или источником третьего газа.
41. Распределитель по п. 40, в котором центральные отверстия имеют такую конфигурацию, чтобы обеспечивать гидравлическое соединение с источником третьего газа, но не с источником первого газа или источником второго газа.
42. Распределитель по п. 40, в котором внутренние отверстия имеют такую конфигурацию, чтобы обеспечивать гидравлическое соединение с источником второго газа, но не с источником первого газа или источником третьего газа.
43. Распределитель по п. 40, в котором каждое распределительное отверстие имеет часть канала и часть дросселя.
44. Система реактора с псевдоожиженным слоем, включающая реакционную камеру, имеющую, по меньшей мере, одну стенку реакционной камеры, и распределитель для распределения газа в реакционную камеру, включающий множество распределительных отверстий, которые обеспечивают гидравлическое соединение между реакционной камерой и источником первого газа, источником второго газа и источником третьего газа, где множество распределительных отверстий включают множество периферических отверстий, множество внутренних отверстий и множество центральных отверстий, причем периферические отверстия имеют такую конфигурацию, чтобы обеспечивать гидравлическое соединение с источником первого газа, но не с источником второго газа или источником третьего газа.
45. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 44, в которой центральные отверстия имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечивать гидравлическое соединение с источником третьего газа, но не с источником первого газа или источником второго газа.
46. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 44, в которой внутренние отверстия находятся в гидравлическом соединении с источником второго газа и не находятся в гидравлическом соединении с источником первого газа или источником третьего газа.
47. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 44, включающая газосборник первого газа в гидравлическом соединении с источником первого газа и реакционной камерой, газосборник второго газа в гидравлическом соединении с источником второго газа и реакционной камерой и газосборник третьего газа в гидравлическом соединении с источником третьего газа и реакционной камерой.
48. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 47, которая дополнительно включает блок впуска, внешнее кольцо, внутреннее кольцо, концентрическое внешнему кольцу, и центральное кольцо, концентрическое внешнему кольцу и внутреннему кольцу, и в которой газосборник первого газа определен пространством между распределителем, блоком впуска, внешним кольцом и внутренним кольцом, и газосборник второго газа определен пространством между распределителем, блоком впуска, внутренним кольцом и центральным кольцом.
49. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 48, дополнительно включающая трубу для выведения продуктов, концентрическую внешнему кольцу, внутреннему кольцу и центральному кольцу, которая проходит через распределитель и блок впуска, и где газосборник третьего газа определен пространством между распределителем, блоком впуска, центральным кольцом и трубой для выведения продуктов.
50. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 49, в которой блок впуска включает канал первого газа в гидравлическом соединении с газосборником первого газа, канал второго газа в гидравлическом соединении с газосборником второго газа и канал третьего газа в гидравлическом соединении с газосборником третьего газа.
51. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 44, в которой каждое распределительное отверстие имеет часть канала и часть дросселя.
52. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 51, в которой распределитель включает множество воронок, и каждое распределительное отверстие имеет часть раструба, причем часть раструба находится в гидравлическом соединении с частью дросселя распределительного отверстия и воронкой.
53. Система реактора с псевдоожиженным слоем по п. 52, в которой воронки, которые находятся в гидравлическом соединении с частью раструба периферических распределительных отверстий, открываются в реакционную камеру.