用于制造高純硅的反應(yīng)器和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于借助加熱到高溫的硅棒上含硅化合物的熱分解來制造硅的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)器底部和安裝在所述反應(yīng)器底部上的反應(yīng)器上部，所述反應(yīng)器底部和所述反應(yīng)器上部共同圍成反應(yīng)器內(nèi)腔，在所述反應(yīng)器內(nèi)腔中進(jìn)行所述熱分解，其中所述反應(yīng)器底部具有支架，在所述支架中固定了所述硅棒。所述反應(yīng)器的特征在于，所述支架在所述反應(yīng)器底部上形成由六邊形構(gòu)成的圖案，并且/或者所述反應(yīng)器內(nèi)腔被套狀的分隔壁劃分為兩個(gè)子區(qū)域：其中布置有硅棒的、中心的、優(yōu)選柱狀的內(nèi)部區(qū)域以及沿徑向包圍所述內(nèi)部區(qū)域的、優(yōu)選環(huán)隙狀的外部區(qū)域，其中所述子區(qū)域向上方敞開或者通過所述分隔壁中的通道彼此處于連接之中。此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造硅的方法，所述方法能夠在這種反應(yīng)器中實(shí)施。
【專利說明】用于制造高純硅的反應(yīng)器和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于借助加熱到高溫的硅棒上含硅化合物的熱分解來制造硅的反應(yīng)器和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，在多階段的過程中以通常還具有較高份額的雜質(zhì)的冶金硅為出發(fā)點(diǎn)來制造高純硅。為了對(duì)所述冶金硅進(jìn)行凈化，能夠?qū)⑵淅甾D(zhuǎn)化為三鹵硅烷例如三氯硅烷(SiHCl3),隨后將所述三鹵硅烷熱分解為高純硅。一種這樣的處理方式例如從DE 29 19086中得到了公開。作為替代方案，也能夠像例如在DE 33 11 650中所說明的那樣通過單娃燒的熱分解來提取聞純娃。
[0003]在過去數(shù)年里，借助單硅烷的熱分解來提取高純硅的做法越來越引起重視。因此例如在DE 10 2009 003 368 B3中說明了一種反應(yīng)器，能夠?qū)喂柰閲娚涞剿龇磻?yīng)器中，所述單硅烷在布置在所述反應(yīng)器中的、加熱到高溫的硅棒上分解。將在這過程中產(chǎn)生的硅在所述娃棒的表面上分離出來。
[0004]為了能夠更好地對(duì)所述分離過程進(jìn)行控制，通常不是將純的單硅烷而是將由單硅烷和承載氣例如氫氣構(gòu)成的混合物饋入到像在DE 10 2009 003 368 B3中所說明的那樣的反應(yīng)器中。不過，在饋入時(shí)必須注意，不要太過劇烈地對(duì)這種氣體混合物進(jìn)行加熱，尤其不要加熱到超過400°C。也就是說，自這種溫度起，單硅烷的分解已經(jīng)在氣相中出現(xiàn)，其中形成硅塵，所述硅塵降落到所述反應(yīng)器的底部上，沉積在所述硅棒上，或者連同其它的分解產(chǎn)物被從所述反應(yīng)器中分離出來。在實(shí)際上，很難對(duì)所述反應(yīng)器中的氣體混合物的溫度進(jìn)行控制，因?yàn)樵谒龇磻?yīng)器的內(nèi)部存在著很大的溫度梯度。例如加熱到高溫的硅棒通常具有大于800°C的溫度，而其它的反應(yīng)器部件則通過主動(dòng)的冷卻被保持到明顯較低的溫度上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種開頭所提到的類型的反應(yīng)器，該反應(yīng)器比從現(xiàn)有技術(shù)中知道的反應(yīng)器更有能效地工作，并且該反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于有待饋入的、含硅的氣體的溫度的有效的控制。
[0006]該任務(wù)通過所述具有權(quán)利要求1和5的特征的反應(yīng)器并且通過所述具有權(quán)利要求12的特征的方法得到解決。所述按本發(fā)明的反應(yīng)器的優(yōu)選的實(shí)施方式在權(quán)利要求2到11中得到了說明。所述按本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式在權(quán)利要求13中獲得。
[0007]按本發(fā)明的反應(yīng)器總是包括反應(yīng)器底部以及安裝在其上面的反應(yīng)器上部。所述反應(yīng)器上部例如能夠構(gòu)造為鐘狀或者罩狀。所述反應(yīng)器底部大多數(shù)是底板，所述反應(yīng)器上部能夠安放到所述底板上。這兩個(gè)部件共同圍成反應(yīng)器內(nèi)腔，在該反應(yīng)器內(nèi)腔中能夠布置加熱到高溫的硅棒，從而在所述硅棒上對(duì)含硅化合物進(jìn)行熱分解。為此目的，所述反應(yīng)器具有支架，所述支架優(yōu)選布置在所述反應(yīng)器底部上或者被集成到所述反應(yīng)器底部中。在這些支架中固定所述硅棒。一般來說，所述硅棒垂直于所述反應(yīng)器底部定向并且在所述反應(yīng)器內(nèi)腔的內(nèi)部垂直向上指向。
[0008]一般來說，所述反應(yīng)器上部通過機(jī)械的固定器件、例如螺栓固定在所述反應(yīng)器底部上。由此保證，所述反應(yīng)器上部能夠從反應(yīng)器底部上松開和拆下，從而能夠在分解周期之后為了 “收割”所分離的硅的目的而將所述硅棒取出。
[0009]與在DE 10 2009 003 368 B3中所說明的發(fā)明相類似，在此也優(yōu)選的是，所述固定在反應(yīng)器中的硅棒構(gòu)造為U形。它們?cè)谶@種實(shí)施方式中分別具有兩個(gè)自由端部，其中優(yōu)選為這些端部中的每個(gè)端部分配了布置在所述反應(yīng)器底部上的支架之一。也就是說，例如對(duì)于27個(gè)U形的硅棒來說需要54個(gè)支架。
[0010]尤其按本發(fā)明的反應(yīng)器的突出之處在于，所述支架在所述反應(yīng)器底部上構(gòu)成由六邊形、特別優(yōu)選由規(guī)則的六邊形構(gòu)成的圖案。所述支架在此優(yōu)選形成所述六邊形的角。必要時(shí)，在如此定義的六邊形的中心也存在支架。
[0011]眾所周知規(guī)則的六邊形”是由六個(gè)角和六條邊構(gòu)成的六邊形,其中全部六條邊一樣長并且在全部六個(gè)角處的角度一樣大。
[0012]特別優(yōu)選的是，所述圖案包括一個(gè)中心六邊形以及六個(gè)環(huán)形地圍繞著所述中心六邊形的其它六邊形，在這些其它六邊形中每個(gè)六邊形都與所述中心六邊形共同擁有一條邊并且與相應(yīng)的環(huán)形相鄰體(Ringnachbar)共同擁有另一條邊。所述支架在此相應(yīng)地定義所述六邊形的角，并且對(duì)于所述環(huán)形圍繞著的六邊形來說額外地定義了其中心。為了無空隙地形成這樣的圖案或者說這樣的圖案部分，需要30個(gè)支架。
[0013]在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述由六個(gè)六邊形構(gòu)成的環(huán)被另一個(gè)由12個(gè)六邊形構(gòu)成的環(huán)所包圍。所述支架對(duì)于這12個(gè)六邊形來說同樣能夠標(biāo)記所述中心和所述角，但是在此能夠優(yōu)選的是，所述角中的至少一些角空著。
[0014]因此，例如需要72個(gè)支架，以便對(duì)于包括所提到的中心六邊形以及圍繞著該中心六邊形的、6元素環(huán)和12元素環(huán)的圖案來說，所有六邊形的角和六邊形的中心(除了所述中心六邊形的中心之外)都無空隙地用支架來占據(jù)。但是，如果所述按本發(fā)明的反應(yīng)器例如僅僅被設(shè)置用于容納27個(gè)U形的硅棒，則僅僅需要54個(gè)支架并且在外部的環(huán)中一些位置、優(yōu)選處于外部的角仍然空著。
[0015]所述支架以六邊形圖案來布置，這提供了一些較大的優(yōu)點(diǎn)。在從現(xiàn)有技術(shù)中知道的反應(yīng)器、例如由DE 10 2009 003 368 B3公開的反應(yīng)器中，所述支架布置在同心的圓中。相對(duì)于此，六邊形布置方案令人驚訝地提供明顯的能量方面的優(yōu)點(diǎn)。除此以外，能夠非常好地控制開頭所提到的、不受歡迎的硅塵的形成。在所描述的由六邊形構(gòu)成的圖案中，各個(gè)支架相對(duì)于所有直接相鄰的支架具有相同的距離。由此產(chǎn)生所述被固定在支架中的硅棒的、在反應(yīng)器內(nèi)腔中的、非常均勻的分布的效果。由此，在所述反應(yīng)器內(nèi)腔中以較小的程度出現(xiàn)溫度梯度。此外，由于所述硅棒的均勻的分布，通過輻射失去的能量也很少。
[0016]原則上，還能夠圍繞著所描述的由六邊形構(gòu)成的環(huán)布置更多的由六邊形構(gòu)成的環(huán)、例如第三個(gè)由18個(gè)規(guī)則的六邊形構(gòu)成的環(huán)。
[0017]按本發(fā)明的反應(yīng)器優(yōu)選具有套狀的分隔壁，所述分隔壁將所述反應(yīng)器內(nèi)腔劃分為兩個(gè)子區(qū)域，也就是:其中布置有硅棒的、中心的、優(yōu)選柱狀的內(nèi)部區(qū)域以及沿徑向包圍所述內(nèi)部區(qū)域的、優(yōu)選環(huán)隙狀的外部區(qū)域。所述外部區(qū)域一般來說向外由所述反應(yīng)器上部限定。這些子區(qū)域向上敞開或者通過所述分隔壁中的通道彼此連接。
[0018]這樣的分隔壁不僅能夠作為所述六邊形的支架布置方案的、詳細(xì)地得到描述的特征的補(bǔ)充方案在按本發(fā)明的反應(yīng)器中得到實(shí)現(xiàn)，而且能夠作為所述特征的替代方案來實(shí)現(xiàn)。在后一種情況中，所述支架例如能夠像在DE 10 2009 003 368 B3中所描述的那樣來布置。
[0019]優(yōu)選所述分隔壁是優(yōu)選空心柱狀的構(gòu)件。所述分隔壁能夠被安裝到所述反應(yīng)器底部上，或者作為替代方案作為所述反應(yīng)器上部的一部分與所述反應(yīng)器上部共同被固定在所述反應(yīng)器底部上。在第一種情況中，所述構(gòu)件優(yōu)選以能夠拆下的方式、例如通過機(jī)械的固定器件例如螺栓固定在所述反應(yīng)器底部上。由此保證，所述分隔壁(如所述反應(yīng)器上部)能夠、必需能夠從所述反應(yīng)器底部上松開并且拆下，從而能夠更換所述硅棒。在后一種情況中，所述構(gòu)件能夠作為所述反應(yīng)器上部的一部分與其共同在一個(gè)步驟中從所述反應(yīng)器底部上松開并且取走。這一點(diǎn)也特別有利，因?yàn)樗龇磻?yīng)器上部和所述分隔壁一般來說都必須得到冷卻并且就這樣能夠使用共同的冷卻回路。
[0020]所述分隔壁的高度優(yōu)選相當(dāng)于通過所述支架固定在反應(yīng)器底部上的硅棒的長度或者甚至超過所述長度。相應(yīng)優(yōu)選的是，所述硅棒不是向上從所述通過分隔壁定義的中心的內(nèi)部區(qū)域中伸出來。只要所述分隔壁具有所提到的通道，如果所述分隔壁是所述反應(yīng)器上部的一部分，則尤其可能出現(xiàn)這種情況，那么優(yōu)選如此布置所述通道，使得其在所述反應(yīng)器關(guān)閉時(shí)通過所述硅棒的上端部將所述內(nèi)部區(qū)域與所述外部區(qū)域彼此連接起來。
[0021]所述分隔壁優(yōu)選至少在所述子區(qū)域中構(gòu)造成雙壁的。所述分隔壁的壁體在此構(gòu)成間隙，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，冷卻回路、例如也貫穿流過所述反應(yīng)器上部的冷卻回路從所述間隙中穿過。
[0022]特別優(yōu)選所述反應(yīng)器具有輸入管路，通過該輸入管路能夠?qū)⒑杌衔镳伻氲剿龇磻?yīng)器內(nèi)腔中。優(yōu)選如此布置所述輸入管路，從而能夠?qū)⑺龊杌衔镳伻氲剿霏h(huán)隙狀的外部區(qū)域中。特別優(yōu)選所述輸入管路從所述反應(yīng)器底部中穿過，也就是說包括從所述反應(yīng)器底部中穿過的穿孔。
[0023]在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，將所述含硅化合物直接饋入到所述反應(yīng)器內(nèi)腔的中心的內(nèi)部區(qū)域中，在所述中心的內(nèi)部區(qū)域中布置了所述硅棒，其中所述輸入管路在這種情況中也優(yōu)選從所述反應(yīng)器底部中穿過。為此目的，能夠?qū)娮爝B同相應(yīng)的輸入管路集成到所述反應(yīng)器底部中。所述反應(yīng)器底部也能夠包括篩狀的附件，該附件形成所述反應(yīng)器內(nèi)腔的底部，并且在該頂蓋的下方布置了所述噴嘴。
[0024]此外優(yōu)選的是，所述反應(yīng)器具有輸出管路，通過該輸出管路能夠?qū)鈶B(tài)的分解產(chǎn)物從所述反應(yīng)器內(nèi)腔中輸出。優(yōu)選如此布置所述輸出管路，從而能夠?qū)⑺鰵鈶B(tài)的分解產(chǎn)物從所述中心的內(nèi)部區(qū)域中輸出。所述輸出管路在此特別優(yōu)選從所述反應(yīng)器底部中穿過，也就是包括從所述反應(yīng)器底部中穿過的穿孔。
[0025]作為替代方案，也能夠如此布置所述輸出管路，從而能夠?qū)⑺鰵鈶B(tài)的分解產(chǎn)物從所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中輸出，其中在這種情況下也優(yōu)選的是，所述輸出管路從所述反應(yīng)器底部中穿過。
[0026]按照本發(fā)明的、具有分隔壁的反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)流動(dòng)導(dǎo)引(StrSmungsfiihrung)的一種迄今未從現(xiàn)有技術(shù)中得知的變型方案。因此，能夠?qū)⒂珊杌衔锖统休d氣、例如氫氣構(gòu)成的混合物通過所述反應(yīng)器底部饋入到所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中，并且通過所述分隔壁或者所述分隔壁中的通道來導(dǎo)送到具有硅棒的中心的內(nèi)部區(qū)域中。在所述內(nèi)部區(qū)域中，所述混合物又能夠朝所述底板的方向流動(dòng)，其中所述混合物從上往下、也就是反向于重力方向經(jīng)過所述布置在內(nèi)部區(qū)域中的硅棒。
[0027]但是，也非?？赡艿氖牵瑢⑺鲇珊杌衔锖退龀休d氣構(gòu)成的混合物通過所述反應(yīng)器底部饋入到所述中心的內(nèi)部區(qū)域中，并且通過所述分隔壁或者所述分隔壁中的通道來導(dǎo)送到所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中，并且從那里通過所提到的輸出管路來輸出。
[0028]作為含娃化合物，此外優(yōu)選使用單娃燒，所述單娃燒會(huì)熱分解為娃和氫氣。作為承載氣，例如能夠使用稀有氣體或者氫氣。不過，作為替代方案，作為含硅化合物當(dāng)然也能夠向所述按本發(fā)明的反應(yīng)器饋給鹵素硅烷、例如三氯硅烷。
[0029]如上面所描述的那樣，所述反應(yīng)器上部例如能夠構(gòu)造為鐘狀或者罩狀。一般來說，所述反應(yīng)器上部總是包括構(gòu)造為空心柱狀的、在側(cè)面限定所述反應(yīng)器內(nèi)腔的基本節(jié)段以及端部節(jié)段，所述端部節(jié)段向上限定所述反應(yīng)器內(nèi)腔。特別優(yōu)選的是，所述分隔壁至少在子區(qū)域中構(gòu)造成雙壁的，使得其能夠被已經(jīng)提到的冷卻回路穿過。
[0030]尤其在所述按本發(fā)明的、具有分隔壁的反應(yīng)器的實(shí)施方式中，優(yōu)選的是，所述端部節(jié)段在中心具有凹部、尤其拱形，所述凹部伸入到所述反應(yīng)器內(nèi)腔中，優(yōu)選伸入到所述中心的內(nèi)部區(qū)域中。這個(gè)凹部例如能夠用于改變從所述環(huán)隙狀的外部空間向上流出的氣體的流動(dòng)方向，尤其使所述氣體朝所述中心的內(nèi)部區(qū)域的方向轉(zhuǎn)向。
[0031]所述按本發(fā)明的方法像所述按本發(fā)明的反應(yīng)器一樣用于通過在加熱到高溫的硅棒上對(duì)含硅化合物進(jìn)行熱分解來制造硅。尤其所述已經(jīng)提到的新穎的、反向于重力的流動(dòng)導(dǎo)引是所述方法的內(nèi)容。
[0032]無論如何，為了實(shí)施按本發(fā)明的方法而需要一種反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)器底部和反應(yīng)器上部，所述反應(yīng)器底部和所述反應(yīng)器上部共同圍成一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)腔，在該反應(yīng)器內(nèi)腔中能夠布置所述娃棒。在按本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)，將包含有待分解的含娃化合物的氣流導(dǎo)入到這個(gè)反應(yīng)器內(nèi)腔中。在這種氣流已經(jīng)經(jīng)過所述硅棒之后，將其從所述反應(yīng)器內(nèi)腔中輸出。
[0033]所述按本發(fā)明的方法的突出之處尤其在于，所述氣流被從上面導(dǎo)送到所述硅棒上并且從上往下貫穿流過所述反應(yīng)器內(nèi)腔。如開頭已經(jīng)提到的那樣，所述硅棒被垂直地固定在所述反應(yīng)器的內(nèi)部，使得所述氣流首先流到所述硅棒的上方的端部上并且接著根據(jù)長度經(jīng)過所述硅棒。
[0034]依照傳統(tǒng)，有待分解的、含硅化合物通過所述反應(yīng)器底部被導(dǎo)送到所述反應(yīng)器內(nèi)腔中，并且在所述內(nèi)腔中向上流動(dòng)。而后例如像在DE 10 2009 003 368 B3中所描述的那樣，通過伸到所述反應(yīng)器內(nèi)腔中的管子來將用過的氣體輸出。
[0035]所述方法能夠特別好地在上面所說明的反應(yīng)器中實(shí)施，尤其在一種反應(yīng)器中實(shí)施，該反應(yīng)器如上面所描述的那樣具有套狀的分隔壁，該分隔壁將所述反應(yīng)器內(nèi)腔劃分為其中布置有硅棒的、中心的內(nèi)部區(qū)域以及沿徑向包圍所述中心的內(nèi)部區(qū)域的、環(huán)隙狀的外部區(qū)域。所述氣流優(yōu)選被饋入到所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中，并且被從那里通過所述分隔壁被導(dǎo)引到所述內(nèi)部區(qū)域中。所述氣流從上往下貫穿流過所述內(nèi)部區(qū)域，并且而后被通過從所述反應(yīng)器底部中穿過的輸出管路從所述反應(yīng)器內(nèi)腔中輸出。
[0036]不過，如已經(jīng)提到的那樣，也能夠以顛倒的方式來運(yùn)行所述按本發(fā)明的反應(yīng)器。為此將所述氣流饋入到所述中心的內(nèi)部區(qū)域中、導(dǎo)送到所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中，并且將其從那里例如通過從所述反應(yīng)器底部中穿過的輸出管路來輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]本發(fā)明的其它特征以及從本發(fā)明中產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)從以下對(duì)附圖所作的說明中獲得，借助所述附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行圖解。在此要強(qiáng)調(diào)，所述按本發(fā)明的方法的、所有在本申請(qǐng)中所描述的選用性的方面一方面能夠本身單獨(dú)地、另一方面不過也能夠在與其它特征中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)特征的組合中在本發(fā)明的實(shí)施方式得到實(shí)現(xiàn)。接下來所描述的優(yōu)選的實(shí)施方式僅僅用于解釋本發(fā)明并且用于更好地理解本發(fā)明，并且不應(yīng)該以任何方式來限制性地理解。

【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1是一種按本發(fā)明的反應(yīng)器的一種優(yōu)選的實(shí)施方式100的示意性的橫截面圖示。在該實(shí)施方式中，該反應(yīng)器包括反應(yīng)器底部101以及安裝在其上面的反應(yīng)器上部102，所述反應(yīng)器上部又被劃分為構(gòu)造為空心柱狀的基本節(jié)段103以及端部節(jié)段104。所述反應(yīng)器底部101和所述反應(yīng)器上部102共同圍成所述反應(yīng)器內(nèi)腔105，在該反應(yīng)器內(nèi)腔中沿著垂直于所述反應(yīng)器底部101的定向布置了硅棒106。所述內(nèi)腔105被所述分隔壁107劃分為中心的柱狀的內(nèi)部區(qū)域108和環(huán)隙狀的外部區(qū)域109。這兩個(gè)區(qū)域108和109向上敞開。所述分隔壁雖然明顯地超出所述硅棒106，但是沒有一直伸展到所述端部節(jié)段104的里面。換而言之，所述分隔壁107被固定在所述反應(yīng)器底部101上。像所述基段分段103 —樣，所述分隔壁107構(gòu)造為空心柱狀。所述被分隔壁107和基本節(jié)段103限定的外部區(qū)域109能夠用作用于包含著含硅化合物的氣體的通道，所述氣體向上朝所述端部節(jié)段104的方向流動(dòng)。所述端部節(jié)段在中間具有拱形110，該拱形伸入到所述反應(yīng)器內(nèi)腔105中。所述拱形用于使從所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域109中流出的含硅的氣體朝所述內(nèi)部區(qū)域108的方向轉(zhuǎn)向。在所述內(nèi)部區(qū)域108中，所述氣體流到所述硅棒106上，所述氣體從上往下經(jīng)過所述硅棒106。在這過程中，包含在所述氣體中的含娃化合物分解。金屬般的娃在所述娃棒106上分離出來。但是，氣態(tài)的分解產(chǎn)物能夠通過所述反應(yīng)器底部101來輸出。
[0039]圖2示出了按本發(fā)明的反應(yīng)器200的部分剖切的圖示。該反應(yīng)器包括反應(yīng)器底部201和反應(yīng)器上部202。如在圖1所示出的反應(yīng)器100的情況中一樣，所述反應(yīng)器上部202也具有端部節(jié)段，該端部節(jié)段具有伸入到所述反應(yīng)器內(nèi)腔203中的拱形204。在反應(yīng)器內(nèi)腔203的內(nèi)部布置分隔壁205，該分隔壁又套狀地包圍著所述硅棒206。所述硅棒206是U形的硅棒，所述U形的硅棒通過相應(yīng)的支架固定在所述反應(yīng)器底部201上。
[0040]圖3是反應(yīng)器底部301的從上面看的示意圖(俯視圖)。尤其示出了分隔壁302，在該分隔壁的內(nèi)部布置了 U形的硅棒303。所述硅棒303在此被固定在支架中，所述支架在所述反應(yīng)器底部301上形成由規(guī)則的六邊形構(gòu)成的圖案。為說明問題，繪入了所述六邊形。像能夠清楚地看出的一樣，所述支架一方面形成所述六邊形的角，不過另一方面也形成其中心。所示出的圖案包括所述中心六邊形304以及六個(gè)環(huán)形地圍繞著所述中心六邊形的其它六邊形，在這些其它六邊形中每個(gè)六邊形都與所述中心六邊形304共同擁有一條邊并且與相應(yīng)的環(huán)形相鄰體共同擁有另一條邊。圍繞著所述由六個(gè)六邊形構(gòu)成的環(huán)，布置了另一個(gè)由12個(gè)六邊形構(gòu)成的環(huán)。但是，因?yàn)樗龇磻?yīng)器底部301僅僅被設(shè)置用于容納27個(gè)U形的硅棒，所以所述外部的環(huán)的六邊形結(jié)構(gòu)是不完整的。
【權(quán)利要求】
1.用于借助加熱到高溫的硅棒上含硅化合物的熱分解來制造硅的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器底部(底板)和安裝在所述反應(yīng)器底部上的(能夠拆下的)反應(yīng)器上部(反應(yīng)器鐘罩)，所述反應(yīng)器底部和所述反應(yīng)器上部共同圍成反應(yīng)器內(nèi)腔，在所述內(nèi)腔中進(jìn)行所述熱分解，其中所述反應(yīng)器底部具有支架，在所述支架中固定了所述硅棒，其特征在于，所述支架在所述反應(yīng)器底部上形成由六邊形構(gòu)成的圖案。
2.按權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述圖案包括一個(gè)中心六邊形以及六個(gè)環(huán)形地圍繞著所述中心六邊形的其它六邊形，在所述其它六邊形中每個(gè)六邊形都與所述中心六邊形共同擁有一條邊并且與相應(yīng)的環(huán)形相鄰體共同擁有另一條邊，其中所述支架相應(yīng)地定義了所述六邊形的角并且對(duì)于所述環(huán)形圍繞著的六邊形來說附加地定義了其中心。
3.按權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，由六個(gè)六邊形構(gòu)成的所述環(huán)被另一個(gè)由12個(gè)六邊形構(gòu)成的環(huán)所包圍，并且所述支架對(duì)于所述六邊形來說相應(yīng)地定義了中心并且部分地定義了角，其中對(duì)于所述六邊形中的六個(gè)六邊形來說一個(gè)角空著并且對(duì)于另外六個(gè)六邊形來說兩個(gè)角空著。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述硅棒構(gòu)造為U形并且分別具有兩個(gè)自由端部，為所述自由端部分別分配了所述支架之一。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述或者按權(quán)利要求1的前序部分所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)腔被套狀的分隔壁劃分為兩個(gè)子區(qū)域:其中布置有所述硅棒的、中心的、優(yōu)選柱狀的內(nèi)部區(qū)域以及沿徑向包圍所述內(nèi)部區(qū)域的、優(yōu)選環(huán)隙狀的外部區(qū)域，其中所述子區(qū)域向上敞開或者通過所述分隔壁中的通道彼此處于連接之中。
6.按權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述分隔壁的高度相當(dāng)于通過所述支架固定在反應(yīng)器底部上的硅棒的長度或者超過所述長度。
7.按權(quán)利要求5或者權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述分隔壁是空心柱狀的構(gòu)件，所述構(gòu)件以能夠松開的方式與所述反應(yīng)器底部連接或者是所述反應(yīng)器上部的一部分。
8.按權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述分隔壁構(gòu)造成雙壁的，其中所述分隔壁的壁體構(gòu)成間隙，冷卻回路從所述間隙中穿過。
9.按權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器具有輸入管路，通過所述輸入管路能夠?qū)⑺龊杌衔镳伻氲剿龇磻?yīng)器內(nèi)腔中、尤其饋入到所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中，其中優(yōu)選的是，所述輸入管路從所述反應(yīng)器底部中穿過。
10.按權(quán)利要求5到9中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器具有輸出管路，通過所述輸出管路能夠?qū)鈶B(tài)的分解產(chǎn)物從所述反應(yīng)器內(nèi)腔中輸出、尤其從所述中心的內(nèi)部區(qū)域中輸出，其中優(yōu)選的是，所述輸出管路從所述反應(yīng)器底部中穿過。
11.按權(quán)利要求5到10中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器上部包括構(gòu)造為空心柱狀的、在側(cè)面限定所述反應(yīng)器內(nèi)腔的基本節(jié)段以及端部節(jié)段，所述端部節(jié)段向上限定所述反應(yīng)器內(nèi)腔，其中所述端部節(jié)段在中心具有拱形，所述拱形伸入到所述反應(yīng)器內(nèi)腔中、優(yōu)選伸入到所述中心的內(nèi)部區(qū)域中。
12.用于制造硅的方法，其中含硅化合物在反應(yīng)器中在加熱到高溫的硅棒上被熱分解、尤其在按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器處被熱分解，其中 -所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器底部和(能夠拆下的)反應(yīng)器上部，所述反應(yīng)器底部和所述反應(yīng)器上部共同圍成反應(yīng)器內(nèi)腔，在所述反應(yīng)器內(nèi)腔中布置了所述硅棒； -將包含有待分解的含硅化合物的氣流導(dǎo)入到所述反應(yīng)器內(nèi)腔中；并且 -在所述氣流已經(jīng)經(jīng)過所述硅棒之后，將其從所述反應(yīng)器內(nèi)腔中輸出， 其特征在于，所述氣流被從上面導(dǎo)送到所述硅棒上并且從上往下貫穿流過所述反應(yīng)器內(nèi)腔。
13.按權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)器內(nèi)腔被套狀的分隔壁劃分為其中布置有所述硅棒的、中心的內(nèi)部區(qū)域以及沿徑向包圍所述中心的內(nèi)部區(qū)域的、環(huán)隙狀的外部區(qū)域，其中所述氣流被饋入到所述環(huán)隙狀的外部區(qū)域中，并且從那里通過所述分隔壁向前流到所述內(nèi)部區(qū)域中、從上往下貫穿流過所述內(nèi)部區(qū)域，并且通過從所述反應(yīng)器底部中穿過的輸出管路被從所述反應(yīng)器內(nèi)腔中輸出。
【文檔編號(hào)】B01J19/24GK104245116SQ201280070481
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】克拉特 U. 申請(qǐng)人:施米德硅晶片科技有限責(zé)任公司