硅芯夹持件及其制备方法、还原炉技术

本发明专利技术涉及多晶硅制备技术领域，具体涉及一种硅芯夹持件及其制备方法、还原炉。硅芯夹持件包括：石墨本体，石墨本体具有相对设置的第一端和第二端、以及连接第一端和第二端的侧面，第一端具有硅芯固定槽，第二端具有电极连接槽，硅芯固定槽的侧壁具有硅芯接触区和与硅芯接触区邻接的非接触区；多晶硅层，多晶硅层覆盖第一端的端面和侧面且不覆盖电极连接槽的内壁和硅芯接触区。位于石墨本体表面的多晶硅层将多晶硅棒制备过程中石墨本体原本暴露在反应气氛中的第一端的端面和侧面覆盖住，避免了石墨本体暴露在反应气氛中，从而避免了石墨本体中的杂质进入到反应气氛中进而沉积到硅芯上，降低了多晶硅棒中的杂质含量，提高了多晶硅棒的纯度。多晶硅棒的纯度。多晶硅棒的纯度。

【技术实现步骤摘要】
硅芯夹持件及其制备方法、还原炉


[0001]本专利技术涉及多晶硅制备
，具体涉及一种硅芯夹持件及其制备方法、还原炉。

技术介绍

[0002]电子级多晶硅是制造半导体晶圆的原料，一般要求含Si>99.9999％，当前生产电子级多晶硅主要方法包括改良西门子法。改良西门子法以高纯度三氯氢硅、氢气作为原料，在1050℃左右的高温下，通过化学气相沉积反应，使硅不断沉积在硅芯上，并最终长大成多晶硅棒。在沉积过程中，硅芯通过底部的硅芯夹持件与金属电极连接，硅芯夹持件起到固定硅芯和导电的作用，电流通过硅芯或硅棒使其发热，以维持多晶硅沉积所需的反应温度。石墨具有耐高温、高导电率且性质稳定等优点，目前硅芯夹持件的材料通常为石墨。
[0003]然而，沉积过程中石墨材料的硅芯夹持件直接暴露在反应气氛(三氯氢硅和氢气)中，硅芯夹持件中的一些杂质(如碳粉、痕量金属杂质)会进入到反应气氛中，从而沉积到硅芯上，从而增大了多晶硅棒中的杂质含量，降低了多晶硅棒的纯度，影响了多晶硅棒的正常使用。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种硅芯夹持件及其制备方法、还原炉，旨在提高多晶硅棒的纯度。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种硅芯夹持件，包括：石墨本体，所述石墨本体具有相对设置的第一端和第二端、以及连接所述第一端和第二端的侧面，所述第一端具有硅芯固定槽，所述第二端具有电极连接槽，所述硅芯固定槽的侧壁具有硅芯接触区和与所述硅芯接触区邻接的非接触区；多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述第一端的端面和所述侧面且不覆盖所述电极连接槽的内壁和所述硅芯接触区。
[0006]在一些实施例中，所述多晶硅层的厚度为300μm～1200μm。
[0007]在一些实施例中，所述非接触区的面积大于等于0。
[0008]在一些实施例中，所述多晶硅层不覆盖所述硅芯固定槽的内壁；或者，所述多晶硅层还覆盖所述非接触区。
[0009]本专利技术的第二方面提供一种硅芯夹持件的制备方法，包括：提供石墨本体，所述石墨本体具有相对设置的第一端和第二端、以及连接所述第一端和第二端的侧面，所述第一端具有硅芯固定槽，所述第二端具有电极连接槽，所述硅芯固定槽的侧壁具有硅芯接触区和与所述硅芯接触区邻接的非接触区；在所述第一端的端面和所述侧面形成多晶硅层，所述电极连接槽的内壁和所述硅芯接触区不形成所述多晶硅层。
[0010]在一些实施例中，在所述第一端的端面和所述侧面形成所述多晶硅层的步骤包括：将所述石墨本体的电极连接槽套设在还原炉内的电极上；向所述电极通电，使所述还原炉内的温度达到900℃
‑
1100℃；向所述还原炉内通入三氯硅烷和氢气的混合气，在所述第
一端的端面、所述侧面以及所述硅芯固定槽的内壁沉积多晶硅，得到初始多晶硅层；去除所述硅芯固定槽内至少硅芯接触区的多晶硅，得到多晶硅层。
[0011]在一些实施例中，去除所述硅芯固定槽内至少硅芯接触区的多晶硅的步骤为：将待固定的硅芯插入所述硅芯固定槽内，在所述硅芯的插入过程中，位于所述硅芯接触区的多晶硅被所述硅芯刮下；或者，采用硬物预先刮除所述硅芯固定槽内的至少硅芯接触区的多晶硅。
[0012]在一些实施例中，所述初始多晶硅层的沉积速率为10μm/min～20μm/min，沉积时间为30min～60min。
[0013]在一些实施例中，所述混合气中三氯硅烷和氢气的摩尔比为1:(20～30)。
[0014]本专利技术的第三方面提供一种还原炉，包括上述硅芯夹持件。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]1、本专利技术提供的硅芯夹持件及其制备方法，位于石墨本体表面的多晶硅层将多晶硅棒制备过程中石墨本体原本暴露在反应气氛中的第一端的端面和侧面覆盖住，避免了石墨本体暴露在反应气氛中，从而避免了石墨本体中的杂质进入到反应气氛中进而沉积到硅芯上，降低了多晶硅棒中的杂质含量，提高了多晶硅棒的纯度，有利于多晶硅棒的正常使用。
[0017]石墨本体的硅芯固定槽适于与硅芯卡接以固定硅芯，石墨本体的电极连接槽适于套设在还原炉的电极上来给硅芯通电；电极连接槽的内壁不覆盖多晶硅层，保证了硅芯夹持件的导电性；硅芯固定槽的硅芯接触区不覆盖多晶硅层，保证了硅芯与石墨本体的良好接触，从而保证了通到硅芯上的电流大小，进而保证了硅芯所产生的热量能够维持化学气相沉积反应的顺利进行。
[0018]此外，由于多晶硅层的材料与多晶硅棒的材料相同，因此不会在多晶硅棒中引入其他杂质，有利于保证多晶硅棒的纯度。
[0019]2、本专利技术提供的还原炉，包括上述硅芯夹持件，采用该还原炉进行多晶硅的沉积能够得到具有较高纯度的多晶硅棒。
附图说明
[0020]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1为本专利技术实施例1提供的一种硅芯夹持件的纵截面结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例1提供的另一种硅芯夹持件的纵截面结构示意图；
[0023]图3为硅芯固定在图1的硅芯夹持件中的一种纵截面结构示意图；
[0024]图4为硅芯固定在图1的硅芯夹持件中的另一种纵截面结构示意图；
[0025]图5为硅芯固定在图2的硅芯夹持件中的一种纵截面结构示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例2提供的硅芯夹持件的制备工艺流程图；
[0027]附图标记：
[0028]1‑
硅芯夹持件；11
‑
石墨本体；111
‑
硅芯固定槽；112
‑
电极连接槽；12
‑
多晶硅层；2
‑
硅芯。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]参见图1
‑
图2，本实施例提供一种硅芯夹持件1，包括：
[0031]石墨本体11，所述石墨本体11具有相对设置的第一端和第二端、以及连接所述第一端和第二端的侧面，所述第一端具有硅芯固定槽111，所述第二端具有电极连接槽112，所述硅芯固定槽111的侧壁具有硅芯接触区和与所述硅芯接触区邻接的非接触区；
[0032]多晶硅层12，所述多晶硅层12覆盖所述第一端的端面和所述侧面且不覆盖所述电极连接槽112的内壁和所述硅芯接触区。
[0033]上述硅芯夹持件1中的多晶硅层12将多晶硅棒制备过程中石墨本体11原本暴露在反应气氛中的第一端的端面和侧面覆盖住，避免了石墨本体11暴露在反应气氛中，从而避免了石墨本体11中的杂质进入到反应气氛中进而沉积到硅芯2上，降低了多晶硅棒中的杂质含量，提高了多晶硅棒的纯度，有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅芯夹持件，其特征在于，包括：石墨本体，所述石墨本体具有相对设置的第一端和第二端、以及连接所述第一端和第二端的侧面，所述第一端具有硅芯固定槽，所述第二端具有电极连接槽，所述硅芯固定槽的侧壁具有硅芯接触区和与所述硅芯接触区邻接的非接触区；多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述第一端的端面和所述侧面且不覆盖所述电极连接槽的内壁和所述硅芯接触区。2.根据权利要求1所述的硅芯夹持件，其特征在于，所述多晶硅层的厚度为300μm～1200μm。3.根据权利要求1所述的硅芯夹持件，其特征在于，所述非接触区的面积大于等于0。4.根据权利要求1至3任一项所述的硅芯夹持件，其特征在于，所述多晶硅层不覆盖所述硅芯固定槽的内壁；或者，所述多晶硅层还覆盖所述非接触区。5.一种硅芯夹持件的制备方法，其特征在于，包括：提供石墨本体，所述石墨本体具有相对设置的第一端和第二端、以及连接所述第一端和第二端的侧面，所述第一端具有硅芯固定槽，所述第二端具有电极连接槽，所述硅芯固定槽的侧壁具有硅芯接触区和与所述硅芯接触区邻接的非接触区；在所述第一端的端面和所述侧面形成多晶硅层，所述电极连接槽的内壁和所述硅芯接触区不形成所述多晶硅层。6.根据权利要求5所述的硅芯夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天雨，王付刚，袁北京，田新，蒋文武，
申请(专利权)人：江苏鑫华半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：