用于稳定化学气相沉积反应器中的纤丝的方法及系统的制作方法_3

文档序号:9264486阅读:来源:国知局
造。例示性夹盘描述于美国专利申请公开案第2012/0171845号中, 其揭示内容以全文引用的方式并入本文中。
[0047] 参考图2中的CVD反应器30的俯视图,在某些实施例中,稳定件18实质上正交于 或垂直于桥22中的一者或两者。举例而言,如图所描绘,反应器30中的各稳定件18可实 质上朝向反应器30的中心32 (例如沿辐射线)取向,而桥22可实质上沿围绕中心32的圆 周方向取向以形成一或多个环。稳定件18的长度通常取决于环与垂直纤丝片段20的位置 间的距离。在一些实施例中,稳定件18与桥22的取向相反,以使得桥22朝向中心32(亦 即沿辐射线)取向,且稳定件18沿圆周方向(亦即在环中)取向。或者,一或多个稳定件 18及桥22可不关于中心32及/或反应器30的圆周方向取向。反应器中的稳定件18及桥 22可使用任何配置及/或取向。如图所描绘,在一些情况下,使用超过一个稳定件18将超 过两个纤丝16连接在一起。举例而言,可使用两个稳定件18连接三个纤丝16。将超过两 个纤丝16连接在一起可改良纤丝16的稳定。
[0048] 尽管稳定件18较佳为直线形结构以将两个纤丝16连接在一起,但在一些情况下, 稳定件18不为直线形及/或包括一或多个分枝以连接超过两个纤丝16。举例而言,稳定件 18可为Y形或T形(亦即,具有三个末端)以将三个纤丝16连接在一起。稳定件18亦可 例如为X形(亦即,具有四个末端)以将四个纤丝16连接在一起。一般而言,稳定件18可 具有任何数目的分枝以任何配置将多个纤丝16连接在一起。
[0049] 在某些实施例中,多个纤丝16连接于沿CVD反应器的一或多个环配置的夹盘14。 在该等情况下,可使用多个稳定件18连接一或多个此等环中的一些或所有纤丝16。举例而 言,在图3所描绘的实施例中,CVD反应器34包括具有三个纤丝16的内环36及具有六个 纤丝16的外环38。为稳定各环36、38中的纤丝16,将稳定件18安置在环36、38中的各相 邻纤丝16对间。如图所描绘,在内环36中,连接各纤丝16对需要三个稳定件18,且在外环 38中,需要六个稳定件18。不同于图1及图2中所描绘的配置,其中,稳定件18实质上正 交于纤丝16的水平桥22,图3所示的稳定件18可实质上不正交于纤丝16的水平桥22。
[0050] 有利地,藉由用稳定件18连接纤丝16以形成内环36及外环38,可极大降低纤丝 断裂或翻倒的风险。在替代性实施例中,藉由用稳定件18仅形成部分环来稳定纤丝16。举 例而言,当自外环38缺失一或多个稳定件18时,外环38中的纤丝16可充分稳定。在一个 实例中,部分环包括至少两个纤丝16及至少一个稳定件18。
[0051] 一般而言,当俯视观察时,稳定件18与桥22可形成稳定件角α。视纤丝16的配 置而定,稳定件角α可具有提供纤丝16的所要稳定程度的任何值。举例而言,稳定件角α 可选自约〇度至约180度、约20度至约160度、约45度至约135度或约80度至约100度 的范围。在一些实施例中,当稳定件角α为约90度时,可达成最大稳定性。
[0052] 参考图4,在各种实施例中,稳定件18包括两个外部支撑杆40及中心连接件42。 中心连接件42包括两个用于承接支撑杆40的插口 44 (在各端上具有一个插口 44)。各插 口 44的深度D可为例如支撑杆40的长度的约三分之一至约二分之一。稳定件18的长度 L可藉由调节支撑杆40插入插口 44的深度而变化。或者,稳定件18可包括单个支撑杆40 及具有一个用于承接支撑杆40的插口 44的单个连接件42。当稳定件18如上所述包括用 于连接超过两个纤丝16的额外分枝时,视需要,连接件42可包括超过两个插口 44以承接 额外分枝。
[0053] 一般而言,稳定件18为或包括电绝缘材料,在操作CVD反应器期间,包括在高温下 (例如在1000°C下或接近1000°C ),该材料可防止电流过稳定件18。举例而言,稳定件18 可由电绝缘材料组成或基本上由其组成。或者,电绝缘材料可仅占据或界定稳定件18的一 部分。在一个实施例中,电绝缘材料位于连接件42中。举例而言,整个连接件42可包括 电绝缘材料或基本上由其组成。电绝缘材料可例如为大理石、氮化硅、云母、石英、碳化硅、 板岩、瓷、叶蜡石、块滑石、钛酸盐、钻石、玻璃(例如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃及/或平板玻 璃)及/或聚合物。较佳绝缘材料为石英。在某些实施例中,支撑杆40由一或多种导电材 料(例如硅)制成,且连接件42由一或多种电绝缘材料(例如石英)制成。使用硅作为支 撑杆的材料可使制造多晶硅的CVD工艺中的污染的可能性降至最低。绝缘材料较佳为在高 温(例如l〇〇〇°C )下稳定,不污染产物且不导电的材料。氮化硅及石英属于用于此目的的 诸多候选者。
[0054] 参考图5,在某些实施例中,连接件42为具有充当承接支撑杆40的插口 44的开 放端的管状结构。如图所描绘,连接件42可具有圆形横截面,且支撑杆40可具有方形横截 面。连接件42及支撑杆40较佳经尺寸化以达成连接件42与支撑杆40间的摩擦或干涉配 合。在一些实施例中,连接件42包括电绝缘间隔件46以防止插入连接件42后支撑杆40 间直接接触。如本文所述,支撑杆40可在一端包括小孔48以使支撑杆40紧固于纤丝16。
[0055] 在一些实施例中,稳定件18不包括诸如绝缘连接件42的电绝缘材料。举例而言, 纤丝16可经电隔离而使得稳定件18无需防止两个纤丝16间产生电流动。在该等情况下, 稳定件18可为例如硅杆。该实例中的稳定件18宜与桥22由相同材料制成及/或具有相 同尺寸及形状。藉由由与桥22相同的材料形成稳定件18,可使外来材料污染CVD工艺及/ 或产物的风险降至最低。
[0056] 为使由稳定件18连接的两个纤丝16间达成电隔离,可自独立电源供应电源,以使 穿过稳定件18 (亦即,两个纤丝16间)的电位为零。在该等情况下,即使当稳定件18包括 导电材料或基本上由其组成时,电亦可不流过稳定件18。举例而言,当向各纤丝16施加 D/ C电流时,可藉由向两个纤丝16施加来自不同源极的电压达成穿过稳定件18的零电位。同 样,当向各纤丝16施加 A/C电流时,可藉由确保自独立源极供应电流达成穿过稳定件18的 零电位。以此方式,使用D/C电流或A/C电流,稳定件18的各端上的电压可为相同的(亦 即,穿过稳定件18的电位为零),以使得即使当稳定件18可导电时,亦无电流流过稳定件 18。即使当穿过纤丝16的电压不同时,穿过稳定件18的电压亦可相等,因为电流可返回源 极。可藉由经由独立变压器绕组供应各源极达成电隔离。
[0057] 参考图6,在某些实施例中,CVD反应器60将三相电系统用于纤丝16的三个各别 组62、64、66,其中,纤丝16的各组62、64、66接收具有不同相位的八/(:波形。藉由将不同单 一相位用于各组62、64、66, 一组中的所有纤丝16可与其他组电隔离,以使得无电流可流过 自一个组连接于另一组的稳定件。个别组62、64、66通常可以彼此串联的组62、64、66中的 所有纤丝16供应。因此,在组62、64、66中,电流可从纤丝16流动至纤丝16,且藉由连接组 62、64、66中的导电稳定件18,可在一些纤丝16周围提供另一电流路径。如上文所述,若自 不同、独立变压器相位供应不同组62、64、66,则组62、64、66可电隔离。因此,当组62、64、 66间仅存在一个连接时,电流可能不能流过该连接,因为电流可返回电流起始的变压器相 位。
[0058] 可使用提供机械稳定连接且极少或不松开或断开的任何方法及/或夹具将稳定 件18连接于纤丝16。在一些实施例中,稳定件18在桥
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