专利名称：用于将电力供应给cvd反应器的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的一种方法和一种设备，所述硅棒串联连接。
背景技术：
在半导体技术和光伏产业中，已知晓生产具有高纯度的硅棒的方法，例如，根据沉积反应器的西门子方法(Siemens method),所述沉积反应器也称为CVD反应器(CVD =化学气相沉积)。在此过程中，最初细硅棒容纳在反应器中，硅在沉积过程中沉积在所述反应器上。细硅棒容纳在夹持和接触设备中，所述设备按照所需定向固持细硅棒并且还对其提供电接触。在它们各自的自由末端处，细硅棒通常经由导电脊(ridge)而连接，从而允许电路经由接触元件而闭合，所述接触元件布置在反应器的同一侧上。或者，也可能在它们的相对末端处接触细硅棒，即从上方和从下方,从而能够通过细硅棒传导电流。一对经由导电桥而 连接的细硅棒，以及在它们的相对末端处接触的细硅棒，为了简化都称为硅棒。将硅棒加热到预定温度，在此温度下硅从蒸气或气相中沉积到硅棒上。在此过程中，通过电流的流动(其电压基本上预定)，借助于电阻加热而实现加热。沉积温度通常在900-1350摄氏度的范围内，并且尤其在约1100摄氏度，但也可以在其他温度。由于硅棒最初具有高电阻，所述高电阻在较高温度下降低，因此有必要首先将高初始电压施加到娃棒，从而引发初始电流，这也称为激发娃棒(igniting the siliconrods)。在通过电流而对硅棒进行初始加热从而降低硅棒的电阻之后，施加到硅棒的电压可降低到工作电压。硅棒的进一步温度调节可主要经由电流进行控制。DE 102009021403A描述了用于CVD反应器中细硅棒的电压的两步施加的一种设备和一种方法。具体而言，在所描述的设备中，提供具有多个变压器的第一电源单元，其中每个变压器在开始阶段期间将电压供应给各对细硅棒。此外，提供第二电源单元，所述第二电源单元能够在工作阶段期间将电压供应给各对串联连接的细硅棒。第一电源单元的变压器在它们的初级侧(primary side)与三相电源网络连接。此外，在每个变压器与三相电源网络之间，提供扼流圈(choke)和双向可控硅功率调节器形式的功率调节器。功率调节器可用于在各个变压器的次级侧(secondary side)调整和维持电压电平(voltage level)并且还用于限制电流流过此处。功率调节器特别用于通过维持次级侧处的电压电平，以对抗通常发生在变压器中的电流增大状况下的电压降低。然而，这样的功率调节器昂贵并且需要分别控制，这将涉及到形式复杂的受控电子设备。因此，本发明的一个目标是提供用于将电压施加到CVD反应器中的多个娃棒的一种设备和一种方法，所述设备和方法根据相应需求以简单且成本有效益的方式提供多步电压供应。
发明内容
根据本发明，此目标由根据权利要求I的设备以及根据权利要求9的方法来实现。从属权利要求中揭示了本发明的进一步实施例。所述设备具体而言包括串联连接，其中所述硅棒可作为电阻器插入；至少一个第一电流源单元；至少一个第二电流源单元；至少一个第三电流源单元；以及至少一个控制单元，所述控制单元能够经由第一电源单元、第二电源单元或第三电源单元将电压施加到串联连接中的硅棒。各个电流源单元优选为变压器，确切地说，优选为用于变换单相线路电压的变压器，所述变压器在它们的初级侧上具有多个输入端以便供应至少一个外部线路电压，并且在它们的次级侧上具有多个输出端以便用电阻负载和/或电感负载来施加至少一个已变换线路电压。在以下多个输入端/输出端的情况下，将理解一个或多个输入端/输出端。第一电流源单元包括多个第一变压器，所述第一变压器的输出端各自串联地连接到至少一个硅棒，其中所述第一变压器具有第一开路电压和第一短路电流。第二电流源单元包括多个第二变压器，所述第二变压器的输出端与数量至少与第一变压器相同的硅棒串联地连接并且可布置成与一个或多个第一变压器并联，其中第二变压器具有第二开路电压和第二短路电流，并且其中第二开路电压低于第一开路电压并且其中所述短路电流高于第一短路电流。第三电流源单元包括输出端，所述输出端与串联的硅棒连接并且可布置成与第一变压器和第二变压器并联，其中第三电流源单元能够在低于第二变压器的开路电压的电压处提供电流，所述电流高于第二变压器的短路电流。此设备能够以容易的方式将不同 电压多步地施加到硅棒。通过在第一电源单元和第二电源单元中设置不同的变压器，所述第一和第二电源单元可结合第三电流源单元在控制单元的控制下选择性地将电压施加到硅棒，可省略例如变压器的初级侧上的功率调节器和对应的控制电子设备。此外，可使用更多简单的变压器。优选地，与第一变压器所连接到的相比，第二变压器各自串联地连接到更大数量的硅棒。这样，第二电流源单元中变压器的数量可小于第一电流源单元中变压器的数量，这样可使得第二电流源单元的成本和/或空间减少。具体而言，与第一变压器的数量相比，第二变压器各自串联地连接到两倍数量的硅棒。这样，第二电流源单元中变压器的数量减半。此外，与第二变压器相比，第三电流源单元的输出端优选串联地连接到至少两倍数量的硅棒。这样，硅棒的串联连接增加。为简化所需防护或安全技术，与相邻硅棒串联地连接的第一变压器和/或第二变压器相反地缠绕(oppositely wound)。这样使得串联的娃棒的外部末端分别在一个电位处，所述电位的绝对值最低并且优选约为零伏特。 在本发明的一个实施例中，提供至少一个第四电源单元，所述第四电源单元包括至少一个第四变压器，与各个第二变压器的输出端相比，所述第四变压器的输出端串联地连接到更多的硅棒，并且所述第四变压器具有低于第二开路电压的第四开路电压以及高于第二短路电流的第四短路电流。在这种情况下，所述至少一个控制单元能够同样经由第四电流源单元而交替地将电压施加到串联连接中的硅棒，并且第三电流源单元能够在低于第四开路电压的电压处提供大于第四短路电流的电流。第四电流源单元为硅棒提供电压供应的进一步的增量，因此，第三电压供应可提供较低的最大电压电平，这样可降低总设备的成本。优选地，与第二电源单元的变压器相比，第一电源单元的变压器具有更陡的电流/电压特性曲线，并且与第三电源单元相比，第二电源单元的变压器具有更陡的电流/电压特性曲线。这样，可容易地适应硅棒随温度的电阻变化。硅棒的具体电阻最初随温度的升高而急剧地减小并且随后进入饱和状态。电源单元的不同电流/电压特性曲线用不同的梯度来反映这个趋势。为了避免过载第一电源单元和第二电源单元的变压器，控制单元能够根据通过各个第一变压器和第二变压器的电流而切换到另一电源单元。这样根据当时的需要以简单的方式实现了不同电压之间的切换。在根据本发明的方法中，下文提到的步骤按顺序执行。首先，经由多个第一变压器将第一电压施加到硅棒。术语第一电压指电压的平均有效值，它随着经由第一变压器来施加电流的时间而取平均值。随后，经由多个第二变压器将第二电压施加到硅棒，其中第二电压低于第一电压。术语第二电压指电压的平均有效值，它随着经由第二变压器来施加电压的时间而取平均值。随着硅棒中的温度因第一电压和/或第二电压所引发的电流而升高，相应的电压可随时间而减小，而同时电流增大。最后，使用电源单元将第三电压施加到硅棒，其中第三电压低于第二电压。术语第三电压指电压的平均有效值，它随着经由电源单元 来施加电压的时间而取平均值。再一次，随着硅棒温度的升高，电压可随时间而减小，而电流可进一步增大。所述方法实现了上文提到的简单且多步地将电压施加到CVD反应器中的硅棒的优点。优选地，第三电压施加到串联地连接的所有硅棒，而第一和/或第二电压施加到单个硅棒或硅棒群组。第一电压可施加到每个单个硅棒，并且第二电压可施加到串联地连接的两个硅棒。这样，实现了硅棒的串联连接中的步进式增长。为了避免过载第一变压器和第二变压器，流过硅棒的电流是确定的并且不同电压之间的至少一种切换可根据由此确定的电流来控制。位置反应器可具有串联地连接的不同数量的硅棒。在单个反应器中电路干扰路径可使用数次。根据本发明的一个实施例，在施加第二电压之后并且在施加第三电压之前将第四电压施加到硅棒，其中所述第四电压由至少一个第三变压器施加并且可在第二电压与第三电压之间。术语第四电压指电压的平均有效值，它随着经由至少一个第三变压器来施加电压的时间而取平均值。当分别经由第一变压器和第二变压器而施加第一电压和/或第二电压时，电压的施加方式为，在串联连接的末端处，电压电平的绝对值最小。这样，可简化所需绝缘或安全技术。
下文将参照附图，更详细地描述本发明在附图中图I是CVD反应器中沉积有和未沉积有硅的硅棒对的布置的示意性侧视图。图2是用于将不同的电压施加到CVD反应器中的硅棒的示意性电路布置。图3是图2中所示的不同电流源单元的电流/电压特性曲线，并且此外还示意性地显示了在硅的沉积之前CVD反应器中硅棒的典型电流/电压特性曲线。图4是根据一个替代性实施例的用于将不同的电压施加到CVD反应器中的硅棒的示意性电路布置。
图5是图4中所示的不同电流源单元的电流/电压特性曲线。图6是根据另一个实施例的用于将不同的电压施加到CVD反应器中的硅棒的示意性电路布置。
具体实施例方式图I所示为未详细显示的CVD反应器中硅棒对I的布置的示意性侧视图。为了简化表示，一个平面图内仅显示了彼此邻近站立的两个棒对I。然而，注意到在CVD反应器中，可容纳更多这样的棒对I，这些棒对I在一个平面内相对于彼此不定向。通常，在CVD反应器中提供四到二十四个这样的棒对1，然而显然可提供更多或更少的棒对I。
图I所示为各自由两个细硅棒3和一个连接桥4组成的两个棒对I。图I中的右棒对所示为在气相沉积之前的初始配置。左棒对所示为在硅气相沉积到细硅棒上之后的配置，所述细硅棒仍然用虚线在左棒对中表示出来。细硅棒各自用电极布置6以已知的方式布置在CVD反应器的层7上。棒对I的连接桥4连接细硅棒3的自由末端。连接棒4也由硅构成并且优选具有与细硅棒3相同的电特性。确切地说，连接桥4可从细硅棒制造并且可用任何合适的方式按照图I中所示布置连接到娃棒3的自由末端。棒对I的此布置允许细硅棒3专门经由CVD反应器的层7处的电极布置6进行电接触。在下文中，为了简化描述，根据图I的硅棒对I以及在两个末端处与电极连接的单个细硅棒，都称为硅棒。图2所示为用于将不同电压施加到硅棒SI到S4的示意性电路布置10，所述硅棒SI到S4可容纳在CVD反应器(未图示)中并且具有图I所示的方式。根据图2的电路布置10设计用于四个硅棒SI到S4，但也可用于不同的数量，其中在四的整数倍中，四个在当前是电路布置10的优选硅棒数量。根据CVD反应器中硅棒的数量，可提供对应数量的电路布置10。硅棒SI到S4串联地电连接。电路布置10具有第一电源单元12、第二电源单元14、第三电源单元16以及未图示的控制单元。第一电源单元12总共具有四个变压器21到24，所述四个变压器可在它们的初级侧上经由相应开关26到29而连接到单相交流电压，例如，400伏特的单相交流电压。变压器21到24在它们的次级侧上具有约8，000伏特的开路电压以及约6安培的短路电流。在图3中，显示了变压器21到24的电流/电压特性曲线Kl。如图所示，变压器21到24各自具有陡梯度的电流/电压特性曲线，即当电流增大时，次级侧上的电压快速地减小。变压器21到24中的每一者分配给硅棒SI到S4中的一者并且变压器21到24的次级侧处的输出端各自连接到硅棒SI到S4中的一者的相对端。因此，变压器21到24中的每一者能够将8，000伏特的电压施加到串联连接中的硅棒SI到S4中的相应硅棒。变压器21、23的次级绕组(winding)与变压器22、24的次级绕组相反地缠绕，使得在相同的方向上缠绕初级和次级侧的变压器22、24与相对于该行相邻硅棒而相反地缠绕其初级和次级侧的变压器21、23交替。确切地说，变压器21到24以这样的方式缠绕并且连接到硅棒SI到S4，使得当经由变压器21到24将电压施加到硅棒SI到S4时，串联连接的硅棒SI到S4的外部末端就绝对值而言处于最低电平并且尤其处于约O伏特。第二电源单元14具有两个变压器31、32，所述两个变压器可经由相应的开关34、35而在它们的初级侧上连接到单相交流电压，例如，400伏特的单相交流电压。所示变压器
31、32在它们的次级侧上各自具有4，000伏特的开路电压以及20安培的短路电流。在图3中，显示了变压器31、32的电流/电压特性曲线K2。如图所示，与第一电源单元12的变压器21到24相比，变压器31、32具有较平缓梯度的电流/电压特性曲线。变压器31、32中的每一者分配给硅棒SI到S4中的两个相邻硅棒并且变压器31、32的次级侧处的输出端各自连接到串联连接的硅棒SI到S4中两个相邻硅棒的群组的相对末端。因此，变压器31、32中的每一者能够将约2，000伏特的电压施加到串联连接中的硅棒SI到S4中的相应硅棒(串联连接的硅棒实质上充当分压器)。变压器31、32的次级侧相反地缠绕。具体而言，变压器31、32以这样的方式缠绕并且连接到硅棒SI到S4，使得当经由变压器31、32将电压施加到硅棒SI到S4时，串联连接的硅棒SI到S4的外部末端各自的电平处于最低的绝对值并且尤其处于约O伏特。第三电源单元16是任何经调节的电流源，它能够提供范围低于第二电流源单元的变压器31、32的开路电压的电压以及高于第二电源单元14的变压器31、32的短路电流·的电流。在所示实施例中，第三电源单元16例如能够在其输出端提供2，500到50伏特之间的电压以及10到3，400安培的电流。在图3中，显示了第三电源单元16的电流/电压特性曲线K3。如图所示，第三电源单元具有比第二电源单元14的变压器的电流/电压特性曲线更平缓的梯度。第三电源连接到串联连接的硅棒SI、S2、S3、S4，使得电压沿着串联连接的该行硅棒SI到S4而下降，即，它连接到串联连接的硅棒中的硅棒SI和S4的外部末端。未图示的控制装置能够选择性地并且按顺序地经由第一、第二或第三电源单元
12、14、16将电压施加到硅棒SI到S4。这样，第一电源单元12的各个变压器21到24以及第二电源单元14的变压器31、32可单独地、群组地或全部接通或切断，如各个开关26到29和35、36所示。电源单元12、14的变压器21、22、23、24、34和35各自具有“软”特性并且它们可各自为具有分离或内部的扼流圈、气隙或饱和电抗器(transductor)的类型。电源16在沉积过程中调整电压和电流以适应变化的条件。下文中将更详细地解释电路布置10在CVD沉积过程中的操作，其中描述是限于根据图2的四个硅棒SI到S4。在此过程开始时，所有的电源单元12、14、16都切断。然后，经由控制单元致动第一电源单元12以闭合开关26到29。随后，经由变压器21到24将高达8，000伏特的电压施加到单独的硅棒SI到S4。由于是高电压，因此尽管硅棒SI到S4具有高初始电阻，硅棒SI到S4内还是会出现电流。由于此电流，硅棒SI到S4将被加热，这导致其电阻减小。硅棒SI到S4内电阻减小所引起的增大电流随后导致经由变压器而施加的电压减小，如图3中的特性曲线Kl所示。在图3中，还用虚线示意性地显示了在硅沉积开始时在CVD反应器中使用细硅棒对以进行硅沉积时细硅棒对的电流/电压特性曲线的曲线图。按照此曲线图所示，需要非常高的初始电压以引发初始电流，所述初始电流能够引起细硅棒对中足够高的温度升高，这可导致细硅棒对的电阻显着减小。因此，在此过程开始时，初始电压很高并且初始电流非常低。或者，硅棒也可首先使用例如IR发射器、卤素灯或其他工具进行加热，以将硅加热到足够高的初始温度，使得初始电流可在所施加的初始电压下流动，所述初始电流高至足以实现娃棒的进一步加热。当温度升高时，初始电压首先以第一陡梯度下降，并且初始电流对应地增大。在进一步的进程中，所述曲线图变得较平缓并且慢慢靠近饱和值，细硅棒对的电阻进一步减小，由于硅的温度升高并且沉积过程开始，因此流过娃的电流增大。变压器21到24的电流/电压特性曲线Kl经调整以适应硅棒SI到S4随温度的电阻改变，使得电压随着电流的增大而以陡梯度下降，从而避免在开始阶段中对硅棒进行无控制的加热。如果由于硅棒电阻减小而使流过硅棒SI到S4的电流达到某个电平，例如4到5安培，那么第一电源单元12的开关26到29被打开并且第二电源单元14的开关35、36被闭合。随后，经由变压器31、32将高达4，000伏特的电压施加到硅棒对51、52 ;S3、S4，其中将约2，000伏特的最大电压施加到每个单独的硅棒SI到S4。流过硅棒SI到S4的电流随着硅棒温度的升高而增大并且电阻进一步减小。相比 于变压器21到24的电流/电压特性曲线，与硅棒的电流/电压特性曲线对应的变压器31、32的电流/电压特性曲线K2更加平缓。相比于变压器21、22、23、24，变压器31、32能够提供更高的电流。当由于硅棒电阻的减小而使流过硅棒SI到S4的电流达到第三电平，例如10到12安培时，第二电源单元14的开关35、36被打开并且第三电源单元16接通以便将电压施加到所有串联连接的硅棒SI到S4。在此时，硅棒SI到S4的激发已完成，即，硅棒具有的温度足够高，使得进一步的温度升高可基本上经由电流调节来进行调整。相应地，第三电源单元的电流/电压特性曲线K3基本上比第二电源单元的变压器31、32中的电流/电压特性曲线更平缓。在硅棒获得足够高的温度之后，在CVD反应器内硅开始沉积在硅棒SI到S4上。此时硅不断地生长到棒上，直到所述棒达到预定的厚度。在此时，第三电源单元被切断。硅棒S I到S4不再经由电流来加热，因而冷却下来并且随后可从CVD反应器中取出并且可输送到另一装置以进行进一步处理。硅棒的以上给定数量以及第一和第二电源单元中变压器的对应数量仅作为实例给出并且不应视为具限制性，尽管当前考虑他们所针对的是具有4的整数倍个硅棒的CVD反应器。此外，所列举的变压器开路电压和短路电流仅作为实例给出，因为实际上它们被考虑用在CVD反应器中以激发硅棒，并且确实适合这样做。图4所示为根据替代性实施例的用于将不同的电压施加到硅棒SI到S4的示意性电路布置10。在图4中，由于描述了相同或相似的元件，因此相同的参考标号按照图2中来使用。根据图4的电路布置10具有第一电源单元12、第二电源单元14、第三电源单元16以及未图示的控制单元。这些基本上与先前所描述的单元相同，其中第三电源单元可提供较低的电压范围，例如，2，000到50伏特，以及在20到3，000安培之间的电流。然而，另外还提供了第四电源单元40。第四电源单元40具有变压器42，所述变压器可经由开关44在其初级侧上连接到单相交流电压，例如，400伏特的单相交流电压。所示变压器在其次级侧上具有3，000伏特的开路电压以及40安培的短路电流。在图5中，显示了变压器42的电流/电压特性曲线K4。图5还显示了第一到第三电源单元的对应电流/电压特性曲线Kl到K3。如图所示，相比于第二电源单元14的变压器31、32的电流/电压特性曲线K2，变压器42的电流/电压特性曲线K4具有较平缓的梯度。然而，电流/电压特性曲线Κ4具有比第三电源单元16的电流/电压特性曲线Κ3更陡的梯度。尽管所示第四电源单元40包括单个变压器42，但是注意到，类似于第二电源单元14，可提供两个变压器，例如，所述两个变压器可具有1，500伏特的开路电压以及40安培的短路电流。然而，由于成本和空间原因，具有单个变压器的解决方案是优选的。这样的变压器可具备中心抽头。根据图4的电路布置的操作基本上与上文描述的电路布置的操作相同，其中在切断第二电源单元14之后，第四电源单元40被接通，直到达到通过硅棒SI到S4的预定电流，例如，20到25安培。然后，切换到第三电源单元16。图6所示为根据另一个实施例的用于将不同的电压施加到硅棒SI到S4的示意性电路布置10。在图6中，由于描述了相同或相似的元件，因此相同的参考标号按照图2中来
使用。 根据图6的电路布置10具有第一电流源单元12、第二电流源单元14、第三电流源单元16以及未图示的控制单元。这些单元与关于图2进行描述的那些相同。然而，图6的实施例的不同之处在于，第一电流源单元12的变压器21和22串联连接并且可经由公共开关50在它们的初级侧上连接到单相交流电压，例如，400伏特的单相交流电压。类似地，第一电流源单元12的变压器23和24串联连接并且可经由公共开关51在它们的初级侧上连接到单相交流电压，例如，400伏特的单相交流电压。根据图6的电路布置的操作基本上与上文描述的电路布置的操作相同，其中，显然地，一边的变压器21和22以及另一边的23和24由公共开关接通和切断。当经由变压器21到24将高于8000V的电压施加到硅棒SI到S4时，此串联连接尤其有用。当串联连接的硅棒中的一者在另一者之前激发时，电压可能在变压器串联连接时被拔高。当变压器并联连接时，电压可能受限。上文已参考优选实施例描述了本发明，而本发明不限于特定实施例。确切地说，本发明不限于关于元件的数量以及电压和电流值而给定的数值。
权利要求
1.一种用于将电压施加到CVD反应器中的多个娃棒的设备,所述设备包括 串联连接，其中所述硅棒可作为电阻器插入； 至少一个第一电源单元； 至少一个第二电源单元； 至少一个第三电源单元；以及 至少一个控制单元，所述控制单元能够经由所述第一电源单元、所述第二电源单元或所述第三电源单元将电压施加到所述串联连接中的所述硅棒， 其中所述第一电源单元包括多个第一变压器，所述第一变压器的输出端各自与所述串联连接中的一个硅棒连接，且其中所述第一变压器具有第一开路电压和第一短路电流， 其中所述第二电源单元包括多个第二变压器，所述第二变压器的输出端连接到所述串联连接中与所述第一变压器连接的硅棒数量相同的硅棒，与所述第一变压器中的一者或多者并联，并且其中所述第二变压器具有第二开路电压和第二短路电流，其中所述第二开路电压低于所述第一开路电压并且所述第二短路电流高于所述第一短路电流， 其中所述第三电源单元包括与所述串联连接中的所述硅棒连接、与所述第一变压器和所述第二变压器并联的输出端，并且其中所述第三电源单元能够提供电压范围低于所述第二变压器的所述开路电压的电流，所述电流高于所述第二变压器的所述短路电流；并且其中所述第一电源单元具有比所述第二电源单元更陡的电流/电压特性曲线，并且所述第二电源单元具有比所述第三电源单元更陡的电流/电压特性曲线。
2.根据权利要求I所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于，与所述第一变压器相比，所述第二变压器连接到更大数量的所述串联连接中的硅棒。
3.根据权利要求2所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于，与所述第一变压器相比，所述第二变压器各自连接到两倍数量的所述串联连接中的娃棒。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于，与所述第二变压器相比，所述第三电源单元的所述输出端连接到至少两倍数量的硅棒。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于，连接到所述串联连接中的相邻硅棒的所述第一变压器和/或所述第二变压器相反地缠绕。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于包括至少一个第四变压器的至少一个第四电源单元，与对应的所述第二变压器的所述输出端相比，所述第四变压器的输出端连接到串联连接中的更多硅棒，并且所述第四变压器具有第四开路电压以及第四短路电流，其中所述第四开路电压低于所述第二开路电压并且所述第四短路电流高于所述第二短路电流， 其中所述至少一个控制单元能够同样经由所述第四电源单元而将电压施加到所述串联连接中的所述硅棒，其中所述第三电流源单元能够在低于所述第四开路电压的电压范围内提供大于所述第四短路电流的电流。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于，所述第一电流源单元的至少两个相邻变压器被分在一个群组并且串联地连接。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒的设备，其特征在于，所述控制单元能够根据流过各个所述第一变压器或所述第二变压器的电流，而在所述电源单元之间进行切换。
9.一种用于将电压施加到多个硅棒的方法，所述硅棒在CVD反应器中串联地连接，所述方法按顺序包括以下步骤 借助于第一多个第一变压器将第一电压施加到所述硅棒； 借助于第二多个第二变压器将第二电压施加到所述硅棒，其中所述第二电压低于所述第一电压；以及 借助于电流源单元将第三电压施加到所述硅棒，其中所述第三电压低于所述第二电压； 其中所述第一变压器具有比所述第二变压器更陡的电流/电压特性曲线，并且所述第二变压器具有比所述第三电源单元更陡的电流/电压特性曲线。
10.根据权利要求I所述的用于将电压施加到多个硅棒的方法，其特征在于，所述第三电压施加到串联地连接的所有所述硅棒。
11.根据权利要求9或10所述的用于将电压施加到多个硅棒的方法，其特征在于，所述第一电压施加到每个单独的硅棒。
12.根据权利要求9到11中任一权利要求所述的用于将电压施加到多个硅棒的方法，其特征在于，所述第二电压施加到串联地连接的两个硅棒。
13.根据权利要求9到12中任一权利要求所述的用于将电压施加到多个硅棒的方法，其特征在于，通过所述硅棒的电流是确定的并且根据确定的电流来控制不同电压之间的至少一种切换。
14.根据权利要求9到13中任一权利要求所述的用于将电压施加到多个硅棒的方法，其特征在于，在施加所述第二电压与施加所述第三电压之间将第四电压施加到所述硅棒，其中所述第四电压经由第三变压器而施加且所述第四电压处于所述第二电压与所述第三电压之间的范围内。
15.根据权利要求9到14中任一权利要求所述的用于将电压施加到多个硅棒的方法，其特征在于，分别经由所述第一变压器和所述第二变压器而施加所述第一电压和/或所述第二电压，所述电压的施加方式为，在所述串联连接的末端处呈现绝对值最小的电压电平。
16.一种用于将硅沉积到多个硅棒上的CVD反应器，所述CVD反应器包括根据权利要求I到8中任一权利要求的用于将电压施加到所述多个硅棒的设备以及用于加热所述硅棒的独立装置。
全文摘要
描述了用于将电压施加到CVD反应器中的多个硅棒(51-54)的一种设备和一种方法以及一种CVD反应器。所述设备具有串联连接，其中硅棒可作为电阻器插入；至少一第一电源单元(12)；至少一第二电源单元(14)；至少一第三电源单元(16)；以及至少一控制单元，控制单元能够经由第一电源单元、第二电源单元或第三电源单元将电压施加到串联连接中的硅棒。第一电源单元具有多个第一变压器(21-24)，第一变压器的输出端各自与串联连接中的一个硅棒连接且其中第一变压器具有第一开路电压和第一短路电流。第二电源单元具有多个第二变压器(31-32)，第二变压器的输出端连接到串联连接中的与第一变压器数量相同的硅棒，与第一变压器中的一个或多个第一变压器并联，且其中第二变压器具有第二开路电压和第二短路电流，其中第二开路电压低于第一开路电压且第二短路电流高于第一短路电流。第三电源单元具有与串联连接中的硅棒连接、与第一变压器和第二变压器并联的输出端，且其中第三电源单元能够提供电压范围低于第二变压器的开路电压的电流，所述电流高于第二变压器的短路电流。
文档编号C23C16/44GK102918179SQ201180024287
公开日2013年2月6日 申请日期2011年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者威尔佛莱德·福玛 申请人:山特森西特股份有限公司