Кремний, его соединения: ....разложением или восстановлением газообразных или испаряемых соединений кремния в присутствии нагретых волокон кремния, углерода или тугоплавкого металла, например тантала или вольфрама, или в присутствии нагретых кремниевых прутков, на которые осаждается образующийся кремний (при этом получается кремниевый пруток), например процесс Сименса – C01B 33/035
Патенты в данной категории
РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОНОСИЛАНОВОГО МЕТОДА
Изобретение относится к реактору для получения поликристаллического кремния с использованием моносиланового метода. Реактор (10) содержит днище (2), в котором имеется множество форсунок (4), через которые в реактор поступает кремнийсодержащий газ, множество также установленных на днище (2) реактора стержней (6), находящихся на расстоянии от форсунок (4), и выпускное отверстие (8) для газа, предназначенное для подачи отработанного моносилана для обогащения и/или переработки, причем выпускное отверстие (8) для газа расположено на свободном конце внутренней трубы (20). Внутренняя труба (20) проходит через днище (2) реактора, при этом внутренняя труба (20) содержит наружную стенку и внутреннюю стенку, за счет чего образуется промежуточное пространство, в котором имеется циркуляционный контур охлаждающей воды. Изобретение обеспечивает эффективное, надежное и безопасное производство поликристаллического кремния. 12 з.п. ф-лы, 11 ил. |
2501734 патент выдан: опубликован: 20.12.2013 |
|
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАВНОМЕРНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ КРЕМНИЕВОГО СТЕРЖНЯ
Изобретение относится к устройству электропитания, по меньшей мере, одного кремниевого стержня (3) во время осаждения кремния по Сименс-процессу, причем устройство имеет, по меньшей мере, один вход (E) для подключения устройства к электрической сети (N) энергоснабжения для питания электрической энергией, по меньшей мере, один выход (A), к которому подключается, по меньшей мере, один кремниевый стержень (3), и, по меньшей мере, один преобразователь-регулятор (1) переменного тока для питания, по меньшей мере, одного подключенного, по меньшей мере, к одному выходу (A) кремниевого стержня (3) электрическим током из сети (N) энергоснабжения, причем устройство содержит также, по меньшей мере, один частотный преобразователь (2) для питания, по меньшей мере, одного подключенного, по меньшей мере, к одному выходу (A) кремниевого стержня (3) электрическим током из сети (N) энергоснабжения, который имеет более высокую частоту, чем ток, выработанный преобразователем-регулятором (1) переменного тока. Оптимальное распределение температуры внутри кремниевого стержня путем повышения однородности распределения плотности тока по его сечению является техническим результатом заявленного изобретения. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил. |
2499768 патент выдан: опубликован: 27.11.2013 |
|
АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к производству стержней поликристаллического кремния. Способ осуществляют в реакторе, содержащем донную плиту, образующую нижнюю часть реактора и колоколообразный вакуумный колпак, прикрепленный с возможностью снятия к донной плите, в котором на донной плите расположено множество газоподводящих отверстий для подачи сырьевого газа снизу вверх в реактор, и газовыводящих отверстий для выпуска отработанного газа после реакции, и в котором множество газоподводящих отверстий расположено концентрически по всей площади, охватывающей верхнюю поверхность донной плиты, в которой устанавливают множество кремниевых затравочных стержней, причем кремниевые затравочные стержни нагревают, и поликристаллический кремний осаждают из сырьевого газа на поверхностях кремниевых затравочных стержней, при этом прекращают подачу сырьевого газа из газоподводящих отверстий вблизи центра реактора в течение заданного времени, в то время как подают сырьевой газ из других газоподводящих отверстий на ранней стадии реакции, и обеспечивают путь для нисходящего газового потока после столкновения с потолком вакуумного колпака. Изобретение позволяет эффективно производить высококачественный поликристаллический кремний. 7 з.п. ф-лы, 6 ил. |
2495164 патент выдан: опубликован: 10.10.2013 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к технологии получения стержней из поликристаллического кремния. Способ включает нагрев множества кремниевых стержней-затравок, помещенных в реакционную печь, с последующим осаждением на поверхностях кремниевых стержней-затравок поликристаллического кремния с помощью сырьевого газа, испускаемого из газовыпускных отверстий, расположенных во внутренней нижней части реакционной печи. Способ включает этап стабилизации осадка, на котором скорость испускания сырьевого газа из газовыпускных отверстий плавно повышают на первой стадии осаждения поликристаллического кремния, при этом 5-15% газовыпускных отверстий закрыто; этап придания формы, на котором первую скорость испускания повышают при скорости повышения более высокой, чем скорость повышения на этапе стабилизации, а затем скорость испускания плавно повышают при скорости, более низкой, чем скорость повышения; при этом длительность, требуемая для этапа придания формы, соответствует 20-35% от общей продолжительности осаждения поликристаллического кремния и 30-55% газовыпускных отверстий закрыто; и этап роста, на котором после этапа придания формы скорость испускания сырьевого газа снижают за счет уменьшения количества закрытых газовыпускных отверстий по сравнению с этапом придания формы. Изобретение позволяет получать большее количество высококачественного поликристаллического кремния, имеющего гладкую морфологию поверхности путем эффективного предохранения поверхности кремниевых стержней от деформации. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил., 8 пр. |
2475570 патент выдан: опубликован: 20.02.2013 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в производстве поликристаллического кремния. Способ включает приготовление парогазовой смеси (ПГС) из хлорсиланов и водорода в испарителе под давлением посредством барботажа водорода через слой хлорсиланов, водородное восстановление кремния на разогретых кремниевых стержнях в реакторе, низкотемпературную конденсацию хлорсиланов отходящей из реактора ПГС, ректификацию хлорсиланов, абсорбционное разделение водорода и хлористого водорода, десорбцию хлористого водорода из абсорбента и компримирование очищенного водорода, при этом на первом этапе в испарителе готовят первую ПГС под давлением 0,8÷1,0 МПа, для чего в него подают смесь кремнийсодержащих продуктов с преобладанием объемной доли трихлорсилана (ТХС) и водород с температурой 250÷300°С, подогретый за счет рекуперации тепла отходящей из реактора ПГС, причем обеспечивают мольное отношение водорода к хлорсиланам nН2/nХС, равное (3÷4):1, полученную ПГС подают в реактор, температурное поле внутри которого выравнивают по его диаметру и высоте тепловым зеркалом, полученным путем покрытия стенок реактора материалом с низкой поперечной теплопроводностью 3÷5 Вт/м К, и проводят наращивание диаметра разогретых до температуры 1050÷1100°С исходных кремниевых стержней в четыре раза, на втором этапе в испарителе под давлением 0,8÷1,0 МПа готовят вторую ПГС из смеси кремнийсодержащих продуктов с преобладанием в ней объемной доли тетрахлорида кремния (ТХК) и водорода с температурой 250÷300°С, подогретого за счет рекуперации тепла отходящей из реактора ПГС, причем обеспечивают мольное отношение водорода к хлорсиланам nН2/nХС, равное (6÷8):1, полученную ПГС подают в реактор на разогретые до температуры 1150÷1200°С кремниевые стержни для проведения одновременно процессов гидрирования ТХК в ТХС и дихлорсилан (ДХС) и водородного восстановления кремния из образовавшихся кремнийсодержащих продуктов, выходящую из реактора ПГС направляют на низкотемпературную конденсацию для выделения газообразного водорода с хлористым водородом и жидких хлорсиланов, газообразный водород и хлористый водород под давлением 0,6÷0,8 МПа направляют на разделение в абсорбер, выделение хлористого водорода из абсорбента проводят в десорбере, в котором давление по отношению к давлению в абсорбере снижено не менее чем в 10 раз, с одновременным подогревом абсорбента, перед подачей водорода из абсорбера в адсорбер для очистки от следов хлорсиланов и хлористого водорода его с температурой минус 62 ÷ минус 65°С направляют в блок конденсации хлорсиланов для рекуперации «холода» встречным потоком ПГС из реактора водородного восстановления кремния. Изобретение обеспечивает дополнительное образование ТХС, ДХС из ТХК (более 30 мол.%), удержание образованных ТХС и ДХС вблизи поверхности нагретых кремниевых стержней из-за поддержания стабильного выровненного теплового поля внутри реакционной зоны за счет наличия теплового зеркала на внутренней поверхности реактора, что приводит к уменьшению энергозатрат и себестоимости производства поликремния. 1 ил., 1 табл., 1 пр. |
2475451 патент выдан: опубликован: 20.02.2013 |
|
РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к технологии производства поликристаллического кремния. Реактор содержит установленный внутри него кремниевый затравочный стержень, нагреваемый посредством подачи электричества, патрубки 6 для подачи газообразного исходного материала, установленные в нижней части 2 реактора, сопла 10 для подачи газообразного исходного материала, которые проходят снизу вверх от патрубков 6, обеспечивая соединение с возможностью сообщения, при этом сопла 10 имеют сужающуюся цилиндрическую форму и включают сквозное отверстие 12, наружную периферическую боковую поверхность 11, внутреннюю периферическую боковую поверхность 12а, поверхность 13 меньшего диаметра на верхнем конце сопла 10, поверхность 15 большего диаметра, которая является торцевой поверхностью на противоположной стороне от поверхности 13 меньшего диаметра, отверстие 14, сформированное в поверхности 13 меньшего диаметра, и цилиндрическое отверстие 16, сформированное в поверхности 15 большего диаметра, при этом наружная периферическая боковая поверхность 11 и внутренняя периферическая боковая поверхность 12а сквозного отверстия 12, выполненного внутри сопел 10, уменьшаются в диаметре по направлению вверх, цилиндрическое отверстие 16 имеет центральную ось, которая совпадает с центральной осью сквозного отверстия 12, цилиндрическое отверстие 16 посажено на патрубок 6 для подачи газообразного исходного материала, посредством чего сопло 10 крепится к патрубку 6, и верхний край 13 сопла 10 устанавливается на высоте в пределах от -10 см до +5 см по отношению к верхнему краю электрода, который удерживает кремниевый затравочный стержень. За счет стабильности подачи газообразного исходного материала на поверхность кремниевого затравочного стержня предотвращается появление нежелательной морфологии в виде попкорна, что способствует улучшению качества и повышению выхода поликристаллического кремния. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл. |
2470098 патент выдан: опубликован: 20.12.2012 |
|
РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для выращивания стержней поликристаллического кремния, а именно для выращивания поликристаллического кремния преимущественно путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки. Реактор содержит охлаждаемый поддон 1, цилиндрический колпак 2, закрепленный на поддоне, состоящий из внутренней и наружной рубашек 3, 4, с образованием между ними канала 5 охлаждения, в котором размещено средство увеличения скорости циркуляции охлаждающей среды в виде змеевика 6. Змеевик 6 снабжен средством 7 подвода рабочего газа и средством 8 его отвода. Обеспечивается использование тепла, направляемого на поддержание процесса восстановления кремния и снижение удельных затрат на проведение процесса. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. |
2457177 патент выдан: опубликован: 27.07.2012 |
|
РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к устройствам для выращивания поликристаллического кремния, преимущественно, путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки (основы). Реактор содержит охлаждаемый поддон 1, установленный на опорной конструкции, цилиндрический колпак 2, состоящий из внутренней рубашки охлаждения 3 и наружной рубашки охлаждения 4, направляющих ребер охлаждения 5. Наружная рубашка охлаждения 4 состоит из сегментов, которые жестко связаны между собой и посредством направляющих ребер 5 с внутренней рубашкой 3 сваркой. Конструкция снабжена средствами для подвода 7 и отвода 8 охлаждающей среды и шпангоутом 9 для крепления колпака к поддону 1. Между наружной 4, внутренней 3 рубашками охлаждения и направляющими ребрами 5 образованы кольцевые каналы, переходящие с одного уровня на другой по спирали. Технический результат изобретения заключается в уменьшении массы колпака реактора и улучшении условий охлаждения внутренней рубашки 3. 5 ил. |
2455401 патент выдан: опубликован: 10.07.2012 |
|
СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ КОЛПАКА РЕАКТОРА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к устройствам, специально предназначенным для выращивания поликристаллического кремния, а именно к системе охлаждения колпака реактора для выращивания поликристаллического кремния, преимущественно путем осаждения из газовой фазы на подогреваемые стержневые подложки (основы). Система охлаждения колпака реактора состоит из двух жидкостных циркуляционных контуров. Первый жидкостный циркуляционный контур 1 образован между внутренней 2 и наружной 3 рубашками охлаждения и снабжен патрубками ввода 4 и вывода 5 охлаждающей среды, второй жидкостный циркуляционный контур 6, образован цилиндрической обечайкой 7, установленной внутри колпака реактора и жестко связанной с внутренней 2 рубашкой охлаждения и шпангоутом 8. Система снабжена дополнительными патрубками ввода 9 и вывода 10 охлаждающей среды. Цилиндрическая обечайка 7 может быть выполнена из аустенитной стали, внутренняя рубашка охлаждения 2 - из биметалла: аустенитная сталь - углеродистая сталь, а шпангоут - из углеродистой стали. Образование второго контура охлаждения обеспечивает охлаждение шпангоута с внутренней стороны реактора, что улучшает температурные условия работы шпангоута. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2451118 патент выдан: опубликован: 20.05.2012 |
|
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ НА СТЕРЖНЕВОЙ ОСНОВЕ
Изобретение относится к хлорсилановой технологии получения поликристаллического кремния и может быть использовано в производстве полупроводниковых материалов и электронных приборов. Способ осуществляют в реакторе путем водородного восстановления смеси хлорсиланов с термическим разложением силана и осаждения до необходимой толщины слоя поликристаллического кремния на нагретую до 1100-1200°С стержневую основу, при этом на кремниевую стержневую основу сначала осаждают поликристаллический кремний до получения слоя толщиной около 2 мм, затем поверхность этого слоя поляризуют приложением к ней положительного потенциала 8-10 В относительно основы и осаждают рыхлый слой поликристаллического кремния толщиной 1,5-2,0 мм, после чего поляризационный потенциал отключают и продолжают осаждение поликристаллического кремния до получения слоя необходимой толщины. Изобретение направлено на упрощение процесса снятия осажденного на стержневую основу слоя поликристаллического кремния. 1 ил. |
2428525 патент выдан: опубликован: 10.09.2011 |
|
ПОЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЯ ПОСРЕДСТВОМ РЕАКТОРА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ, ВСТРОЕННОГО В СИМЕНС-ПРОЦЕСС
Изобретение может быть использовано в производстве поликристаллического кремния, применяемого в микроэлектронике. При его получении поток отходящего газа из одного или нескольких реакторов Сименса подают в один или несколько реакторов с псевдоожиженным слоем. Поток отходящего газа из множества реакторов Сименса может быть подан непосредственно в один или несколько реакторов с псевдоожиженным слоем без промежуточных стадий обработки. Поток отходящего газа включает трихлорсилан, тетрахлорид кремния, водород, хлористый водород и порошкообразный кремний. Порошкообразный кремний может быть удален из потока отходящего газа перед подачей потока отходящего газа в реактор с псевдоожиженным слоем. Изобретение позволяет облегчить нагрев при получении поликристаллического кремния, уменьшить количество побочных продуктов. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2428377 патент выдан: опубликован: 10.09.2011 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение может быть использовано в производстве поликристаллического кремния Сименс-процессом. Газовую смесь на основе хлорсиланов или их смесей подают в, по крайней мере, два связанных единым технологическим циклом реактора, соединенные между собой последовательно системой патрубков. На вход первого реактора подают газовую смесь, предназначенную для работы всех реакторов, осуществляют непрерывное ее прохождение через все последовательно соединенные реакторы и проводят процесс осаждения кремния одновременно во всех последовательно соединенных реакторах. Расход газовой смеси на входе в первый реактор удовлетворяет соотношению где Q - расход газовой смеси на входе в первый реактор; Qi - расход газовой смеси, необходимый для работы одного из последовательно соединенный реакторов в автономном режиме; n - количество последовательно соединенных реакторов. Изобретение позволяет повысить производительность и степень использования кремнийсодержащего газа, снизить энергозатраты. 4 з.п. ф-лы, 6 табл. |
2388690 патент выдан: опубликован: 10.05.2010 |
|
РАЗЪЕМНЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению исходного поликристалличсского кремния осаждением на нагретые стержни (основы) в процессе водородного восстановления хлорсиланов. Разъемный реактор установки для получения стержней поликристаллического кремния содержит верхнюю неподвижную часть с размещенными на ее верхней стенке токовводами с узлами крепления основ, установленную на вертикальной стойке с образованием под реактором погрузо-разгрузочной зоны и отделенную от нижней подвижной части горизонтальным разъемом, нижнюю подвижную часть реактора, разделенную дополнительным горизонтальным разъемом на донную часть и обечайку, системы электропитания и подачи компонентов. В донной части под центральной осью каждой U-образной кремниевой основы размещены опоры, включающие в себя заключенные в стаканы 18 штоки 20, установленные на пружины 19, в верхней части на штоки 20 установлены через электроизоляционные вставки 21 подставки 22 с двумя площадками 23, расположенными соосно с осями стержней U-образных кремниевых основ с регулируемым зазором между ее нижней частью и площадками, а пружины 19 установлены в стаканы 18 в предварительно сжатом состоянии с усилием, равным или превышающим вес выращиваемых стержней при достижении ими площадок. Кроме того, на стакан 18 по резьбе установлена накидная гайка 24, опирающаяся своим дном в верхний торец штока 20, а стаканы 18 установлены в резьбовых втулках 17, закрепленных на съемной раме, выполненной из соединенных ребрами двух концентричных колец, соосных с расположенными в верхней неподвижной части реактора токовводами с узлами крепления основ. Учитывая особые условия эксплуатации, электроизоляционные вставки выполнены из кварцевого стекла. Технический результат изобретения заключается в установлении в регулируемом диапазоне постоянных значений напряжений растяжения в стержнях и весовой нагрузки на узлы крепления основ после достижения ими значений, еще не приводящих к разлому и падению стержней, что позволяет повысить производительность реактора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. |
2382836 патент выдан: опубликован: 27.02.2010 |
|
РАЗЪЕМНЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению исходного поликристаллического кремния осаждением на нагретые стержни (основы) в процессе водородного восстановления хлорсиланов. Разъемный реактор 1 установки для получения стержней поликристаллического кремния содержит верхнюю неподвижную часть 2 с размещенными на ее верхней стенке по внутреннему и наружному рядам токовводами 6, 9, 13 с узлами крепления 7, 10, 14 U-образных основ 8, 11, 15, отделенную от нижней подвижной части горизонтальным разъемом, нижнюю подвижную часть реактора, разделенную дополнительным горизонтальным разъемом на обечайку 4 и донную часть 5, снабженную патрубками ввода парогазовой смеси хлорсиланов и водорода. Верхняя неподвижная часть 2 реактора 1 снабжена тридцатью токовводами с узлами крепления пятнадцати U-образных основ, причем два центральных токоввода 6 расположены на горизонтальной оси реактора симметрично относительно его центра, десять токовводов 9 расположены по окружности внутреннего рядя и восемнадцать токовводов 13 расположены по двум окружностям разных диаметров во внешнем ряду, причем один из токовводов каждой U-образной основы внешнего ряда расположен по окружности меньшего диаметра, смещенной к центральной зоне реактора, при этом в донной части реактора установлены семь патрубков ввода парогазовой смеси хлорсиланов и водорода, два из которых расположены на его вертикальной оси, каждый на расстоянии от центра, равном половине радиуса окружности внутреннего ряда, а пять патрубков расположены в точках пересечения радиусов, проходящих симметрично между проекциями на донную часть смежных пар токовводов внутреннего ряда, с окружностью, расположенной между проекциями на донную часть окружностей внутреннего и внешнего рядов, смещенной к центральной зоне реактора. Изобретение позволяет повысить производительность реактора путем увеличения коэффициента прямого извлечения кремния из хлорсиланов в водородной среде за счет повышения количества и плотности размещения в центральной зоне разъемного реактора U-образных кремниевых основ с их узлами крепления к соответствующим токовводам и обеспечения поступления свежей парогазовой смеси к выращиваемым стержням, размещенным с повышенной плотностью в центральной зоне реактора и во внешнем ряду. 3 ил. |
2382835 патент выдан: опубликован: 27.02.2010 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение может быть использовано в химической и электронной промышленности. Поликристаллический кремний получают водородным восстановлением трихлорсилана на кремниевых стержнях. Отходящую парогазовую смесь подвергают конденсации с рециркуляцией водорода после абсорбционной очистки. Конденсацию ведут с отбором фракции, содержащей трихлорсилан, которую направляют в голову процесса. Кубовый остаток, содержащий 5-10% полисиланхлоридов и 90-95% тетрахлорида кремния, передают на гидрирование в реактор гидрирования с получением трихлорсилана и его восстановление до кремния, при этом увеличивают температуру процесса до 1100-1200°С и устанавливают мольное отношение водорода к хлорсиланам (6-12):1. Полученную отходящую парогазовую смесь охлаждают с получением конденсата тетрахлорида кремния и трихлорсилана, который после переработки возвращают на стадию получения кремния. Предложенное изобретение позволяет снизить себестоимость получения поликристаллического кремния за счет образования трихлорсилана при гидрировании отходов - тетрахлорида кремния и полисиланхлоридов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. |
2357923 патент выдан: опубликован: 10.06.2009 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ ИЗ СИЛАНОВ
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Поликристаллический кремний получают продувкой и термической конверсией силанов внутри кремниевого трубчатого элемента, нагретого до температуры 750°С÷1000°С. Внутренний объем трубчатого элемента, соответствующий по размерам зоне нагрева, заполнен пористой средой, выполненной из уплотненных кремниевых фрагментов в виде иголок или волокон, имеющих диаметр сечения от 10 до 200 мкм. Плотность заполнения внутреннего объема трубы игольчатыми фрагментами перед продувкой силанов составляет 10÷60%. Диссоциация силанов внутри трубчатого элемента, заполненного кремниевыми фрагментами, осуществляется до момента увеличения плотности внутреннего объема трубы - от начальной до 85÷90%. Предложенное изобретение позволяет повысить эффективность осаждения кремния при пиролизе силанов, а также снизить энергоемкость этого процесса. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. |
2357795 патент выдан: опубликован: 10.06.2009 |
|
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к производству полупроводниковых материалов, в частности к получению исходного поликристаллического кремния осаждением на нагретые основы в процессе водородного восстановления хлорсиланов. Установка содержит разъемный реактор 1, верхняя неподвижная часть 2 которого с размещенными на ее верхней стенке токовводами 6 с узлами крепления 7 основ 8, 9 установлена на вертикальной стойке 3 с образованием под реактором погрузо-разгрузочной зоны и отделена от нижней подвижной части горизонтальным разъемом, нижнюю подвижную часть реактора, разделенную дополнительным горизонтальным разъемом на донную часть 5 и обечайку 4, контейнер с гнездами, выполненными в соответствии с размещением токовводов, и средством ориентации его в погрузо-разгрузочной зоне, подъемник со средствами для сцепления с нижней частью реактора и с контейнером, систему электропитания и подачи компонентов. В донную часть 5 и обечайку 4 разъемного корпуса реактора 1 установлены цилиндрические рамы 10, 11 со съемными отражательными экранами, расположенными соосно с периферийными основами по всей их длине, а съемные отражательные экраны выполнены с вогнутостью, направленной к периферийным основам. За счет снижения лучистого теплопереноса от периферийных выращиваемых стержней к стенкам реактора и уменьшения на них градиента температур повышаются качество стержней поликристаллического кремния и производительность установки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. |
2357024 патент выдан: опубликован: 27.05.2009 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение может применяться в химии и электронике. Кремниевые стержни нагревают до температуры 1100÷1200°С, прокаливают в среде водорода и травят хлористым водородом, образовавшимся в результате реакции тетрахлорида кремния и водорода при мольном соотношении (2÷1):1. При приготовлении парогазовой смеси в испаритель вводят водород, тетрахлорид кремния и трихлорсилан с мольным отношением водорода к хлорсиланам (8÷10):1 и поддерживают давление 0,6÷0,8 МПа. Проводят водородное восстановление при температуре 1100÷1200°С и гидрируют тетрахлорид кремния с образованием в зоне реакции дополнительного количества трихлорсилана. Отходящую парогазовую смесь подвергают ступенчатой конденсации при температуре минус 50÷75°С с выводом хлорсиланов на ректификационное разделение и очистку от высококипящих хлорсиланов. Очищенные хлорсиланы (тетрахлорсилан и трихлорсилан) направляют в испаритель на приготовление парогазовой смеси, а водород и хлористый водород направляют на сорбционное разделение с растворением хлористого водорода в абсорбенте и выделение водорода. Водород после компримирования до 0,8÷1,0 МПа направляют на приготовление парогазовой смеси. Предложенное изобретение позволяет увеличить выход трихлорсилана и поликристаллического кремния при снижении энергозатрат. 1 ил. |
2342320 патент выдан: опубликован: 27.12.2008 |
|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Изобретение относится к способам получения поликристаллического кремния водородным восстановлением трихлорсилана по замкнутому технологическому циклу с регенерацией тетрахлорида кремния из отходящей газовой фазы гидрированием до получения трихлорсилана. Способ включает приготовление исходной парогазовой смеси в испарителе путем барботажа водорода через слой трихлорсилана при поддержании в испарителе постоянной температуры и давления, компримирование компонентов отходящей из реактора восстановления парогазовой смеси с созданием давления в замкнутой системе аппаратов, обеспечивающих рециркуляцию непрореагировавших трихлорсилана и водорода, фракционную конденсацию хлорсиланов и хлористого водорода, разделение ректификацией трихлорсилана и тетрахлорида кремния из продуктов конденсации, разделение газообразных компонентов хлористого водорода и водорода, синтез трихлорсилана из полученного тетрахлорида кремния и рециркуляцию синтезированного трихлорсилана на стадию приготовления парогазовой смеси для восстановления, при приготовлении исходной парогазовой смеси в испарителе поддерживают температуру и давление, соответствующие получению мольного отношения водорода и трихлорсилана (3,6-6,0):1, отходящую после восстановления трихлорсилана парогазовую смесь охлаждают до температуры -45÷-47°C с конденсацией основного количества тетрахлорида кремния, частично трихлорсилана и других хлорсиланов, компримирование отходящей парогазовой смеси после отделения конденсата тетрахлорида кремния ведут до давления 7,5÷8,0 ати при поддержании температуры -45÷-47°C с конденсацией основного количества трихлорсилана и других хлорсиланов, из полученного после ректификации тетрахлорида кремния гидрированием водородом получают трихлорсилан, процесс гидрирования ведут при приготовлении исходной смеси в испарителе путем барботажа водорода через слой тетрахлорида кремния при температуре и давлении, обеспечивающих получение мольного отношения водорода и тетрахлорида кремния (1-3):1, затем последовательно осуществляют разделение компонентов отходящей после гидрирования парогазовой смеси, сначала конденсируют тетрахлорид кремния и возвращают его на стадию приготовления исходной смеси для гидрирования, затем парогазовую смесь компримируют, выделяют трихлорсилан конденсацией и возвращают на стадию приготовления исходной смеси для водородного восстановления поликристаллического кремния; хлористый водород выделяют абсорбцией трихлорсиланом и направляют на получение трихлорсилана, а водород выделяют адсорбцией на активированном угле и возвращают на приготовление исходной смеси для гидрирования тетрахлорида кремния водородом, гидрирование и разделение компонентов отходящей после гидрирования парогазовой смеси проводят в едином рециркуляционном контуре, для создания которого исходный и регенерированный тетрахлорид кремния, исходный и регенерированный водород направляют в испаритель под давлением, создаваемым в системе аппаратов компримированием отходящей после гидрирования парогазовой смеси. Результат изобретения: сокращение энергозатрат, снижение себестоимости поликристаллического кремния. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. |
2278075 патент выдан: опубликован: 20.06.2006 |
|
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ Изобретение относится к получению полупроводниковых материалов, в частности к получению стержней поликристаллического кремния как исходного сырья для выращивания монокристаллов кремния. Установка для получения стержней поликристаллического кремния содержит разъемный реактор 1, вертикальную стойку 2, контейнер 3, подъемник 4, системы электропитания и подачи компонентов 5. Верхняя часть 6 реактора 1 закреплена неподвижно на вертикальной стойке 2 с образованием погрузочно-разгрузочной зоны и отделена от нижней подвижной части горизонтальным разъемом 7. Нижняя часть реактора разделена дополнительным горизонтальным разъемом 8 на обечайку 9 и донную часть 10. Подъемник 4 установлен на направляющих 11 стойки 2 и замковым устройством сцеплен с нижней частью реактора. На верхней стенке неподвижной части реактора размещены токовводы 13 с узлами крепления 14 основ 15. Контейнер 3 с гнездами 16, выполненными в соответствии с размещением токовводов 13, снабжен защитной обечайкой 17, охватывающей гнезда и выполненной с возможностью вхождения в обечайку 9 реактора 1. Изобретение позволяет повысить безопасность работы и предохранить стержни от загрязнения в случае их самопроизвольного облома или растрескивания при выгрузке. 1 з.п.ф-лы, 5 ил. | 2205905 патент выдан: опубликован: 10.06.2003 |
|