中存在的硅之外的任 何金屬。
[0040] LCTE :線性熱膨脹系數(shù)，每度溫度變化引起的材料長(zhǎng)度的分?jǐn)?shù)變化的度量。
[0041] 流動(dòng)金屬：當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"流動(dòng)金屬"是指在流化床反應(yīng)器的運(yùn)行條件 下可能從物質(zhì)迀移出（例如從碳化硅迀移出）或蒸發(fā)并造成產(chǎn)品污染的金屬原子或金屬離 子。流動(dòng)金屬包括IA族金屬、IIA族金屬、IIIA族金屬、過(guò)渡金屬及其陽(yáng)離子。
[0042] 反應(yīng)粘合的碳化硅（RBSiC):反應(yīng)粘合的碳化硅可以通過(guò)將多孔碳或石墨與熔融 硅進(jìn)行反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)?；蛘?，RBSiC可以如下形成：將碳化硅和碳粒子的細(xì)分散的混合物在高 溫下暴露于液體或氣化的硅下，由此使硅與碳反應(yīng)形成另外的碳化硅，其將原始的碳化硅 粒子粘合在一起。RBSiC通常含有摩爾過(guò)量的未反應(yīng)娃，其填充碳化娃粒子之間的間隙，并 且可以被稱為"硅化的碳化硅"。在某些方法中，在制造過(guò)程和隨后的燒盡過(guò)程中可以使用 塑化劑。
[0043] 太陽(yáng)能級(jí)硅：具有至少99. 999重量原子％純度的硅。此外，太陽(yáng)能級(jí)硅通常具 有指定濃度的影響太陽(yáng)能性能的元素。根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備和材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI) standard) PV017-0611，太陽(yáng)能級(jí)娃可以 被指派為I-IV級(jí)。例如，IV級(jí)太陽(yáng)能級(jí)硅含有〈lOOOppba的受體（B、A1)、〈720ppba的供體 (P、As、Sb)、〈100ppma 的碳、<200ppba 的過(guò)渡金屬（Ti、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Mo)和 <4000ppba 的堿金屬和堿土金屬（Na、K、Ca)。I級(jí)太陽(yáng)能級(jí)娃含有〈lppba的受體、〈lppba的供體、 〈0. 3ppma C、〈IOppba的過(guò)渡金屬和〈IOppba的堿金屬和堿土金屬。
[0044] 超合金：當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"超合金"是指具有面心立方（奧氏體）結(jié)構(gòu)的 基于鎳或鈷的合金。
[0045] 表面污染：表面污染是指材料例如碳化硅區(qū)段的表面層內(nèi)的污染（即不想要的元 素、離子或化合物）。表面層包括材料的最外原子或分子層，以及向內(nèi)延伸到材料中25 μm 深度的原子/分子層。表面污染可以通過(guò)任何適合的方法來(lái)確定，所述方法包括但不限于 掃描電子顯微術(shù)、X-射線能量色散譜或二次離子質(zhì)譜術(shù)。
[0046] II.流化床反應(yīng)器
[0047] 圖1是用于生產(chǎn)硅覆層的粒子的流化床反應(yīng)器10的簡(jiǎn)化示意圖。反應(yīng)器10大體 豎直延伸，具有外壁20、中央軸A 1，并且可能具有在不同高度處不同的橫截面尺寸。圖1中 示出的反應(yīng)器具有5個(gè)在各種不同高度處橫截面尺寸不同的區(qū)域I-V。
[0048] 硅覆層的粒子通過(guò)含硅氣體在反應(yīng)器倉(cāng)室30內(nèi)的熱解分解和流化床內(nèi)硅在粒子 上的沉積來(lái)生長(zhǎng)。提供一個(gè)或多個(gè)入口管40以允許原初氣體例如含硅氣體或含硅氣體、氫 氣和/或惰性氣體（例如氦氣、氬氣）的混合物進(jìn)入到反應(yīng)器倉(cāng)室30內(nèi)。反應(yīng)器10還包 括一個(gè)或多個(gè)流化氣體入口管50。其他氫氣和/或惰性氣體可以通過(guò)流化入口管50遞送 到反應(yīng)器內(nèi)以提供足夠的氣流，來(lái)流化反應(yīng)器床內(nèi)的粒子。在生產(chǎn)開(kāi)始時(shí)和正常運(yùn)行期間， 將種晶粒子通過(guò)種晶入口管60導(dǎo)入到反應(yīng)器10中。通過(guò)經(jīng)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物出口管70從 反應(yīng)器10移除，來(lái)收獲硅覆層的粒子。
[0049] 襯80可以豎直延伸通過(guò)反應(yīng)器10。在某些排列方式中，襯與反應(yīng)器壁20共心。 襯80可以包含不同橫截面尺寸、特別是不同內(nèi)橫截面尺寸的區(qū)段，這引起通過(guò)反應(yīng)器的向 上氣流在不同高度處具有不同速度。在圖1的示例性反應(yīng)器10中，襯80包括三個(gè)豎直堆 疊的區(qū)段82、84、86。每個(gè)區(qū)段是管狀的，具體來(lái)說(shuō)在形狀上大體是正圓柱體。中間區(qū)段84 與下部和上部區(qū)段82、86相比具有較小的水平橫截面尺寸。過(guò)渡支撐環(huán)110被放置在相鄰 區(qū)段之間，例如區(qū)段82與84之間和區(qū)段84與86之間。第一過(guò)渡支撐環(huán)110防止較小的 中間區(qū)段84滑到較大的下部區(qū)段82中。第二過(guò)渡支撐環(huán)110防止較大的上部區(qū)段86下 滑以覆蓋中間區(qū)段84。
[0050] 在某些實(shí)施方式中，探頭組合件90延伸到反應(yīng)器倉(cāng)室30中。反應(yīng)器10還包括一 個(gè)或多個(gè)加熱器。在某些實(shí)施方式中，反應(yīng)器包括加熱器100的圓形陣列，其在襯80與外 壁20之間圍繞反應(yīng)器倉(cāng)室30共心放置。在某些系統(tǒng)中，使用多個(gè)輻射加熱器100,所述加 熱器100彼此等距離間隔。
[0051] 反應(yīng)器中的溫度在反應(yīng)器的各個(gè)不同部分中是不同的。例如，當(dāng)在多晶硅粒子的 制造中使用甲硅烷SiH 4作為從中釋放出硅的含硅化合物來(lái)運(yùn)行時(shí)，區(qū)域I、即底部區(qū)的溫度 為環(huán)境溫度至l〇〇°C (圖1)。在區(qū)域II、即冷卻區(qū)中，溫度通常在50-700°C的范圍內(nèi)。在 區(qū)域III、即中間區(qū)中，溫度與區(qū)域IV中基本上相同。區(qū)域IV即反應(yīng)和濺射區(qū)的中央部分 維持在620-760°C，有利情況下為660-690°C，并且在區(qū)域IV即輻射區(qū)的壁附近，溫度升高 至700-900°C。區(qū)域V即淬滅區(qū)的上方部分具有400-450°C的溫度。
[0052] 多晶硅覆層的顆粒粒子，通過(guò)在足以實(shí)現(xiàn)含硅氣體的熱解和多晶硅層在種晶粒子 上的沉積以形成多晶硅覆層的粒子的條件下，使含硅氣體流過(guò)反應(yīng)器倉(cāng)室內(nèi)含有種晶粒子 的流化床反應(yīng)器，來(lái)生產(chǎn)。
[0053] III.過(guò)渡支撐環(huán)
[0054] 參考圖2A和圖3A，過(guò)渡支撐環(huán)110被用于聯(lián)結(jié)具有正圓柱形內(nèi)外表面的兩個(gè)豎 直堆疊的管狀襯區(qū)段82、84。區(qū)段82、84具有不同的內(nèi)橫截面尺寸（分別為IDl和ID2)， 并且被聯(lián)結(jié)以形成具有不同內(nèi)橫截面尺寸的襯80。在圖2A中示出的實(shí)施方式中，襯區(qū)段 82的上緣82a的內(nèi)橫截面尺寸IDl大于襯區(qū)段84的下緣84b的內(nèi)橫截面尺寸ID2。當(dāng)區(qū) 段82、84具有大體上相同的壁厚度時(shí)，區(qū)段也分別具有不同的外橫截面尺寸0D1、0D2。過(guò) 渡支撐環(huán)110具有環(huán)形本體111，其具有向外表面112、向內(nèi)表面113、下表面114和上表面 115。向內(nèi)表面113包括豎直部分113a和當(dāng)在圖3A中所述的徑向橫截面中觀察時(shí)從豎直 部分113a向下并向外延伸的傾斜部分113b。傾斜表面部分113b從環(huán)形表面部分113a向 下外張。傾斜表面部分113b可以有利地促進(jìn)向上的氣體流動(dòng)，并維持FRB的流化部分中的 流化。下表面114包含面朝下的頂表面124a和至少一個(gè)側(cè)表面124b，它們一起限定了向下 開(kāi)口的空洞124。上表面115包含底表面或底座125a和至少一個(gè)側(cè)表面125b，它們一起限 定了向上開(kāi)口的空洞125。當(dāng)向上開(kāi)口的空洞125如圖3A中所示具有兩個(gè)豎直側(cè)面125b、 125c時(shí)，向上開(kāi)口的空洞125是由底表面125a和豎直側(cè)面125b、125c定義的向上開(kāi)口的環(huán) 形溝槽或通道。向下開(kāi)口的空洞124與向上開(kāi)口的空洞125在徑向上隔開(kāi)，使得向下開(kāi)口 的環(huán)形空洞124和向上開(kāi)口的環(huán)形空洞125能夠接納具有不同內(nèi)橫截面尺寸的襯區(qū)段。具 體來(lái)說(shuō)，側(cè)表面124b與側(cè)表面125c在徑向上隔開(kāi)，使得襯區(qū)段82的向內(nèi)表面82c與襯區(qū) 段84的向內(nèi)表面84c在徑向上隔開(kāi)。向下開(kāi)口的空洞124是環(huán)形插孔，其尺寸和形狀被構(gòu) 造成部分地接納具有上緣表面82a的襯區(qū)段82。向上開(kāi)口的空洞125的尺寸和形狀被構(gòu)造 成以榫槽式接合方式接納具有下緣表面84b的襯區(qū)段84。當(dāng)將過(guò)渡支撐環(huán)110放置在兩 個(gè)豎直堆疊的襯區(qū)段82、84之間時(shí)，向下開(kāi)口的空洞124的頂表面124a和向上開(kāi)口的空洞 125的底表面125a大體上是水平的。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)在如圖3A中所示的徑向橫截面 中觀察時(shí)，向下和向上開(kāi)口的空洞124、125的側(cè)表面124b、124c和125b彼此平行或基本上 平行。在某些排列方式中，當(dāng)將過(guò)渡支撐環(huán)110放置在兩個(gè)豎直堆疊的襯區(qū)段82、84之間 時(shí)，側(cè)表面124b、125b、125c是豎直或基本上豎直的。
[0055] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，當(dāng)襯區(qū)段與豎直堆疊在其上方的相鄰襯區(qū)段相比具有 較小的橫截面尺寸時(shí)，過(guò)渡支撐環(huán)110可以繞水平軸旋轉(zhuǎn)180°，使得上表面115面朝下，下 表面114面朝上并且是橫檔的表面（圖3B)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，向內(nèi)表面113的傾斜部分113b可 以有利地阻止或最小化多晶硅覆層的粒子在表面上的積累，并且可以便于粒子返回到FBR 的下部部分。旋轉(zhuǎn)取向也示出在圖1和圖2B中，其中顛倒的過(guò)渡支撐環(huán)110被放置在襯區(qū) 段84的上緣表面84a與襯區(qū)段86的下緣表面86b之間，其中襯區(qū)段84的上緣表面84a的 內(nèi)橫截面尺寸ID2小于襯區(qū)段86的下緣表面86b的內(nèi)橫截面尺寸ID3。在圖2B中示出的 實(shí)施方式中，襯區(qū)段84的外橫截面尺寸0D2也小于襯86的下緣表面86b的外橫截面尺寸 0D3。襯區(qū)段82的上緣表面82a的內(nèi)橫截面尺寸ID1、ID3和襯區(qū)段86的下緣表面86b分 別可以相同或不同。
[0056] 圖4是過(guò)渡支撐環(huán)410的徑向橫截面正視圖。過(guò)渡支撐環(huán)410包含環(huán)形本體411， 其具有向外表面412、向內(nèi)表面413、下表面414和上表面415。下表面414包含頂表面424a 和側(cè)表面424b，它們一起限定了作為環(huán)狀槽口的向下開(kāi)口的空洞424。上表面415包含作為 橫檔的表面的底表面或底座425a以及至少一個(gè)側(cè)表面425b。底表面425a和側(cè)表面425b 一起限定了向上開(kāi)口的空洞425。向下開(kāi)口的空洞424與作為環(huán)狀槽口的向上開(kāi)口的空洞 425在徑向上隔開(kāi)。具體來(lái)說(shuō)，側(cè)表面424b與向內(nèi)表面413在徑向上隔開(kāi)。當(dāng)在如圖4中 所示的徑向橫截面中觀察時(shí)，過(guò)渡支撐環(huán)410的向外表面412和向內(nèi)表面413彼此平行，并 且當(dāng)過(guò)渡支撐環(huán)410被放置在兩個(gè)豎直堆疊的襯區(qū)段（未示出）之間時(shí)，所述向外表面和 向內(nèi)表面是豎直或基本上豎直的。當(dāng)過(guò)渡支撐環(huán)410被放置在兩個(gè)豎直堆疊的襯區(qū)段之間 時(shí)，向下開(kāi)口的空洞424的頂表面424a和向上開(kāi)口的空洞425的底表面425a大體上是水 平的。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)在如圖4中所示的徑向橫截面中觀察時(shí)，向下和向上開(kāi)口的空 洞424、425的側(cè)表面424b和425b彼此平行或基本上平行。在某些排列方式中，當(dāng)將過(guò)渡 支撐環(huán)410放置在兩個(gè)豎直堆疊的襯區(qū)段之間時(shí)，側(cè)表面424b、425b是豎直或基本上豎直 的。
[0057] 圖5是過(guò)渡支撐環(huán)510的徑向橫截面正視圖。過(guò)渡支撐環(huán)510包含環(huán)形本體511， 其具有向外表面512、向內(nèi)表面513、下表面514和上表面515。向外表面512包括豎直部分 512a和當(dāng)在如圖5中所示的徑向橫截面中觀察時(shí)從豎直部分512a向上并向內(nèi)延伸的傾斜 部分512b。向內(nèi)表面513包括豎直部分513a和當(dāng)在如圖5中所示的徑向橫截面中觀察時(shí) 從豎直部分513a向下外張的傾斜部分513b。下表面514包含頂表面524a和至少一個(gè)側(cè)表 面524b，它們一起限定了向下開(kāi)口的空洞524。在圖5的實(shí)施方式中，下表面514還包含第 二側(cè)表面524c，并且向下開(kāi)口的空洞524是由頂表面524a和側(cè)表面524b、524c定義的向下 開(kāi)口的環(huán)形通道或溝槽。上表面515包含底表面或底座525a以及至少一個(gè)側(cè)表面525b，它 們一起限定了向上開(kāi)口的空洞525。在圖5的實(shí)施方式中，上表面515還包含第二側(cè)表面 525c，并且向上開(kāi)口的空洞525是由底表面525a和側(cè)表面525b、525c定義的向上開(kāi)口的環(huán) 形通道或溝槽。向下開(kāi)口的空洞524與向上開(kāi)口的空洞525在徑向上隔開(kāi)。具體來(lái)說(shuō)，側(cè) 表面524b與側(cè)表面525c在徑向上隔開(kāi)。當(dāng)過(guò)渡支撐環(huán)510被放置在兩個(gè)豎直堆疊的襯區(qū) 段（未示出）之間時(shí)，向下開(kāi)口的空洞524的頂表面524a和向上開(kāi)口的空洞525的底表面 525a大體上是水平的。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)在如圖5中示出的徑向橫截面中觀察時(shí)，向下 和向上開(kāi)口的空洞524、525的側(cè)表面524b和525b彼此平行或基本上平行。在某些排列方 式中，當(dāng)過(guò)渡支撐環(huán)510被放置在兩個(gè)豎直堆疊的襯區(qū)段之間時(shí)，側(cè)表面524b、524c、525b、 525c是豎直或基本上豎直的。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)在如圖5中示出的徑向橫截面中觀察 時(shí)，向外表面512的傾斜部分512b平行于向內(nèi)表面513的傾斜部分513b。在另一種實(shí)施方 式中，當(dāng)在如圖5中示出的徑向橫截面中觀察時(shí)，向外表面512的傾斜部分512b不平行于 向內(nèi)表面513的傾斜部分513b。
[0058] 圖6是過(guò)渡支撐環(huán)610的徑向橫截面正視圖。過(guò)渡支撐環(huán)610包含環(huán)形本體611， 其具有向外表面612、向內(nèi)表面613、下緣表面614和作為橫檔的表面的上表面615。下表面 614