KR101034030B1 - Poly silicon deposition device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체나 태양광 산업에서의 주원료로 사용되는 폴리 실리콘을 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리 실리콘을 제조함에 있어 반응기 가동 전력과 초기 실리콘 코어 로드 가열에 사용되었던 가열체와 가스 반응 시 발생되는 이물질의 양을 줄여 실리콘의 품질을 높일 수 있는 폴리 실리콘 증착장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing polysilicon used as a main raw material in the semiconductor or photovoltaic industry, and more particularly, to a heating body used for reactor operating power and initial silicon core rod heating in producing polysilicon. The present invention relates to a polysilicon deposition apparatus capable of increasing the quality of silicon by reducing the amount of foreign substances generated during gas reaction.
반도체나 태양광 산업에서의 주원료로 사용되는 다결정 실리콘(폴리실리콘이라고도 함)을 제조하기 위해서는 쿼츠나 모래 등을 카본과 환원반응시켜 금속급 실리콘을 만들어야 한다. 금속급 실리콘은 다시 추가적인 정제과정을 거쳐 태양전지 기판의 원료(SoG-Si)로 사용되고, 11N 이상의 폴리 실리콘은 반도체 웨이퍼 제조용 단결정 원료(EG-Si)로 사용된다. 폴리 실리콘 제조 산업은 반도체, 태양광 발전 외에도 정밀화학/소재, 광통신, 유기실리콘 등의 산업들과 직접 연관된다.In order to manufacture polycrystalline silicon (also called polysilicon), which is used as a main raw material in the semiconductor or photovoltaic industry, metal-grade silicon must be made by reducing and reacting quartz or sand with carbon. Metal grade silicon is again used as a raw material for solar cell substrates (SoG-Si) after further purification, and polysilicon of 11N or more is used as single crystal raw material (EG-Si) for semiconductor wafer manufacturing. Polysilicon manufacturing industry is directly related to industries such as fine chemicals / materials, optical communication, and organosilicon in addition to semiconductor and solar power generation.
금속급 폴리 실리콘의 정제 방법으로는 크게 Siemens(지멘스)법, Fluidized bed(유동층)법, VLD(Vapor-to-Liquid Deposition) 방식과 금속급 실리콘을 직접 정제하는 방법 등이 있다.Metal polysilicon refining methods include Siemens (Siemens) method, Fluidized bed (fluidized bed) method, VLD (Vapor-to-Liquid Deposition) method and the method of directly purifying metal grade silicon.
이중에서 가장 일반적으로 많이 사용되고 있는 방법이 지멘스(Siemens)법이다. 이 방법은 염화실란(chlorosilane)이나 모노실란(monosilane)이 수소와 혼합된 반응가스를 열분해하여 실리콘 코어 로드에 증착시켜 다결정 실리콘을 제조하는 것이다. 이 방법은 실리콘 코어 로드에 전기를 통하게 하여 그 저항열에 따라 실리콘 코어 로드 전체를 발열시키는데, 실리콘은 상온에서는 전기 저항이 매우 크기 때문에 전기가 잘 통전이 되지 않는다. 그러나 실리콘을 약 1000℃까지 가열하게 되면 전기 저항이 대폭적으로 낮아지기 때문에 전기가 잘 통전된다. 따라서 폴리 실리콘 제조 공정 초기에 실리콘 코어 로드를 가열하는 수단이 필요하다.The most commonly used method is the Siemens method. In this method, polycrystalline silicon is prepared by pyrolyzing a reaction gas in which chlorosilane or monosilane is mixed with hydrogen and depositing it on a silicon core rod. In this method, the silicon core rod is electrically energized and heats the entire silicon core rod according to the heat of resistance. Since silicon has a very high electrical resistance at room temperature, electricity is not energized well. However, when the silicon is heated to about 1000 ° C, the electrical resistance is drastically lowered, so electricity is well supplied. Therefore, a means for heating the silicon core rods early in the polysilicon manufacturing process is needed.
종래에는 반응기 내부에 압력을 4kgf/㎠ 이상으로 유지하여 공정이 진행 됨으로써 압력 유지에 필요한 가스의 사용량이 많아지고 압력이 증가함에 따라 코어 로드의 온도 유지에 필요한 전력량도 더 많이 필요하였다. 또한, 반응기 내부의 실리콘 코어 로드 주변에 발열체를 설치하여 공정 초기에 발열체에 전기를 흘려 발열시키고, 이 열에 따라 실리콘 코어 로드의 온도를 올리는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방법은 발열체에도 실리콘이 증착되기 때문에 반응가스 사용효율이 떨어지고, 발열체에 의한 오염이 발생하는 문제점이 있으며 사용 후 청소 및 재사용하는데 커다란 불편함이 있었다.Conventionally, as the process proceeds by maintaining the pressure inside the reactor at 4kgf / cm2 or more, the amount of gas required for maintaining pressure increases and the amount of power required for maintaining the temperature of the core rod is required as the pressure increases. In addition, a heating element was installed around the silicon core rod inside the reactor to generate electricity by flowing electricity to the heating element at the beginning of the process, and a method of raising the temperature of the silicon core rod according to the heat was used. However, this method has a problem that the reaction gas use efficiency is lowered because silicon is also deposited on the heating element, contamination by the heating element occurs, and there is a great inconvenience in cleaning and reusing after use.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 실리콘 코어 로드를 초기 가열하는데 사용되는 전력량의 소모를 줄여 전력 효율을 높일 수 있는 폴리 실리콘 증착 장치를 제공하는 것이다. The present invention has been proposed in the above background, and an object of the present invention is to provide a polysilicon deposition apparatus that can increase power efficiency by reducing the amount of power used to initially heat the silicon core rod.
본 발명의 다른 목적은 실리콘 증착 시 이물질 발생량을 줄여 제품 투출 및 장치 유지보수의 편리성을 높일 수 있는 폴리 실리콘 증착 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a polysilicon deposition apparatus that can reduce the amount of foreign substances generated during silicon deposition, thereby increasing the convenience of product discharge and device maintenance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 폴리 실리콘 증착장치는, 캐리어 가스와 혼합된 반응가스가 투입되는 가스 투입구 및 외부로 가스를 배출하는 가스 배출구가 형성되는 반응기와, 반응기 내부에 설치되며 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극부와, 전극부의 제 1 전극으로부터 전류를 입력받아 전극부의 제2 전극으로 전류를 통전시키면서 자체 발열하는 실리콘 코어 로드부와,In order to achieve the above object, the polysilicon deposition apparatus according to an aspect of the present invention, the reactor is a gas inlet for the reaction gas mixed with the carrier gas is injected and a gas outlet for discharging the gas to the outside, and the reactor A silicon core which is installed inside and is spaced apart by a predetermined distance, the electrode part including a first electrode and a second electrode, and receives a current from the first electrode of the electrode part and self-heats while conducting current to the second electrode of the electrode part. Rod,
반응기의 외부에 설치되며 반응기의 가스 투입구로 공급되는 캐리어 가스와 혼합된 반응가스를 가열하는 가스 가열부와, 반응기의 내부에 설치되며 가스 가열부에서 가열되어 반응기의 가스 투입구를 통해 투입되는 반응가스가 실리콘 코어 로드부를 향하여 흐르도록 분사하는 가스 분사부와, 가스 배출구를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하여 반응기 내부의 가스 압력을 조절하는 압력 조절부를 포함한다.A gas heating unit installed outside the reactor and heating the reaction gas mixed with the carrier gas supplied to the gas inlet of the reactor, and a reaction gas installed inside the reactor and heated in the gas heating unit and introduced through the gas inlet of the reactor Gas injection unit for injecting to flow toward the silicon core rod portion, and a pressure control unit for adjusting the gas pressure in the reactor by adjusting the amount of gas discharged through the gas outlet.
본 발명의 부가적인 양상에 따른 폴리 실리콘 증착장치는, 가스 가열부가 원료가스 및 반응가스가 공급되는 가스 공급관과, 가스 공급관을 통해 투입되는 캐리어 가스 및 반응가스의 투입량을 제어하는 가스 유량 제어장치와, 가스 공급관을 통해 투입되는 캐리어 가스와 혼합된 반응가스를 가열하는 발열체를 포함한다.Polysilicon deposition apparatus according to an additional aspect of the present invention, the gas heating unit for supplying the source gas and the reaction gas supply gas, the gas flow rate control device for controlling the input amount of the carrier gas and the reaction gas introduced through the gas supply pipe and , A heating element for heating the reaction gas mixed with the carrier gas introduced through the gas supply pipe.
상기한 구성에 따르면, 본 발명의 폴리 실리콘 증착 장치는 반응기 내 가스 압력을 조절하는 압력조절부와 반응기 내부로 공급되는 반응가스를 가열하는 가스 가열부를 포함하여 구현됨으로써, 가열된 반응가스가 반응기 내부에 유입됨으로 반응 내부 압력과 실리콘 코어 로드를 초기 가열하는데 사용하는 전력량의 소모를 줄여 전력 효율을 높일 수 있는 유용한 효과가 있다.According to the above configuration, the polysilicon deposition apparatus of the present invention is implemented by including a pressure control unit for adjusting the gas pressure in the reactor and a gas heating unit for heating the reaction gas supplied into the reactor, the heated reaction gas is inside the reactor Influence in the reactor has a useful effect of increasing power efficiency by reducing the internal pressure of the reaction and the amount of power used to initially heat the silicon core rod.
또한, 본 발명의 폴리 실리콘 증착 장치는 반응기 내부에 실리콘 증착 시 불순물의 생성을 유발할 수 있는 장치요소들, 예컨대, 종래 반응기 내부에 설치되는 발열체를 제거함으로써, 저에너지로 고품질의 폴리 실리콘을 제조할 수 있는 유용한 효과가 있다.In addition, the polysilicon deposition apparatus of the present invention can manufacture high quality polysilicon with low energy by removing device elements that may cause the generation of impurities when silicon is deposited inside the reactor, for example, a heating element installed in the conventional reactor. That has a useful effect.
도 1 은 본 발명에 따른 폴리 실리콘 증착장치의 단면도를 도시한 실시예,
도 2 는 도1에 따른 폴리 실리콘 증착장치의 제1 발열체(123a)를 포함하는 AA 단면도,
도 3 은 본 발명에 따른 실리콘 코어 로드의 온도 분포도를 나타낸 것이다. 1 is an embodiment showing a cross-sectional view of a polysilicon deposition apparatus according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the first heating element 123a of the polysilicon deposition apparatus of FIG. 1;
3 shows a temperature distribution diagram of the silicon core rod according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the present embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.
도 1 은 본 발명에 따른 폴리 실리콘 증착장치의 단면도를 도시한 실시예이고, 도 2 는 도1에 따른 폴리 실리콘 증착장치의 압력 조절부(160)를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3 은 도1에 따른 폴리 실리콘 증착장치의 가스공급부(170)를 설명하기 위한 예시도이다.1 is an embodiment showing a cross-sectional view of the polysilicon deposition apparatus according to the present invention, Figure 2 is an exemplary view for explaining the
먼저 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리 실리콘 증착장치(100)는 크게 캐리어 가스와 혼합된 반응가스가 투입되는 가스 투입구(111) 및 외부로 가스를 배출하는 가스 배출구(112)가 형성되는 반응기(110)와, 반응기(110)의 내부공간에 설치되며 가스 투입구(111)를 통해 공급되는 원료가스를 열분해하여 폴리 실리콘을 증착하는 폴리 실리콘 증착부(121 내지 126)와, 가스 가열부(150)와, 압력 조절부(160)와, 가스 공급부(170)를 포함한다. 여기서, 반응가스는 염화실란(chlorosilane)이나 모노실란(monosilane)이며, 반응가스는 수소와 같은 캐리어 가스와 혼합되어 공급된다. First, as shown in FIG. 1, the
도 1에 도시한 바와 같이 일례로, 가스 배출구(112)는 반응기(110)의 상부면에 형성된다. 이에 따라 반응가스가 열분해를 통해 생성되는 실리콘 분말이 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126) 표면에 증착되지 않고 반응기(110)의 상부면에 축척되어 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126) 표면에 떨어지는 현상을 막을 수 있다. As shown in FIG. 1, for example, the
폴리 실리콘 증착부(121 내지 126)는 일 실시예에 있어서, 전극부(121, 122)와, 가스 분사부(123)와, 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)를 포함한다. 전극부(121, 122)는 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)로 전류를 공급하기 위한 것으로, 반응기(110)의 바닥에 설치되며 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 제1 전극(121)과 제2 전극(121)을 포함한다. 여기서, 제1 전극(121)과 제2 전극(121)은 그라파이트(graphite) 재질의 전극으로 구현될 수 있다. 또한, 제1 전극(121)과 제2 전극(121)은 반응기(110) 바닥과 절연되게 설치된다.In one embodiment, the
가스 분사부(123)는 반응기(110)의 내부에 설치되며, 가스 가열부(150)에서 가열되어 반응기(110)의 가스 투입구(111)를 통해 투입되는 반응가스가 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)를 향하여 흐르도록 분사한다. The
실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)는 제1 전극(121)으로부터 전류를 입력받아 제2 전극(121)으로 전류를 통전시킴과 동시에 자체 발열하면서, 반응가스에서 분해된 실리콘 가스를 증착시키는 역할을 한다. 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)는 제1 전극(121)과 연결되며 반응기(110)의 바닥과 수직한 방향으로 설치되는 제1 실리콘 코어 로드(124)와, 제2 전극(121)과 연결되며 반응기(110)의 바닥과 수직한 방향으로 설치되는 제2 실리콘 코어 로드(126)와, 제1 실리콘 코어 로드(124) 및 제2 실리콘 코어 로드(126)를 연결하는 제3 실리콘 코어 로드(125)를 포함한다.The
가스 가열부(150)는 반응기(110)의 외부에 설치되며, 반응기(110)의 가스 투입구(111)로 공급되는 캐리어 가스가 혼합된 반응가스를 가열한다. 이하, 도 2를 참조하여 가스 가열부(150)를 설명한다. 도2에 도시한 바와 같이, 가스 가열부(150)는 반응가스와 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급관(151a, 151b)과, 가스 유량 제어장치(152)와, 혼합장치(153)와, 발열체(154)와, 단열재(155)와, 배관(156)을 포함하여 구현될 수 있다. The
가스 공급관(151a, 151b)은 반응가스가 공급되는 제1 가스 공급관(151a)과, 캐리어 가스가 공급되는 제2 가스 공급관(151b)을 포함한다. 반응가스는 염화실란(chlorosilane)이나 모노실란(monosilane)이며, 반응가스는 수소와 같은 캐리어 가스와 혼합되어 공급된다. The
가스 유량 제어장치(152)는 가스 공급관(151a, 151b)을 통해 투입되는 캐리어 가스 및 반응가스의 투입량을 제어한다. 가스 유량 제어장치(152)는 일례로, MFC(Mass Flow Controler)로 구현될 수 있다. MFC(Mass Flow Controler)는 가스의 유동에 따라 내부 호일의 온도 변화를 감지하는 온도센서와, 온도센서로부터 온도 변화에 따른 전류차를 검출하여 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어기를 포함한다. The gas
혼합장치(153)는 가스 공급관(151a, 151b)을 통해 공급되는 캐리어 가스와 반응가스를 일정한 혼합비로 혼합한다. 통상, 캐리어 가스와 반응가스의 혼합 비율이 적절하지 않으면 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)에 반응이 충분히 일어나지 않아 불순물이 발생하게 된다. 캐리어 가스와 반응가스의 혼합 비율은 10:1 몰(mol) 내지 100:1 몰(mol)이 될 수 있다.The
발열체(154)는 가스 공급관(151a, 151b)을 통해 투입되는 캐리어 가스가 혼합된 반응가스를 가열한다. 발열체(154)는 세라믹 히터, 오일 히터, 금속 히터 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 단열재(155)는 발열체(154)에서 발열되는 열을 단열시킨다. 배관(156)은 반응기의 가스 투입구(도1의 참조부호 111)와 연결된다.The
압력 조절부(160)는 가스 배출구(112)를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하여, 반응기(110) 내부의 가스 압력을 조절한다. 이하, 도 3을 참조하여 압력 조절부(160)를 설명한다. 도3에 도시한 바와 같이, 압력 조절부(160)는 압력 검출부(161)와, 밸브(162)와, 밸브 제어기(163)를 포함한다. The
압력 검출부(161)는 반응기(110) 내부의 가스 압력을 검출하는 것으로, 압력을 받아서 발생한 왜곡을 전기 신호로 변환하여 출력하는 압력검출장치로 구현될 수 있다. 밸브(162)는 가스 배출구(112)를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하는데 사용된다. 밸브 제어기(163)는 압력 검출부(161)로부터 입력되는 전기신호에 따라 밸브(162)의 동작을 제어한다. 밸브 제어기(163)는 반응기(도1의 참조부호 110) 내의 가스 압력을 1kgf/㎠ 이상, 4kgf/㎠ 미만으로 유지한다. 여기서, 압력 조절은 ±0.01kgf/㎠ 단위로 이루어져야 하며, 압력이 미세하게 조절되지 않을 경우, 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)에 흐르는 전류 및 가스의 양에 변동이 발생한다.The
다시, 도 1을 참조하면, 반응기(110)는 내부에 제1 냉각로드(113a)가 설치된 바닥 냉각체(113)와, 바닥 냉각체(113)의 일 단에 제1,제2 실리콘 코어 로드(124, 126)와 평행한 방향으로 설치되며 내부에 제2 냉각로드(114a)가 형성된 하부 냉각체(114)와, 하부 냉각체(114)의 상부면에 설치되며 내부에 각각 제3 냉각로드(115a)가 형성되는 상부 냉각체(115)와, 상부 냉각체(116) 상부에 설치되며 내부에 제4 냉각로드(116a)가 형성된 돔 냉각체(116)를 포함한다. Referring back to FIG. 1, the
도 1에는 도시되지 않았지만, 반응기(110)는 제1 내지 제 4 냉각로드(113a∼116a) 각각에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급장치를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 냉각수 공급장치는 제1 내지 제 4 냉각로드(113a∼116a) 중에서 제2냉각로드(114a)에 가장 낮은 온도를 갖는 냉각수를 공급한다. Although not shown in FIG. 1, the
대부분의 공급된 반응가스는 열분해에 되어 제1, 제2 실리콘 코어 로드(124, 126)에 증착되지만, 일부 실리콘 분말은 실리콘 제1, 제2 실리콘 코어 로드(124, 126)에 증착되지 않고 반응기(110) 내부에 증착되기도 한다. 실리콘 분말의 증착 반응은 온도가 낮은 곳일수록 용이하게 일어나므로, 하부 냉각체(114)의 온도를 가장 낮게 제어하여 하부 냉각체(114)에 실리콘 분말을 증착하도록 유도한다. 돔 냉각체(116)나 상부 냉각체(115)에 실리콘 분말이 많이 증착될 경우, 실리콘 로드(210)의 품질에 악영향을 미칠 수 있고, 바닥 냉각체(113)에 실리콘 분말이 많이 증착될 경우에는 가스 분사부(123)를 막을 위험이 있기 때문이다.Most of the supplied reactant gas is pyrolyzed and deposited on the first and second
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 폴리 실리콘 증착장치(100)는 반응기(110)의 내부를 외부에서 확인할 수 있도록 해주는 투시창(117)을 더 포함한다. 투시창(117)은 실리콘 코어 로드부(124, 125, 126)의 직경을 측정하기 위한 것으로, 일례로 상부 냉각체(115)에 설치될 수 있다. 또한, 투시창(117)에 실리콘 분말이 많이 증착되어 내부를 확인하기 어려울 수 있으므로 투시창(117)의 유리에 열선을 부착하여 온도를 높여 실리콘 분말의 증착을 최대한 억제하여 내부 확인을 용이하게 할 수 있다.In one embodiment, the
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Thus far, the present specification has been described with reference to the embodiments shown in the drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention, but this is merely exemplary, and the description Those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
100: 폴리 실리콘 증착 장치
110: 반응기
111: 가스 투입구 112: 가스 배출구
113: 바닥 냉각체 113a: 제1 냉각로드
114: 하부 냉각체 114a: 제2 냉각로드
115: 상부 냉각체 115a: 제3 냉각로드
116: 돔 냉각체 116a: 제4 냉각로드
117: 투시창
121: 제 1전극 122: 제2 전극
123: 가스 분사부
124: 제1 실리콘 코어 로드 125: 제3 실리콘 코어 로드
126: 제2 실리콘 코어 로드100: polysilicon deposition apparatus
110: reactor
111: gas inlet 112: gas outlet
113:
114:
115:
116:
117: viewing window
121: first electrode 122: second electrode
123: gas injection unit
124: first silicon core rod 125: third silicon core rod
126: second silicon core rod
Claims (12)
캐리어 가스와 혼합된 반응가스가 투입되는 가스 투입구 및 외부로 상기 반응가스를 배출하는 가스 배출구가 형성되는 반응기;
상기 반응기 내부에 설치되고, 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극부와;
상기 제 1 전극으로부터 전류를 입력받아 상기 제2 전극으로 전류를 통전시키면서 자체 발열하는 실리콘 코어 로드부와;
상기 반응기의 외부에 배치되고, 상기 가스 투입구와 연결되며, 상기 가스 투입구로 공급되는 캐리어 가스와 혼합된 상기 반응가스를 가열하는 가스 가열부와;
상기 반응기의 내부에 설치되고, 상기 가스 가열부에서 가열되어 상기 가스 투입구를 통해 투입되는 상기 반응가스를 상기 실리콘 코어 로드부를 향하여 분사하는 가스 분사부; 및
상기 가스 배출구를 통해 배출되는 상기 반응가스의 양을 조절하여, 상기 반응기 내부의 가스 압력을 조절하는 압력 조절부;
를 포함하되,
상기 가스 가열부는,
상기 반응가스를 공급하는 제1 가스 공급관,
상기 캐리어 가스를 공급하는 제2 가스 공급관,
상기 제1 가스 공급관 및 상기 제2 가스 공급관에 설치되고 상기 반응가스 및 상기 캐리어 가스의 유량을 제어하는 가스 유량 제어장치,
상기 제1 가스 공급관 및 상기 제2 가스 공급관과 연결되고 상기 제1 가스 공급관 및 상기 제2 가스 공급관을 통해 각각 공급되는 상기 반응가스 및 상기 캐리어 가스를 혼합하는 혼합장치,
상기 혼합장치와 상기 가스 투입구를 연결하는 배관,
상기 배관 둘레에 설치되고 상기 혼합장치에 의해 혼합 및 배출되는 상기 반응가스 및 상기 캐리어 가스를 가열하는 발열체, 및
상기 발열체를 감싸는 형태로 형성되고 상기 발열체와 외부를 단열시키는 단열재를 포함하여 형성되고,
상기 압력 조절부는,
상기 반응기 내부의 가스 압력을 검출하는 압력 검출부,
상기 가스 배출구에 설치되고 상기 가스 배출구를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하는 밸브, 및
상기 압력 검출부로부터 입력되는 전기신호에 따라 상기 밸브의 동작을 제어하는 밸브 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.A polysilicon deposition apparatus for depositing polysilicon by pyrolyzing a reaction gas mixed with a carrier gas,
A reactor in which a gas inlet through which a reaction gas mixed with a carrier gas is input and a gas outlet through which the reaction gas is discharged are formed;
An electrode unit installed inside the reactor and including a first electrode and a second electrode spaced apart by a predetermined distance;
A silicon core rod unit which receives current from the first electrode and heats itself while supplying current to the second electrode;
A gas heater disposed outside the reactor and connected to the gas inlet and heating the reaction gas mixed with a carrier gas supplied to the gas inlet;
A gas injector installed in the reactor and configured to inject the reaction gas, which is heated in the gas heating unit, and injected through the gas inlet toward the silicon core rod unit; And
A pressure controller configured to adjust an amount of the reaction gas discharged through the gas outlet, thereby controlling a gas pressure inside the reactor;
Including,
The gas heating unit,
A first gas supply pipe for supplying the reaction gas,
A second gas supply pipe for supplying the carrier gas,
A gas flow rate control device installed in the first gas supply pipe and the second gas supply pipe and controlling a flow rate of the reaction gas and the carrier gas;
A mixing device connected to the first gas supply pipe and the second gas supply pipe, and mixing the reaction gas and the carrier gas supplied through the first gas supply pipe and the second gas supply pipe, respectively;
A pipe connecting the mixing device and the gas inlet,
A heating element installed around the pipe and heating the reaction gas and the carrier gas mixed and discharged by the mixing device, and
Is formed in a form surrounding the heating element and is formed including a heat insulating material to insulate the heating element and the outside,
The pressure control unit,
A pressure detector for detecting a gas pressure inside the reactor;
A valve installed at the gas outlet and controlling an amount of gas discharged through the gas outlet;
And a valve controller for controlling the operation of the valve in accordance with the electrical signal input from the pressure detector.
상기 전극부의 제1 전극과 연결되며 상기 반응기의 바닥과 수직한 방향으로 설치되는 제1 실리콘 코어 로드와;
상기 전극부의 제2 전극과 연결되며 상기 반응기의 바닥과 수직한 방향으로 설치되는 제2 실리콘 코어 로드; 및
상기 제1 실리콘 코어 로드 및 제2 실리콘 코어 로드를 연결하는 제3 실리콘 코어 로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.The method of claim 1, wherein the silicon core rod portion:
A first silicon core rod connected to the first electrode of the electrode unit and installed in a direction perpendicular to the bottom of the reactor;
A second silicon core rod connected to the second electrode of the electrode unit and installed in a direction perpendicular to the bottom of the reactor; And
A third silicon core rod connecting the first silicon core rod and the second silicon core rod;
Polysilicon deposition apparatus comprising a.
상기 캐리어 가스와 반응가스의 혼합비는 10:1(mol)∼100:1(mol) 인 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The mixing ratio of the carrier gas and the reaction gas is 10: 1 (mol) to 100: 1 (mol) characterized in that the polysilicon deposition apparatus.
상기 발열체가,
세라믹 히터, 오일 히터, 금속 히터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The heating element,
Polysilicon deposition apparatus characterized in that any one of a ceramic heater, an oil heater, a metal heater.
상기 압력 조절부는,
상기 반응기 내의 가스 압력을 1kgf/㎠ 이상, 4kgf/㎠ 미만으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The pressure control unit,
Polysilicon deposition apparatus characterized in that for maintaining the gas pressure in the reactor to 1kgf / ㎠ or more, less than 4kgf / ㎠.
내부에 제1 냉각로드가 설치된 바닥 냉각체;
상기 바닥 냉각체의 일 단에 수직한 방향으로 설치되며 내부에 제2 냉각로드가 형성된 하부 냉각체;
상기 하부 냉각체의 상부면에 설치되며 내부에 각각 제3 냉각로드가 형성되는 상부 냉각체;
상기 상부 냉각체의 상부면에 설치되며 내부에 제4 냉각로드가 형성된 돔 냉각체; 및
상기 제1 내지 제 4 냉각로드 각각에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급장치;를 포함하되,
여기서, 상기 냉각수 공급장치는 제1 내지 제 4 냉각로드 중 상기 하부 냉각체의 제2 냉각로드에 가장 낮은 온도를 갖는 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.The reactor of claim 1 wherein the reactor is:
A bottom cooling body provided with a first cooling rod therein;
A lower cooling body installed in a direction perpendicular to one end of the bottom cooling body and having a second cooling rod formed therein;
An upper cooling body installed on an upper surface of the lower cooling body and having third cooling rods formed therein;
A dome cooling body installed on an upper surface of the upper cooling body and having a fourth cooling rod formed therein; And
Includes; a cooling water supply device for supplying cooling water to each of the first to fourth cooling rods,
Here, the cooling water supply device polysilicon deposition apparatus characterized in that for supplying the cooling water having the lowest temperature to the second cooling rod of the lower cooling body of the first to fourth cooling rods.
상기 반응기의 내부를 외부에서 확인할 수 있도록 해주는 투시창; 및
상기 투시창에 부착되는 열선;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 증착장치.The reactor of claim 10 wherein the reactor is:
A viewing window for allowing the inside of the reactor to be checked from the outside; And
A heating wire attached to the viewing window;
Polysilicon deposition apparatus further comprising a.
상기 가스 배출구는 반응기의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The gas outlet is a polysilicon deposition apparatus, characterized in that formed on the upper surface of the reactor.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100002170A KR101034030B1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Poly silicon deposition device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020100002170A KR101034030B1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Poly silicon deposition device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101034030B1 true KR101034030B1 (en) | 2011-05-11 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020100002170A KR101034030B1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Poly silicon deposition device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101034030B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108394904A (en) * | 2018-05-20 | 2018-08-14 | 宁波工程学院 | A kind of monosilane thermal decomposition furnace of truncated cone-shaped cooling jacket |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100210261B1 (en) * | 1997-03-13 | 1999-07-15 | 이서봉 | Method of production for poly crystal silicon |
KR100892123B1 (en) * | 2008-12-31 | 2009-04-09 | (주)세미머티리얼즈 | Poly silicon deposition device |
-
2010
- 2010-01-11 KR KR1020100002170A patent/KR101034030B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100210261B1 (en) * | 1997-03-13 | 1999-07-15 | 이서봉 | Method of production for poly crystal silicon |
KR100892123B1 (en) * | 2008-12-31 | 2009-04-09 | (주)세미머티리얼즈 | Poly silicon deposition device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108394904A (en) * | 2018-05-20 | 2018-08-14 | 宁波工程学院 | A kind of monosilane thermal decomposition furnace of truncated cone-shaped cooling jacket |
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