KR101033162B1 - Poly silicon deposition device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리실리콘 증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 코어로드로 흐르는 반응가스의 분사 제어를 통해 균일한 폴리실리콘을 증착할 수 있는 폴리실리콘 증착장치에 관한 것이다. The present invention relates to a polysilicon deposition apparatus, and more particularly, to a polysilicon deposition apparatus capable of depositing uniform polysilicon through the injection control of the reaction gas flowing to the silicon core rod.
반도체나 태양광 산업에서 주원료로 사용되는 다결정 실리콘(폴리실리콘이라고도 함)은 쿼츠나 모래 등을 카본과 환원반응시켜 금속급 실리콘을 만든 후, 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.Polycrystalline silicon (also known as polysilicon) used as a main raw material in the semiconductor and photovoltaic industries is made of metal-grade silicon by reducing quartz or sand with carbon, and then metal-grade silicon is further refined to further improve the solar cell substrate. It is used as a raw material (SoG-Si), and polysilicon of 11N or more is used as a 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 bell-jar형 반응기를 사용하는 Siemens(지멘스)법, Fluidized bed(유동층)법, VLD(Vapor-to-Liquid Deposition) 방식과 금속급 실리콘을 직접 정제하는 방법 등이 있다.As a method of refining metal grade polysilicon, Siemens method using a bell-jar type reactor, Fluidized bed method, VLD (Vapor-to-Liquid Deposition) method and method of directly purifying metal grade silicon Etc.
이중에서 가장 일반적으로 많이 사용되고 있는 방법이 지멘스(Siemens)법이다. 이 방법은 수소와 혼합된 반응가스, 예컨대 염화실란(chlorosilane)이나 모노실란(monosilane)을 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 상온에서 전기 저항이 매우 크기 때문에 통전이 어렵다. 그러나 실리콘 코어로드를 약 1000℃까지 가열하게 되면 전기 저항이 대폭적으로 낮아지기 때문에 전기가 잘 통전된다. The most commonly used method is the Siemens method. This method is to produce polycrystalline silicon by thermally decomposing a reaction gas mixed with hydrogen such as chlorosilane or monosilane and depositing it on a silicon core rod. This method makes the silicon core rod electrically and heats the entire silicon core rod according to the resistance heat. Since silicon has a very high electrical resistance at room temperature, it is difficult to conduct electricity. However, when the silicon core rod is heated to about 1000 ° C, the electrical resistance is drastically lowered, so electricity is well supplied.
캐리어 가스인 수소와 혼합된 반응가스가 열분해되어, 가열된 실리콘 코어로드에 폴리실리콘을 효율적으로 증착시키기 위해서는 반응가스의 흐름을 제어하는 것이 매우 중요하다. 그런데, 종래 폴리실리콘 증착장치에 설치되는 실리콘 코어로드의 길이가 2m 내외로 길기 때문에, 실리콘 코어로드에 폴리실리콘을 균일하게 증착시키는 것이 매우 어려운 문제점이 있었다. It is very important to control the flow of the reaction gas in order to pyrolyze the reaction gas mixed with the carrier gas hydrogen so as to efficiently deposit polysilicon on the heated silicon core rod. However, since the length of the silicon core rod installed in the conventional polysilicon deposition apparatus is about 2 m long, it is very difficult to uniformly deposit polysilicon on the silicon core rod.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 가열된 실리콘 코어로드로 흐르는 반응가스의 분사 제어를 통해 증착효율을 높이고, 실리콘 코어로드 표면에 폴리실리콘을 균일하게 증착시킬 수 있는 폴리실리콘 증착장치를 제공하는 것이다. The present invention has been proposed in the background as described above, an object of the present invention is to increase the deposition efficiency through the injection control of the reaction gas flowing to the heated silicon core rod, it is possible to uniformly deposit polysilicon on the surface of the silicon core rod It is to provide a polysilicon deposition apparatus.
본 발명의 부가적인 목적은 실리콘 코어로드 표면에 증착되지 않고 반응기 외부로 빠져나가는 반응가스 손실량을 줄일 수 있는 폴리실리콘 증착장치를 제공하는 것이다. It is an additional object of the present invention to provide a polysilicon deposition apparatus capable of reducing the amount of reaction gas lost to the outside of the reactor without being deposited on the surface of the silicon core rod.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 폴리실리콘 증착장치는, 캐리어 가스와 혼합된 반응가스가 투입되는 가스 투입구 및 외부로 가스를 배출하는 가스 배출구가 형성되는 반응기와, 반응기 내부에 설치되며 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극부와, 전극부의 제 1 전극으로부터 전류를 입력받아 전극부의 제2 전극으로 전류를 통전시키면서 자체 발열하는 실리콘 코어 로드와, 반응기의 가스 투입구를 통해 투입되는 반응가스가 실리콘 코어 로드를 향하여 흐르도록 하는 복수개의 노즐과, 반응기의 가스 투입구와 연결되어 노즐로 가스를 공급하는 가스공급관을 포함하는 가스 분사부와, 가스 분사부의 가스공급관을 좌/우로 회전시키는 가스공급관 구동부를 포함한다.In order to achieve the above object, the polysilicon deposition apparatus according to an aspect of the present invention, the reactor is formed with a gas inlet through which the reaction gas mixed with the carrier gas is injected and the gas outlet for discharging the gas to the outside, and the reactor A silicon core installed inside and spaced apart by a predetermined distance, the electrode core including a first electrode and a second electrode, and a silicon core that receives current from the first electrode of the electrode part and generates current while passing current through the second electrode of the electrode part. A gas injection unit including a rod, a plurality of nozzles for allowing the reaction gas introduced through the gas inlet of the reactor to flow toward the silicon core rod, and a gas supply pipe connected to the gas inlet of the reactor to supply gas to the nozzle; It includes a gas supply pipe driving unit for rotating the gas supply pipe of the gas injection unit to the left / right.
본 발명의 부가적인 양상에 따른 폴리실리콘 증착장치는, 가스 분사부의 노즐들이 발열체의 내측면에 나선형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.Polysilicon deposition apparatus according to an additional aspect of the present invention, the nozzles of the gas injection portion is characterized in that the spirally arranged on the inner surface of the heating element.
본 발명의 다른 부가적인 양상에 따른 폴리실리콘 증착장치는, 가스 분사부의 노즐들이 실리콘 코어로드 부분으로 가까워질수록 직경이 작아지는 깔대기 형태로 구현되는 것을 특징으로 한다.Polysilicon deposition apparatus according to another additional aspect of the present invention, characterized in that the nozzle is formed in the form of a funnel, the diameter becomes smaller as the nozzles closer to the silicon core rod portion.
상기한 구성에 따르면, 본 발명의 폴리실리콘 증착장치는 가열된 실리콘 코어로드로 흐르는 반응가스의 분사 제어를 통해 증착효율을 높이고, 실리콘 코어로드 표면에 폴리실리콘을 균일하게 증착시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.According to the above configuration, the polysilicon deposition apparatus of the present invention has a useful effect of increasing the deposition efficiency by controlling the injection of the reaction gas flowing to the heated silicon core rod, and uniformly depositing polysilicon on the surface of the silicon core rod. have.
또한, 본 발명의 폴리 실리콘 증착 장치는 가스 분사부의 가스공급관을 좌/우로 회전시키는 가스공급관 구동부를 포함하여 구현됨으로써, 실리콘 코어로드 표면에 폴리 실리콘이 증착됨에 따라 실리콘 코어로드의 직경이 증가하더라도 일정한 양의 혼합가스(캐리어 가스와 반응가스)를 실리콘 코어로드 표면에 균일하게 분사하여 폴리실리콘을 균일하게 증착시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.In addition, the polysilicon deposition apparatus of the present invention is implemented by including a gas supply pipe driving unit for rotating the gas supply pipe of the gas injection unit to the left / right, even if the diameter of the silicon core rod is increased as the polysilicon is deposited on the silicon core rod surface There is a useful effect that the amount of mixed gas (carrier gas and reaction gas) is evenly sprayed on the surface of the silicon core rod to uniformly deposit polysilicon.
또한, 본 발명의 폴리 실리콘 증착 장치는 가스 분사부의 노즐들이 실리콘 코어로드 부분으로 가까워질수록 직경이 작아지는 깔대기 형태로 구현됨으로써, 혼합가스(캐리어 가스와 반응가스)를 실리콘 코어로드 표면에 집중되게 하여 미반응물의 생성과 동질반응(homogeneous reaction)을 최소화 하여 증착되는 폴리실리콘의 품질을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.In addition, the polysilicon deposition apparatus of the present invention is implemented in the form of a funnel, the diameter of the nozzles of the gas injection portion closer to the silicon core rod portion, so that the mixed gas (carrier gas and reaction gas) is concentrated on the surface of the silicon core rod By minimizing the production and homogeneous reaction of the unreacted material has a useful effect to improve the quality of the deposited polysilicon.
도 1 은 본 발명에 따른 폴리실리콘 증착장치의 단면도를 도시한 실시예,
도 2 는 도1에 따른 폴리실리콘 증착장치의 제1 발열체(123a)를 포함하는 AA 단면도,
도 3 은 도 1의 가스 분사부(124) 부분확대도이다. 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
3 is a partially enlarged view of the
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 도 1에 따른 폴리 실리콘 증착장치의 제1 발열체(123a)를 포함하는 AA 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a polysilicon deposition apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of AA including a
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, 폴리 실리콘 증착부(120)를 포함한다. 본 명세서에서 캐리어 가스와 혼합된 반응가스는 염화실란(chlorosilane)이나 모노실란(monosilane)이다. First, as shown in FIG. 1, the
폴리 실리콘 증착부(120)는 반응기(110)의 내부공간에 설치되며 가스 투입구(111)를 통해 공급되는 캐리어 가스와 혼합된 반응가스를 열분해하여 폴리 실리콘을 증착하는 역할을 한다. 폴리 실리콘 증착부(120)는 일 실시예에 있어서, 전극부(121)와, 실리콘 코어 로드(122)와, 실리콘 코어 로드 가열부(123)와, 가스 분사부(124)와, 가스공급관 구동부(125)를 포함한다. The
전극부(121)는 실리콘 코어 로드(122)로 전류를 공급하기 위한 것으로, 반응기(110)의 바닥에 설치되며 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 제1 전극(121a)과 제2 전극(121b)을 포함한다. 여기서, 제1 전극(121a)과 제2 전극(121b)은 그라파이트(graphite) 재질의 전극으로 구현될 수 있다. 또한, 제1 전극(121a)과 제2 전극(121b)은 반응기(110) 바닥과 절연되게 설치된다.The
실리콘 코어 로드(122)는 전극부(121)의 제1 전극(121a)으로부터 전류를 입력받아 전극부(121)의 제2 전극(121b)으로 전류를 통전시키면서 자체 발열하면서, 캐리어 가스와 혼합된 반응가스에서 분해된 실리콘 가스를 증착시키는 역할을 한다. 실리콘 코어 로드(122)는 전극부(121)의 제1 전극(121a)과 연결되며 반응기(110)의 바닥과 수직한 방향으로 설치되는 제1 실리콘 코어 로드(122a)와, 전극부(121)의 제2 전극(121b)과 연결되며 반응기(110)의 바닥과 수직한 방향으로 설치되는 제2 실리콘 코어 로드(122b)와, 제1 실리콘 코어 로드(122a) 및 제2 실리콘 코어 로드(122b)를 연결하는 제3 실리콘 코어 로드(122c)를 포함한다.The
실리콘 코어 로드 가열부(123)는 실리콘 코어 로드(122)에 전류를 입력하기 전에 실리콘 코어 로드(122)를 가열하는 역할을 한다. 실리콘 코어 로드 가열부(123)는 제1 실리콘 코어 로드(122a)로부터 소정 간격만큼 떨어져 제1 실리콘 코어 로드(122a)를 둘러싸며 내부에 발열수단(1231)이 설치되는 제1 발열체(123a)와, 제2 실리콘 코어 로드(122b)로부터 소정 간격만큼 떨어져 제2 실리콘 코어 로드(122b)를 둘러싸며 내부에 발열수단(1231)이 설치되는 제2 발열체(123b)를 포함한다. The silicon core
발열수단(1231)은 SiC(탄화규소), MoSi2(규화몰리브덴), 그라파이트 등 세라믹 히터 또는 Fe-Cr(철-크롬)계, Ni-Cr(니켈-크롬)계, Fe-Cr-Al(철-크롬-알루미늄)계 금속 히터 또는 오일 히터로 구현될 수 있다. The heat generating means 1231 may be a ceramic heater such as SiC (silicon carbide), MoSi 2 (molybdenum silicide), graphite or Fe-Cr (iron-chromium) -based, Ni-Cr (nickel-chromium) -based, Fe-Cr-Al ( Iron-chromium-aluminum) -based metal heaters or oil heaters.
여기서, 도 2를 참조하면, 일실시예에 있어서, 제1 발열체(123a)의 내부에 형성되는 발열수단(1231)은 제1 발열체(123a)의 높이 방향으로 설치되는 다수개의 히터를 포함하되, 다수개의 히터는 제1 발열체(123a)의 둘레에 일정한 간격, 예컨대 60도 간격으로 6개의 히터가 설치될 수 있고, 90도 간격으로 4개의 히터가 설치될 수 있다. Here, referring to FIG. 2, in one embodiment, the heating means 1231 formed in the
다시 도 1을 참조하면, 가스 분사부(124)는 반응기(110)의 가스 투입구(111)를 통해 발열체(123a) 내부에 투입되는 캐리어 가스와 혼합된 반응가스가 제1, 제2 실리콘 코어 로드(122a, 122b)를 향하여 흐르도록 제1, 제 2발열체(123a, 123b)의 표면에 형성되는 복수개의 노즐(124a)과, 반응기(110)의 가스 투입구(111)와 연결되어 노즐(124a)로 가스를 공급하는 가스공급관(124b)을 포함한다. Referring back to FIG. 1, the
복수개의 가스 분사 노즐(124a)을 통해 분사되는 캐리어 가스와 혼합된 반응가스는 열분해되고, 분해된 실리콘 기체는 제1, 제2 실리콘 코어 로드(122a, 122b)에 증착된다. 캐리어 가스와 혼합된 반응가스는 제1, 제2 발열체(123a, 123b) 내부에 투입되어 발열수단(1231)에 의해 예열되어 제1, 제2 실리콘 코어 로드(122a, 122b)로 분사됨으로 인해, 본 발명의 폴리 실리콘 증착장치는 캐리어 가스와 혼합된 반응가스의 열분해가 빠르게 일어날 수 있다.The reaction gas mixed with the carrier gas injected through the plurality of
도 1과 도 2를 참조하면, 일실시예에 있어서, 복수개의 가스 분사 노즐(124a)은 제1 발열체(123a)의 내측면에 높이 방향으로 일정한 간격만큼 떨어진 위치에 설치된다. 일 실시예에 있어서, 복수개의 가스 분사 노즐(124a)은 제1 발열체(123a)의 내측면에 나선형으로 배치된다. 즉, 복수개의 가스 분사 노즐(124a)은 서로 동일선상에 배치되지 않는다. 1 and 2, in one embodiment, the plurality of
또한, 제1 발열체(123a)의 표면 둘레에 일정한 간격으로 설치된 노즐(124a)은, 제1 발열체(123a)의 둘레에 일정한 간격으로 설치되는 다수개의 히터(1231)들 사이에 설치된다. 이에 따라 다수개의 히터(1231)들의 복사열이 가스 분사 노즐(124a)을 통해 제1 실리콘 코어 로드(122a)로 전달되어 캐리어 가스와 혼합된 반응가스에서 분해된 실리콘 기체가 제1 실리콘 코어 로드(122a)에 불균일하게 증착되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the
가스공급관 구동부(125)는 가스 분사부(124)의 가스공급관(124a)을 좌/우로 회전시킨다. 가스공급관 구동부(125)는 모터로 구현될 수 있다. 가스공급관 구동부(125)는 실리콘 코어로드(122) 표면에 폴리 실리콘이 증착됨에 따라 가스공급관(124a)을 일정한 각(θ2) 만큼 회전시킨다. 이에 실리콘 코어로드(122) 표면에 폴리 실리콘이 증착됨에 따라 실리콘 코어로드(122)의 직경이 증가하더라도, 일정한 양의 혼합가스(캐리어 가스와 반응가스)가 실리콘 코어로드(122) 표면에 균일하게 분사되어 폴리실리콘을 균일하게 증착할 수 있다.The gas
반응기(110)는 내부에 제1 냉각로드(113a)가 설치된 바닥 냉각체(113)와, 바닥 냉각체(113)의 일 단에 제1,제2 실리콘 코어 로드(122a, 112b)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. 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 캐리어 가스와 혼합된 반응가스가 반응기 내부로 공급되는 시점부터 하부 냉각체(114)의 제2냉각로드(114a)에 가장 낮은 온도를 갖는 냉각수를 공급한다. Although not shown in FIG. 1, the
대부분의 공급된 원료 가스는 열분해에 되어 제1, 제2 실리콘 코어 로드(112a, 112b)에 증착되지만, 일부 실리콘 분말은 실리콘 제1, 제2 실리콘 코어 로드(112a, 112b)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 있기 때문이다.Most of the supplied feed gas is pyrolyzed and deposited on the first and second silicon core rods 112a and 112b, but some silicon powder is not deposited on the silicon first and second silicon core rods 112a and 112b and the reactor It may also be deposited inside 110. Since the deposition reaction of the silicon powder occurs easily where the temperature is low, the lowest temperature of the
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 로드(도 2의 도면부호 210)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
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 폴리 실리콘 증착장치(100)는 반응기(110)의 가스 배출구(112)를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하여, 반응기(110) 내부의 가스 압력을 조절하는 압력 조절부(131)를 더 포함한다. In one embodiment, the
일 실시예에 있어서, 압력 조절부(160)는 압력 검출부와, 밸브와, 밸브 제어기를 포함하여 구현될 수 있다. 압력 검출부는 반응기(110) 내부의 가스 압력을 검출하는 것으로, 압력을 받아서 발생한 왜곡을 전기 신호로 변환하여 출력하는 압력검출장치로 구현될 수 있다. 밸브는 가스 배출구(112)를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하는데 사용된다. 밸브 제어기는 압력 검출부로부터 입력되는 전기신호에 따라 밸브의 동작을 제어한다. 밸브 제어기는 반응기(110) 내의 가스 압력을 1kgf/㎠ 이상, 2kgf/㎠ 이하로 유지한다. 여기서, 압력 조절은 ±0.01kgf/㎠ 단위로 이루어져야 하며, 압력이 미세하게 조절되지 않을 경우, 실리콘 코어 로드(122)에 흐르는 전류 및 가스의 양에 변동이 발생한다.In one embodiment, the pressure regulator 160 may include a pressure detector, a valve, and a valve controller. The pressure detector detects the gas pressure inside the
도 1에 도시한 바와 같이 일례로, 가스 배출구(112)는 반응기(110)의 상부면에 형성된다. 이에 따라 반응가스가 열분해를 통해 생성되는 실리콘 분말이 제1, 제2 실리콘 코어 로드(122a, 112b) 표면에 증착되지 않고 반응기(110)의 상부면에 축척되어 제1, 제2 실리콘 코어 로드(122a, 112b) 표면에 떨어지는 현상을 막을 수 있다. As shown in FIG. 1, for example, the gas outlet 112 is formed at an upper surface of the
도 3 은 도 1의 가스 분사부 부분확대도이다. 도시한 바와 같이, 일례로 복수개의 가스 분사 노즐(124a)은 제1 실리콘 코어 로드(122a) 부분으로 가까워질수록 직경이 작아지는 깔대기 형태로 구현되며, 노즐(124a) 중심선의 연장선이 제1 실리콘 코어 로드(122a)와 5°이상, 85°이하의 각(θ3)을 이루며 배치된다. 이에 복수개의 가스 분사 노즐(124a)을 통해 분사된 혼합가스(캐리어 가스와 반응가스)는 제1, 실리콘 코어 로드(122a)의 표면에 층류를 형성하게 되어 실리콘 증착효율이 높아진다. 3 is a partially enlarged view of the gas injector of FIG. 1. As shown, for example, the plurality of
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: 전극부
121a: 제 1전극 121b: 제2 전극
122: 실리콘 코어 로드
122a: 제1 실리콘 코어 로드 122b: 제2 실리콘 코어 로드
122c: 제3 실리콘 코어 로드
123: 실리콘 코어 로드 가열부
123a: 제1 발열체 123b: 제2 발열체
1231: 발열수단
124: 가스 분사부
124a: 노즐 124b: 가스공급관
125: 가스공급관 구동부
131: 압력조절부100: polysilicon deposition apparatus
110: reactor
111: gas inlet 112: gas outlet
113:
114:
115:
116: dome cooling body 116a: fourth cooling rod
117: viewing window
121: electrode portion
121a: first electrode 121b: second electrode
122: silicon core rod
122a: first
122c: third silicon core rod
123: silicon core rod heating part
123a:
1231: heating means
124: gas injection unit
124a:
125: gas supply pipe driving unit
131: pressure regulator
Claims (8)
상기 반응기 내부에 설치되며, 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극부;
상기 제 1 전극으로부터 전류를 입력받아 상기 제2 전극으로 전류를 통전시키면서 자체 발열하는 실리콘 코어 로드;
상기 실리콘 코어 로드로부터 소정 간격만큼 떨어져 상기 실리콘 코어 로드를 둘러싸며 내부에 복수개의 발열수단이 설치되는 발열체를 포함하는 실리콘 코어 로드 가열부;
상기 발열체 내부에 설치되되, 상기 가스 투입구를 통해 투입되는 상기 반응가스가 상기 실리콘 코어 로드를 향하여 흐르도록 하는 복수개의 노즐과, 상기 가스 투입구와 연결되어 상기 노즐로 가스를 공급하는 가스공급관을 포함하는 가스 분사부;
상기 가스공급관에 연결되어 상기 가스공급관을 회전시키되, 상기 실리콘 코어 로드의 외주면 전체에 동일한 양의 상기 반응가스가 분사되도록 상기 가스공급관의 회전 범위를 제어하는 가스공급관 구동부; 및
상기 가스 배출구에 설치되고 상기 가스 배출구를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하여 상기 반응기 내부의 가스 압력을 조절하되 상기 반응기 내부의 가스 압력을 검출하는 압력 검출부, 상기 가스 배출구를 통해 배출되는 가스의 양을 조절하는 밸브 및 상기 압력 검출부로부터 입력되는 전기신호에 따라 상기 밸브의 동작을 제어하는 밸브 제어기를 포함하는 압력 조절부;
를 포함하되,
상기 복수개의 노즐은 상기 실리콘 코어 로드를 향하도록 상기 발열체로부터 돌출되되 일측 방향으로 경사지게 형성되고,
상기 복수개의 노즐 각각은 상기 복수개의 발열수단 사이사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 증착장치.A reactor in which a gas inlet through which the reaction gas is introduced and a gas outlet through which the gas is discharged are formed;
An electrode part installed inside the reactor and including a first electrode and a second electrode spaced apart by a predetermined distance;
A silicon core rod that receives current from the first electrode and heats itself while supplying current to the second electrode;
A silicon core rod heating part including a heating element spaced apart from the silicon core rod by a predetermined interval and surrounding the silicon core rod and having a plurality of heat generating means installed therein;
A plurality of nozzles installed inside the heating element and allowing the reaction gas introduced through the gas inlet to flow toward the silicon core rod, and a gas supply pipe connected to the gas inlet to supply gas to the nozzle; A gas injection unit;
A gas supply pipe driver connected to the gas supply pipe to rotate the gas supply pipe, and control a rotation range of the gas supply pipe so that the reaction gas is injected into the entire outer circumferential surface of the silicon core rod; And
A pressure detector configured to adjust a gas pressure inside the reactor by adjusting an amount of gas discharged through the gas outlet and installed at the gas outlet, and detecting a gas pressure inside the reactor, an amount of gas discharged through the gas outlet A pressure regulator including a valve controlling a valve and a valve controller controlling an operation of the valve according to an electrical signal input from the pressure detector;
Including,
The plurality of nozzles are protruded from the heating element to face the silicon core rod is formed to be inclined in one direction,
And each of the plurality of nozzles is disposed between the plurality of heat generating means.
상기 가스 분사부의 노즐들은,
상기 실리콘 코어로드 부분으로 가까워질수록 직경이 작아지는 깔대기 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The nozzles of the gas injection unit,
Polysilicon deposition apparatus, characterized in that implemented in the form of a funnel, the diameter becomes smaller closer to the silicon core rod portion.
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 폴리실리콘 증착장치.The method of claim 1 wherein the silicon core rod is:
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 복수개의 노즐은 상기 발열체의 내측면에 나선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The plurality of nozzles are polysilicon deposition apparatus, characterized in that arranged in a spiral on the inner surface of the heating element.
상기 발열수단은 세라믹 히터, 오일 히터, 금속 히터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 증착장치.The method of claim 1,
The heating means is a polysilicon deposition apparatus, characterized in that any one of a ceramic heater, an oil heater, a metal heater.
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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