일반기술

다결정 실리콘의 제조방법과 그 장치

본 발명은 다결정실리콘(polycrystalline silicon)의 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 유동층 반응기를 이용하여 입자형태의 다결정실리콘을 대량으로 생산하는데 있어 염화수소를 포함하는 에칭가스를 공급하는 노즐을 장치함으로써 반응가스 공급수단의 표면에 실리콘이 석출되어 누적되는 것을 효율적으로 방지하여 반응기를 연속적으로 운전할 수 있게 하는 다결정실리콘의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.고순도 다결정실리콘은 반도체웨이퍼용 실리콘 단결정이나 태양전지용 실리콘 박판 소재의 원료로서 사용된다. 반도체 응용을 위해 사용되는 다결정실리콘의 상업적 대량생산을 위하여, 지금까지 종형(bell-jar type)의 반응기가 주로 사용되어오고 있다. 종래의 종형 반응기를 사용하여 다결정성실리콘을 제조하는 방법은 제조된 다결정실리콘을 연속적으로 생산할 수 없고, 전력소모 또한 크며, 제품으로 사용시 후처리 공정을 거쳐야 하는 문제점이 있고, 이를 대체하기 위해 사용된 유동층 반응기는 상기 문제점은 어느 정도 해결하나 반응가스 공급수단의 표면에 실리콘이 석출되어 누적되어 반응기를 연속적으로 가동할 수 없는 문제를 지니고 있는 바, 반응가스 공급수단의 표면에 실리콘이 석출되어 누적되는 것을 방지하여 반응기를 연속적으로 가동할 수 있는 장치 및 제조방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서, 본 발명은 종래의 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해, 유동층 반응기의 반응가스 공급노즐 표면에 염화수소를 포함하는 에칭가스를 주입하는 방법으로 반응가스 공급수단의 표면에 실리콘이 석출되어 누적되는 것을 방지함으로써 반응기를 연속적으로 가동할 수 있도록 하는 개량된 제조방법과 그 장치를 제공한다.유동층 반응기를 이용하여 입자형태의 다결정실리콘을 대량으로 생산함에 있어, 반응가스의 공급수단이 유동층에 노출되어 실리콘 입자들과 접촉하게 되는 반응가스 공급수단의 반응가스 출구 쪽 표면에 실리콘이 석출하여 누적되는 것을 효율적으로 방지할 수 있는 방법과 장치를 제공하여 유동층 반응기를 연속적으로 가동시킬 수 있는 경제적인 효과를 얻을 수 있다.본 기술은 입자형태의 다결정 실리콘을 제조함에 있어 발생하는 반응가스 공급수단의 출구 표면에서의 실리콘 석출 및 누적으로 인한 반응기 조업의 중단을 방지하여 반응기의 연속적인 운전을 가능하게 한다. 또한 반응 부산물로 생성되는 염화수소를 에칭가스로 활용함으로써 불순물 오염이 없이 고순도의 다결정 실리콘을 대량생산할 수 있게 해준다