일반기술

유동층 반응기를 이용한 다결정 실리콘의 지속 가능한 제조 방법

○발명의 정의본 발명은 유동층 반응기를 이용한 다결정 실리콘 제조방법에 관한 것으로서, 특히 다결정 실리콘((polycrystalline silicon 또는 multicrystalline silicon 또는 polysilicon 또는 poly-Si)의 제조장치에서 반응관 내벽면에 형성되는 실리콘 퇴적물을 효과적으로 제거하면서 실리콘 입자를 제거할 수 있게 하는 다결정 실리콘의 지속 가능한 제조방법에 관한 것이다.○발명의 효과본 발명에 따른 유동층 반응기를 이용한 다결정 실리콘 제조방법에 의하면, 다음과 같은 장점을 제공한다.1) 본 발명에 의하면, 입자형태의 다결정 실리콘의 제조에 가급적 영향을 적게 미치면서, 특히 반응기를 해체하지 않고서, 실리콘 석출 운전 도중에 형성되는 반응관 내벽면에서의 실리콘 퇴적물을 주기적으로 손쉽게 제거함으로써, 반응기의 기계적 안정성을 훼손함이 없이 유동층 반응기의 생산성을 최대한 증가시킬 수 있게 된다.2) 실리콘 입자들 제조 단계와 실리콘 퇴적물 제거 단계를 주기적으로 반복함에 있어서, 실리콘 입자들 제조 단계가 계속되는 시간에 비하여 실리콘 퇴적물 제거 단계에 소요되는 시간을 최대한 단축할 수 있고, 반응기의 실리콘 석출 운전 사이클에 필요한 반응기 조작을 최대한 간단하게 할 수 있다.3) 본 발명은 반응가스주입수단 출구의 높이를 기준으로 실리콘 입자들의 층이 반응영역과 가열영역으로 구분이 되는 어떠한 형태와 구조의 유동층 반응기에서도 활용될 수 있기 때문에 입자형태의 다결정 실리콘 제조에 광범위하게 활용될 수 있다.4) 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유동층 반응기를 이용한 공정을 통하여 입자형태의 다결정 실리콘을 대량으로 생산할 수 있다.5) 반응관 내, 외부의 압력차이를 낮게 유지할 수 있게 하여, 높은 압력에서의 실리콘 석출 반응에서도 실리콘 석출물의 형성에도 불구하고 반응관의 기계적 안정성을 유지할 수 있으며, 반응관 내, 외부에서의 압력차이에 따른 반응관의 파손이 근본적으로 예방될 수 있다.6) 반응기 외부영역에 불활성가스를 연속적으로 대량 공급하지 않아도 되므로, 반응관 내, 외부 압력차이를 일정 범위 이내로 손쉽게 유지함에 있어서 많은 비용이 소요되지 않는다.7) 실리콘 입자들 가열수단에 의하여 다결정 실리콘 제조에 필요한 높은 반응온도를 유지할 수 있다.8) 불순물 오염을 최소화하면서 고순도의 실리콘 입자들 제조에 손쉽게 활용될 수 있음에 따라 경제성, 생산성 및 에너지효율이 뛰어난 다결정 실리콘을 제공할 수 있다