JP2012180233A - Production apparatus of polysilicon and production method of polysilicon - Google Patents

Production apparatus of polysilicon and production method of polysilicon Download PDF

Info

Publication number
JP2012180233A
JP2012180233A JP2011043219A JP2011043219A JP2012180233A JP 2012180233 A JP2012180233 A JP 2012180233A JP 2011043219 A JP2011043219 A JP 2011043219A JP 2011043219 A JP2011043219 A JP 2011043219A JP 2012180233 A JP2012180233 A JP 2012180233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilicon
electrodes
silicon
electrode
reaction gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011043219A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5712001B2 (en
Inventor
Eizo Watanabe
栄造 渡辺
Hitoshi Otaki
均 大瀧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silicon Plus Corp
Original Assignee
Silicon Plus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silicon Plus Corp filed Critical Silicon Plus Corp
Priority to JP2011043219A priority Critical patent/JP5712001B2/en
Publication of JP2012180233A publication Critical patent/JP2012180233A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5712001B2 publication Critical patent/JP5712001B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce polysilicon using plasma CVD under a state from atmospheric pressure to supercritical atmosphere.SOLUTION: This production apparatus of polysilicon includes: electrodes to which high-frequency power is applied; a power supply part for supplying the high frequency power to the electrodes; and a reaction gas feeding part for feeding a reaction gas containing a silicon halide compound and an inert gas to the electrodes. The production apparatus of polysilicon is characterized in that the high frequency power is applied to the electrodes and silicon is deposited on surfaces of the electrodes by the reaction gas turned into plasma while electric field is generated between the electrodes.

Description

本発明は、ポリシリコン製造装置及びポリシリコンの製造方法に関する。   The present invention relates to a polysilicon manufacturing apparatus and a polysilicon manufacturing method.

シリコン（Ｓｉ）の多結晶体（ポリシリコン）を得る製造方法の一つとして、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）が知られている。例えば、特許文献１には、半導体装置のポリシリコン膜をＣＶＤ法により形成している。また、特許文献２には、ハロゲン化ケイ素化合物の超臨界流体状態においてプラズマ放電を行うポリシリコンの製造方法が記載されている。   A CVD method (Chemical Vapor Deposition) is known as one of manufacturing methods for obtaining a silicon (Si) polycrystal (polysilicon). For example, in Patent Document 1, a polysilicon film of a semiconductor device is formed by a CVD method. Patent Document 2 describes a method for producing polysilicon in which plasma discharge is performed in a supercritical fluid state of a silicon halide compound.

特開平０７−１８３５２９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-183529 特開２０１０−３７１７４号公報JP 2010-37174 A

プラズマＣＶＤは、通常、減圧下で行われる。このため、原料ガスの濃度が極めて低く、ポリシリコンの結晶成長速度が遅いという問題がある。また、超臨界流体状態におけるプラズマ放電では、ポリシリコンが高速で得られるものの、高圧反応器の設置等、装置が大型化する傾向がある。
本発明の目的は、プラズマＣＶＤによりポリシリコンを製造することにある。 Plasma CVD is usually performed under reduced pressure. For this reason, there are problems that the concentration of the source gas is extremely low and the crystal growth rate of polysilicon is slow. Further, in plasma discharge in a supercritical fluid state, polysilicon can be obtained at high speed, but the apparatus tends to be large in size, such as installation of a high-pressure reactor.
An object of the present invention is to produce polysilicon by plasma CVD.

本発明によれば、下記請求項１〜請求項６に係る発明が提供される。
［１］請求項１に係る発明は、ポリシリコン製造装置であって、高周波電力が印加される電極を備えた反応容器と、前記電極に前記高周波電力を供給する電力供給部と、前記反応容器中にハロゲン化ケイ素化合物及び不活性ガスを含む反応ガスを供給する反応ガス供給部と、を備え、前記反応容器中において前記電極に前記高周波電力を印加し当該電極の間に電界を発生させた状態で前記反応ガスをプラズマ化させ当該電極の表面にシリコンを析出させることを特徴とするポリシリコン製造装置である。
［２］請求項２に係る発明は、前記反応ガス中に水素を含むことを特徴とする請求項１に記載のポリシリコン製造装置である。
［３］請求項３に係る発明は、前記電極の表面に析出した前記シリコンを粒状形態で貯蔵するポリシリコン貯蔵部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリシリコン製造装置である。 According to the present invention, inventions according to claims 1 to 6 below are provided.
[1] The invention according to claim 1 is a polysilicon manufacturing apparatus, comprising a reaction vessel provided with an electrode to which high-frequency power is applied, a power supply unit for supplying the high-frequency power to the electrode, and the reaction vessel A reaction gas supply unit for supplying a reaction gas containing a silicon halide compound and an inert gas therein, and applying the high-frequency power to the electrodes in the reaction vessel to generate an electric field between the electrodes. In this state, the reaction gas is turned into plasma to deposit silicon on the surface of the electrode.
[2] The invention according to claim 2 is the polysilicon manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the reaction gas contains hydrogen.
[3] The polysilicon manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the invention according to claim 3 further includes a polysilicon storage unit that stores the silicon deposited on the surface of the electrode in a granular form. is there.

［４］請求項４に係る発明は、ポリシリコンの製造方法であって、電極を備えた反応容器中にハロゲン化ケイ素化合物及び不活性ガスを含む反応ガスを供給する反応ガス導入工程と、前記反応容器の前記電極に高周波電力を印加し当該電極の間に電界を発生させるとともに前記反応ガスをプラズマ化させ当該電極の表面にシリコンを析出させるプラズマ反応工程と、前記電極の表面に析出した前記シリコンを粒状形態で貯蔵するポリシリコン貯蔵工程と、を有することを特徴とするポリシリコンの製造方法である。
［５］請求項５に係る発明は、前記反応ガス導入工程において、前記反応容器中に水素を供給することを特徴とする請求項４に記載のポリシリコンの製造方法である。
［６］請求項６に係る発明は、前記ハロゲン化ケイ素化合物が四塩化ケイ素であることを特徴とする請求項４又は５に記載のポリシリコンの製造方法である。 [4] The invention according to claim 4 is a method for producing polysilicon, wherein a reaction gas introduction step of supplying a reaction gas containing a silicon halide compound and an inert gas into a reaction vessel equipped with an electrode; A plasma reaction step of applying a high frequency power to the electrode of the reaction vessel to generate an electric field between the electrodes and turning the reaction gas into plasma to deposit silicon on the surface of the electrode, and the depositing on the surface of the electrode And a polysilicon storage process for storing silicon in a granular form.
[5] The invention according to claim 5 is the method for producing polysilicon according to claim 4, wherein hydrogen is supplied into the reaction vessel in the reaction gas introduction step.
[6] The invention according to claim 6 is the method for producing polysilicon according to claim 4 or 5, wherein the silicon halide compound is silicon tetrachloride.

本発明によれば、プラズマＣＶＤによりポリシリコンを製造することができる。   According to the present invention, polysilicon can be manufactured by plasma CVD.

本実施の形態が適用されるポリシリコン製造装置の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the polysilicon manufacturing apparatus with which this Embodiment is applied. 図１のポリシリコン製造装置に設けた反応容器の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the reaction container provided in the polysilicon manufacturing apparatus of FIG. 図２の反応容器に取り付けた電極の先端部の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the front-end | tip part of the electrode attached to the reaction container of FIG. 実施例１で用いた反応容器を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a reaction vessel used in Example 1. 実施例２で用いた反応容器を説明する図である。6 is a diagram for explaining a reaction vessel used in Example 2. FIG.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. The drawings used are for explaining the present embodiment and do not represent the actual size.

＜ポリシリコン製造装置＞
図１は、本実施の形態が適用されるポリシリコン製造装置１の一例を説明する図である。
図１に示すように、ポリシリコン製造装置１は、内部でプラズマを発生させる反応容器１０と、反応容器１０中に反応ガス１０ｇを供給する反応ガス供給部２０と、反応容器１０中に設けられた電極（給電電極１４，グランド電極１５）に高周波電力を供給する電力供給部としての高周波電源３０を備えている。ポリシリコン製造装置１は、反応ガス供給部２０から反応容器１０中に反応ガス１０ｇを導入するための反応ガス供給管１６を備えている。反応容器１０は、電極が取り付けられる容器本体１１と、反応ガス１０ｇが導入される反応ガス導入部１２と、ポリシリコン１０ｓが排出されるポリシリコン排出部１３を有している。 <Polysilicon production equipment>
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a polysilicon manufacturing apparatus 1 to which the present embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the polysilicon manufacturing apparatus 1 is provided in a reaction vessel 10 that generates plasma therein, a reaction gas supply unit 20 that supplies 10 g of reaction gas into the reaction vessel 10, and the reaction vessel 10. A high-frequency power source 30 is provided as a power supply unit that supplies high-frequency power to the electrodes (the power supply electrode 14 and the ground electrode 15). The polysilicon manufacturing apparatus 1 includes a reaction gas supply pipe 16 for introducing 10 g of reaction gas into the reaction vessel 10 from the reaction gas supply unit 20. The reaction container 10 includes a container body 11 to which electrodes are attached, a reaction gas introduction part 12 into which a reaction gas 10g is introduced, and a polysilicon discharge part 13 through which polysilicon 10s is discharged.

図１に示すように、ポリシリコン製造装置１は、並列に設置された複数の反応容器１０を備え、ポリシリコンの量産が可能となるように構成されている。複数の反応容器１０と反応ガス供給管１６は、アルゴン等の不活性ガスによりシールされた筐体１００内に収容されている。また、ポリシリコン製造装置１は、反応容器１０から落下する粒状のポリシリコン１０ｓを貯蔵するポリシリコン貯蔵部４０を備えている。   As shown in FIG. 1, the polysilicon manufacturing apparatus 1 includes a plurality of reaction vessels 10 installed in parallel, and is configured to enable mass production of polysilicon. The plurality of reaction vessels 10 and the reaction gas supply pipe 16 are accommodated in a housing 100 sealed with an inert gas such as argon. The polysilicon manufacturing apparatus 1 also includes a polysilicon storage unit 40 that stores granular polysilicon 10 s falling from the reaction vessel 10.

（反応ガス供給部２０）
反応ガス供給部２０は、原料となるハロゲン化ケイ素化合物を貯蔵する反応ガス貯槽２１と、キャリアガスを貯蔵するキャリアガス貯槽２２と、水素ガスを貯蔵する水素ガス貯槽２３を有している。反応ガス供給部２０は、各貯槽に設けられた連結管２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌと筐体１００内に設けられた反応ガス供給管１６とを結合する反応ガス連結管２４を有している。 (Reactive gas supply unit 20)
The reaction gas supply unit 20 includes a reaction gas storage tank 21 that stores a silicon halide compound as a raw material, a carrier gas storage tank 22 that stores a carrier gas, and a hydrogen gas storage tank 23 that stores hydrogen gas. The reaction gas supply unit 20 includes a reaction gas connection pipe 24 that connects the connection pipes 21 </ b> L, 22 </ b> L, and 23 </ b> L provided in each storage tank and the reaction gas supply pipe 16 provided in the housing 100.

反応ガス貯槽２１に貯蔵されるハロゲン化ケイ素化合物としては、例えば、フッ化ケイ素、塩化ケイ素、臭化ケイ素、ヨウ化ケイ素が挙げられる。これらの中でも、塩化ケイ素、臭化ケイ素が好ましい。
塩化ケイ素としては、例えば、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、ヘキサクロルジシラン、オクタクロルトリシラン、デカクロルトリシラン、ドデカクロルペンタシラン等が挙げられる。また、クロルシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ）、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ３）等のシラン誘導体が挙げられる。臭化ケイ素としては、四臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）、六臭化二ケイ素、八臭化三ケイ素、十臭化四ケイ素等が挙げられる。さらに、臭化三塩化ケイ素、二臭化二塩化ケイ素、三臭化塩化ケイ素、ヨウ化三塩化ケイ素、塩化硫化水素ケイ素、ヘキサクロルジシロキサン等も挙げられる。
これらのなかでも、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）が特に好ましい。 Examples of the halogenated silicon compound stored in the reaction gas storage tank 21 include silicon fluoride, silicon chloride, silicon bromide, and silicon iodide. Among these, silicon chloride and silicon bromide are preferable.
Examples of silicon chloride include silicon tetrachloride (SiCl 4 ), hexachlorodisilane, octachlorotrisilane, decachlorotrisilane, dodecachloropentasilane, and the like. Further, silane derivatives such as chlorosilane (SiH 3 Cl), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), and trichlorosilane (SiHCl 3 ) can be given. Examples of silicon bromide include silicon tetrabromide (SiBr 4 ), disilicon hexabromide, trisilicon octabromide, tetrasilicon decabromide and the like. Furthermore, silicon bromide trichloride, silicon dibromide dichloride, silicon tribromide chloride, silicon iodide trichloride, silicon chlorosulfide, hexachlorodisiloxane and the like can be mentioned.
Among these, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is particularly preferable.

尚、本実施の形態において、原料として使用するハロゲン化ケイ素化合物が固体の場合、予め、原料を所定の温度に加温してガス化した状態で反応容器１０に供給することもできる。   In the present embodiment, when the silicon halide compound used as a raw material is solid, the raw material can be supplied to the reaction vessel 10 in a gasified state by heating the raw material to a predetermined temperature in advance.

キャリアガス貯槽２２に貯蔵されるキャリアガスは、原料として使用するハロゲン化ケイ素化合物に対し不活性であるものが好ましい。キャリアガスとしては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン等が挙げられる。本実施の形態では、アルゴン、ヘリウムを使用している。   The carrier gas stored in the carrier gas storage tank 22 is preferably inert to the silicon halide compound used as a raw material. Examples of the carrier gas include helium, neon, and argon. In this embodiment, argon and helium are used.

本実施の形態では、水素ガス貯槽２３から反応ガス１０ｇの一部として水素ガスが供給されている。後述するように、水素ガスを反応容器１０中に導入すると、水素ガスを導入しない場合と比較してポリシリコン１０ｓの生成量が増大する。   In the present embodiment, hydrogen gas is supplied from the hydrogen gas storage tank 23 as a part of the reaction gas 10 g. As will be described later, when hydrogen gas is introduced into the reaction vessel 10, the amount of polysilicon 10s produced increases as compared to the case where hydrogen gas is not introduced.

（反応容器１０）
図２は、図１のポリシリコン製造装置１に設けた反応容器１０の一例を説明する図である。図２に示すように、反応容器１０は、容器本体１１と、容器本体１１の内部に収容された電極（給電電極１４，グランド電極１５）と、反応ガス１０ｇの導入口である反応ガス導入部１２と、大気圧プラズマ反応により生成したポリシリコン１０ｓが排出されるポリシリコン排出部１３とを備えている。尚、図２中の電極（給電電極１４，グランド電極１５）は複数組の電極構造にすることを制限するものではない。 (Reaction vessel 10)
FIG. 2 is a view for explaining an example of the reaction vessel 10 provided in the polysilicon production apparatus 1 of FIG. As shown in FIG. 2, the reaction vessel 10 includes a vessel main body 11, electrodes (power supply electrode 14 and ground electrode 15) accommodated in the vessel main body 11, and a reaction gas introduction portion that is an inlet for the reaction gas 10 g. 12 and a polysilicon discharge part 13 from which polysilicon 10s generated by the atmospheric pressure plasma reaction is discharged. It should be noted that the electrodes (feed electrode 14 and ground electrode 15) in FIG. 2 are not limited to a plurality of sets of electrode structures.

電極（給電電極１４，グランド電極１５）は、所定の間隔を設けた各電極の先端部１４ｅ，１５ｅ（図３参照）が容器本体１１の略中央部分に配置されるように容器本体１１に取り付けられている。先端部１４ｅ，１５ｅの間は、プラズマを発生させるプラズマエリア（ＰＡ）である。   The electrodes (feeding electrode 14 and ground electrode 15) are attached to the container body 11 so that the tip portions 14e and 15e (see FIG. 3) of the respective electrodes having a predetermined interval are arranged at a substantially central portion of the container body 11. It has been. Between the tip portions 14e and 15e is a plasma area (PA) for generating plasma.

電極（給電電極１４，グランド電極１５）を構成する材料は、大気圧においてプラズマ放電が可能な材料であれば特に限定されない。例えば、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、スズ、アルミニウム、タングステン、白金、金、炭素、シリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化タングステン、及びこれらの混合物等が挙げられる。被めっき電極を構成する材料としては、銀めっき鉄、亜鉛めっき鉄、スズめっき鉄等が挙げられる。合金電極を構成する材料としては、真鍮、鉄ニッケル合金、鉄コバルト合金、マグネシウム合金等が挙げられる。これらの中でも、マンガン、銅、亜鉛、白金、金、亜鉛めっき鉄、真鍮、が好ましい。複合材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃ、Ｗ、ＷＣ、Ｎ４Ｓｉ３、ＮＢ、ＢＺｒ等が少なくとも一つ混合されたものが好ましい。さらに、これらの複合材料にメッキ処理をすることを制限するものではない。 There are no particular limitations on the material constituting the electrodes (power supply electrode 14 and ground electrode 15) as long as it is a material capable of plasma discharge at atmospheric pressure. Examples include manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, silver, tin, aluminum, tungsten, platinum, gold, carbon, silicon (Si), silicon carbide (SiC), tungsten carbide, and mixtures thereof. . Examples of the material constituting the electrode to be plated include silver-plated iron, galvanized iron, and tin-plated iron. Examples of the material constituting the alloy electrode include brass, iron nickel alloy, iron cobalt alloy, and magnesium alloy. Among these, manganese, copper, zinc, platinum, gold, galvanized iron, and brass are preferable. The composite material is preferably a mixture of at least one of Si, SiC, C, W, WC, N 4 Si 3 , NB, BZr, and the like. Furthermore, it does not restrict | limit that these composite materials are plated.

また、本実施の形態では、電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅが取り外し可能な構造とすることもできる。この場合、先端部１４ｅ，１５ｅは、例えば、炭素、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の電極（給電電極１４，グランド電極１５）を構成する材料を用いて形成されている。
尚、電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅを取り付ける部分（電極ロッド）は導電性を有する材料により構成される。例えば、シリコン（Ｓｉ）または、ＳｉにＳｉＣ；Ｗ、ＷＣ、ＢＺｒ等が少なくとも一つ混合された複合材料を用いることができる。 Moreover, in this Embodiment, it can also be set as the structure which can remove | eliminate the front-end | tip parts 14e and 15e of an electrode (power feeding electrode 14, ground electrode 15). In this case, the tip portions 14e and 15e are formed using a material constituting an electrode (power feeding electrode 14 and ground electrode 15) such as carbon and silicon carbide (SiC).
In addition, the part (electrode rod) which attaches the front-end | tip parts 14e and 15e of an electrode (power feeding electrode 14, ground electrode 15) is comprised with the material which has electroconductivity. For example, silicon (Si) or a composite material in which at least one of SiC; W, WC, BZr, or the like is mixed with Si can be used.

電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅの電極間距離は、反応容器１０内の温度、放電条件によって適宜選択され、特に限定されない。本実施の形態では、通常、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内で設定される。   The distance between the electrodes 14e, 15e of the electrodes (power supply electrode 14, ground electrode 15) is appropriately selected depending on the temperature in the reaction vessel 10 and the discharge conditions, and is not particularly limited. In the present embodiment, it is usually set within a range of 5 mm to 20 mm.

反応ガス導入部１２は、反応ガス１０ｇが電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅの間に形成されるプラズマエリア（ＰＡ）に供給されるように、容器本体１１の略中央部分であって容器本体１１の上側に形成されている。   The reaction gas introduction part 12 is an abbreviation of the container body 11 so that the reaction gas 10g is supplied to the plasma area (PA) formed between the front end parts 14e and 15e of the electrodes (power supply electrode 14 and ground electrode 15). A central portion is formed above the container body 11.

ポリシリコン排出部１３は、プラズマエリア（ＰＡ）において生じたプラズマ反応により生成したポリシリコン１０ｓが容器本体１１から排出されるように容器本体１１の下側に形成されている。   The polysilicon discharge part 13 is formed on the lower side of the container body 11 so that the polysilicon 10s generated by the plasma reaction generated in the plasma area (PA) is discharged from the container body 11.

図２に示すように、反応ガス１０ｇは、反応ガス導入部１２から反応容器１０中に導入され、電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅのプラズマエリア（ＰＡ）に供給される。次に、反応容器１０中において電極（給電電極１４，グランド電極１５）に高周波電力を印加し、電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅの間に電界を発生させた状態で反応ガス１０ｇをプラズマ化させ、電極の先端部１４ｅ，１５ｅの表面にシリコンを析出させる。そして、析出したシリコンが、電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅの表面から落下し、粒状のポリシリコン１０ｓとしてポリシリコン排出部１３から排出され、ポリシリコン貯蔵部４０に貯蔵される。   As shown in FIG. 2, the reaction gas 10g is introduced into the reaction vessel 10 from the reaction gas introduction section 12, and is supplied to the plasma areas (PA) of the tip portions 14e and 15e of the electrodes (power supply electrode 14 and ground electrode 15). Is done. Next, a state in which high-frequency power is applied to the electrodes (power feeding electrode 14 and ground electrode 15) in the reaction vessel 10 to generate an electric field between the tip portions 14e and 15e of the electrodes (power feeding electrode 14 and ground electrode 15). Then, 10 g of the reactive gas is converted into plasma, and silicon is deposited on the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrodes. Then, the deposited silicon falls from the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrodes (the power feeding electrode 14 and the ground electrode 15), is discharged from the polysilicon discharge portion 13 as granular polysilicon 10s, and enters the polysilicon storage portion 40. Stored.

図３は、図２の反応容器１０に取り付けた電極の先端部１４ｅ，１５ｅの一例を説明する図である。
図３（ａ）は、プラズマエリア（ＰＡ）における電極（給電電極１４，グランド電極１５）の各先端部１４ｅ，１５ｅが先端突起型の形状を有する例を説明する図である。プラズマエリア（ＰＡ）に供給された反応ガス１０ｇ（図２参照）中のハロゲン化ケイ素化合物は、プラズマ（Ｐ）により分解し、電極の各先端部１４ｅ，１５ｅの表面に熔融シリコン１０ｐが析出する（図３（ａ）の右側の図）。
電極の各先端部１４ｅ，１５ｅの表面に析出した熔融シリコン１０ｐは、プラズマ（Ｐ）の熱により下方向に移動する。析出した熔融シリコン１０ｐは、粒状のポリシリコン１０ｓとなって電極の各先端部１４ｅ，１５ｅの表面から落下する。 FIG. 3 is a view for explaining an example of the tip portions 14e and 15e of the electrodes attached to the reaction vessel 10 of FIG.
FIG. 3A is a diagram for explaining an example in which the tip portions 14e and 15e of the electrodes (the feeding electrode 14 and the ground electrode 15) in the plasma area (PA) have a tip-projection shape. The silicon halide compound in the reaction gas 10g (see FIG. 2) supplied to the plasma area (PA) is decomposed by the plasma (P), and molten silicon 10p is deposited on the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrode. (Figure on the right side of FIG. 3A).
The molten silicon 10p deposited on the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrode moves downward by the heat of the plasma (P). The deposited molten silicon 10p becomes granular polysilicon 10s and falls from the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrodes.

図３（ｂ）は、プラズマエリア（ＰＡ）における電極（給電電極１４，グランド電極１５）の各先端部１４ｅ，１５ｅが先端鏃型の形状を有する例を説明する図である。反応ガス１０ｇ（図２参照）中のハロゲン化ケイ素化合物の分解により、先端鏃型の形状を有する電極の各先端部１４ｅ，１５ｅの表面に熔融シリコン１０ｐが析出する（図３（ｂ）の右側の図）。析出した熔融シリコン１０ｐは、粒状のポリシリコン１０ｓとなって電極の各先端部１４ｅ，１５ｅの表面から落下する。   FIG. 3B is a diagram for explaining an example in which the tip portions 14e and 15e of the electrodes (the feeding electrode 14 and the ground electrode 15) in the plasma area (PA) have a tip saddle shape. As a result of decomposition of the silicon halide compound in the reaction gas 10g (see FIG. 2), molten silicon 10p is deposited on the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the tip-shaped electrode (the right side of FIG. 3B). Figure). The deposited molten silicon 10p becomes granular polysilicon 10s and falls from the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrodes.

＜ポリシリコンの製造方法＞
次に、上述したポリシリコン製造装置１を用いてポリシリコンを製造する方法について説明する。本実施の形態では、ハロゲン化ケイ素化合物として四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）を使用し、キャリアガスとしてアルゴンを使用し、ポリシリコンを製造する例について説明する。 <Production method of polysilicon>
Next, a method for manufacturing polysilicon using the above-described polysilicon manufacturing apparatus 1 will be described. In this embodiment, an example in which silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is used as a silicon halide compound and argon is used as a carrier gas to produce polysilicon will be described.

先ず、反応ガス供給部２０から反応ガス１０ｇが反応ガス供給管１６を介し、複数の反応容器１０の各反応ガス導入部１２から容器本体１１中に供給される（反応ガス導入工程）。反応ガス１０ｇは、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）と不活性なキャリアガスであるアルゴン、ヘリウムと、水素ガスとを含む。 First, 10 g of reaction gas is supplied from the reaction gas supply unit 20 through the reaction gas supply pipe 16 into the container body 11 from each reaction gas introduction unit 12 of the plurality of reaction vessels 10 (reaction gas introduction step). The reaction gas 10 g contains silicon tetrachloride (SiCl 4 ), argon, helium, which are inert carrier gases, and hydrogen gas.

反応ガス導入部１２から供給される反応ガス１０ｇの供給量、キャリアガスの供給量は、反応容器１０の容量、プラズマ（Ｐ）の性状、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の処理量等に応じて適宜選択され、特に限定されない。また、本実施の形態では、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）は、反応容器１０に供給される前に、所定の温度に加熱されることが好ましい。加熱される四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の温度は特に限定されないが、本実施の形態では、通常、３００Ｋ（２７℃）〜５７０Ｋ（２９７℃）、好ましくは、３３０Ｋ（５７℃）〜５２０Ｋ（２４７℃）の範囲である。 The supply amount of the reaction gas 10 g supplied from the reaction gas introduction unit 12 and the supply amount of the carrier gas depend on the capacity of the reaction vessel 10, the nature of the plasma (P), the treatment amount of silicon tetrachloride (SiCl 4 ), and the like. It selects suitably and is not specifically limited. In the present embodiment, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is preferably heated to a predetermined temperature before being supplied to the reaction vessel 10. Although the temperature of the heated silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is not particularly limited, in this embodiment mode, it is usually 300 K (27 ° C.) to 570 K (297 ° C.), preferably 330 K (57 ° C.) to 520 K (247). ° C) range.

また、反応容器１０に供給する反応ガス１０ｇ中の四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）とキャリアガスであるアルゴンとの割合は特に限定されない。本実施の形態では、通常、アルゴン５０ｍｌ〜１０００ｍｌに対し、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）０．１ｍｌ〜１００，０００ｍｌ、好ましくは、１０ｍｌ〜５，０００ｍｌ、より好ましくは、２０ｍｌ〜２００ｍｌの範囲である。アルゴンに対する四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の割合が過度に小さいと、ポリシリコンの生成速度が遅くなる傾向がある。アルゴンに対する四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の割合が過度に大きいと、大気圧雰囲気下においてプラズマ（Ｐ）の形成が不安定となる傾向がある。 Moreover, the ratio of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) in the reaction gas 10 g supplied to the reaction vessel 10 and argon as the carrier gas is not particularly limited. In the present embodiment, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is usually 0.1 ml to 100,000 ml, preferably 10 ml to 5,000 ml, more preferably 20 ml to 200 ml with respect to argon 50 ml to 1000 ml. . If the ratio of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) to argon is too small, the production rate of polysilicon tends to be slow. If the ratio of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) to argon is excessively large, the formation of plasma (P) tends to be unstable under an atmospheric pressure atmosphere.

次に、反応容器１０に取り付けた電極（給電電極１４，グランド電極１５）に高周波電力を印加し、電極の先端部１４ｅ，１５ｅの間に電界を発生させるとともに反応ガス１０ｇをプラズマ化させ、電極の先端部１４ｅ，１５ｅの表面にシリコンを析出させる（プラズマ反応工程）。
電極（給電電極１４，グランド電極１５）に印加される高周波電源３０の高周波（周波数）及び電圧（または電力）は適宜選択され、特に限定されない。本実施の形態では、電極（給電電極１４，グランド電極１５）に印加される高周波電圧の高周波（周波数）は１〜２０ｋＨｚであり、消費電力は０．１ｋＷ〜１ｋＷである。 Next, high-frequency power is applied to the electrodes (power supply electrode 14 and ground electrode 15) attached to the reaction vessel 10 to generate an electric field between the tip portions 14e and 15e of the electrode and to make the reaction gas 10g into a plasma. The silicon is deposited on the surfaces of the tip portions 14e and 15e of (a plasma reaction step).
The high frequency (frequency) and voltage (or power) of the high frequency power supply 30 applied to the electrodes (the power feeding electrode 14 and the ground electrode 15) are appropriately selected and are not particularly limited. In the present embodiment, the high frequency (frequency) of the high frequency voltage applied to the electrodes (the feeding electrode 14 and the ground electrode 15) is 1 to 20 kHz, and the power consumption is 0.1 kW to 1 kW.

反応ガス導入部１２から供給される反応ガスの供給量、キャリアガスの供給量は、反応容器１０の容量、プラズマ（Ｐ）の性状、反応ガスの処理量等に応じて適宜選択され、特に限定されない。また、本実施の形態では、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）は、反応容器１０に供給される前に、所定の温度に加熱されることが好ましい。加熱される四塩化ケイ素の温度は特に限定されないが、本実施の形態では、通常、３００Ｋ（２７℃）〜５７０Ｋ（２９７℃）、好ましくは、３３０Ｋ（５７℃）〜５２０Ｋ（２４７℃）の範囲である。 The supply amount of the reaction gas supplied from the reaction gas introduction unit 12 and the supply amount of the carrier gas are appropriately selected according to the capacity of the reaction vessel 10, the properties of the plasma (P), the processing amount of the reaction gas, etc. Not. In the present embodiment, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is preferably heated to a predetermined temperature before being supplied to the reaction vessel 10. The temperature of the heated silicon tetrachloride is not particularly limited, but in the present embodiment, it is usually in the range of 300K (27 ° C) to 570K (297 ° C), preferably 330K (57 ° C) to 520K (247 ° C). It is.

本実施の形態では、反応容器１０中に、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）を含む反応ガスを導入する際、同時に、水素ガスを反応容器１０中に供給することが好ましい。反応容器１０中に水素を供給することにより、プラズマ（Ｐ）によって分解した四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）から発生する塩素を捕捉することが可能となる。反応容器１０中に供給する水素の量は、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）の供給量に応じ適宜選択され、特に限定されない。本実施の形態では、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）１モルに対し、水素２モル以上、好ましくは、２０モル以上、より好ましくは１００モル以上が反応容器１０に供給される。 In the present embodiment, when introducing a reaction gas containing silicon tetrachloride (SiCl 4 ) into the reaction vessel 10, it is preferable to supply hydrogen gas into the reaction vessel 10 at the same time. By supplying hydrogen into the reaction vessel 10, chlorine generated from silicon tetrachloride (SiCl 4 ) decomposed by the plasma (P) can be captured. The amount of hydrogen supplied into the reaction vessel 10 is appropriately selected according to the supply amount of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and is not particularly limited. In the present embodiment, 2 mol or more, preferably 20 mol or more, more preferably 100 mol or more of hydrogen is supplied to the reaction vessel 10 with respect to 1 mol of silicon tetrachloride (SiCl 4 ).

上述したように、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）はプラズマ（Ｐ）により分解し、生成したシリコンは、電極（給電電極１４，グランド電極１５）の先端部１４ｅ，１５ｅの表面に析出し、その後、粒状のポリシリコン１０ｓとなって下方に落下し、ポリシリコン貯蔵部４０に貯蔵される。 As described above, silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is decomposed by the plasma (P), and the generated silicon is deposited on the surfaces of the tip portions 14e and 15e of the electrodes (the feeding electrode 14 and the ground electrode 15). The granular polysilicon 10s falls downward and is stored in the polysilicon storage unit 40.

本実施の形態では、プラズマ反応は、通常、大気圧雰囲気下（約０．１ＭＰａ）で行うことが好ましい。但し、ポリシリコン製造装置１が備える反応容器１０を保温し、又は外部から加熱し、あるいは、加圧した反応ガス１０ｇを反応容器１０内に供給し、ハロゲン化ケイ素化合物の濃度を増大する等の処理により、シリコンの生成が促進される。この場合、反応部の圧力は、０．１ＭＰａ〜２．９ＭＰａ、好ましくは０．１ＭＰａ〜１ＭＰａ、より好ましくは０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａに加圧される。
反応容器１０を加熱する手段としては、例えば、電気ヒータ等の抵抗加熱、磁気材料を用いた誘導加熱、マイクロ波照射、赤外線（近赤外線、遠赤外線を含む）照射、レーザ照射、燃焼炎等が挙げられる。
また、プラズマ近傍に、例えば、Ｓｉ、炭素、ＳｉＣ等のＳｉ成長の種を配置してシリコンの生成を促すことを妨げるものではない。 In the present embodiment, the plasma reaction is usually preferably performed in an atmospheric pressure atmosphere (about 0.1 MPa). However, the reaction vessel 10 provided in the polysilicon manufacturing apparatus 1 is kept warm or heated from the outside, or 10 g of pressurized reaction gas is supplied into the reaction vessel 10 to increase the concentration of the silicon halide compound. The treatment promotes the production of silicon. In this case, the pressure in the reaction part is increased to 0.1 MPa to 2.9 MPa, preferably 0.1 MPa to 1 MPa, more preferably 0.1 MPa to 0.3 MPa.
Examples of means for heating the reaction vessel 10 include resistance heating such as an electric heater, induction heating using a magnetic material, microwave irradiation, infrared (including near infrared and far infrared) irradiation, laser irradiation, combustion flame, and the like. Can be mentioned.
Further, it does not prevent the silicon generation from being promoted by arranging seeds of Si growth such as Si, carbon, SiC or the like in the vicinity of the plasma.

反応容器１０内に加圧した反応ガス１０ｇを供給し、プラズマ反応を発生させる圧力の条件を大気圧雰囲気下から超臨界雰囲気未満の範囲から適宜選択される。
ここで超臨界雰囲気とは、物質がその物質固有の気液の臨界温度を超えた非凝縮性の流体状態に至る雰囲気と定義される。即ち、密閉容器内に気体と液体とが存在すると、温度上昇とともに液体は熱膨張しその密度は低下する。一方、気体は、蒸気圧の増加によりその密度が増大する。そして最後に、両者の密度が等しくなり、気体とも液体とも区別の付かない均一な状態になる。物質の温度−圧力線図（図示せず）では、このような状態になる点を臨界点といい、臨界点の温度を臨界温度（Ｔｃ）、臨界点の圧力を臨界圧力（Ｐｃ）という。超臨界雰囲気とは、物質の温度及び圧力が臨界点を超えた超臨界状態にあることをいう。 A pressurized reaction gas 10 g is supplied into the reaction vessel 10, and a pressure condition for generating a plasma reaction is appropriately selected from a range from an atmospheric pressure atmosphere to a supercritical atmosphere.
Here, the supercritical atmosphere is defined as an atmosphere in which a substance reaches a non-condensable fluid state exceeding the critical temperature of the gas-liquid inherent to the substance. That is, when gas and liquid are present in the sealed container, the liquid thermally expands as the temperature rises, and its density decreases. On the other hand, the density of gas increases as the vapor pressure increases. And finally, the density of both becomes equal, and it becomes a uniform state indistinguishable from gas and liquid. In the temperature-pressure diagram (not shown) of the substance, the point at which such a state is reached is called the critical point, the critical point temperature is called the critical temperature (Tc), and the critical point pressure is called the critical pressure (Pc). A supercritical atmosphere means that the temperature and pressure of a substance are in a supercritical state exceeding a critical point.

本実施の形態の場合、四塩化ケイ素の臨界温度（Ｔｃ）は５０６．７５Ｋ（２３３．６℃）、臨界圧力（Ｐｃ）は３．７３ＭＰａである。また、アルゴンの臨界温度（Ｔｃ）は８７．４５Ｋ（−１８５．７℃）、臨界圧力（Ｐｃ）は４．８６ＭＰａである。
四塩化ケイ素とアルゴンとの混合物の場合、混合物の臨界温度（Ｔｃ）と臨界圧力（Ｐｃ）とは、四塩化ケイ素とアルゴンの組成により、それぞれの物質の臨界温度（Ｔｃ）と臨界圧力（Ｐｃ）との間で適宜調整することができる。 In the present embodiment, silicon tetrachloride has a critical temperature (Tc) of 506.75 K (233.6 ° C.) and a critical pressure (Pc) of 3.73 MPa. The critical temperature (Tc) of argon is 87.45K (-185.7 ° C.), and the critical pressure (Pc) is 4.86 MPa.
In the case of a mixture of silicon tetrachloride and argon, the critical temperature (Tc) and critical pressure (Pc) of the mixture depend on the composition of silicon tetrachloride and argon, and the critical temperature (Tc) and critical pressure (Pc) of each substance. ) Can be adjusted accordingly.

尚、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）のプラズマ処理により分解した塩素は、所定の排気浄化装置（図示せず）により回収され、アルゴン等のキャリアガスは排気される。さらに、未反応の四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）は、所定の回収装置（図示せず）により回収され、反応ガス供給部２０へリサイクルされる。 The chlorine decomposed by the plasma treatment of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is recovered by a predetermined exhaust purification device (not shown), and carrier gas such as argon is exhausted. Further, unreacted silicon tetrachloride (SiCl 4 ) is recovered by a predetermined recovery device (not shown) and recycled to the reaction gas supply unit 20.

また、ポリシリコン貯蔵部４０に貯蔵された粒状のポリシリコン１０ｓは、例えば、坩堝等の所定の耐熱容器内に移され、ポリシリコン１０ｓの融点（約１，６８７Ｋ（１，４１４℃））より高温の約１，８００Ｋ以上の温度で融解され、例えば、インゴッドに成形される。   Further, the granular polysilicon 10s stored in the polysilicon storage unit 40 is transferred into a predetermined heat-resistant container such as a crucible, for example, and the melting point of the polysilicon 10s (about 1,687K (1,414 ° C.)). It is melted at a high temperature of about 1,800 K or higher, and is formed into, for example, an ingot.

以下、実施例に基づき本発明を説明する。尚、本発明は実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In addition, this invention is not limited to an Example.

（実施例１）
図４は、実施例１で用いた反応容器を説明する図である。図４に示す反応容器は、反応容器本体としての石英ガラス管１０ｅ０、突起型の先端電極部１４ｅを設けた給電電極１４、同様に突起型の先端電極部１５ｅを設けたグランド電極１５、高周波電源３０を備えている。 Example 1
FIG. 4 is a diagram illustrating the reaction vessel used in Example 1. The reaction vessel shown in FIG. 4 includes a quartz glass tube 10e 0 as a reaction vessel body, a feeding electrode 14 provided with a protruding tip electrode portion 14e, a ground electrode 15 provided with a protruding tip electrode portion 15e, and a high frequency A power supply 30 is provided.

石英ガラス管１０ｅ０は、厚さ４ｍｍの石英ガラス板を用いて形成した管状構造を有し、外径φ４８ｍｍ×内径φ４４ｍｍ×長さ５００ｍｍである。電極（給電電極１４、グランド電極１５）は、１０ｍｍ角のシリコン製であって、抵抗１ｍΩ〜１ＭΩである。先端電極部１４ｅと先端電極部１５ｅとの電極間距離は５ｍｍ〜２０ｍｍである。 The quartz glass tube 10e 0 has a tubular structure formed by using a quartz glass plate having a thickness of 4 mm, and has an outer diameter of 48 mm, an inner diameter of 44 mm, and a length of 500 mm. The electrodes (power feeding electrode 14 and ground electrode 15) are made of 10 mm square silicon and have a resistance of 1 mΩ to 1 MΩ. The inter-electrode distance between the tip electrode portion 14e and the tip electrode portion 15e is 5 mm to 20 mm.

高周波電源３０により電極に印加される電力は、周波数５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ、電力１０Ｗ〜１０００Ｗである。石英ガラス管１０ｅ０内に供給される反応ガス１０ｇの成分と供給量とは、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）（０．０１リットル／分〜０．１リットル／分）−水素ガス（Ｈ２）（０．２リットル／分〜１リットル／分）−アルゴン（Ａｒ）（０．２リットル／分〜１リットル／分）−ヘリウム（Ｈｅ）（０．１リットル／分〜１リットル／分）である。反応ガス１０ｇは、石英ガラス管１０ｅ０の給電電極１４側から石英ガラス管１０ｅ０内に供給され、グランド電極１５側から排出される（ｅｖａｃ）。
上記の条件下、１０時間に亘る大気圧のプラズマ（Ｐ）により、粒状のポリシリコン１０ｓが１０ｇ得られた。 The power applied to the electrodes by the high frequency power supply 30 has a frequency of 5 kHz to 20 kHz and a power of 10 W to 1000 W. The component and supply amount of the reaction gas 10 g supplied into the quartz glass tube 10 e 0 are silicon tetrachloride (SiCl 4 ) (0.01 liter / min to 0.1 liter / min) -hydrogen gas (H 2 ). (0.2 liter / minute to 1 liter / minute) -Argon (Ar) (0.2 liter / minute to 1 liter / minute) -Helium (He) (0.1 liter / minute to 1 liter / minute) is there. The reaction gas 10g is supplied from the power supply electrode 14 side of the quartz glass tube 10e 0 quartz glass tube 10e in 0, it is discharged from the ground electrode 15 side (evac).
Under the above conditions, 10 g of granular polysilicon 10s was obtained by atmospheric pressure plasma (P) for 10 hours.

（実施例２）
図５は、実施例２で用いた反応容器を説明する図である。図４に示した反応容器と同様の構成は同じ符号を用い、その説明を省略する。
図５に示す反応容器は、石英ガラス管１０ｅ０と、その内側に設けた内管１０ｅ１とを備えた二重管構造を有している。内管１０ｅ１は、厚さ３ｍｍの石英ガラス板を用いて形成した管状構造を有し、外径φ３２ｍｍ×内径φ２９ｍｍ×長さ１４０ｍｍである。尚、反応容器の構造は二重管に限定するものではなく、三重管以上の多重管構造を採用してもよい。 (Example 2)
FIG. 5 is a diagram for explaining the reaction vessel used in Example 2. FIG. The same components as those in the reaction vessel shown in FIG.
The reaction vessel 5 includes a quartz glass tube 10e 0, has a double pipe structure comprising an inner tube 10e 1 provided on its inner side. The inner tube 10e 1 has a tubular structure formed by using a quartz glass plate having a thickness of 3 mm, and has an outer diameter φ32 mm × inner diameter φ29 mm × length 140 mm. In addition, the structure of the reaction vessel is not limited to a double tube, and a multiple tube structure of a triple tube or more may be adopted.

図５に示す反応容器では、電極（給電電極１４、グランド電極１５）は、先端電極部１４ｅと先端電極部１５ｅが内管１０ｅ１内に収容されるように配置され、さらに、先端電極部１４ｅと先端電極部１５ｅの間にバイポーラ電極１０ｂｅが独立した電極として設けられている。バイポーラ電極１０ｂｅは、炭素及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）から構成されている。バイポーラ電極１０ｂｅを設けることにより、先端電極部１５ｅとバイポーラ電極１０ｂｅの間で大気圧プラズマ放電（Ｐ１）が生じ、さらに、先端電極部１４ｅとバイポーラ電極１０ｂｅの間で大気圧プラズマ放電（Ｐ２）が生じる。 In the reaction vessel shown in FIG. 5, the electrode (feeding electrode 14, ground electrode 15) is arranged so that the tip electrode portion 14e and the tip electrode portion 15e is accommodated in the inner tube 10e 1, further tip electrode portion 14e The bipolar electrode 10be is provided as an independent electrode between the electrode portion 15e and the tip electrode portion 15e. The bipolar electrode 10be is composed of carbon and silicon carbide (SiC). By providing bipolar electrodes 10Be, cause atmospheric pressure plasma discharge (P 1) between the tip electrode portion 15e and the bipolar electrodes 10Be, further atmospheric pressure plasma discharge between the tip electrode portion 14e and the bipolar electrodes 10Be (P 2 ) Occurs.

先端電極部１４ｅとバイポーラ電極１０ｂｅとの電極間距離と、バイポーラ電極１０ｂｅと先端電極部１５ｅとの電極間距離は、いずれも５ｍｍ〜２０ｍｍである。
電極に印加される電力、反応ガス１０ｇの成分と供給量は実施例１と同様の条件下、６時間に亘る大気圧におけるプラズマ放電により、粒状のポリシリコン１０ｓが３ｇ〜５ｇ得られた。 The interelectrode distance between the tip electrode portion 14e and the bipolar electrode 10be and the interelectrode distance between the bipolar electrode 10be and the tip electrode portion 15e are both 5 mm to 20 mm.
3 g to 5 g of granular polysilicon 10s were obtained by plasma discharge at atmospheric pressure over 6 hours under the same conditions as in Example 1 with respect to the power applied to the electrode and the components of 10 g of the reactive gas.

１…ポリシリコン製造装置、１０…反応容器、１１…容器本体、１２…反応ガス導入部、１３…ポリシリコン排出部、１４…給電電極、１５…グランド電極、１６…反応ガス供給管、２０…反応ガス供給部、３０…高周波電源、４０…ポリシリコン貯蔵部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polysilicon manufacturing apparatus, 10 ... Reaction container, 11 ... Container main body, 12 ... Reaction gas introduction part, 13 ... Polysilicon discharge part, 14 ... Feed electrode, 15 ... Ground electrode, 16 ... Reaction gas supply pipe, 20 ... Reaction gas supply unit, 30 ... high frequency power supply, 40 ... polysilicon storage unit

Claims (6)

ポリシリコン製造装置であって、
高周波電力が印加される電極を備えた反応容器と、
前記電極に前記高周波電力を供給する電力供給部と、
前記反応容器中にハロゲン化ケイ素化合物及び不活性ガスを含む反応ガスを供給する反応ガス供給部と、を備え、
前記反応容器中において前記電極に前記高周波電力を印加し当該電極の間に電界を発生させた状態で前記反応ガスをプラズマ化させ当該電極の表面にシリコンを析出させる
ことを特徴とするポリシリコン製造装置。 A polysilicon manufacturing apparatus,
A reaction vessel provided with electrodes to which high-frequency power is applied;
A power supply unit for supplying the high-frequency power to the electrode;
A reaction gas supply unit for supplying a reaction gas containing a silicon halide compound and an inert gas into the reaction vessel,
In the reaction vessel, the high-frequency power is applied to the electrodes and an electric field is generated between the electrodes, and the reaction gas is turned into plasma to deposit silicon on the surface of the polysilicon. apparatus. 前記反応ガス中に水素を含むことを特徴とする請求項１に記載のポリシリコン製造装置。   2. The polysilicon manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the reaction gas contains hydrogen. 前記電極の表面に析出した前記シリコンを粒状形態で貯蔵するポリシリコン貯蔵部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリシリコン製造装置。   The polysilicon manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a polysilicon storage unit that stores the silicon deposited on the surface of the electrode in a granular form. ポリシリコンの製造方法であって、
電極を備えた反応容器中にハロゲン化ケイ素化合物及び不活性ガスを含む反応ガスを供給する反応ガス導入工程と、
前記反応容器の前記電極に高周波電力を印加し当該電極の間に電界を発生させるとともに前記反応ガスをプラズマ化させ当該電極の表面にシリコンを析出させるプラズマ反応工程と、
前記電極の表面に析出した前記シリコンを粒状形態で貯蔵するポリシリコン貯蔵工程と、を有する
ことを特徴とするポリシリコンの製造方法。 A method for producing polysilicon, comprising:
A reaction gas introduction step of supplying a reaction gas containing a silicon halide compound and an inert gas into a reaction vessel equipped with an electrode;
A plasma reaction step of applying high-frequency power to the electrodes of the reaction vessel to generate an electric field between the electrodes and turning the reaction gas into plasma to deposit silicon on the surfaces of the electrodes;
A polysilicon storing step of storing the silicon deposited on the surface of the electrode in a granular form. 前記反応ガス導入工程において、前記反応容器中に水素を供給することを特徴とする請求項４に記載のポリシリコンの製造方法。   The method for producing polysilicon according to claim 4, wherein hydrogen is supplied into the reaction vessel in the reaction gas introduction step. 前記ハロゲン化ケイ素化合物が四塩化ケイ素であることを特徴とする請求項４又は５に記載のポリシリコンの製造方法。   6. The method for producing polysilicon according to claim 4, wherein the silicon halide compound is silicon tetrachloride.
JP2011043219A 2011-02-28 2011-02-28 Polysilicon manufacturing apparatus and method for manufacturing polysilicon Expired - Fee Related JP5712001B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011043219A JP5712001B2 (en) 2011-02-28 2011-02-28 Polysilicon manufacturing apparatus and method for manufacturing polysilicon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011043219A JP5712001B2 (en) 2011-02-28 2011-02-28 Polysilicon manufacturing apparatus and method for manufacturing polysilicon

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012180233A true JP2012180233A (en) 2012-09-20
JP5712001B2 JP5712001B2 (en) 2015-05-07

Family

ID=47011772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011043219A Expired - Fee Related JP5712001B2 (en) 2011-02-28 2011-02-28 Polysilicon manufacturing apparatus and method for manufacturing polysilicon

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5712001B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150019935A (en) * 2013-08-16 2015-02-25 주식회사 엘지화학 Apparatus for generating dual plasma and method of producing polysilicon using same
KR101755764B1 (en) * 2014-06-13 2017-07-07 주식회사 엘지화학 Apparatus for producing polysilicon and preparation of polysilicon using same
KR101871019B1 (en) * 2014-03-06 2018-06-25 주식회사 엘지화학 Apparatus for producing polysilicon and preparation of polysilicon using same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593018A (en) * 1982-06-25 1984-01-09 Hitachi Ltd Manufacture of silicon-base film by plasma deposition
JP2010037630A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Silicon Plus Corp Device and method for producing polycrystal
JP2010037174A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Silicon Plus Corp Manufacturing apparatus of polysilicon and manufacturing method of polysilicon
JP2010505721A (en) * 2006-10-02 2010-02-25 ソラリア・テクノロジェ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ Method and apparatus for producing high-purity silicon using a plurality of precursors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593018A (en) * 1982-06-25 1984-01-09 Hitachi Ltd Manufacture of silicon-base film by plasma deposition
JP2010505721A (en) * 2006-10-02 2010-02-25 ソラリア・テクノロジェ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ Method and apparatus for producing high-purity silicon using a plurality of precursors
JP2010037630A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Silicon Plus Corp Device and method for producing polycrystal
JP2010037174A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Silicon Plus Corp Manufacturing apparatus of polysilicon and manufacturing method of polysilicon

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150019935A (en) * 2013-08-16 2015-02-25 주식회사 엘지화학 Apparatus for generating dual plasma and method of producing polysilicon using same
KR101590679B1 (en) 2013-08-16 2016-02-01 주식회사 엘지화학 Apparatus for generating dual plasma and method of producing polysilicon using same
KR101871019B1 (en) * 2014-03-06 2018-06-25 주식회사 엘지화학 Apparatus for producing polysilicon and preparation of polysilicon using same
KR101755764B1 (en) * 2014-06-13 2017-07-07 주식회사 엘지화학 Apparatus for producing polysilicon and preparation of polysilicon using same

Also Published As

Publication number Publication date
JP5712001B2 (en) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI555888B (en) Fluidized-bed reactor and process for preparing granular polycrystalline silicon
US10081003B2 (en) Fluidized bed reactor and a process using same to produce high purity granular polysilicon
TW200804633A (en) Plasma deposition apparatus and method for making polycrystalline silicon
US20120128542A1 (en) Apparatus and Method of Manufacturing Polysilicon
WO2012012457A2 (en) Polycrystalline silicon production
JP5712001B2 (en) Polysilicon manufacturing apparatus and method for manufacturing polysilicon
US20120211023A1 (en) Method for Removing Deposits
JP5128411B2 (en) Polysilicon manufacturing apparatus and polysilicon manufacturing method
JP2006028625A (en) Cvd apparatus
WO2006016626A1 (en) Silicon manufacturing apparatus
US5510007A (en) Electrochemical generation of silane
JP5730423B2 (en) Thermal plasma processing equipment
JP5502294B2 (en) Polycrystalline body manufacturing apparatus and polycrystalline body manufacturing method
US10745280B2 (en) Compact thermal reactor for rapid growth of high quality carbon nanotubes (CNTs) produced by chemical process with low power consumption
JP5284691B2 (en) Method for producing polycrystal of group 14 element of periodic table
JPH06224140A (en) Manufacture of silicon laminate
JP2012036065A (en) Method for manufacturing polysilicon
JP5586005B2 (en) Method for producing silicon
JP2006219362A (en) Synthetic method of carbon nanotube film by introduction of gas phase into liquid phase and synthesizing unit
JPH076970A (en) Manufacture of silicon multilayer body
JP2011040439A (en) Method of manufacturing optical power generation element
KR20150000588A (en) Method and apparatus for preparing polycrystalline silicon by using plasma
Gowrisankar et al. Large-Scale Continuous Production of Carbon Nanotubes-A Review
JPH06196426A (en) Manufacture of silicon laminate
JPH06196425A (en) Manufacture of silicon laminate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140715

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141028

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5712001

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees