KR100966755B1 - 금속실리콘의 정제방법 및 그 정제장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지의 생산에 적합한 금속실리콘의 정제방법과 그 정제장치에 관한 것으로, 상세하게는 이전부터 널리 사용되고 있는 실리콘 단결정 제조장치를 이용하여 2N의 저순도 금속실리콘(예를 들어 철강산업이나 알루미늄산업에 널리이용되고 있는 금속실리콘)을 태양전지의 생산에 적합한 6~7N의 고순도 금속실리콘으로 정제할 수 있는 금속실리콘의 정제방법과 그 정제장치이다.

이러한 본 발명의 금속실리콘의 정제방법은, 저순도 금속실리콘을 출발 원료로 하여 태양전지 생산에 필요한 순도로 정제함에 있어서, 도가니 내의 금속실리콘 표면을 국부적으로 가열하는 국부가열수단을 구비하여 표면에 표면온도차를 형성하여 정제하는 방법이다.

또한, 본 발명의 금속실리콘의 정제장치는, 진공이 가능한 챔버와; 상기 챔버 내측에 설치되어 용융금속실리콘을 저장하는 도가니와; 상기 도가니를 지지하며, 회전과 상하이동을 하는 도가니 지지체와; 상기 도가니에 저장된 금속실리콘을 가열하여 용융시키기는 가열수단과; 상기 도가니에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면을 국부적으로 가열하는 국부가열수단과; 상기 도가니에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면에 불순물제거용 물질을 공급하는 가스공급관을 포함하도록 구성된 것이다.

금속실리콘, 저순도, 고순도, 태양전지, 플라즈마, 도가니

Description

금속실리콘의 정제방법 및 그 정제장치{Method and apparatus for refining silicon}

본 발명은 태양전지의 생산에 적합한 금속실리콘의 정제방법과 그 정제장치에 관한 것으로, 상세하게는 이전부터 널리사용되고 있는 실리콘 단결정 제조장치를 이용하여 2N의 저순도 금속실리콘(예를 들어 철강산업이나 알루미늄산업에 널리이용되고 있는 금속실리콘)을 태양전지의 생산에 적합한 6~7N의 고순도 금속실리콘으로 정제할 수 있는 금속실리콘의 정제방법과 그 정제장치이다.

종래에 태양전지의 생산에 사용된 다결정 (금속)실리콘은 소위 시멘스법이라고 부르는 방법에 의하여 생산되고 있다.

상기 시멘스(Siemens)법은 오랜동안 실시되고 있어 기술과 실적이 풍부하고, 제품의 품질이 우수하여 태양전지의 생산에 전혀 문제가 없다.

일반적으로 태양전지는 순도 6~7N(99.9999~99.99999%)의 고순도 금속실리콘이 사용된다.

그러나, 최근에 급격한 시장 확대에 따른 공급 시장이 요구하는 가격에 대해서는 전혀 대응할 수 없는 결점을 가진다.

즉, 상기 시멘스(Siemens)법에 의해서 생산된 금속실리콘의 품질은 태양전지용으로 사용되기에 불필요하게 고품질이고, 고품질로 생산됨으로써 가격이 높은 단점이 있다. 또한, 생산 원리상 생산시 염산(HCl), 삼염화실란(SiHCl₃), 수소(H₂)가 필요하고, 또 생산 중에 발생하는 사염화실란(SiCl₄)을 포함하여, 모든 생산 재료는 유해하고 폭발할 위험성이 있으며, 현재 사회가 요구하는 깨끗한 환경적인 측면에서 볼 때에도 문제가 있는 생산 방식이라고 말할 수 있다.

또한, 야금법에 의해서 태양전지의 생산에 사용 가능한 순도를 가진 금속실리콘을 생산하는 방법도 아래와 같이 보고되어 있다.

[비특허 문헌 1] 철강 제조 기술을 활용한 실리콘의 고순도화. 마테리아(まてりあ) 제 45권 제 10호 712~715page.

[비특허 문헌 2] 공업용 금속실리콘을 사용한 태양전지 기판용 고순도 실리콘 제조 프로세스(process) 개발. 철과강(鐵と鋼) vol 86 (2006) No-11. page 9~16.

상기 문헌에는 각종 실리콘의 정제방법이 기재되어 있지만, 모두 대규모이며, 안정하게 연속하여 균일성을 유지하는 제품을 생산하는 것이 곤란하다는데 문제점이 있다.

도 1은 종래에 사용되고 있는 전형적인 실리콘 단결정 제조장치의 단면 개략도이다.

도 1에 도시된 실리콘 단결정 제조장치는 고체 - 액체간의 편석계수가 서로 다름으로 인해 고체부분이 정제되고 동시에 종자결정과 같은 결정방향으로 성장한다는 이론에 근거하는 것으로서 폭넓게 반도체 디바이스 생산의 기반으로서 예전부터 보편적으로 사용되고 있는 기술로써, 진공이 가능한 챔버(1)와, 상기 챔버(1) 내측에 설치되어 용융금속실리콘을 저장하는 도가니(2)와, 상기 도가니(2)를 지지하며, 회전과 상하이동을 하는 도가니 지지체(3)와, 상기 도가니(2)에 저장된 금속실리콘을 가열하여 용융시키기는 가열수단(4)으로 구성된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 이전부터 널리 사용되고 있는 실리콘 단결정 제조장치를 이용해서 2N(99%)의 저순도 실리콘(예를 들어, 철강 산업이나 알루미늄 산업에 널리 사용된 금속실리콘)을 태양전지의 원료로 사용가능한 6~7N(99.9999~99.99999%) 수준의 실리콘을 정제할 수 있는 금속실리콘의 정제방법 및 그 정제장치를 제공하는데 목적이 있다.

즉, 본 발명은 종래의 기술들이 갖고 있는 문제점을 모두 해결함과 동시에, 간단한 설비면에서도 종래부터 실리콘 단결정 생산용으로 사용되어져 왔던 설비를 개조하는 것에 의해서, 태양전지의 생산에 필요한 품질의 다결정 금속실리콘을 생산할 수 있는 금속실리콘의 정제방법 및 그 정제장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자 본 발명인 금속실리콘의 정제장치는, 진공가능한 챔버와, 상기 챔버 내측에 설치되어 용융금속실리콘을 저장하는 도가니와, 상기 도가니를 지지하며, 회전과 상하이동을 가능한 도가니 지지체와, 상기 도가니에 저장된 금속실리콘을 가열하여 용융시키기는 가열수단과, 상기 도가니에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면을 국부적으로 가열하는 플라즈마(Plasma) 총으로 형성된 국부가열수단과, 상기 도가니에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면에 불순물제거용 물질 을 공급하는 가스공급관과, 상기 도가니의 상부와 이격되게 설치되어 가스공급관으로부터 공급되는 불순물제거용 물질과 도가니 내에서 발생된 가스의 유동을 안내하는 가스유도수단을 포함하도록 구성된다.

상기 도가니의 하부에는 국부가열수단에 의하여 국부가열됨으로써 파손되는 것을 방지하고자 열전달을 차단하는 제1차단수단이 더 형성되고, 상기 도가니 지지체에는 국부가열수단에 의하여 국부가열됨으로써 파손되는 것을 방지하고자 열전단을 차단하는 제2차단수단이 더 형성된다.

상기 목적을 달성하고자 본 발명인 금속실리콘의 정제방법은, 저순도 금속실리콘을 출발 원료로 하여 태양전지 생산에 필요한 순도로 정제함에 있어서, 도가니 내의 금속실리콘 표면을 국부적으로 가열하는 국부가열수단을 구비하여 표면에 표면온도차를 형성하는 금속실리콘의 정제방법이다.

상기 표면온도차는 섭씨 50도 이상의 온도차를 형성하는 것이 바람직하며, 상기 국부가열수단은 플라즈마(Plasma)가 사용된다.

상기 도가니 내에 공급되어 모노실란과 산소와 수소를 발생시키는 불순물제거용 물질이 공급되며, 상기 불순물제거용 물질은 O₂, O₃, H₂, H₂O, H₂O₂, HCLO₄ 중 어느 하나를 선택하여 사용하고, 상기 불순물제거용 물질은 1~500cc/min의 속도로 용융된 금속실리콘 표면에 공급된다.

상기 플라즈마(Plasma)를 단속적으로 조사하고, 상기 불순물제거용 물질을 단속적으로 공급하는 것이 바람직하다.

상기 금속실리콘에 염소(Cl) 또는 금속실리콘에 함유된 불순물과 반응하여 염소(Cl)를 형성하는 물질을 첨가할 수 있으며, 상기 물질은 Cl₂, CCl₄, HCl, ClF₃ 중 어느 하나를 선택하여 사용한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 금속실리콘의 정제장치는, 종래에 사용되고 있는 실리콘 단결정 제조장치를 개조하여 사용할 수 있음으로 설비비용을 절약할 수 있는 특징이 있다.

본 발명은 종래의 시멘스법이 가진 모든 문제를 해결한 획기적인 발명으로, 유해물질의 사용으로 인한 안전성의 문제점과 환경오염에 대한 문제점을 해결할 수 있으며, 간단하게 턴키(Turnkey)로 생산이 실행되며, 필요한 모든 정제공정을 1공정, 1설비로 동시에 소요공정을 실행가능한 특징을 가진 한편으로는 생산조정을 유연성 있게 조절할 수 있는 특징이 있다.

즉, 본 발명인 금속실리콘의 정제방법 및 그 정제장치는 종래에 사용되고 있는 실리콘 단결정 제조장치를 개조하여 사용할 수 있는 것과, 한대의 장치로 정제에 필요한 모든 공정이 턴키로 실행된다는 것과, 정제공정에서 유독, 위험물질을 전혀 사용하지 않는 것과, 생산의 유연성이 있는 특징이 있다.

그러므로 생산원가를 종래보다 1/4 이하의 저가로 생산할 수 있으며, 제조장 치의 설비비와 설치기간을 1/5 이하로 단축할 수 있는 특징이 있다.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 2N(99%)의 저순도 금속실리콘을 출발 원료로 하여 태양전지 생산에 필요한 6~7N(99.9999~99.99999%)의 고순도로 정제하는 금속실리콘의 정제방법은 가열수단으로 도가니 내에 용융된 금속실리콘 표면을 국부적으로 가열하는 국부가열수단을 구비하여 표면에 표면온도차를 형성하는 정제방법이다.

상기 국부가열수단에 의하여 국부적으로 가열되어 발생하는 표면온도차는 섭씨 50도 이상의 온도차를 형성하여 금속실리콘을 정제하며, 상기 국부가열수단은 플라즈마(Plasma)를 사용한다.

상기 플라즈마(Plasma)를 단속적으로 조사하여 국부적으로 가열되는 온도를 조절하여 금속실리콘을 정제하고, 상기 국부가열수단은 플라즈마 총으로 이루어지고, 한개 또는 다수개가 설치될 수 있다.

또한, 상기 도가니 내에 공급되어 산소와 수소를 발생시키는 불순물제거용 물질 또는 상기 도가니 내에 공급되어 모노실란(SiH₄)과 산소와 수소를 발생시키는 불순물제거용 물질을 공급하여 금속실리콘을 정제한다. 상기 불순물제거용 물질은 O₂, O₃, H₂, H₂O, H₂O₂, HCLO₄ 등이 사용되며, 이들 중 어느 하나를 선택하여 사용한다. 상기 불순물제거용 물질을 단속적으로 공급하여 금속실리콘을 정제하며, 1~500cc/min의 속도로 용융된 금속실리콘 표면에 공급된다.

또한, 상기 도가니를 포함하는 챔버(Chamber) 내의 진공도를 변화시켜 금속실리콘을 정제할 수도 있는 것이다.

또한, 상기 금속실리콘에 염소(Cl)를 첨가하거나, 금속실리콘에 함유된 불순물과 반응하여 염소(Cl)를 형성하는 물질을 더 첨가하여 금속실리콘을 정제한다. 상기 물질은 Cl₂, CCl₄, HCl, ClF₃ 등을 사용하며, 그들 중 어느 하나를 사용하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예를 도시한 금속실리콘의 정제장치의 단면개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 금속실리콘의 정제장치의 A-A선 단면도이며, 도 4는 본 발명의 금속실리콘의 정제장치의 부분단면도이고, 도 5는 본 발명의 금속실리콘의 정제장치의 부분 상세단면도이다.

첨부된 도면과 같이 본 발명의 금속실리콘의 정제장치는, 크게 진공이 가능한 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 내측에 설치되어 용융금속실리콘을 저장하는 도가니(20)와, 상기 도가니(20)를 지지하며, 회전과 상하이동을 하는 도가니 지지체(30)와, 상기 도가니(20)에 저장된 금속실리콘을 가열하여 용융시키기는 가열수단(40)과, 상기 도가니(20)에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면을 국부적으로 가열하는 국부가열수단(50)과, 상기 도가니(20)에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면에 불순물제거용 물질을 공급하는 가스공급관(60)과, 상기 도가니(20)의 상부와 이격되게 설치되어 가스공급관(60)으로부터 공급되는 불순물제거용 물질과 도가니(20) 내에서 발생된 가스의 유동을 안내하는 가스유도수단(70)으로 구성된다.

상기 진공이 가능한 챔버(10)는 진공도를 조절할 수 있는 것을 사용하며, 일측에는 가스를 배출하는 가스배출구(11)가 형성되며, 상기 가스배출구(11)에는 진공기기(미도시)가 연결설치되어 배출가스를 강제적이고 고속으로 배출한다.

상기 도가니(20)는 금속실리콘을 포함할 수 있도록 내부공간을 가지며, 하부에는 국부가열수단(50)에 의하여 도가니(20)가 국부적으로 가열되어 파손되는 것을 방지하기 위하여 제1차단수단(21)이 형성된다. 상기 제1차단수단(21)은 열전달을 방지하는 차단블록이 사용되며, 상기 차단블록은 도가니와 동일한 재질 또는 열전달을 차단하는 능력이 뛰어난 재질을 사용한다.

상기 도가니 지지체(30)는 도가니(20)를 회전시키고, 상하이동을 시킬 수 있도록 회전과 상하이동이 가능하도록 하부에 회전장치와 상하이동장치가 설치되어 회전과 상하이동이 가능하다.

상기 도가니 지지체(30)는 국부가열수단(50)에 의하여 국부적으로 가열되어 파손되는 것을 방지하기 위하여 제2차단수단(31)이 형성되며, 상기 제2차단수단(31)은 열전달을 방지하도록 공간이 형성된다. 상기 공간에는 열전달을 차단하는 능력이 뛰어난 재질의 차단블록이 설치될 수 있다.

상기 가열수단(40)은 도가니(20)에 열을 가하여 저장된 금속실린더를 용융시키는 것으로, 도가니(20)에 균일하게 열을 가하도록 둘레에 설치된다.

상기 국부가열수단(50)은 플라즈마(Plasma)를 조사하는 플라즈마 총으로 형성되고, 이러한 상기 국부가열수단(50)은 도가니(20) 내에 용융된 금속실리콘(100)의 상부표면(100a)의 일부분을 국부적으로 가열한다. 보통 국부가열수단(50)의 플라즈마 총은 상부표면(100a)의 중앙부분에 플라즈마를 조사하도록 설치된다.

또한, 국부가열수단(50)은 하나 플라즈마 총 또는 복수개의 플라즈마 총으로 형성된다.

상기 가스공급관(60)은 용융된 금속실리콘에 포함되어 있는 불순물을 제거하기 위하여 액체 또는 기체를 공급하는 관으로, 도가니(20) 내의 용융 금속실리콘의 상부표면에 공급할 수 있도록 설치된다.

상기 가스공급관(60)으로는 산소, 수소 혹은 모노실란(SiH4)를 생성하는 액체 혹은 기체 혹은 그것들의 혼합체, 또는 염소(Cl) 또는 금속실리콘에 함유된 불순물과 반응하여 염소(Cl)를 형성하는 물질 및 용융 실리콘의 산화를 방지하기 위한 아르곤(Ar)가스 등이 공급된다.

상기 가스유도수단(70)은 도 4와 도 5와 같이 도가니(20) 내의 용융 금속실리콘의 상부에 설치되어 가스공급관(60)으로부터 공급되는 가스와 도가니 내의 용융 금속실리콘으로부터 발생된 불순물가스를 유도하여 안내하는 수단이다. 이러한 상기 가스유도수단(70)은 가스공급관(60)으로부터 공급되는 가스가 반응하지 않고 배출되는 것을 방지한다.

상기 가스유도수단(70)은 도 4와 같이 가스 흐름을 유도(제어)한다.

상기 가스유도수단(70)이 미설치될 경우에는 물을 가스공급관(60)을 통해서 챔버 내로 공급하여도 고온의 공급수분은 정제해야 할 용융 실리콘에 접촉하는 일 없이 순간적으로 증발하여, 수분에 의한 정제작용은 실행가능이 어렵다.

도 4에 도시되어 있는 도면부호 g의 화살표는 배출가스의 흐름 방향을 나타낸 것이고, 도면부호 a의 화살표는 가열수단(40)의 열의 흐름을 나타낸 것이고, 도면부호 p는 플라즈마이다.

강력한 배기능력을 가진 진공기기에 의해서 강제적이고 고속으로 가스배출구(11)로 배출하여 가스흐름을 발생시키고, 가스유도수단(70)에 의해서 용융 금속실리콘으로부터의 열에 의해 발생한 상승 기류를 역전시켜 해당 가스를 용융 금속실리콘 표면으로 유도하고, 효과적으로 습윤 가스를 접촉시킨다. 더욱이 이것을 효율 좋게 하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이 높이(h1, h2)와 간격(s) 또한 매우 중요하다.

본 발명의 실시예에서는 각각 h1은 100㎜, h2은 40㎜, s는 30㎜로 하고, 진공기기의 배기량은 15입방미터/분으로 하였다.

도 6은 국부가열수단(50) 플라즈마 총으로 플라즈마를 조사할 때 용융 금속실리콘 표면의 순간적인 온도분포도를 도시한 것이고, 도 7은 국부가열수단(50) 플라즈마 총으로 플라즈마를 조사함으로써 용융 금속실리콘의 교반상태를 도시한 것이다.

도 6과 같이 국부가열수단(50)의 플라즈마 총으로 플라즈마를 용융 금속실리콘 표면에 국부적으로 조사함으로써 표면온도를 플라즈마가 조사되는 일부분의 온도를 높게 형성하여 표면온도차(Δt)를 형성시킨다.

이와 같이 국부가열수단(50) 플라즈마 총으로 플라즈마를 용융 금속실리콘 표면에 국부적으로 가열됨으로써 표면온도차(Δt)와, 도 7과 같이 도가니(20)의 깊이에 따라 온도차가 발생하여, 도가니 내의 용융 금속실리콘은 교반된다.

실시예

가열수단(40)으로 열을 가하여 도가니(20) 내의 금속실리콘을 용융시킨다.

상기 도가니(20) 내의 용융된 금속실리콘(100)의 온도는 섭씨 1,550도이며, 여기에 국부가열수단(50)의 플라즈마 총에 인가전력은 20㎾을 인가시켜 플라즈마를 융용 금속실리콘 상부표면에 조사한다. 이때, 상부표면(100a)의 최고 높은 온도는 섭씨 3,000도이다.

또, 가스공급관(60)으로 반응하여 산소, 수소 혹은 모노실란(SiH4)를 생성하는 액체 혹은 기체 혹은 그것들의 혼합체를 공급하였다. 예를 들면 물 혹은 습윤 가스 등을 공급한다.

온도에 관해서는, 도 6과 같이 섭씨 1,550도부터 섭씨 3,000도까지 도가니 중앙의 온도가 변화되고 있는 것을 표시하고 있으며, 표면온도차(Δt)는 섭씨 1,450이다.

또한, 가스공급관(60)으로 용융 실리콘의 산화를 방지하기 위해 Ar가스를 공급한다.

상기와 같이 용융 금속실리콘(100)의 상부표면(100a)은 섭씨 1,550에서 섭씨 3,000도로 다양하게 분포되어 있으며, 이러한 온도분포는 정제(순화)공정에 대해서 매우 큰 의미를 가지고 있다. 즉, 정제를 위해 제거해야 할 불순물 원소가 여러 종류가 있고, 각각의 불순물 원소는 불순물 원소 고유의 온도 조건에 따라 화학반응을 일으키고, 증발, 변태, 화합, 혼합 등에 의해서 기화되고, 부유물로 되어 용융 실리콘의 표면에 존재한다.

본 발명의 금속실리콘의 정제방법에서는 용융 실리콘 내부의 정제에 대해서 유용한 가스와 화학물이 공급되지 않는다는 결점을 가진다. 즉, 용융 실리콘 표면이 정제되어도 도가니 내부의 용융 실리콘 함유 불순물 분포가 균일하게 되지 않는다.

이러한 문제의 해결을 위해서는 용융 금속실리콘의 혼합 및 교반이 필요하다.

본 발명은 도 7에 나타낸 것처럼 온도구배의 적용과 가스 유입에 의한 정제 를 이용했다. 도가니(20) 아랫부분의 온도는 용융 금속실리콘의 온도와 동일함으로 섭씨 1,450도이고, 상부표면(100a)은 플라즈마 조사 순간 온도로 섭씨 3,000도이며, 플라즈마와 공급되는 가스 압력에 의하여 가운데는 오목하게 요입된 형상이 된다.

이러한 여러 요건에 의하여 종합적으로 화살표와 같이 용융 금속실리콘은 순환하여 교반된다. 여기에서는 1개의 온도구배를 표시했지만, 플라즈마를 조사하는 국부가열수단(50)과 가스공급관(60)를 복수 개를 조합시켜 사용하는 것도 가능하다.

플라즈마 조사에 의한 용융 실리콘의 온도상승을 적게 하기 위해, 그리고 첨가액체의 효과를 지속적으로 얻기 위해, 단속할 필요성이 있음으로 이러한 것을 반복적으로 동작하여 적용한다. 물론 복수 조사원을 조합시켜 사용하는 것도 문제가 없다.

도 1은 종래에 실시중인 단결정 실리콘을 생산하기 위한 실리콘 단결정 제조장치의 단면개략도.

도 2는 본 발명의 실시예를 도시한 금속실리콘의 정제장치의 단면개략도.

도 3은 도 2에 도시된 금속실리콘의 정제장치의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명의 금속실리콘의 정제장치의 부분단면도.

도 5는 본 발명의 금속실리콘의 정제장치의 부분 상세단면도.

도 6은 금속실리콘의 정제장치의 국부가열수단인 플라즈마 총으로 플라즈마를 조사할 때 용융 금속실리콘 표면의 순간적인 온도분포도.

도 7은 금속실리콘의 정제장치에서 용융 금속실리콘의 교반상태를 도시한 것.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 : 챔버 20 : 도가니

21 : 제1차단수단 30 : 도가니 지지체

31 : 제2차단수단 40 : 가열수단

50 : 국부가열수단 60 : 가스공급관

70 : 가스유도수단

Claims (17)

1. 저순도 금속실리콘을 출발 원료로 하여 태양전지 생산에 필요한 순도로 정제함에 있어서,

   도가니 내의 금속실리콘 표면을 국부적으로 가열하는 플라즈마(Plasma)를 이용한 국부가열수단을 구비하여 표면에 표면온도차를 형성하는 것을 특징으로 하되,

   상기 국부가열수단과 별도로 형성된 가스공급관을 통하여 용융된 금속실리콘 표면에 불순물제거용 물질이 공급됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 표면온도차는 섭씨 50도 이상의 온도차를 형성하는 것을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 불순물제거용 물질은 O₂, O₃, H₂, H₂O, H₂O₂, HCLO₄ 중 어느 하나를 선택하여 사용됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 불순물제거용 물질은 1~500cc/min의 속도로 용융된 금속실리콘 표면에 공급됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도가니를 포함하는 챔버(Chamber) 내의 진공도를 변화시켜 정제하는 것을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 플라즈마(Plasma)를 단속적으로 조사함을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 불순물제거용 물질을 단속적으로 공급함을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 금속실리콘에 염소(Cl)를 첨가하거나, 금속실리콘에 함유된 불순물과 반응하여 염소(Cl)를 형성하는 물질을 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 물질은 Cl₂, CCl₄, HCl, ClF₃ 중 어느 하나임을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제방법.
10. 진공이 가능한 챔버(10)와;

    상기 챔버(10) 내측에 설치되어 용융금속실리콘을 저장하는 도가니(20)와;

    상기 도가니(20)를 지지하며, 회전과 상하이동을 하는 도가니 지지체(30)와;

    상기 도가니(20)에 저장된 금속실리콘을 가열하여 용융시키기는 가열수단(40)과;

    상기 도가니(20)에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면을 국부적으로 가열하는 국부가열수단(50)과;

    상기 도가니(20)에 저장된 용융금속실리콘의 상부표면에 불순물제거용 물질을 공급하는 가스공급관(60)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 국부가열수단(50)은 플라즈마(Plasma) 총임을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제장치.
12. 제10항에 있어서,

    상기 도가니(20)의 하부에는 국부가열수단(50)에 의하여 국부가열됨으로써 파손되는 것을 방지하고자 열전달을 차단하는 제1차단수단(21)이 더 형성됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제장치.
13. 제10항에 있어서,

    상기 도가니 지지체(30)에는 국부가열수단(50)에 의하여 국부가열됨으로써 파손되는 것을 방지하고자 열차단을 하는 제2차단수단(31)이 더 형성됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제장치.
14. 제10항에 있어서,

    상기 도가니(20)의 상부와 이격되게 설치되어 가스공급관(60)으로부터 공급되는 불순물제거용 물질과 도가니(20) 내에서 발생된 가스의 유동을 안내하는 가스유도수단(70)이 더 설치됨을 특징으로 하는 금속실리콘의 정제장치.
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