KR101380767B1 - Cvd reactor for producing polysilicon - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기는 실란 반응가스 공급관 및 배출관이 형성된 베이스;와, 상기 베이스와의 사이에 핫존을 형성하도록 베이스에 결합하는 베젤;과, 상기 베이스에 설치되어 핫존 내에 배치되는 슬림 로드측에 전원을 인가하는 전극과, 도전성 재질로 이루어져 슬림 로드와 전극을 연결하는 고정척;을 포함하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 있어서, 상기 고정척은 슬림 로드의 하단부가 삽입되는 삽입공이 중앙에 형성되도록 고정척의 상단부 테두리를 따라 일체로 형성되어 슬림 로드의 하단부 측면을 가압 지지하는 복수의 고정부재와, 상기 복수의 고정부재 사이에 각각 마련되는 이격공간을 포함하며, 상기 이격공간은 증착 공정 개시 후 실리콘 석출 반응에 의해 실리콘으로 충진되어 복수의 고정부재가 슬림 로드와 일체화되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon, the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon according to the present invention is a base formed with a silane reaction gas supply pipe and the discharge pipe; and the base to form a hot zone between the base Chemical vapor deposition reactor for polysilicon production comprising a bezel; and, the electrode is installed on the base to apply power to the slim rod side disposed in the hot zone, and a fixed chuck made of a conductive material connecting the slim rod and the electrode; In the fixing chuck is a plurality of fixing members integrally formed along the upper edge of the fixing chuck so that the insertion hole is inserted into the lower end of the slim rod is formed in the center to support the lower side of the slim rod, the plurality of fixing members Spaced spaces are provided between each, wherein the spaced spaces are deposited It is filled with the silicon by the silicon deposition reaction after the start and the plurality of holding members being integrated with the slender rod.

Description

폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기 {CVD REACTOR FOR PRODUCING POLYSILICON}Chemical Vapor Deposition Reactor for Polysilicon Production {CVD REACTOR FOR PRODUCING POLYSILICON}

본 발명은 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응기 내부에 설치된 슬림 로드가 실리콘 석출 과정에서 고정척으로부터 임의 이탈하는 것을 방지할 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon, and more particularly, to a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon that can prevent the slim rod installed inside the reactor from being randomly separated from the fixed chuck during the silicon precipitation process. .

반도체 또는 태양전지의 제조에 있어서 폴리실리콘이 그 원료로 사용되기 때문에, 반도체 또는 태양전지의 원료로 적합한 99.9999999% 내지 99.999999999%의 고순도의 폴리실리콘에 대한 수요가 증가하고 있고, 이는 전자공업의 종합적 발전에 중요한 부분을 차지하고 있다.Since polysilicon is used as a raw material in the manufacture of semiconductors or solar cells, the demand for high-purity polysilicon of 99.9999999% to 99.999999999% suitable as a raw material for semiconductors or solar cells is increasing, which is a comprehensive development of the electronics industry. Occupies an important part.

상기 폴리실리콘의 제조공정을 개괄적으로 살펴보면, 먼저 규사나 규석(SiO2)을 원료로 하여 전기로에서 용융시키고 탄소를 이용하여 환원시킴으로써 금속 실리콘을 얻는다. 그러나, 이때 나오는 금속 실리콘의 순도는 98%정도로, Re, Al, Ca, Cr,Mn, B, Cu 등 여러 불순물이 포함되어 있어 이를 바로 반도체 또는 태양전지의 원료로 사용하기에는 부적합하다.The process for producing the polysilicon will be briefly described. First, metal silicon is obtained by melting silica or silica (SiO2) as a raw material in an electric furnace and reducing it using carbon. However, the purity of the metal silicon coming out at this time is about 98%, and includes various impurities such as Re, Al, Ca, Cr, Mn, B, and Cu, which is not suitable for use as a raw material of a semiconductor or a solar cell.

따라서, 상기 환원과정을 통해 얻어진 금속 실리콘을 염화수소(HCl) 등의 반응가스와 반응시켜 화화식 SiHCl3로 표현되는 트리클로로실란(trichlorosilan: TCS)으로 기체화하고, 이를 증류과정을 통해 정제시킴으로써 상기 불순물을 제거하게 된다. 그리고나서, CVD 반응기를 이용하여 상기 불순물이 제거된 트리클로로실란으로부터 실리콘을 석출하는 과정을 거치게 된다.Accordingly, the metal silicon obtained through the reduction process is reacted with a reaction gas such as hydrogen chloride (HCl) to gasify with trichlorosilan (TCS) represented by chemical formula SiHCl3, and purify it through distillation to thereby purify the impurities. Will be removed. Then, the CVD reactor is used to precipitate silicon from the trichlorosilane from which the impurities are removed.

본 발명은 상기 공정 중에서도 CVD 반응기를 이용하여 트리클로로실란 등의 실란 반응가스로부터 실리콘을 석출하는 방법에 관한 것으로, 일반적으로 지멘스(Siemens) 공법이 이용된다. 지멘스 공법이란 일반적으로 종형(bell-jar type)의 반응기에 가는 슬림 로드(slim rod)를 설치하고, 상기 슬림 로드를 전극을 통해 전기 가열시킨 후 트리클로로실란 등을 주입하여 열분해시킴으로써 상기 슬림 로드에 실리콘을 석출시키는 방법을 말한다.The present invention relates to a method of depositing silicon from a silane reaction gas such as trichlorosilane using a CVD reactor among the above processes, and generally, a Siemens method is used. The Siemens method generally includes a slim rod that goes to a bell-jar type reactor, electrically heats the slim rod through an electrode, and thermally decomposes by injecting trichlorosilane into the slim rod. It is a method of depositing silicon.

물론, 상기 반응기의 형상에는 제한이 없고, 슬림 로드의 가열방식도 전극을 통한 전기 가열 외에도 고온 복사나 고주파 또는 전자기파 가열방식을 이용할 수 있으며, 상기 반응기에 주입되는 반응가스도 트리클로로실란에 한정되는 것이 아니라 모노실란, 이염화실란, 사염화실란 등의 다른 가스를 사용하는 것도 가능하다.Of course, the shape of the reactor is not limited, the heating method of the slim rod may also use a high-temperature radiation or high frequency or electromagnetic wave heating method in addition to the electrical heating through the electrode, the reaction gas injected into the reactor is also limited to trichlorosilane It is also possible to use other gases such as monosilane, dichloride, tetrachloride and the like.

도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 지멘스 석출법은 종형 반응기(Bell-Jar Reactor)(10)를 이용하여 실란 가스로부터 막대형 폴리실리콘을 제조하는 방법에 관한 것이다.As shown in FIG. 1, the Siemens precipitation method relates to a method for producing rod-shaped polysilicon from silane gas using a Bell-Jar Reactor 10.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 우선, 상기 종형 반응기(10) 내부에 6 내지 7 mm 정도의 가느다란 굵기를 갖는 Si 코어 필라멘트(20, 이하 '슬림 로드'라고 함)를 ∩형상으로 위치시키고, 상기 슬림 로드(20)의 말단을 전극(30)과 연결시킨다.In more detail, first, a Si core filament (hereinafter, referred to as a 'slim rod') having a thin thickness of about 6 to 7 mm in the vertical reactor 10 is positioned in a wedge shape. The end of the slim rod 20 is connected to the electrode 30.

가열장치(heater)를 이용하여 300℃ 이상으로 예열시킴으로써 상기 슬림 로드(20)의 비저항을 낮춰 전기저항 가열이 가능하도록 한다. 이어서, 전극(30)을 통해 소정 전위차의 전기를 공급하여 상기 슬림 로드(20)를 높은 온도로 가열하고, 실란가스 및 수소가스로 이루어진 반응가스를 상기 종형 반응기(10) 내부로 공급한다.Preheating to 300 ° C. or higher using a heater lowers the specific resistance of the slim rod 20 to enable electrical resistance heating. Subsequently, electricity of a predetermined potential difference is supplied through the electrode 30 to heat the slim rod 20 to a high temperature, and a reaction gas composed of silane gas and hydrogen gas is supplied into the vertical reactor 10.

이에 따라서, 상기 슬림 로드(20) 표면에 Si가 석출되면서 점차로 상기 슬림 로드(20)의 굵기가 증가하게 되며 이와 같은 전기저항 가열 및 실리콘 석출 공정을 수일 이상 유지하면 직경이 약 10 내지 15cm 정도가 되는 막대형 폴리실리콘 제품을 얻을 수 있게 된다.Accordingly, as Si precipitates on the surface of the slim rod 20, the thickness of the slim rod 20 gradually increases, and if the electrical resistance heating and silicon precipitation process is maintained for several days or more, the diameter is about 10 to 15 cm. It is possible to obtain a rod-shaped polysilicon product.

상기 슬림 로드(20)는 고정척을 통해 전극(30)과 연결된다. The slim rod 20 is connected to the electrode 30 through a fixed chuck.

종래의 고정척(40)은 도 2와 같이, 하단부에 전극과 결합하는 결합공(44)이 형성되고, 상단부에 슬림 로드(20)의 하단부가 삽입 고정되는 삽입공(42)이 형성되어 있다. 이러한 삽입공(42)은 통상적으로 직경 6 내지 10mm의 원형 또는 정사각형 횡단면을 갖는 슬림 로드(20)의 횡단면 형태에 대응하도록 형성된다. 따라서, 삽입공(42)의 직경이 허용 공차범위를 벗어나는 경우 고정이 불안정하게 되거나 조립 자체가 불가능하게 되므로, 1회 사용 후 폐기하는 고정척(40)을 정밀가공해야 하는 문제점이 있다. The conventional fixed chuck 40 has a coupling hole 44 coupled to the electrode at the lower end as shown in FIG. 2, and an insertion hole 42 at which the lower end of the slim rod 20 is inserted and fixed at the upper end thereof. . This insertion hole 42 is formed to correspond to the cross-sectional shape of the slim rod 20 having a circular or square cross section, typically 6 to 10 mm in diameter. Therefore, when the diameter of the insertion hole 42 is outside the allowable tolerance range, since the fixing becomes unstable or the assembly itself is impossible, there is a problem in that the fixed chuck 40 disposed after one use must be precisely processed.

또한, 상기 삽입공(42)의 내벽면이 테이퍼 형상을 갖도록 가공하는 경우 가공에 대한 허용 공차의 범위가 확대되는 이점은 있으나, 슬림 로드(20)의 하단부 모서리부분이 삽입공(42)의 내벽면에 접촉한 상태에서 고정되는 것이므로 견고한 고정력을 제공할 수 없는 문제점이 있다.In addition, when the inner wall surface of the insertion hole 42 is processed to have a tapered shape, there is an advantage in that the range of tolerance for processing is enlarged, but the lower edge portion of the slim rod 20 is in the insertion hole 42. Since it is fixed in contact with the wall there is a problem that can not provide a firm fixing force.

상기와 같이 슬림 로드(20)가 고정척(40)에 불안정하게 결합된 상태에서는, 슬림 로드(20)의 외표면에 실리콘이 석출되어 자체중량이 증가하게 됨에 따라 한쪽 방향으로 기울어지기 쉬우며, 이로 인해 인접 배치된 또 다른 슬림 로드(20)와 접촉하거나 슬림 로드(20)의 하단부가 고정척(40)으로부터 분리되는 문제점이 있다. In the state in which the slim rod 20 is unstablely coupled to the fixed chuck 40 as described above, the silicon is precipitated on the outer surface of the slim rod 20 to easily incline in one direction as its weight increases. As a result, there is a problem in that the lower end of the slim rod 20 is in contact with another slim rod 20 disposed adjacent to the fixed chuck 40.

특허문헌 1. 대한민국 특허공개 제10-1992-0000618호Patent Document 1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-1992-0000618

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반응기 내부에 설치된 슬림 로드가 실리콘 석출 과정에서 고정척으로부터 임의 이탈하는 것을 방지할 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, to provide a chemical vapor deposition reactor for polysilicon production that can prevent the slim rod installed inside the reactor from detaching from the fixed chuck during the silicon precipitation process. have.

또한, 이격공간에 의해 분할된 복수의 고정부재가 슬림 로드를 탄력적으로 지지하도록 함으로써 고정력을 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기를 제공함에 있다.In addition, the present invention provides a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon capable of improving fixing force by allowing a plurality of fixing members divided by spaces to elastically support a slim rod.

또한, 고정척과 슬림 로드의 연결부분에 위치한 이격공간이 실리콘 석출반응에 의해 실리콘으로 채워지도록 하여 고정척과 슬림 로드를 일체화시킴으로써 슬림 로드가 고정척으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기를 제공함에 있다.In addition, the chemical vapor deposition for polysilicon production that prevents the slim rod from being separated from the fixed chuck by integrating the fixed chuck and the slim rod by allowing the separation space located at the connection portion between the fixed chuck and the slim rod to be filled with silicon by the silicon precipitation reaction. In providing a reactor.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 실란 반응가스 공급관 및 배출관이 형성된 베이스;와, 상기 베이스와의 사이에 핫존을 형성하도록 베이스에 결합하는 베젤;과, 상기 베이스에 설치되어 핫존 내에 배치되는 슬림 로드측에 전원을 인가하는 전극과, 도전성 재질로 이루어져 슬림 로드와 전극을 연결하는 고정척;을 포함하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 있어서, 상기 고정척은 슬림 로드의 하단부가 삽입되는 삽입공이 중앙에 형성되도록 고정척의 상단부 테두리를 따라 일체로 형성되어 슬림 로드의 하단부 측면을 가압 지지하는 복수의 고정부재와, 상기 복수의 고정부재 사이에 각각 마련되는 이격공간을 포함하며, 상기 이격공간은 증착 공정 개시 후 실리콘 석출 반응에 의해 실리콘으로 충진되어 복수의 고정부재가 슬림 로드와 일체화되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a base formed with a silane reaction gas supply pipe and the discharge pipe; and a bezel coupled to the base to form a hot zone between the base; and a slim rod installed in the base and disposed in the hot zone In the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon comprising a; electrode for applying power to the side, made of a conductive material connecting the slim rod and the electrode, the fixing chuck is the insertion hole is inserted into the lower end of the slim rod A plurality of fixing members integrally formed along the upper edge of the fixing chuck so as to be formed on the lower end of the slim rod, and spaced apart spaces provided between the plurality of fixing members, respectively, wherein the space is a deposition process. After the start, it is filled with silicon by the silicon precipitation reaction so that a plurality of fixing members are integrated with the slim rod. It is achieved by a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon.

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여기서, 상기 고정부재의 측면부는 인접 배치되는 고정부재의 측면부와 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.Here, the side portion of the fixing member is preferably arranged in parallel with the side portion of the fixing member disposed adjacent.

또한, 상기 고정부재는 슬림 로드와의 접촉면이 경사면으로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the fixing member is preferably made of an inclined surface contact surface with the slim rod.

또한, 상기 고정척은 그라파이트, 텅스텐 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the fixing chuck is preferably made of one of graphite and tungsten.

본 발명에 따르면, 반응기 내부에 설치된 슬림 로드가 실리콘 석출 과정에서 고정척으로부터 임의 이탈하는 것을 방지할 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기가 제공된다.According to the present invention, there is provided a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon which can prevent the slim rod installed inside the reactor from being randomly separated from the fixed chuck during the silicon precipitation process.

또한, 이격공간에 의해 분할된 복수의 고정부재가 슬림 로드를 탄력적으로 지지하도록 함으로써 고정력을 향상시킬 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기가 제공된다.In addition, there is provided a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon which can improve the fixing force by allowing the plurality of fixing members divided by the separation space to elastically support the slim rod.

또한, 석출 반응이 개시되는 시점에서 고정척과 슬림 로드의 연결부분에 위치한 이격공간이 실리콘 석출반응에 의해 실리콘으로 채워지도록 하여 고정척과 슬림 로드를 일체화시킴으로써 슬림 로드가 고정척으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기가 제공된다.In addition, the separation space located at the connection part of the fixed chuck and the slim rod at the time of the precipitation reaction is filled with silicon by the silicon precipitation reaction, thereby integrating the fixed chuck and the slim rod to prevent the slim rod from being separated from the fixed chuck. A chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon is provided.

도 1은 종래의 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 일례를 나타낸 개략도,
도 2는 종래의 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 고정척의 단면도,
도 3은 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 부분절개 사시도,
도 4는 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 고정척의 발췌사시도,
도 5는 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 단면도,
도 6은 도 5의 "B"부분 확대단면도,
도 7은 도 6의 C-C'선 단면도이고,
도 8은 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 고정척의 작용을 나타내는 발췌사시도이다.
1 is a schematic view showing an example of a conventional chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon,
2 is a cross-sectional view of a fixed chuck of a conventional chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon;
Figure 3 is a partial cutaway perspective view of the chemical vapor deposition reactor for producing a polysilicon of the present invention,
Figure 4 is an exploded perspective view of a fixed chuck of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention,
5 is a cross-sectional view of the chemical vapor deposition reactor for producing a polysilicon of the present invention,
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of part “B” of FIG. 5;
7 is a cross-sectional view taken along the line CC 'of FIG.
8 is an exploded perspective view showing the action of the fixed chuck of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 중 도 3은 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 부분절개 사시도이고, 도 4는 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 고정척의 발췌사시도이다. 3 is a partial cutaway perspective view of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of a fixed chuck of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기는, 베이스(110), 베젤(120), 전극(130), 고정척(140)을 포함하여 구성된다. Chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention as shown in the drawings, the base 110, the bezel 120, the electrode 130, the fixed chuck 140 is configured.

상기 베이스(110)는 대략 원형의 판재로 이루어지며, 판면에 실란 반응가스 공급관(111) 및 배출관(112)이 형성된다. 상기 베젤(120)은 종형(bell-jar type)으로 이루어지며 하단부 테두리가 베이스(110)의 테두리에 결합하여 상기 베이스(110)와의 사이에 핫존을 형성한다. 상기 전극(130)은 상기 베이스(110)의 공급관(111) 및 배출관(112)으로부터 이격된 위치에서 베이스(110)를 관통하도록 복수 마련되어 핫존 내에 배치되는 슬림 로드(150)측에 전원을 인가한다. 상기와 같은 베이스(110), 베젤(120), 전극(130)은 일반적인 반응기의 구성과 동일하게 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The base 110 is made of a substantially circular plate, the silane reaction gas supply pipe 111 and the discharge pipe 112 is formed on the plate surface. The bezel 120 is formed in a bell-jar type, and the lower edge is coupled to the edge of the base 110 to form a hot zone with the base 110. The electrode 130 is provided in plural to penetrate the base 110 at a position spaced apart from the supply pipe 111 and the discharge pipe 112 of the base 110 to apply power to the side of the slim rod 150 disposed in the hot zone. . Since the base 110, the bezel 120, and the electrode 130 are the same as those of the general reactor, a detailed description thereof will be omitted.

상기 고정척(140)은 텅스텐이나 그라파이트와 같이 고온에서의 내구성 및 비활성 특성을 갖는 도전성 재질의 기둥형 몸체로 이루어지며, 하단부는 베이스(110)에 설치된 전극(130)에 연결되고, 상단부는 슬림 로드(150)의 단부를 고정하는 것과 동시에 전극(130)으로부터 인가되는 전원을 슬림 로드(150) 측으로 전달한다.The fixing chuck 140 is formed of a pillar-shaped body of a conductive material having durability and inertness at high temperatures such as tungsten or graphite, and a lower end is connected to an electrode 130 installed in the base 110, and an upper end is slim. At the same time as fixing the end of the rod 150, the power applied from the electrode 130 is transferred to the slim rod 150 side.

보다 구체적으로, 상기 고정척(140)의 기둥형 몸체 상단부에는 슬림 로드(150)의 단부가 삽입되는 삽입공(142)과, 삽입공(142)의 주변에 배치되어 슬림 로드(150)의 측면부를 가압 지지하는 복수의 고정부재(143)와, 상기 복수의 고정부재(143)의 사이에 각각 마련되는 이격공간(144)이 마련된 제1결합부(141)가 형성되고, 기둥형 몸체의 하단부에는 베이스(110)의 상측면으로 노출된 전극(130)에 결합하는 제2결합부(146)가 형성된다.More specifically, the upper end of the columnar body of the fixing chuck 140 is inserted into the end of the insertion hole 142 and the insertion hole 142, the side of the slim rod 150 is inserted into the end A plurality of fixing members 143 for pressing and supporting the first and the first coupling portion 141 provided with a separation space 144 provided between the plurality of fixing members 143, respectively, is formed, the lower end of the columnar body The second coupling part 146 is formed in the electrode 110 exposed to the upper side of the base 110.

특히, 석출 공정 개시 후 실리콘(S) 석출 반응에 의해 상기 고정척(140)의 이격공간(144)이 실리콘(S)으로 충진되도록 하기 위해, 상기 이격공간(144)은 삽입공(142)을 중심으로 직교하는 위치에 각각 배치되어 대략 열십자 형태를 갖도록 배치되고, 이격공간(144)의 양측에 접하는 고정부재(143)의 측면부는 나란하게 배치되도록 형성된다. In particular, in order to fill the space 144 of the fixed chuck 140 with silicon (S) by the silicon (S) precipitation reaction after the start of the precipitation process, the space 144 is inserted into the insertion hole 142 They are disposed at positions orthogonal to the center and have a substantially crisscross shape, and side surfaces of the fixing member 143 which are in contact with both sides of the separation space 144 are arranged side by side.

또한, 삽입공(142)과 접하는 고정부재(143)의 내측면은 슬림 로드(150)가 용이하게 삽입될 수 있도록 경사면으로 이루어진다.
In addition, the inner surface of the fixing member 143 in contact with the insertion hole 142 is made of an inclined surface so that the slim rod 150 can be easily inserted.

지금부터는 상술한 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon described above will now be described.

첨부도면 중 도 5는 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 단면도이고, 도 6은 도 5의 "A"부분 확대단면도이고, 도 7은 도 6의 B-B'선 단면도이고, 도 8은 본 발명 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 고정척의 작용을 나타내는 발췌사시도이다.Figure 5 is a cross-sectional view of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention, Figure 6 is an enlarged cross-sectional view "part" "A" of Figure 5, Figure 7 is a cross-sectional view taken along line B-B 'of Figure 6, Excerpt perspective view showing the action of the fixed chuck of the chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon of the present invention.

도 5에서 도시하는 바와 같이, 일반적인 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기의 결합 상태와 실리콘(S) 석출 작용은 다음과 같다.As shown in Figure 5, the bonding state and the silicon (S) precipitation action of the general chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon is as follows.

먼저, 베이스(110)에 설치된 한 쌍의 전극(130)에 고정척(140)의 제2결합부(146)를 각각 결합한 다음, 고정척(140)의 제1결합부(141)에 슬림 로드(150)의 단부를 고정하여 한 쌍의 전극(130)이 슬림 로드(150)에 의해 연결되도록 한다. First, the second coupling portion 146 of the fixed chuck 140 is coupled to the pair of electrodes 130 installed on the base 110, respectively, and then the slim rod is attached to the first coupling portion 141 of the fixed chuck 140. The end of the 150 is fixed so that the pair of electrodes 130 are connected by the slim rod 150.

이어서, 베이스(110)의 상측에 종형 베젤(120)을 결합하여 슬림 로드(150)가 배치된 공간이 베젤(120)에 의해 마감되어 밀폐되도록 하고, 슬림 로드(150)의 양단부가 연결된 한 쌍의 전극(130)에 전원을 인가하면, 슬림 로드(150)의 전기저항에 의해 발열하게 된다. Subsequently, the vertical bezel 120 is coupled to the upper side of the base 110 so that the space in which the slim rod 150 is disposed is closed by the bezel 120 and sealed, and a pair of both ends of the slim rod 150 connected to each other. When power is applied to the electrode 130, heat is generated by the electrical resistance of the slim rod 150.

슬림 로드(150)가 실리콘(S) 석출반응을 일으킬 수 있는 충분한 온도로 가열되면 베이스(110)의 공급관(111)을 통해 공급된 실란 반응가스의 실리콘(S) 성분이 슬림 로드(150)의 표면에 석출되며, 석출반응을 일으키고 난 반응가스는 배출관(112)을 통해 배출된다. When the slim rod 150 is heated to a temperature sufficient to cause the silicon (S) precipitation reaction, the silicon (S) component of the silane reaction gas supplied through the supply pipe 111 of the base 110 may be formed in the slim rod 150. Precipitated on the surface, the reaction gas that caused the precipitation reaction is discharged through the discharge pipe (112).

여기서, 상기 슬림 로드(150)와 전극(130)을 연결하는 고정척(140)을 살펴보면, 도 6과 같이 고정척(140)의 하단부에 형성된 제2결합부(146)가 베이스(110)의 상측면으로 돌출된 전극(130)에 결합한 상태에서, 고정척(140)의 상단부에 형성된 제1결합부(141)의 삽입공(142)으로 슬림 로드(150)의 하단부가 삽입 고정된다.Here, referring to the fixed chuck 140 connecting the slim rod 150 and the electrode 130, the second coupling part 146 formed at the lower end of the fixed chuck 140 as shown in FIG. The lower end of the slim rod 150 is inserted into and fixed to the insertion hole 142 of the first coupling part 141 formed in the upper end of the fixing chuck 140 in a state of being coupled to the electrode 130 protruding upward.

특히, 삽입공(142)의 주변부에 원주상으로 배치되어 있는 복수의 고정부재(143)는 이격공간(144)에 의해 서로 분리되어 있는 상태이므로, 각각의 고정부재(143)의 내측면이 슬림 로드(150)의 하단부 외측면을 탄력적으로 지지하게 되며, 이로 인해 슬림 로드(150)를 견고하게 고정할 수 있게 된다.In particular, since the plurality of fixing members 143 arranged circumferentially on the periphery of the insertion hole 142 are separated from each other by the spaced space 144, the inner surface of each fixing member 143 is slim. The lower end of the rod 150, the outer surface is elastically supported, thereby enabling to firmly secure the slim rod 150.

또한, 슬림 로드(150)의 외측면과 접하는 각 고정부재(143)의 내측면이 경사면으로 이루어져 있으므로, 삽입공(142)의 개구측 직경이 내측보다 크게 형성되며, 이로 인해 슬림 로드(150)를 쉽게 삽입 고정할 수 있게 된다. In addition, since the inner surface of each holding member 143 in contact with the outer surface of the slim rod 150 is made of an inclined surface, the opening side diameter of the insertion hole 142 is formed larger than the inner side, thereby the slim rod 150 Can be easily inserted and fixed.

상기와 같이 고정척(140)의 제2결합부(146)에 전극(130)이 결합되고 제1결합부(141)에 슬림 로드(150)가 결합된 상태에서, 고정척(140)이 그라파이트와 같은 전기전도성이 우수한 재질로 이루어져 있으므로 전극(130)측으로부터 공급되는 전원을 슬림 로드(150)에 인가하게 된다.As described above, the electrode 130 is coupled to the second coupling portion 146 of the fixed chuck 140 and the slim rod 150 is coupled to the first coupling portion 141, and the fixed chuck 140 is graphite. Since it is made of a material having excellent electrical conductivity as described above, the power supplied from the electrode 130 is applied to the slim rod 150.

슬림 로드(150)는 전원의 인가에 의해 실리콘(S) 석출 반응에 적합한 온도까지 저항 발열하게 되며, 석출 반응이 개시되는 시점에서는 슬림 로드(150)와 고정척(140)의 접촉부위, 즉 슬림 로드(150)의 하단부 모서리와 고정부재(143)의 내측면의 접촉부위의 온도가 슬림 로드(150)의 온도보다 높게 가열된다.The slim rod 150 resists heat generation to a temperature suitable for the precipitation reaction of silicon (S) by the application of a power supply, and at the time when the precipitation reaction starts, the contact portion between the slim rod 150 and the fixed chuck 140, that is, slim The temperature of the contact portion of the lower edge of the rod 150 and the inner surface of the fixing member 143 is heated higher than the temperature of the slim rod 150.

따라서, 실리콘(S) 석출 반응이 개시되는 시점에서 슬림 로드(150)의 외표면에 실리콘(S) 성분이 증착되기에 앞서 고정척(140)과 슬림 로드(150)의 연결부분에서부터 석출 반응이 시작되며, 이로 인해 고정척(140)의 삽입공(142) 주변의 이격공간(144)이 실리콘(S)으로 채워져 고정척(140)과 슬림 로드(150)가 일체화된다.Therefore, before the silicon (S) component is deposited on the outer surface of the slim rod 150 at the time when the silicon (S) precipitation reaction is started, the precipitation reaction is performed from the connection portion between the fixed chuck 140 and the slim rod 150. As a result, the space 144 around the insertion hole 142 of the fixing chuck 140 is filled with silicon (S) to integrate the fixing chuck 140 and the slim rod 150.

또한, 이격공간(144)의 양측에 배치되는 한 쌍의 고정부재(143)의 측면부가 서로 나란하게 배치되어 있으므로, 실리콘(S) 석출 반응의 개시시점에서 이격공간(144)이 실리콘(S)으로 빠르게 채워지게 되며, 이후 슬림 로드(150)의 외표면에 실리콘(S) 석출이 이루어지는 과정에서 슬림 로드(150)가 고정척(140)으로부터 임의로 이탈하는 것이 방지된다.
In addition, since the side portions of the pair of fixing members 143 disposed on both sides of the separation space 144 are arranged side by side with each other, the separation space 144 is the silicon (S) at the start of the silicon (S) precipitation reaction. As soon as it is filled in, the slim rod 150 is prevented from being randomly separated from the fixed chuck 140 in the process of the silicon (S) precipitation on the outer surface of the slim rod 150.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

110:베이스, 111:공급관, 112:배출관, 120:베젤, 130:전극,
140:고정척, 141:제1결합부, 142:삽입공, 143:고정부재,
144:이격공간, 146:제2결합부, 150:슬림 로드, S:실리콘
110: base, 111: supply pipe, 112: discharge pipe, 120: bezel, 130: electrode,
140: fixed chuck, 141: first coupling portion, 142: insertion hole, 143: fixing member,
144: separation space, 146: the second coupling portion, 150: slim rod, S: silicon

Claims (4)

실란 반응가스 공급관 및 배출관이 형성된 베이스;와, 상기 베이스와의 사이에 핫존을 형성하도록 베이스에 결합하는 베젤;과, 상기 베이스 상에서 공급관 및 배출관과 이격된 위치에 설치되어 핫존 내에 배치되는 슬림 로드측에 전원을 인가하는 전극과, 도전성 재질로 이루어져 슬림 로드와 전극을 연결하는 고정척;을 포함하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기에 있어서,
상기 고정척은 기둥 형태의 몸체로 이루어지고,
상기 몸체의 상단부에는 슬림 로드의 단부가 삽입되는 삽입공과, 삽입공의 주변에서 몸체의 테두리를 따라 일체로 형성되어 슬림 로드의 하단부 측면을 가압 지지하는 복수의 고정부재와, 상기 복수의 고정부재의 사이에 각각 마련되는 이격공간으로 구성된 제1결합부가 형성되고,
상기 몸체의 하단부에는 베이스의 상측면으로 노출된 전극에 결합하는 제2결합부가 형성되며,
상기 이격공간은 증착 공정 개시 후 실리콘 석출 반응에 의해 실리콘으로 충진되어 복수의 고정부재가 슬림 로드와 일체화되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기.
A base formed with a silane reaction gas supply pipe and a discharge pipe; and a bezel coupled to the base to form a hot zone between the base; and a slim rod side disposed at a position spaced apart from the supply pipe and the discharge pipe on the base and disposed in the hot zone. In the chemical vapor deposition reactor for producing a polysilicon comprising: a fixed chuck made of a conductive material connecting the electrode and the electrode for applying power to the slim rod;
The fixed chuck is made of a columnar body,
An insertion hole into which the end of the slim rod is inserted is inserted into the upper end of the body, a plurality of fixing members integrally formed along the edge of the body around the insertion hole to pressurize and support the lower side of the slim rod, and the plurality of fixing members. A first coupling part composed of a spaced space provided between each is formed,
The lower end of the body is formed with a second coupling portion for coupling to the electrode exposed to the upper side of the base,
The separation space is filled with silicon by the silicon precipitation reaction after the deposition process is initiated chemical vapor deposition reactor for producing a polysilicon, characterized in that the plurality of fixing members are integrated with the slim rod.
제 1항에 있어서,
상기 고정부재의 측면부는 인접 배치되는 고정부재의 측면부와 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기.
The method according to claim 1,
The chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon, characterized in that the side portion of the fixing member is disposed in parallel with the side portion of the fixing member disposed adjacent.
제 2항에 있어서,
상기 고정부재는 슬림 로드와의 접촉면이 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기.
3. The method of claim 2,
The fixing member is a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon, characterized in that the contact surface with the slim rod made of an inclined surface.
제 2항에 있어서,
상기 고정척은 그라파이트, 텅스텐 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 제조용 화학기상증착 반응기.
3. The method of claim 2,
The fixed chuck is a chemical vapor deposition reactor for producing polysilicon, characterized in that made of any one material of graphite, tungsten.
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