KR101387945B1 - 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 용융반응기에 관한 것으로서, 하부에 투입된 상기 실리콘원료가 토출되는 토출구가 구비되는 쿼츠도가니 및 상기 쿼츠도가니의 외면을 감싸도록 상기 쿼츠도가니에 대응된 형태로 형성된 흑연도가니를 포함하는 실리콘용융부, 상기 쿼츠도가니 내부로 증기압을 높이기 위한 수증기 또는 불순물 제거를 위한 반응소스를 투입하여 상기 실리콘원료에 포함된 불순물을 제거하는 산화소스투입부 및 상기 흑연도가니 외측에 구비되어 상기 흑연도가니 및 상기 쿼츠도가니를 가열하는 가열부를 포함한다.
Description
본 발명은 실리콘 용융반응기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘원료를 투입하여 용융시킬 때 가열을 통한 진공 휘발정련뿐만 아니라 산화소스를 투입하여 산화정련도 함께 함으로써, 생성되는 실리콘용탕의 순도를 높일 수 있는 실리콘 용융반응기에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체용이나 태양전지용 웨이퍼로 사용되는 실리콘의 경우, 자연상태의 규석(SiO2)과 코크스 등의 탄소환원제를 아크(arc) 등을 이용하여 고온에서 반응시키는 열탄소환원법에 의해 얻어지게 된다. 그러나, 이때 얻어진 실리콘은 다량의 불순물들을 함유하고 있고 약 99% 정도의 순도를 갖게 되므로, 추가적인 정련과정을 거쳐야만 반도체용 웨이퍼(순도 99.99999999%(10N) 이상)나 태양전지용 웨이퍼(순도 99.9999%(6N) 이상)로 사용할 수 있게 된다.
실리콘의 순도는 통상 2N, 3N, 6N, 11N 등과 같이 표시된다. 여기서 'N' 앞의 숫자는 중량% 단위에서 9의 개수를 의미하며, 2N의 경우 99%의 순도를, 6N의 경우 99.9999% 순도를, 11N의 경우 99.999999999%의 순도를 의미한다.
초고순도를 요구하는 반도체급 실리콘의 경우 순도가 11N에 이른다. 그러나, 태양광 발전 전지의 원료물질로 이용되는 실리콘은 반도체급 실리콘의 순도인 11N 에 비해 상대적으로 낮은 5N ~ 7N의 순도에도 순도 11N의 실리콘을 적용한 경우와 비슷한 광 전환효율을 얻는 것으로 알려져 있다.
반도체급 실리콘은 화학적 가스화 공정을 통해 제조되고 있다. 그러나 이러한 실리콘 제조 공정은 오염물질이 대량으로 발생하고, 생산효율이 떨어지며, 또한 생산 단가가 높은 것으로 알려져 있다.
이에 따라, 태양광 발전 전지의 원료물질로 이용되는 실리콘은 상기의 반도체급 실리콘 제조 공정을 적용하기 어려우며, 낮은 제조 비용으로 고순도의 실리콘을 대량 생산할 수 있는 야금학적 정련공정이 활발히 개발되고 있다.
종래에는 실리콘원료를 가열하여 용융시킴으로써 불순물을 제거하는 휘발정련을 많이 사용되었다.
휘발정련이란, 폴리실리콘을 제조하기 위한 과정 중에서 실리콘원료가 투입된 실리콘용융부를 가열하여 휘발성이 높은 불순물을 휘발시킴으로써 불순물을 제거하는 정련 방법이다.
하지만, 이러한 휘발정련 만으로는 실리콘용탕의 불순물을 모두 제가하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 낮은 증기압에서 휘발하지 않으며 편석계수가 낮아서 일방향응고를 통해서도 제거되지 않는 불순물은 제거하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 종래에 개발된 실리콘 용융반응기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실리콘원료를 용융시켜 진공 휘발정련을 통해 생산되는 실리콘용탕의 순도를 높일 뿐만 아니라 별도의 산화소스를 투입하여 산화정련을 통해 실리콘용탕의 순도를 더욱 향상시킬 수 있는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기를 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 하부에 투입된 상기 실리콘원료가 토출되는 토출구가 구비되는 쿼츠도가니 및 상기 쿼츠도가니의 외면을 감싸도록 상기 쿼츠도가니에 대응된 형태로 형성된 흑연도가니를 포함하는 실리콘용융부, 상기 쿼츠도가니 내부로 증기압을 높이기 위한 수증기 또는 불순물 제거를 위한 반응소스를 투입하여 상기 실리콘원료에 포함된 불순물을 제거하는 산화소스투입부 및 상기 흑연도가니 외측에 구비되어 상기 흑연도가니 및 상기 쿼츠도가니를 가열하는 가열부를 포함한다.
또한, 상기 흑연도가니는 측벽의 일부가 종 방향으로 절개된 복수의 슬릿을 구비하며, 상기 가열부는 상기 쿼츠도가니 및 상기 흑연도가니를 가열하여 전류에 의해 발생하는 전자기력을 상기 실리콘용융부 내부로 작용시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 복수의 슬릿은 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 슬릿은 상기 흑연도가니의 측벽에서부터 바닥면의 일부까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 토출구는 선택적으로 개폐가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 쿼츠도가니는 바닥면이 상기 토출구 방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 쿼츠도가니의 상부를 덮도록 장착되며, 단수 또는 복수의 관통 홀이 형성되어 불순물의 유입을 방지하는 커버를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이와 함께, 상기 커버는 직경이 상기 쿼츠도가니의 내경보다 크고 외경보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 쿼츠도가니는 상부에 외부로부터 실리콘 원료가 투입되는 원료투입구가 더 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 투입되는 실리콘원료를 용융시켜 실리콘용탕을 생성하는 실리콘 용융반응기에 별도의 산화소스투입부를 더 구비하여 생산되는 실리콘용탕에 수증기 또는 반응소스를 투입함으로써, 실리콘용탕을 진공 휘발정련 할 뿐만 아니라 산화정련도 함께 하여 실리콘용탕의 순도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 쿼츠도가니 내부에 증기압을 높이기 위한 수증기를 투입함으로써, 납은 증기압에서 진공휘발정련으로 제거되지 않던 불순물을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 실리콘용융부의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도;
도 3은 도 1의 산화소스투입부가 상기 실리콘용융부 내부에 수증기 및 반응소스를 투입하여 정련하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 4는 도 1의 실리콘용융부 상부에 불순물의 유입을 방지하는 커버가 더 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 실리콘용융부의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도;
도 3은 도 1의 산화소스투입부가 상기 실리콘용융부 내부에 수증기 및 반응소스를 투입하여 정련하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 4는 도 1의 실리콘용융부 상부에 불순물의 유입을 방지하는 커버가 더 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 용융반응기의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
실리콘 용융반응기는 크게 원료공급부(I), 실리콘용융부(100), 산화소스투입부(300) 및 가열부(200)로 구성된다.
상기 원료공급부(I)는 외부로부터 실리콘 원료를 공급하여, 상기 실리콘용융부(100) 내부로 정해진 양으로 투입한다. 상기 실리콘용융부(100)는 공급된 상기 실리콘원료(P1)를 용융하여 실리콘용탕(P2)을 생성한다.
여기서, 상기 원료공급부(I)으로부터 투입되는 상기 실리콘 원료는 정크형태의 원료가 사용되며, 일반적으로 약 1mm-4mm의 크기를 가지는 원료가 사용될 수 있다.
상기 실리콘용융부(100)는 흑연도가니(110)와 쿼츠도가니(120)를 포함하여 구성되며, 상기 쿼츠도가니(120)는 상부가 개구되어 상기 원료공급부(I)로부터 상기 실리콘원료(P1)가 투입되는 투입구(104)가 형성되고 하부에 투입된 상기 실리콘용탕(P2)이 토출되는 토출구(102)가 형성된다.
상기 흑연도가니(110)는 상기 쿼츠도가니(120)의 측면 및 상면을 감싸도록 상기 쿼츠도가니(120)에 대응되는 형태로 형성된다.
본 실시예에서는 상기 흑연도가니(110) 및 상기 쿼츠도가니(120)가 원통형 구조를 가지도록 하였지만, 이는 특정형태로 한정하는 것이 아니라 상기 실리콘용탕(P2)을 수용할 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 적용이 가능할 것이다.
실리콘의 경우, 금속과 달리 대략 700℃ 이하의 온도에서는 전기전도도가 낮아 전자기 유도에 의한 직접 가열이 어렵다. 따라서, 상기 실리콘원료(P1)는 상기 실리콘용융부(100)의 열에 의한 간접 용융방식으로 용융될 수 있다. 간접 용융방식에 의한 실리콘용융의 경우 상기 실리콘용융부(100)는 상기 흑연도가니(110)가 이용될 수 있는데, 흑연의 경우 비금속 재질임에도 전기전도도 및 열전도도가 매우 높아 전자기 유도에 의한 상기 실리콘용융부(100)의 가열이 쉽게 이루어질 수 있다.
다만, 상기 실리콘용융부(100)가 상기 쿼츠도가니(120)를 내측에 구비하지 않고 상기 흑연도가니(110)로만 구성되어 있다면, 상기 실리콘용탕(P2)이 상기 흑연도가니(110)의 열에 의하여 간접 용융될 때 상기 실리콘용탕(P2) 혹은 상기 흑연도가니(110) 내측면의 오염 문제가 있다.
이와 같이, 상기 흑연도가니(110)의 내측에 상기 쿼츠도가니(120)가 삽입되는 상기 실리콘용융부(100)는 가열되어 상기 실리콘원료(P1)가 대략 1412℃ 이상의 온도로 가열되더라도 상기 흑연도가니(110)의 내측에 삽입되는 상기 쿼츠도가니(120)가 상기 흑연도가니(110)로부터의 탄소 및 금속 불순물이 상기 실리콘용탕(P2)으로 유입되는 것을 차단하는 차단막의 역할을 하여 상기 실리콘용탕(P2)이 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이와 함께, 상기 쿼츠도가니(120)는 바닥면이 상기 토출구(102) 방향으로 소정각도 경사지도록 형성된다. 상기 쿼츠도가니(120)의 바닥면이 상기 토출구(102) 방향으로 경사지도록 형성됨으로써, 내부에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)을 외부의 수용공간(C)으로 토출시킬 때, 상기 실리콘용융부(100) 내부에 상기 실리콘용탕(P2)이 잔류하지 않고 상기 토출구(102)로 전부 토출된다.
이와 같이, 상기 실리콘용융부(100)는 상기 쿼츠도가니(120) 내부에 상기 실리콘용탕(P2)이 잔류하지 않고 전부 토출되도록 형성됨으로써 간단한 세척을 통해 상기 쿼츠도가니(120)를 적어도 2회 이상 재사용할 수 있다.
그리고 상기 실리콘용융부(100)는 상기 토출구(102)의 개폐여부를 선택적으로 조절하는 게이트(G)가 더 구비된다. 상기 게이트(G)는 도시된 바와 같이 바(bar) 타입이 될 수 있고, 밸브 타입이 될 수도 있다. 상기 게이트(G)를 통해서 상기 실리콘용융부(100) 내부에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)의 배출여부를 조절할 수 있다.
상기 산화소스투입부(300)는 상기 실리콘용융부(100)의 상부에서 수증기 또는 반응소스를 상기 실리콘용융부(100)에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)에 투입한다. 상기 산화소스투입부(300)는 상기 실리콘용탕(P2)에 수증기 또는 반응소스를 투입함으로써, 산화정련을 통해서 상기 실리콘용탕(P2)의 불순물을 제거하게 된다.
상기 산화소스투입부(300)로부터 상기 실리콘용융부(100)에 수증기를 투입하여 상기 쿼츠도가니(120)내부에서 불순물의 증기압을 높여 화합물 상태로 만들어 줌으로써, 낮은 증기압에서는 진공휘발정련으로 제거되지 않던 불순물이 휘발하여 제거된다.
그리고 상기 실리콘용탕(P2)에 투입되는 반응소스는 불순물을 제거하기 위한 산화제 및 반응가스가 사용되어 추가적으로 불순물을 제거할 수 있다.
상기 가열부(200)는 상기 흑연도가니(110) 외측에 구비되어 상기 흑연도가니(110) 및 상기 쿼츠도가니(120)를 가열하며 전류에 의해 발생하는 전자기력을 상기 도가니 내부로 작용시킨다.
상기 가열부(200)는 유도코일로 구성될 수 있으며 상기 실리콘용융부(100)의 외측벽을 둘러싸도록 배치되며 외부로부터 교류전류를 인가받아 상기 실리콘용융부(100)를 가열한다. 상기 가열부(200)는 유도가열방식 및 저항가열방식이 사용될 수 있는대 본 실시예에서는 유도가열방식을 사용하였다.
일반적으로, 유도가열방식을 적용하기 위하여, 우선 수냉동 도가니를 적용할 수 있다. 그러나, 수냉동 도가니의 경우 많은 열 손실이 존재하여 실리콘 용융 효율이 낮은 문제점이 있을 수 있다.
따라서, 본 실시예서, 상기 실리콘용융부(100)는 수냉동 도가니 대신, 상기 실리콘원료(P1)의 유도 용융이 가능하면서도 용융 효율을 높일 수 있도록 상기 쿼츠도가니(120)와 상기 흑연도가니(110)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 도 2를 참조하여 상기 실리콘용융부(100)의 형상 및 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 실리콘용융부(100)의 구성을 나타낸 개략적으로 사시도이다.
상기 실리콘용융부(100)는 내부에 상기 쿼츠도가니(120)가 구비되고 상기 쿼츠도가니(120)의 외측에 구비되며 상기 쿼츠도가니(120)에 대응되는 형태로 형성되어 끼움 결합되는 상기 흑연도가니(110)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 흑연도가니(110)는 외측면과 내측면을 관통하는 종 방향의 복수개의 슬릿(112)이 형성된다.
일반적인 흑연 도가니의 경우, 유도코일을 사용하는 상기 가열부(200)에 교류 전원을 인가하더라도 흑연에 의해 전자기파가 차폐되어 상기 실리콘용융부(100) 내부에는 전자기력이 거의 작용하지 않았다.
그러나, 본 실시예와 같이 종 방향의 상기 슬릿(112)이 형성된 경우, 흑연 재질의 실리콘용융부(100)임에도 불구하고 전자기파가 차폐되지 않고, 상기 실리콘용융부(100)의 중심방향으로 전자기력이 강하게 작용한다. 그 결과, 상기 실리콘용융부(100) 내부의 중심방향으로 작용하는 전자기력에 의하여 내부에 수용된 상기 실리콘원료(P1)가 용융되어 상기 실리콘용탕(P2)을 생성하게 된다.
또한, 복수 개의 상기 슬릿(112)은 상기 흑연도가니(110) 상부로부터 상기 흑연도가니(110)의 내부의 바닥면까지 형성될 수 있으며 상기 흑연도가니(110)의 둘레를 따라서 대칭적으로 형성된다.
이와 같이, 상기 흑연도가니(110)가 복수 개의 상기 슬릿(112)을 구비함으로써, 상기 실리콘용융부(100)를 가열할 때 외부에 구비된 상기 가열부(200)를 통해서 유도가열을 할 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하여 상기 실리콘용융부(100) 내부에 상기 산화소스투입부(300)로부터 수증기 또는 반응소스를 투입하여 수용된 상기 실리콘용탕(P2)이 산화정련 되는 과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 도 1의 산화소스투입부(300)가 상기 실리콘용융부(100) 내부에 수증기 및 반응소스를 투입하여 정련하는 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 원료공급부(I)로부터 상기 실리콘원료(P1)를 공급받은 상기 실리콘용융부(100)는 상기 가열부(200)에 의해 가열되어 내부에 수용된 상기 실리콘원료(P1)를 용융시켜 상기 실리콘용탕(P2)을 생성한다.
여기서, 상기 흑연도가니(110)는 복수 개의 상기 슬릿(112)을 구비함으로써, 상기 실리콘용융부(100) 내부에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)에 대류현상이 발생하게 된다.
상기 흑연도가니(110)가 복수 개의 상기 슬릿(112)을 구비함으로써, 유도코일로 구성된 상기 가열부(200)로부터 전자기유도가열 방식으로 가열되는 상기 실리콘용융부(100)는 내부에 대류현상이 발생하게 된다.
이와 같이, 상기 실리콘용융부(100) 내부에서 대류현상이 발생하여 내부에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)도 함께 대류현상이 발생하게 된다. 상기 실리콘용탕(P2)에 대류현상이 발생함으로써, 산화소스와의 접촉면적이 증가하여 상기 실리콘용탕(P2)에 포함된 불순물이 휘발하여 제거된다. 이때, 상기 불순물이 산화되면 상기 실리콘용융부(100)내부의 증기압이 높아져 상기 실리콘용탕(P2)에 포함된 불순물의 휘발이 더욱 잘 일어나게 된다.
한편, 불순물이 산화되지 않으면, 상기 실리콘용융부(100)의 내부 의 불순물들이 증기압이 높은 화합물 상태로 변형되지 않기 때문에, 내부에 지속적으로 산화소스를 공급하여 불순물을 증기압이 높은 화합물상태로 만들어 휘발정련이 일어나도록 한다.
이와 함께, 상기 산화소스투입부(100)는 수증기뿐만 아니라 반응소스를 투입하여 산화정련을 통해 상기 실리콘용탕(P2)의 불순물을 제거할 수 있다.
또한, 상기 실리콘용융부(100)내부에 구비된 상기 실리콘용탕(P2)은 대류현상에 의해서 순환하고 있기 때문에, 상기 산화소스투입부(100)로부터 투입되는 수증기 및 반응소스는 상기 실리콘용탕(P2)과 접촉면적이 증가하여 불순물의 정련효과가 증가한다.
상기 산화소스투입부(300)로부터 투입된 수증기 또는 반응소스에 의해서 상기 실리콘용융부(100) 내부에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)의 진공 휘발정련 및 산화정련과정이 끝나면, 상기 실리콘용탕(P2)은 상기 게이트(G)의 조절에 의해 상기 토출구(102)를 통해서 외부에 별도로 구비된 상기 수용공간(C)으로 토출된다.
이와 같이, 상기 산화소스투입부(100)를 통해서 상기 실리콘용융부(100)의 내부증기압을 증가시킴으로써, 낮은 증기압에서는 휘발되지 않으며 편석계수도 낮아서 일방향응고로도 제거하기 힘든 불순물을 높은 증기압상태에서 휘발시켜 제거할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 상기 실리콘용융부(100) 상부에 불순물의 유입을 방지하는 커버(400)가 더 구비된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 도 1의 실리콘용융부(100) 상부에 불순물의 유입을 방지하는 커버(400)가 더 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 실리콘용융부(100)의 상부에 단수 또는 복수 개의 관통 홀(410)을 구비한 커버(400)가 더 포함되어 구성된다.
상기 커버(400)는 상기 쿼츠도가니(120)에 구비된 상기 투입구(104)의 상부에 배치되어 외부로부터 유입되는 불순물을 차단할 수 있도록 하며 선택적으로 착탈이 가능하도록 결합되어 상기 산화소스투입부(300)로부터 수증기 또는 반응소스가 투입될 때 방해가 되지 않도록 구성된다.
한편, 상기 커버(400)는 상기 쿼츠도가니(120)의 재질과 동일한 쿼츠 재질로 형성되는 것이 가장 바람직하나, 고온에서 안정한 특성을 갖는 C, SiC, Si3N4, BN, Al2O3, 및 Mo 중 어느 하나 이상의 재질로 형성하는 것도 무방하다.
이때, 상기 커버(400)의 직경은 상기 쿼츠도가니(120)의 내경보다 크고 외경보다 작은 크기를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 흑연도가니(110) 내측에 상기 쿼츠도가니(120)가 삽입되어 사용하는 상기 실리콘용융부(100)에 있어서, 흑연과 쿼츠가 물리적으로 접촉하고 있는 결합면에서는 SiO, CO, MxOy 등 다량의 불순물 기체들이 발생하여 상기 쿼츠도가니(120) 내부로 유입될 경우 상기 실리콘용탕(P2)을 오염시킨다.
만일, 상기 커버(400)의 직경이 상기 쿼츠도가니(120)의 외경보다 클 경우, 상기 쿼츠도가니(120)와 상기 흑연도가니(110)의 결합면에서 휘발되는 불순물이 상기 쿼츠도가니(120)의 내부로 유입되어 상기 실리콘용탕(P2)을 오염시키는 문제가 있다.
반면, 상기 커버(400)의 직경을 상기 쿼츠도가니(120)의 외경보다 작도록 상기 쿼츠도가니(120)의 상부에 장착되면 상기 흑연도가니(110)와 상기 쿼츠도가니(120)의 접촉면으로부터 발생되는 불순물이 상측 외부로 방출되도록 유도할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 실리콘용융부(100)의 구성에 의해서 내화물로부터 발생하는 증기상의 오염 물질들이 열 대류에 의해 상기 실리콘용융부(100) 내부에 수용된 상기 실리콘용탕(P2)으로 쉽게 유입될 수 있었으나, 상기 커버(400)를 구비함으로써 단수 또는 복수 개의 상기 관통 홀(410)을 구비하는 상기 커버(400)를 상기 실리콘용융부(100)의 상부에 장착시키는 것을 통해, 오염 물질의 유입을 원천적으로 차단할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 실리콘용융부 102: 토출구
104: 투입구 110: 흑연도가니
112: 슬릿 120: 쿼츠도가니
200: 가열부 300: 산화소스투입부
400: 커버 410: 관통 홀
P1: 실리콘원료 P2: 실리콘용탕
G: 게이트 C: 수용공간
I: 원료공급부
104: 투입구 110: 흑연도가니
112: 슬릿 120: 쿼츠도가니
200: 가열부 300: 산화소스투입부
400: 커버 410: 관통 홀
P1: 실리콘원료 P2: 실리콘용탕
G: 게이트 C: 수용공간
I: 원료공급부
Claims (9)
- 하부에 투입된 실리콘원료가 토출되는 토출구가 구비되는 쿼츠도가니 및 상기 쿼츠도가니의 외면을 감싸도록 상기 쿼츠도가니에 대응된 형태로 형성된 흑연도가니를 포함하는 실리콘용융부;
상기 쿼츠도가니 내부로 증기압을 높이기 위한 수증기 또는 불순물 제거를 위한 반응소스를 투입하여 상기 실리콘원료에 포함된 불순물을 제거하는 산화소스투입부; 및
상기 흑연도가니 외측에 구비되어 상기 흑연도가니 및 상기 쿼츠도가니를 가열하는 가열부를 포함하며;
상기 흑연도가니는 측벽의 일부가 종 방향으로 절개된 복수의 슬릿을 구비하고,
상기 가열부는 상기 쿼츠도가니 및 상기 흑연도가니를 가열하여 전류에 의해 발생하는 전자기력을 상기 실리콘용융부 내부로 작용시키는 것을 특징으로 하는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 슬릿은,
원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 제 1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 슬릿은,
상기 흑연도가니의 측벽에서부터 바닥면의 일부까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 제 1항에 있어서,
상기 토출구는,
선택적으로 개폐가 가능하도록 구성되는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 제 1항에 있어서,
상기 쿼츠도가니는,
바닥면이 상기 토출구 방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 제 1항에 있어서,
상기 쿼츠도가니의 상부를 덮도록 장착되며, 단수 또는 복수의 관통 홀이 형성되어 불순물의 유입을 방지하는 커버를 더 포함하는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 제 7항에 있어서,
상기 커버는
직경이 상기 쿼츠도가니의 내경보다 크고 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 산화소스투입부를 가지는 실리콘 용융반응기. - 제 1항에 있어서,
상기 쿼츠도가니는,
상부에 외부로부터 실리콘 원료가 투입되는 투입구가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 산화소스 투입부를 가지는 실리콘 용융반응기.
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| KR880008409A (ko) * | 1986-12-01 | 1988-08-31 | 채영복 | 고순도 반도체 규소박판을 이용한 고순도 반도체 재료인 규소의 제조방법 및 장치 |
| KR20090113090A (ko) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | 주식회사 이노베이션실리콘 | 야금학적 실리콘 정제 장치 및 그 방법 |
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