KR101590679B1 - Apparatus for generating dual plasma and method of producing polysilicon using same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 교류 전압에 의해 플라즈마 방전이 각각 이루어지는 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부와, 상기 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이의 스트리머 방전에 의한 제 3 플라즈마 발생부를 구비하는 2 중 플라즈마 발생기를 포함하며, 상기 2중 플라즈마 발생기에서 발생한 플라즈마를 이용하여 반응가스를 해리하는 폴리실리콘 제조 장치가 제공되며, 또한 상기 폴리실리콘 제조 장치를 이용하는 폴리실리콘의 제조 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a first plasma generating unit and a second plasma generating unit, each of which generates plasma discharge by an alternating voltage; and a third plasma generating unit generating a third plasma by streamer discharge between the first plasma generating unit and the second plasma generating unit And a method of manufacturing a polysilicon using the apparatus for manufacturing polysilicon is provided. The present invention also provides a method of manufacturing a polysilicon using the apparatus, do.

Description

2 중 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘 제조 방법{Apparatus for generating dual plasma and method of producing polysilicon using same }TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a dual-plasma generating apparatus and a method of manufacturing polysilicon using the dual-

본 발명은 2 중 플라즈마 발생기, 이를 구비한 폴리실리콘의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2 중 플라즈마 발생기에서 아크 플라즈마 외에 스트리머 방전을 유도함으로써 고순도의 폴리실리콘을 획득할 수 있는 폴리실리콘의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a double-layer plasma generator, an apparatus and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a double-layer plasma generator capable of obtaining high purity polysilicon by inducing a streamer discharge in addition to arc plasma in a double- To an apparatus and a method for manufacturing polysilicon.

폴리실리콘은 반도체 소자, 태양전지 소자 등의 원료가 되는 물질로 최근 그 수요가 점차 증가하고 있는 추세이다. 종래 반도체 또는 태양광 발전용 전지의 원료로서 사용되는 실리콘을 제조하는 방법은 여러 가지가 알려져 있고 그 중 일부는 이미 공업적으로 실시되고 있다. Polysilicon is a raw material for semiconductor devices, solar cell devices, and the like. Conventionally, various methods for producing silicon used as a raw material for a semiconductor or a solar cell have been known, and some of them have already been carried out industrially.

현재 상용되는 고순도용 폴리실리콘은 대부분 화학기상증착 방법을 통해 제조되고 있다. 구체적으로 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 삼염화실란 기체를 수소 기체와 같은 환원성 기체와 반응시켜 제조될 수 있다.Most of the currently used high purity polysilicon is produced by a chemical vapor deposition method. Can be prepared by reacting a trichlorosilane gas with a reducing gas such as hydrogen gas, specifically as shown in Reaction Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

SiHCl3(gas)+ H2(gas)→ Si(solid) + 3HCl(gas)SiHCl 3 (gas) + H 2 (gas) → Si (solid) + 3HCl (gas)

폴리실리콘을 제조하기 위한 상용화된 공법 중 하나를 예로 들면 지멘스 공법(Siemens method)이 있다. 지멘스 공법에서는 반응 가스로서의 실란계 가스 및, 환원 가스로서의 수소 가스를 종형 반응기에 함께 투입하고, 종형 반응기에 설치된 실리콘 로드를 가열함으로써 실리콘의 석출 온도 이상의 열이 반응 가스 및 환원 가스에 전달되면 환원 반응에 의해 폴리실리콘이 석출된다. An example of a commercialized process for producing polysilicon is the Siemens method. In the Siemens process, a silane-based gas as a reaction gas and hydrogen gas as a reducing gas are fed together into a vertical reactor, and when heat of a temperature higher than the deposition temperature of silicon is transferred to the reaction gas and the reducing gas by heating the silicon rod installed in the vertical reactor, The polysilicon is precipitated.

그러나, 이와 같은 종래의 지멘스 반응기는 통상 65 ~ 200 KWh/kg 정도의 많은 전기 에너지를 소비하며, 이러한 전기 에너지에 대한 비용이 폴리실리콘 제조 비용 중 매우 큰 비중을 차지한다. 또한 석출이 뱃치식(batch type)이기 때문에 실리콘 로드의 설치, 통전 가열, 석출, 냉각, 취출, 종형 반응기 세정 등의 지극히 번잡한 공정을 실시해야 하는 문제점이 있다. However, such a conventional Siemens reactor usually consumes a large amount of electric energy of about 65 to 200 KWh / kg, and the cost for such electric energy accounts for a very large portion of the cost of manufacturing the polysilicon. Further, since the precipitation is of a batch type, there is a problem that an extremely complicated process such as installation of a silicon rod, conduction heating, precipitation, cooling, extraction, and vertical reactor cleaning must be carried out.

또 다른 방법으로 유동층에 의한 석출방법이 있다. 이 방법은 유동층을 이용하여 100 미크론 정도의 미립자를 석출핵으로 공급하면서 실란류를 공급하여 실리콘 미립자 상에 실리콘을 석출해 1~2 mm의 실리콘 알갱이로서 연속적으로 제조하는 방법이다. 이 방법은 비교적 장기 연속 운전이 가능하다는 장점이 있지만, 석출온도가 낮은 모노실란을 실리콘 원료로서 사용하기 때문에 비교적 낮은 온도에서도 모노실란의 열분해에 의한 미분실리콘 생성이나 반응기벽으로의 실리콘 석출이 일어나기 쉬워 반응용기의 정기적인 세정이나 교환이 필요하다. Another method is the precipitation by a fluidized bed. This method is a method of continuously producing silicon grains of 1 to 2 mm by depositing silicon on fine silicon particles by supplying silane streams while supplying fine grains of about 100 microns into the precipitation nuclei by using a fluidized bed. This method has an advantage of being able to operate for a relatively long period of time. However, since monosilane having a low precipitation temperature is used as a raw material for silicon, generation of fine silicon by thermal decomposition of monosilane and precipitation of silicon into the reactor wall are likely to occur even at a relatively low temperature Periodic cleaning or replacement of the reaction vessel is necessary.

한편, 대한민국 특허 10-0692444 호에는 수직형 환원 반응기를 이용한 다결정 실리콘 제조 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 실리콘 석출면으로 되는 가열체를 통 형상으로 하여 열효율을 높인 장치로서, (a) 하단에 실리콘 취출구로 되는 개구부를 갖는 통 형상 용기, (b) 상기 통 형상 용기의 하단으로부터 임의의 높이까지의 내벽을 실리콘 융점 이상의 온도로 가열하는 가열 장치, (c) 상기 통 형상 용기의 내경 보다 작은 외경을 갖는 내관으로 이루어지고, 실리콘의 융점 이상으로 가열된 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 상기 내관의 한쪽 개구를 아래쪽으로 향하여 설치함으로써 구성된 클로로실란류 공급관, (d) 통 형상 용기의 내벽과 클로로실란류 공급관의 외벽에 의해 형성되는 갭에 밀봉 가스를 공급하는 제 1 밀봉 가스 공급관, 및 경우에 따라, (e) 상기 통 형상 용기 내에 수소 가스를 공급하는 수소 공급관을 더 구비한다. On the other hand, Korean Patent No. 10-0692444 discloses an apparatus for producing polycrystalline silicon using a vertical reduction reactor. (A) a tubular container having an opening serving as a silicon outlet at a lower end thereof; (b) a tubular container having an opening at an arbitrary height from the lower end of the tubular container (C) a space surrounded by an inner wall heated to a temperature not lower than the melting point of silicon, the inner wall having an inner diameter smaller than the inner diameter of the cylindrical container, (D) a first sealing gas supply pipe for supplying a sealing gas to the gap formed by the inner wall of the tubular container and the outer wall of the chlorosilane supply pipe, and, optionally, (e) a hydrogen supply pipe for supplying hydrogen gas into the tubular container.

도 1 에는 수직형 환원 반응기의 유형에 속하는 폴리실리콘의 제조 장치가 개략적으로 도시되어 있다. Fig. 1 schematically shows an apparatus for producing polysilicon belonging to the type of vertical reduction reactor.

도면을 참조하면, 폴리실리콘의 제조 장치는 반응기(10)의 상부 부분(10a)에 반응 가스 유입구(11)가 구비되고, 반응기(10)의 중간 부분(10b)의 일측에 진공 도관(12) 및 배출 도관(13)이 구비되어 있다. 반응기(10)의 하부 부분(10c)에는 용융실리콘의 포집, 냉각, 캐스팅부가 형성되어 있다. Referring to the drawings, an apparatus for producing polysilicon includes a reaction gas inlet 11 in an upper portion 10a of a reactor 10, a vacuum conduit 12 on one side of a middle portion 10b of the reactor 10, And a discharge conduit 13 are provided. In the lower portion 10c of the reactor 10, the collection, cooling and casting of molten silicon are formed.

상기 반응 가스 유입구(11)를 통해 모노실란(monosilane), 이염화실란, 삼염화실란(TCS), 또는 사염화실란(STC)과 같은 실란계 가스인 반응 가스를 공급한다. 반응기(10의 운전 후 내부 공간의 클리닝, 퍼징을 위한 진공 분위기를 형성하기 위하여 진공 도관(12)이 이용될 수 있고, 반응시에 발생되는 폐가스를 배출하기 위하여 배출 도관(13)이 이용될 수 있다. 반응기(10)의 상부 부분(10a)에는 가열 코일(14)이 구비된다. 상기 유도 가열 코일(14)에 RF 전기가 인가됨으로써 반응관(21)에 맴돌이 전류가 생성되어 발열되고 고온으로 가열된 반응관(21) 벽면을 통하여 가스 유입구로 유입되는 가스에 열을 가하여 석출반응을 유도한다. A reactive gas such as monosilane, dichlorosilane, TCS, or STC is supplied through the reaction gas inlet 11. A vacuum conduit 12 may be used to form a vacuum atmosphere for cleaning and purging the interior space after operation of the reactor 10 and a discharge conduit 13 may be used to discharge the waste gases generated during the reaction An upper portion 10a of the reactor 10 is provided with a heating coil 14. An RF current is applied to the induction heating coil 14 so that an eddy current is generated in the reaction tube 21 to generate heat, Heat is applied to the gas flowing into the gas inlet through the heated wall of the reaction tube 21 to induce the precipitation reaction.

도 2 에는 도 1 에 도시된 반응기의 상부 부분(10a)이 개략적인 단면도로 도시되어 있다. Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the upper portion 10a of the reactor shown in Figure 1.

도면을 참조하면, 반응기의 상부 부분(10a)에는 반응관(21)이 구비되며, 상기 반응관(21)에는 반응 가스 공급관(11)을 통해 실란계 가스와 같은 반응 가스가 공급된다. 반응관(21)의 외측에는 절연관(22)의 표면에 가열 코일(23)이 배치된다. 도면에 도시되지 않은 밀봉 가스 공급관을 통해 밀봉 가스(25)가 공급되어, 반응관(21)과 절연관(22)의 사이 및, 절연관(22)과 외측 용기(26)사이에 충전된다. 밀봉 가스(25)는 반응 가스가 반응관(21)과 절연관(22) 사이 및 절연관(22)과 외측 용기(26) 사이의 간극을 통해 누설되는 것을 억제하기 위하여 공급된다. 또한 도면에 도시되지 않은 환원 가스 공급관을 통하여 수소와 같은 환원 가스가 공급되거나 환원 가스와 실란 가스의 혼합 형태로 공급된다. Referring to FIG. 1, a reaction tube 21 is provided in an upper portion 10a of the reactor, and a reaction gas such as a silane-based gas is supplied to the reaction tube 21 through a reaction gas supply tube 11. On the outer side of the reaction tube (21), a heating coil (23) is arranged on the surface of the insulating pipe (22). A sealing gas 25 is supplied through a sealing gas supply pipe not shown in the drawing to be filled between the reaction tube 21 and the insulating tube 22 and between the insulating tube 22 and the outer tube 26. The sealing gas 25 is supplied in order to prevent the reaction gas from leaking through the gap between the reaction tube 21 and the insulation 22 and between the insulation 22 and the outer insulation 26. [ Also, a reducing gas such as hydrogen is supplied through a reducing gas supply pipe (not shown) or a mixed gas of a reducing gas and a silane gas.

도 2 의 단면도에서 A 로 표시된 반응관(21)의 상부 영역에는 가열 코일(21)이 감겨있지 않은 반면에, B 로 표시된 반응관(21)의 하부 영역에는 가열 코일(21)이 감겨있다. 이러한 구조는 공급관의 열적 안정성과 전체적인 등온 분포를 위한 것이고, B 영역은 반응관 직경의 3~4 배의 길이가 필요하다. 2, the heating coil 21 is not wound on the upper region of the reaction tube 21 indicated by A while the heating coil 21 is wound on the lower region of the reaction tube 21 indicated by B. This structure is for the thermal stability of the feed pipe and for the overall isothermal distribution, and the B region requires a length of 3 to 4 times the diameter of the reaction tube.

따라서 가열 코일(21)에 의해 반응관(21)으로 전달되는 열은 A 로 표시된 상부 영역보다는 B 로 표시된 하부 영역에 집중된다. 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명된 폴리실리콘의 제조 장치에서는 반응관(21)의 내부에 유입된 반응 가스 및 환원 가스가 벽면과 접촉하여 고온에서의 석출 반응이 진행되지 못하고 단순 통과되는 양이 많아지는 문제점을 가지고 있다. 즉, 가열 코일(23)로부터의 거리가 가장 멀리 있는 반응관(21)의 중심부를 통해 유동하는 가스에 대해서는 열전달이 원활하지 않으므로 환원 반응이 느리게 발생되며, 따라서 전체적인 생산 효율이 저하되고 에너지 효율도 저하된다. 또한 반응 가스 및 환원 가스는 단순히 가열에 의해서만 반응 에너지를 얻기 때문에 충분한 반응이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.Therefore, the heat transmitted to the reaction tube 21 by the heating coil 21 is concentrated in the lower region indicated by B, rather than the upper region indicated by A. In the apparatus for producing polysilicon described with reference to FIGS. 1 and 2, the reaction gas and the reducing gas introduced into the reaction tube 21 are in contact with the wall surface, It has a lot of problems. That is, since the heat transfer is not smooth for the gas flowing through the center of the reaction tube 21 which is the farthest distance from the heating coil 23, the reduction reaction is slow and therefore the overall production efficiency is lowered and the energy efficiency . Further, there is a problem that a sufficient reaction can not be performed because the reaction gas and the reducing gas obtain reaction energy only by heating.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 2 중 플라즈마 발생기를 구비한 폴리실리콘의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for manufacturing polysilicon having a double-layer plasma generator capable of solving the problems of the prior art.

본 발명의 다른 목적은 폴리실리콘의 생산 효율이 향상될 수 있는 2 중 플라즈마 발생기를 구비한 폴리실리콘의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing a polysilicon having a double-layer plasma generator capable of improving the production efficiency of polysilicon.

본 발명의 다른 목적은 반응 가스의 반응 이전에 반응 가스를 해리시킬 수 있는 2 중 플라즈마 발생기를 구비한 폴리실리콘의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and a method for producing polysilicon having a double-layer plasma generator capable of dissociating a reaction gas before reaction of a reaction gas.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, In order to achieve the above object,

교류 전압에 의해 플라즈마 방전이 각각 이루어지는 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부와, 상기 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이의 스트리머 방전에 의한 제 3 플라즈마 발생부를 구비하는 2 중 플라즈마 발생 장치가 제공된다. A first plasma generating unit and a second plasma generating unit for respectively performing plasma discharge by an AC voltage and a second plasma generating unit for generating a streamer discharge between the first plasma generating unit and the second plasma generating unit, A plasma generator is provided.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부 각각은 유전체 튜브, 상기 유전체 튜브의 일 단부에 구비된 전원 연결 전극 및 상기 유전체 튜브의 타 단부에 구비된 접지 전극을 구비하고, 상기 제 1 플라즈마 발생부의 전원 연결 전극과 제 2 플라즈마 발생부의 전원 연결 전극에는 교류 전압이 인가될 수 있다. According to an aspect of the present invention, each of the first plasma generating unit and the second plasma generating unit includes a dielectric tube, a power supply connecting electrode provided at one end of the dielectric tube, and a ground electrode provided at the other end of the dielectric tube. And an AC voltage may be applied to the power connection electrode of the first plasma generation unit and the power connection electrode of the second plasma generation unit.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부에 인가되는 초기 전압의 극성이 반대로 적용됨으로써 제 3 플라즈마 발생부에 스트리머 방전이 야기될 수 있다. According to another aspect of the present invention, the polarity of the initial voltage applied to the first plasma generating unit and the second plasma generating unit is reversed, thereby causing a streamer discharge in the third plasma generating unit.

본 발명은 또한, The present invention also relates to

교류 전압에 의해 플라즈마 방전이 각각 이루어지는 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부와, 상기 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이의 스트리머 방전에 의한 제 3 플라즈마 발생부를 구비하는 2 중 플라즈마 발생기를 포함하며,A first plasma generating unit and a second plasma generating unit for respectively performing plasma discharge by an AC voltage and a second plasma generating unit for generating a streamer discharge between the first plasma generating unit and the second plasma generating unit, A plasma generator,

상기 2중 플라즈마 발생기에서 발생한 플라즈마를 이용하여 반응가스를 해리하는 폴리실리콘 제조 장치를 제공한다. The present invention also provides a polysilicon manufacturing apparatus for dissociating a reaction gas using a plasma generated in the double-layer plasma generator.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 해리된 반응 가스 및 환원 가스가 유입되어 혼합될 수 있는 반응 공간을 구비한 반응 실린더를 구비하는 반응기를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the reactor further includes a reaction cylinder having a reaction space in which the dissociated reaction gas and the reducing gas can be introduced and mixed.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 폴리실리콘을 용융 상태로 얻기 위해 상기 반응 실린더를 소정 온도 이상으로 가열하도록 상기 반응 실린더에 설치된 가열기가 더 구비될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a heater installed in the reaction cylinder may be further provided to heat the reaction cylinder to a predetermined temperature or higher to obtain the polysilicon in a molten state.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 폴리실리콘을 기판 상의 박막으로 석출시키기 위해 상기 반응기 실린더의 내부에 설치되어 회전 및 승강이 가능하며 기판을 지지하는 턴테이블을 더 구비할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is further provided a turntable installed inside the reactor cylinder for depositing polysilicon on the substrate and capable of rotating and raising and supporting the substrate.

본 발명은 또한, 교류 전압에 의해 발생되는 플라즈마와 스트리머 방전이 합쳐진 강화 플라즈마에 의해 실란계 반응가스를 해리하는 단계를 포함하는 폴리실리콘 제조 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing polysilicon, which comprises dissociating a silane-based reaction gas by an enhanced plasma in which a plasma generated by an AC voltage and a streamer discharge are combined.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 교류 전압에 의해 발생되는 플라즈마 방전은 초기 전압 극성이 서로 반대인 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이에서 발생되고, 상기 스트리머 방전은 상기 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이의 제 3 플라즈마 발생부에서 생성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, a plasma discharge generated by the AC voltage is generated between a first plasma generating unit and an opposite second plasma generating unit, the polarities of which are opposite to each other, and the streamer discharge is generated by the first plasma And a third plasma generating unit between the generating unit and the second plasma generating unit.

본 발명의 제조 방법은 상기 강화 플라즈마에 의해 해리된 실란계 반응가스를 환원가스와 혼합시키는 단계; 및 The manufacturing method of the present invention includes: mixing a silane-based reaction gas dissociated by the enhanced plasma with a reducing gas; And

상기 혼합 가스를 소정 온도 이상으로 가열함으로써 폴리실리콘을 석출시키는 단계;를 포함할 수 있다. And precipitating the polysilicon by heating the mixed gas to a predetermined temperature or higher.

상기 실란계 가스는 모노실란(monosilane), 이염화실란, 삼염화실란(TCS) 및 사염화실란 중에서 선택되고, 상기 환원가스는 수소를 포함할 수 있다.The silane-based gas is selected from among monosilane, silanization silane (TCS), and tetrachlorosilane, and the reducing gas may include hydrogen.

본 발명에 따른 2 중 플라즈마 발생기를 구비한 폴리실리콘 제조 장치 및 제조 방법에서는 반응 가스를 충분히 해리시킨 후에 석출 과정을 수행하므로, 보다 효율적으로 폴리실리콘을 제조할 수 있다는 장점이 있으며, 따라서 폴리실리콘의 생산 효율 및 에너지 효율이 향상될 수 있다. 특히 본 발명에서는 2 중 플라즈마 발생기에서 아크플라즈마와 스트리머 플라즈마 방전을 복합적으로 이용하여 반응 가스를 해리시키므로, 낮은 전압에서도 화학종의 활성 및 반응성이 증가되어 수율 증가로 이어질 수 있다.The apparatus and the method for manufacturing a polysilicon with a double plasma generator according to the present invention have an advantage that the polysilicon can be manufactured more efficiently because the reaction gas is sufficiently dissociated and the precipitation process is performed. Production efficiency and energy efficiency can be improved. Particularly, in the present invention, the reaction gas is dissociated using a combination of an arc plasma and a streamer plasma discharge in a dual-plasma generator, so that the activity and reactivity of the chemical species increase at a low voltage, leading to an increase in yield.

도 1 은 종래 기술에 따른 폴리실리콘의 제조 장치에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 반응기의 상부 부분에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 폴리실리콘의 제조 장치에 대한 개략적인 구성도이다.
도 4 는 도 3 에 도시된 폴리실리콘의 제조 장치에 구비된 2 중 플라즈마 발생기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic perspective view of an apparatus for producing polysilicon according to the prior art.
2 is a schematic cross-sectional view of the upper portion of the reactor shown in Fig.
3 is a schematic configuration diagram of an apparatus for producing polysilicon according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a double-layer plasma generator provided in the apparatus for producing polysilicon shown in FIG.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술사상 및 범위에 포함되는 변형물, 균등물 또는 대체물을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

각 도면에서 유사한 참조부호는 유사한 구성요소에 대하여 사용하였다. In the drawings, like reference numerals are used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니고, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms, and may be used to distinguish one component from another Only.

“및/또는”이라는 용어는 복수의 기재된 항목들 중 어느 하나 또는 이들의 포함하는 조합을 포함한다. The term " and / or " includes any one or a combination of the plurality of listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있거나 또는 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it is to be understood that other elements may be directly connected or connected, or intervening elements may be present.

단수의 표현은 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless otherwise specified.

“포함한다” 또는 “가진다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 지칭하는 것이고, 언급되지 않은 다른 특징, 수치, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재하거나 부가될 수 있는 가능성을 배제하지 않는다. It will be understood that the terms "comprises", "having", and the like have the same meanings as the features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described in the specification, Does not exclude the possibility that an operation, component, component, or combination thereof may be present or added.

본 발명은 아크플라즈마와 스트리머방전을 복합적으로 이용한 2중 플라즈 발생 장치 및 이를 이용한 폴리실리콘 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for generating a double plasma using a combination of an arc plasma and a streamer discharge, and a method of manufacturing polysilicon using the same.

본 발명에 따른 2 중 플라즈마 발생장치는 SiC, Al2O3, 폴리실리콘 등의 무기 소재 제조에 활용될 수 있는데, 본 발명에서는 특히 폴리실리콘 제조에 적용되는 경우를 예로 들어 설명한다. The dual-plasma generating apparatus according to the present invention can be applied to the production of inorganic materials such as SiC, Al 2 O 3 , and polysilicon. In the present invention, the present invention is applied to the production of polysilicon.

도 3 에는 본 발명에 따른 폴리실리콘 제조 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다. Fig. 3 shows a schematic configuration diagram of a polysilicon manufacturing apparatus according to the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 폴리실리콘 제조 장치(30)는 투입된 반응 가스를 해리시키기 위한 2 중 플라즈마 발생기(31)와, 상기 2 중 플라즈마 발생기(31)로부터 유입된 반응 가스를 가열하여 폴리실리콘을 생성하는 반응기(32)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the apparatus for producing polysilicon 30 according to the present invention includes a double-layer plasma generator 31 for dissociating a reacted gas introduced therein, and a reaction chamber 31 for heating the reaction gas introduced from the double- And a reactor 32 for producing silicon.

2 중 플라즈마 발생기(31)에는 이후에 설명되고 도 4 에 도시된 바와 같이 제 1 플라즈마 발생부(51), 제 2 플라즈마 발생부(52) 및 제 3 플라즈마 발생부(53)을 구비한다. 반응기(32)는 2 중 플라즈마 발생기(31)로부터 유입된 반응 가스를 수용하여 가열 석출 반응이 발생될 수 있는 반응 실린더(32a)를 구비한다. 상기 반응 실린더(32a)의 내부에는 반응 공간(32b)이 형성된다.The dual-plasma generator 31 includes a first plasma generator 51, a second plasma generator 52, and a third plasma generator 53 as described later and shown in FIG. The reactor 32 includes a reaction cylinder 32a that receives the reaction gas introduced from the dual-plasma generator 31 and can generate a heat deposition reaction. A reaction space 32b is formed in the reaction cylinder 32a.

2 중 플라즈마 발생기(31)의 일측에는 반응 가스 유입구(31a)가 구비되고, 다른 일측에는 반응 가스 유출부(31b)가 구비된다, 상기 반응 가스 유입구(31a)를 통하여 실란계 가스와 같은 반응 가스(A)가 2 중 플라즈마 발생기(31)의 내부로 유입된다. 실란계 가스는 예를 들어 모노실란(monosilane), 이염화실란, 삼염화실란(TCS), 및 사염화실란 중 어느 하나를 포함한다. A reactive gas inlet 31a is provided at one side of the dual plasma generator 31 and a reactive gas outlet 31b is provided at the other side of the double plasma generator 31. A reaction gas such as a silane- (A) flows into the inside of the double-layer plasma generator (31). The silane-based gas includes, for example, any one of monosilane, dichlorosilane, trichlorosilane (TCS), and tetrachlorosilane.

2 중 플라즈마 발생기(31)의 내부에는 이후에 설명되는 바와 같이 스트리머 방전을 포함하는 플라즈마 방전에 의해 반응 가스의 해리가 발생되며, 해리된 반응 가스는 반응 가스 유출부(31b)를 통해 반응기(32)의 반응 실린더(32a)로 유출된다. 한편, 도면에 도시되지 않았으나, 이후에 설명되는 바와 같이 2 중 플라즈마 발생기(31)에서의 플라즈마 방전을 위한 방전 가스 유입부가 2 중 플라즈마 발생기(31)에 구비된다. In the dual-plasma generator 31, dissociation of the reaction gas is caused by a plasma discharge including a streamer discharge as described later, and the dissociated reaction gas flows through the reaction gas outlet 31b 32 to the reaction cylinder 32a. Although not shown in the drawing, as described later, a discharge gas inflow portion for plasma discharge in the double-plasma generator 31 is provided in the double-layer plasma generator 31.

반응기(32)의 반응 실린더(32a)에는 환원 가스 유입부(32c)가 구비된다. 상기 환원 가스 유입부(32c)를 통하여, 화살표 C 로 표시된 바와 같이 수소와 같은 환원 가스가 반응기(32)의 내부로 유입된다. 수소와 같은 환원 가스(C)는 2 중 플라즈마 발생기(31)에서 해리된 반응 가스(B)와 혼합되며, 반응기(32) 내부에서 가열시에 서로 환원 반응하여 폴리실리콘을 생성할 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 반응 실린더(32a)에는 반응 공간(32b)을 진공 상태로 만들기 위한 진공 배기구가 구비될 수 있으며, 배출 가스를 배출하기 위한 배출 배기구도 구비될 수 있다. The reaction cylinder 32a of the reactor 32 is provided with a reducing gas inlet 32c. A reducing gas such as hydrogen is introduced into the reactor 32 through the reducing gas inlet 32c as indicated by the arrow C in FIG. The reducing gas C such as hydrogen is mixed with the reaction gas B dissociated in the double-layer plasma generator 31 and reacts with each other during heating in the reactor 32 to generate polysilicon. Although not shown in the drawing, the reaction cylinder 32a may be provided with a vacuum exhaust port for evacuating the reaction space 32b, and a discharge exhaust port for discharging the exhaust gas may be provided.

반응 공간(32b)내에서 폴리실리콘은 다양한 형태로 석출 생성될 수 있다. 예를 들어, 실린더(32) 외부 가열기 등을 이용하여 폴리실리콘의 석출 온도인 섭씨 1430 도보다 높은 소정 온도로 반응 실린더(32)의 내부 온도를 유지하면 폴리실리콘은 석출 이후에 용융되어 액체 상태를 유지할 수 있다. 도면에 도시되지 않은 예에서, 액체 상태로 석출된 폴리실리콘은 몰드를 이용하여 주조됨으로써 소정 형상을 가지고 제조될 수도 있다. 또한 반응 공간(32b) 내부의 온도를 조절함으로써 입자 형태로 석출될 수도 있다.In the reaction space 32b, polysilicon can be precipitated in various forms. For example, if the internal temperature of the reaction cylinder 32 is maintained at a predetermined temperature higher than the deposition temperature of polysilicon (1430 DEG C) by using an external heater or the like of the cylinder 32, the polysilicon is melted after the deposition, . In an example not shown in the figure, the polysilicon deposited in a liquid state may be produced with a predetermined shape by casting using a mold. And may be precipitated in the form of particles by controlling the temperature inside the reaction space 32b.

도면에 도시된 예에서는 반응 실린더(32a)의 내부에 턴테이블(34)을 설치하고, 상기 턴테이블(34)의 상부에 기판(37)을 배치함으로써 석출된 폴리실리콘이 기판(37)의 표면에 박막의 형태로 증착될 수 있게 한다. 턴테이블(34)은 구동부(35)에 의하여 회전 및 승강될 수 있으며, 이와 같은 턴테이블(34)의 구동에 의해 기판(37)상의 폴리실리콘 증착이 균일하게 이루어질 수 있다. In the example shown in the figure, a turntable 34 is provided inside the reaction cylinder 32a, and a substrate 37 is disposed on the turntable 34. The deposited polysilicon is deposited on the surface of the substrate 37, To be deposited. The turntable 34 can be rotated and lifted by the driving unit 35. The polysilicon deposition on the substrate 37 can be uniformly performed by driving the turntable 34 as described above.

도 4 에 도시된 것은 도 3 에 도시된 2 중 플라즈마 발생기(31)의 개략적인 구성도이다.FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the dual plasma generator 31 shown in FIG.

도면을 참조하면, 2 중 플라즈마 발생기(31)는 제 1 플라즈마 발생부(51). 제 2 플라즈마 발생부(52) 및 제 3 플라즈마 발생부(53)를 구비한다. 제 1 플라즈마 발생부(51)는 전극(51a,51c)이 양 단부에 구비된 유전체 튜브(51b)를 구비하여 구성된다. 또한 제 2 플라즈마 발생부(52)는 전극(52a,52c)이 양 단부에 구비된 유전체 튜브(52b)를 구비하여 구성된다. 상기 유전체 튜브(51b,52b)는 예를 들어 석영으로 제작된 튜브일 수 있다. Referring to the drawing, a dual plasma generator 31 is a first plasma generator 51. A second plasma generating section 52 and a third plasma generating section 53. The first plasma generating portion 51 includes a dielectric tube 51b having electrodes 51a and 51c at both ends thereof. The second plasma generating unit 52 includes a dielectric tube 52b having electrodes 52a and 52c at both ends thereof. The dielectric tubes 51b and 52b may be tubes made of, for example, quartz.

상기 제 1 플라즈마 발생부(51)의 전극(51a)과 제 2 플라즈마 발생부(52)의 전극(52a)은 전원 연결 전극으로서 구성되며, 전원(50)으로부터 교류 전압이 인가된다. 상기 유전체 튜브(51b,52b)의 내부로 플라즈마 방전 가스(P,P')가 유동한다. 제 1 플라즈마 발생부(51)의 전극(51c) 및 제 2 플라즈마 발생부(52)의 전극(52c)은 접지 전극으로서 구성되어 접지된다. The electrode 51a of the first plasma generating portion 51 and the electrode 52a of the second plasma generating portion 52 are configured as a power source connecting electrode and an AC voltage is applied from the power source 50. Plasma discharge gas (P, P ') flows into the dielectric tubes (51b, 52b). The electrode 51c of the first plasma generating portion 51 and the electrode 52c of the second plasma generating portion 52 are configured as ground electrodes and are grounded.

전원(50)으로부터 교류 전압이 인가된 상태에서 제 1 유전체 튜브(51b)와 제 2 유전체 튜브(52b)를 통해 방전 가스(P,P')의 유동이 이루어지면, 제 1 유전체 튜브(51b)의 내부에 형성된 제 1 영역(I) 및 제 2 유전체 튜브(52b)의 내부에 형성된 제 2 영역(II)에서는 플라즈마 방전이 발생된다. 이때, 제 1 영역(I)에서 플라즈마 방전 가스가 E1 의 에너지에 의해 플라즈마 방전이 이루어지고, 제 2 영역(II)에서플라즈마 방전 가스는 E2 의 에너지에 의해 플라즈마 방전이 이루어진다고 가정할 수 있다. When the discharge gas P and P 'flow through the first dielectric tube 51b and the second dielectric tube 52b in the state where the AC voltage is applied from the power source 50, the first dielectric tube 51b, A plasma discharge is generated in the first region I formed inside the second dielectric tube 52b and the second region II formed inside the second dielectric tube 52b. At this time, it can be assumed that the plasma discharge is performed by the energy of E1 in the first region I, and the plasma discharge is generated by the energy of E2 in the second region II.

제 1 플라즈마 발생부(51)와 제 2 플라즈마 발생부(52)는 교류 전원을 이용한 아크 플라즈마를 발생하게 되는데 이 때 초기 전압의 극성을 반대로 적용하면 상기 2개의 플라즈마관 사이의 제 3 플라즈마 발생부(53)에서 스트리머 방전(streamer discharge)을 유도할 수 있다. The first plasma generator 51 and the second plasma generator 52 generate an arc plasma using an AC power source. If the polarity of the initial voltage is reversed, the third plasma generator 52 between the two plasma tubes A streamer discharge can be induced in the second motor 53.

따라서, 상기 제 1 유전체 튜브(51b)로부터 유출된 방전 가스 및 제 2 유전체 튜브(52b)로부터 유출된 방전 가스가 합쳐지는 제 3 영역(III)에서는 스트리머 방전의 에너지(E3)가 더해질 수 있으며, 결과적으로 제 3 영역(III)에는 ETOT=E1+E2+E3 의 에너지에 의해 강화된 플라즈마 상태가 이루어진다. 또한 E3는 E1, E2 방전시 손실되는 에너지를 활용한 것이므로 추가적인 에너지 소비 없이 E3의 스트리머 방전이 가능한 장점을 가진다. Therefore, the energy E3 of the streamer discharge can be added in the third region III where the discharge gas flowing out of the first dielectric tube 51b and the discharge gas flowing out of the second dielectric tube 52b are combined As a result, a plasma state enhanced by the energy of E TOT = E1 + E2 + E3 is made in the third region III. In addition, since E3 utilizes the energy that is lost in the discharge of E1 and E2, there is an advantage that the streamer discharge of E3 can be performed without additional energy consumption.

위에서 설명된 바와 같이, 2 개의 플라즈마 발생부(51,52)가 구비됨으로써 2 개의 플라즈마 발생부(51,52) 사이에 스트리머 방전이 발생될 수 있으며, 따라서 2 중 플라즈마 발생기(31)의 방전 에너지는 강화된다. As described above, since the two plasma generators 51 and 52 are provided, a streamer discharge can be generated between the two plasma generators 51 and 52, so that the discharge of the double plasma generator 31 Energy is enhanced.

이러한 강화된 방전 에너지를 이용하여 폴리실리콘을 생성하기 위한 반응 가스로서 실란계 가스(A)를 해리한다. 이는 2 중 플라즈마 발생기(31)의 강화된 방전 에너지에 의해 화학종의 활동도와 반응성이 증가되는 결과를 가져온다. 2 중 플라즈마 발생기(31)에서 해리된 반응 가스는 도 3 에 도시된 바와 같이 반응 가스 유출부(31b)를 통해 반응 실린더(32a)의 반응 공간(32b)으로 유동할 수 있다. 반응 가스는 충분히 해리된 상태이므로, 반응 공간(32b)에서 환원 가스와 환원 반응하여 석출될 수 있다. Using this enhanced discharge energy, the silane-based gas (A) is dissociated as a reaction gas for generating polysilicon. This results in increased activity and reactivity of the species by the enhanced discharge energy of the dual-plasma generator 31. The reaction gas dissociated in the dual-plasma generator 31 may flow into the reaction space 32b of the reaction cylinder 32a through the reaction gas outlet 31b as shown in FIG. Since the reaction gas is in a sufficiently dissociated state, the reaction gas can be reduced and precipitated by a reduction reaction with the reducing gas in the reaction space 32b.

이하, 본 발명에 따른 2 중 플라즈마 발생기를 구비한 폴리실리콘 제조 장치를 이용하는 폴리실리콘의 제조 방법을 개략적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing polysilicon using a polysilicon manufacturing apparatus having a double-layer plasma generator according to the present invention will be schematically described.

본원 발명에 따라서 폴리실리콘을 제조하려면 우선 반응 실린더(32a)의 내부를 진공 상태로 만든다. 진공 펌프(미도시)를 이용하여 진공 배기구(미도시)를 통해 진공 상태로 만들 수 있다. 다음에 2 중 플라즈마 발생기(31)의 반응 가스 유입부(31a)를 통해 실란계 가스를 투입한다. 2 중 플라즈마 발생기(31)에서 제 1 플라즈마 발생부(51) 및 제 2 플라즈마 발생부(51)에 방전 가스를 유동시키면서 교류 전압으로 아크 플라즈마 방전을 발생시키되, 초기 전압의 극성을 반대로 적용하면, 제 1 플라즈마 발생부(51) 및 제 2 플라즈마 발생부(52) 사이의 제 3 플라즈마 발생부(53)에서 스트리머 방전이 발생된다. 따라서 제 1 플라즈마 발생부(51) 및 제 2 플라즈마 발생부(52)에 의한 아크 플라즈마와 제 3 플라즈마 발생부(53)의 스트리머 플라즈마 방전이 합쳐진 강화 플라즈마에 의해 반응 가스의 해리가 발생된다. In order to produce polysilicon according to the present invention, the inside of the reaction cylinder 32a is first evacuated. (Not shown) by using a vacuum pump (not shown). Next, the silane-based gas is introduced through the reaction gas inlet 31a of the double-layer plasma generator 31. When the discharge gas is flowed from the dual plasma generator 31 to the first plasma generating portion 51 and the second plasma generating portion 51 and an arc plasma discharge is generated by an AC voltage while the polarity of the initial voltage is reversely applied, A streamer discharge is generated in the third plasma generating portion 53 between the first plasma generating portion 51 and the second plasma generating portion 52. [ Therefore, dissociation of the reaction gas occurs due to the enhanced plasma in which the arc plasma generated by the first plasma generating portion 51 and the second plasma generating portion 52 and the streamer plasma discharge generated by the third plasma generating portion 53 are combined.

해리된 반응 가스는 2 중 플라즈마 발생기(31)의 반응 가스 유출부(31b)를 통해 반응 실린더(32a)의 반응 공간(32b) 내부로 유동한다. 또한 환원 가스(C)가 환원 가스 유입부(32c)를 통해 반응 실린더(32a)의 반응 공간(32b) 내부로 유동한다. 반응 공간(32b)은 가열기(33)에 의해 폴리실리콘의 석출 온도 이상으로 가열되며, 따라서 반응 가스 및 환원 가스의 환원 반응이 이루어짐으로써 폴리실리콘의 석출이 발생된다. 이때 반응 가스는 충분히 해리된 상태이므로, 환원 반응이 상대적으로 활발히 이루어질 수 있으며, 따라서 폴리실리콘의 수율이 증가될 수 있다. The dissociated reaction gas flows into the reaction space 32b of the reaction cylinder 32a through the reaction gas outlet 31b of the double-plasma generator 31. [ And the reducing gas C flows into the reaction space 32b of the reaction cylinder 32a through the reducing gas inflow portion 32c. The reaction space 32b is heated by the heater 33 to a temperature higher than the precipitation temperature of the polysilicon, so that the reduction reaction of the reaction gas and the reducing gas is performed, thereby causing precipitation of polysilicon. At this time, since the reaction gas is sufficiently dissociated, the reduction reaction can be relatively actively performed, and thus the yield of polysilicon can be increased.

반응 공간(32b)의 내부에 기판(37)이 구비되어 있는 경우라면, 석출된 폴리실리콘은 기판(37)의 표면에 박막의 형태로 증착될 수 있다. 도면에 도시되지 않은 다른 예에서, 폴리실리콘은 용융된 상태로 석출될 수 있거나 또는 고체 상태로 석출될 수 있다. If the substrate 37 is provided in the reaction space 32b, the deposited polysilicon may be deposited in the form of a thin film on the surface of the substrate 37. [ In another example not shown in the drawings, the polysilicon may be precipitated in a molten state or precipitated in a solid state.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. There will be. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

31. 2 중 플라즈마 발생기 32. 반응기
33. 가열기 37. 기판
51. 제 1 플라즈마 발생부 52. 제 2 플라즈마 발생부
53. 제 3 플라즈마 발생부
51a.52a. 전극 51b.52b. 튜브31. Dual Plasma Generators 32. Reactor
33. Heater 37. Substrate
51. First Plasma Generating Unit 52. Second Plasma Generating Unit
53. The third plasma generator
51a.52a. Electrodes 51b.52b. tube

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 교류 전압에 의해 플라즈마 방전이 각각 이루어지는 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부와, 상기 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이의 스트리머 방전에 의한 제 3 플라즈마 발생부를 구비하는 2 중 플라즈마 발생기를 포함하며,
상기 교류 전압에 의해 발생되는 플라즈마 방전과 상기 스트리머 방전이 합쳐진 강화 플라즈마에 의해 실란계 반응가스를 해리하는 폴리실리콘 제조 장치.A first plasma generating unit and a second plasma generating unit for respectively performing plasma discharge by an AC voltage and a second plasma generating unit for generating a streamer discharge between the first plasma generating unit and the second plasma generating unit, A plasma generator,
Wherein the silane-based reaction gas is dissociated by the enhanced plasma in which the plasma discharge generated by the AC voltage and the streamer discharge are combined. 제 4 항에 있어서,
제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부 각각은 유전체 튜브, 상기 유전체 튜브의 일 단부에 구비된 전원 연결 전극 및 상기 유전체 튜브의 타 단부에 구비된 접지 전극을 구비하고, 상기 제 1 플라즈마 발생부의 전원 연결 전극과 제 2 플라즈마 발생부의 전원 연결 전극에는 교류 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는, 폴리실리콘 제조 장치. 5. The method of claim 4,
Each of the first plasma generating unit and the second plasma generating unit includes a dielectric tube, a power connection electrode provided at one end of the dielectric tube, and a ground electrode provided at the other end of the dielectric tube, And an AC voltage is applied to the power connection electrode and the power connection electrode of the second plasma generation unit. 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 플라즈마 발생부 및 제 2 플라즈마 발생부에 인가되는 초기 전압의 극성이 반대로 적용됨으로써 제 3 플라즈마 발생부에 스트리머 방전이 야기되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 제조 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein a polarity of an initial voltage applied to the first plasma generating portion and the second plasma generating portion is reversed, thereby causing a streamer discharge in the third plasma generating portion. 제 4 항에 있어서,
상기 해리된 반응 가스 및 환원 가스가 유입되어 혼합될 수 있는 반응 공간을 구비한 반응 실린더를 구비하는 반응기를 더 포함하는 폴리실리콘 제조 장치. 5. The method of claim 4,
And a reaction chamber having a reaction space into which the dissociated reaction gas and the reducing gas can be introduced and mixed. 제 7 항에 있어서,
상기 반응 실린더를 소정 온도 이상으로 가열하도록 상기 반응 실린더에 설치된 가열기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 폴리실리콘 제조 장치. 8. The method of claim 7,
Further comprising a heater provided in the reaction cylinder to heat the reaction cylinder to a predetermined temperature or higher. 제 7 항에 있어서,
상기 반응기 실린더의 내부에 설치되어 회전 및 승강이 가능하며 기판을 지지하는 턴테이블을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 폴리실리콘 제조 장치. 8. The method of claim 7,
Further comprising: a turntable installed inside the reactor cylinder and capable of rotating and raising and lowering the substrate and supporting the substrate. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항의 장치를 이용하여,
교류 전압에 의해 발생되는 플라즈마와 스트리머 방전이 합쳐진 강화 플라즈마에 의해 실란계 반응가스를 해리하는 단계를 포함하는 폴리실리콘 제조 방법. 10. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: using an apparatus according to any one of claims 4 to 9,
And dissociating the silane-based reaction gas by an enhanced plasma in which the plasma generated by the AC voltage and the streamer discharge are combined. 제 10 항에 있어서,
상기 교류 전압에 의해 발생되는 플라즈마 방전은 초기 전압 극성이 서로 반대인 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이에서 발생되고, 상기 스트리머 방전은 상기 제 1 플라즈마 발생부와 제 2 플라즈마 발생부 사이의 제 3 플라즈마 발생부에서 생성되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘의 제조 방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the plasma discharge generated by the AC voltage is generated between a first plasma generating unit and a second plasma generating unit whose initial voltage polarities are opposite to each other and the streamer discharge is generated between the first plasma generating unit and the second plasma generating unit, Wherein the third plasma generating portion is formed between the first plasma generating portion and the second plasma generating portion. 제 10 항에 있어서,
상기 강화 플라즈마에 의해 해리된 실란계 반응가스를 환원가스와 혼합시키는 단계; 및
상기 혼합 가스를 소정 온도 이상으로 가열함으로써 폴리실리콘을 석출시키는 단계;를 포함하는 폴리실리콘의 제조 방법. 11. The method of claim 10,
Mixing the silane-based reaction gas dissociated by the enhanced plasma with a reducing gas; And
And a step of depositing polysilicon by heating the mixed gas to a predetermined temperature or higher. 제 12 항에 있어서,
상기 실란계 가스는 모노실란(monosilane), 이염화실란, 삼염화실란(TCS) 및 사염화실란 중에서 선택되고, 상기 환원가스는 수소를 포함하는 폴리실리콘의 제조 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the silane-based gas is selected from monosilane, silane disulfide, TCS and tetrachlorosilane, and the reducing gas comprises hydrogen.
KR1020130097419A 2013-08-16 2013-08-16 Apparatus for generating dual plasma and method of producing polysilicon using same KR101590679B1 (en)

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