KR101600651B1 - Ｃｖｄ 반응기에서 전극 홀더를 위한 보호 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 전도성 물질로 구성되고 바닥 플레이트의 오목부(recess)에 설치되는 전극 홀더 상에 필라멘트 로드를 수용하기에 적합한 전극을 포함하는, CVD 반응기에서 전극 홀더를 보호하기 위한 장치로서, 여기서 전극 홀더와 바닥 플레이트 사이의 중간 공간은 밀봉 재료에 의해 밀봉되고, 밀봉 재료는 하나 이상의 부분으로 구성되고 전극 둘레에 링 유사 방식으로 배열되는 보호 바디(protective body)에 의해 보호되며, 그리고 보호 바디의 높이는 전극 홀더의 방향으로 섹션에서 적어도 증가하는 것인 장치에 관한 것이다.

Description

ＣＶＤ 반응기에서 전극 홀더를 위한 보호 장치{PROTECTIVE DEVICE FOR ELECTRODE HOLDERS IN CVD REACTORS}
본 발명은 CVD 반응기에서 전극 홀더를 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.
고 순도 다결정 규소(폴리실리콘)는 일반적으로 지멘스 공정(Siemens proces)에 의해 제조된다. 여기서, 하나 이상의 규소 함유 성분 및 임의로 수소를 함유하는 반응 가스는 전류의 직접 통과에 의해 가열되고 규소가 고체 형태로 침착되는 지지체 바디(support body)들을 함유하는 반응기 내로 도입된다.
규소 함유 성분으로서는, 실란(SiH4), 모노클로로실란(SiH3Cl), 디클로로실란(SiH2Cl2), 트리클로로실란(SiHCl3), 테트라클로로실란(SiCl4) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
각각의 지지체 바디는 보통 2개의 얇은 필라멘트 로드 및 일반적으로 이들의 자유 단부에서 인접한 로드들을 접속하는 브릿지를 포함한다. 필라멘트 로드는 단결정 또는 결정 규소로 가장 빈번하게 제조되고; 금속 또는 합금 또는 탄소는 보다 덜 자주 사용된다. 필라멘트 로드는 반응기의 바닥부에 위치한 전극 내로 수직으로 꽂아져 있고, 전극 홀더에 대한 접속 및 전원 공급은 이러한 전극을 통해 실시된다. 고 순도 폴리실리콘은, 가열된 필라멘트 로드 및 수평 브리짓 상에, 이들의 직경이 시간에 따라 증가하는 결과로서, 침착된다. 원하는 직경이 도달한 후, 그 공정은 중단된다.
규소 로드는 일반적으로 흑연을 포함하는 특수 전극에 의해 CVD 반응기에서 고정된다. 각각의 경우 전극 홀더 상에서 상이한 전기 극성을 갖는 2개의 얇은 로드는 폐쇄 전기 회로에 브릿지에 의해 접속된 얇은 로드의 다른 단부에 있다. 전기 에너지는 얇은 로드를 가열하기 위해서 전극 및 그 전극 홀더에 의해 공급된다. 결과로서, 얇은 로드의 직경이 증가한다. 동시에, 전극은 그 팁에서 출발하여 규소 로드의 로드 베이스로 성장한다. 규소 로드의 원하는 공칭 직경이 달성된 후, 침착 공정이 중단되며, 규소 로드가 냉각되고 반응기로부터 회수된다.
바닥 플레이트를 관통하는 전극 홀더 및 주위에 있는 시일을 보호하는 것은 여기서 매우 중요하다. 추세가 보다 짧은 침착 주기에서 훨씬 더 길어지고 더 두꺼워진 로드로 향하고 있기 때문에, 전극 시일 보호 바디의 배열 및 형상 그리고 또한 보호하고자 하는 시일의 재료가 중요하다. 이는 폴리실리콘의 침착의 공정에서 가능한 수율 및/또는 품질에 영향을 미치는 오작동을 최적화된 배열에 의해 피할 수 있기 때문이다. 수율 또는 품질에 영향을 미치는 침착 공정에서의 가능한 오작동은, 예를 들면 침착 중에 접지로 인한 전력 장애를 포함한다. 이러한 오작동은 그 공정이 조기에 중지되기 때문에 산출량을 감소시킨다.
이러한 방식으로 생산된 규소 로드의 최근 사용에 의존하는 경우, 그 규소 로드 및 침착 공정 및 이로 인한 전극 홀더 및 이의 보호는 매우 어려운 요건을 충족해야 한다. 예를 들면 다결정 규소가 태양 및 전기 용도용 규소 단편에서 최근에 사용되고 있는 경우, 규소 로드는 침착 반응기 내에서 드리워지는 현상이 없어야 하거나, 또는 예를 들면 침착 공정 중에 또는 후에 생성물과 접촉하게 되는 밀봉 재료로부터 유래되는 외래 물질에 의해 오염되지 않아야 한다. 길고 두꺼운 다결정 규소 로드는 침착 공정의 경제성을 증가시킬 뿐만 아니라 반응기 내에서 드리워지는 현상(falling over)의 발생 위험을 증가시키기도 한다.
WO 특허 2010/083899 A1에는 선행 기술에 따른 전극 보호 장치가 개시되어 있다. 여기서, 모노실란 공정을 통해 다결정 규소를 제조하는 CVD 반응기의 바닥 플레이트와 융합 실리카 링를 통해 결국 상호작용하는 흑연 클램핑 링에 체결되어 있는 흑연 어댑터 내의 얇은 로드가 기술되어 있다.
선행 기술에서는, 바닥 플레이트를 관통하는 전극을 밀봉 및 절연함으로써 전력 장애의 문제점을 해결하고자 하는 시도가 있어 왔다.
융합된 실리카로 제조된 보호 링에 의해, 열적 응력에 대한 전극의 시일을 차폐하는 것은 WO 2010/083899 A1로부터 공지되어 있다.
DE 23 28 303 A1에는 가열된 길게 된 지지체, 특히 규소 또는 흑연으로 구성된 지지체의 외부 표면 상에 기체 상으로부터 관련 반도체 물질을 침착시킴으로써 규소로 구성되는 로드 및 튜브를 제조하기 위한 장치로서, 금속으로 제조되는 바닥 플레이트, 및 길게 된 지지체의 단부를 고정하고, 지지체를 가열하는 작용을 하며, 그리고 전기 절연 및 밀봉된 방식으로 바닥 플레이트를 관통하여 전도되는 하나 이상의 전극을 갖는 반응 용기를 포함하는 장치가 기술되어 있으며, 여기서 금속으로 구성되는 제1 전극 부분은 바닥 플레이트에서 불활성 절연 재료, 특히 테트라플루오로폴리에틸렌의 밀봉 층의 삽입에 의해 고정되며, 그리고 반응 공간 내로 돌출되고 금속 또는 탄소로 구성되고 자유 표면 상에 지지체를 수용 및 고정하기 위한 핏팅 면적을 갖는 추가의 전극 부분이 교환가능하게 놓여 있는 돌출부를 갖는 것을 특징으로 한다.
이어서, 금속으로 구성되는 전극 홀더의 제1 부분은 바닥 플레이트에서 불활성 절연 재료의 밀봉 층의 상호작용으로 고정된다.
JP 2009-221058 A2에는 시일로서 코팅된 O-링 및 가요성 흑연의 특정 지르코늄 세라믹의 사용에 의한 시일 및 절연이 개시되어 있다. 그러한 재료는 고온에 대한 저항성이 있고, 전극과 바닥 플레이트 사이의 가능한 갭을 밀봉한다.
WO 2010/068849 A1에는 절연 표면 코팅이 구비되어 있는 금속 바디의 사용에 의해 바닥 플레이트를 지나는 전극의 통과 영역에서의 개선된 열적 절연이 기술되어 있다.
그러나, 지금까지 알려진 장치는 전극 홀더의 시일의 충분한 보호를 개시하지 못하고 있다. 그 결과로서, 부식 작용 및 접지로 인한 장애 가능성이 증가하고 있다. 게다가, 부식에 대한 시일의 충분한 보호 및 그로 인한 생성물 품질에 영향을 미치는 물질(특히, 도펀트)의 방출이 지금까지 밝혀진 바 없다.
본 발명의 목적은 이러한 작용들을 현저히 감소시키는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 전기 전도성 물질로 구성되고 바닥 플레이트의 오목부에 설치되어 있는 전극 홀더 상에 필라멘트 로드를 수용하기에 적합한 전극을 포함하는, CVD 반응기에서 전극 홀더를 보호하는 장치로서, 여기서 전극 홀더와 바닥 플레이트 간의 중간 공간은 밀봉 재료에 의해 밀봉되고, 밀봉 재료는 하나 이상의 부분으로 구성되고 전극 둘레에 링 유사 방식(ring-like manner)으로 배열되는 보호 바디에 의해 보호되며, 그리고 보호 바디의 높이는 전극 홀더의 방향으로 적어도 섹션에서 증가하는 것인 장치에 의해 달성된다.
그 목적은 마찬가지로 다결정 규소를 제조하는 공정(방법)으로서, 규소 함유 성분 및 수소를 함유하는 반응 가스를, 상기 언급된 장치 중 하나에 위치해 있고, 전극에 의해 전력이 공급되며, 이로써 규소가 필라멘트 로드 상에 침착되는 온도로 전류의 직접 통과에 의해 가열되는 하나 이상의 필라멘트 로드를 함유하는 CVD 반응기 내로 도입하는 단계를 포함하는 공정에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 CVD 반응기에서 사용되는 전극 내의 전극 홀더 및 시일에 충분한 보호 특성을 제공함으로써, 그러한 공정 중에 야기될 수 있는 부식을 방지하고, 생성되는 생성물의 품질을 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 전력을 공급하는데 요구되는 CVD 반응기의 바닥 플레이트를 관통하는 리드-스루(lead-through) 및 결합된 전극을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 보호 바디에 의한 전극 배열의 2가지 실시양태(2A 및 2B)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 복수의 동심원상 배열된 보호 바디를 갖는 전극 배열을 도시한 것이다.
도 4는 원-피스(one-piece) 보호 바디를 갖는 장치를 도시한 것이다.
도 5은 단지 하나의 링만을 갖는 전극 배열을 도시한 것이다.
도 6은 도 4에서와 같은 배열을 평면도로 도시한 것이다.
도 7은 분할된 보호 링에 대한 실시양태(7A, 7B 및 7C)를 도시한 것이다.
도 8은 전극 아래에 눌린(pushed) 하프 링과 높이가 증가하는 복수의 링과의 조합을 포함하는 실시양태를 도시한 것이다.
본 발명의 장치의 보호 바디는 CVD 반응기의 작동 동안 반응 가스가 전극 상에 위치해 있는 필라멘트의 하부(이후에는 로드 베이스라고도 칭함)로 안내되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들면 전극 둘레에 동심원상 배열되고 전극의 방향으로 개별적으로 또는 전체적으로 높이가 증가하는 하나 이상의 보호 링을 갖는 보호 바디에 의해 발생될 수 있어서, 반응기의 가스 유입 개구 또는 노즐로부터 유입되는 반응 가스는 보호 링의 기하구조에 의해 로드 베이스로 안내된다.
따라서, 보호 바디의 최적 기하구조는 전극 홀더의 높이 및 전극의 길이에 따라 좌우된다. 전극 보호 바디의 바람직한 치수는 직경: 50-250　mm, 특히 바람직하게는 100-170　mm, 높이: 20-100　mm, 특히 바람직하게는 20-70　mm, 두께: 10-100　mm, 특히 바람직하게는 10-50　mm이다. 개별로 또는 조합으로 사용된 기하구조 보호 바디의 기울기는 바람직하게는 30-60°, 특히 바람직하게는 40-50°이다.
이러한 보호 바디의 배열은 로드 베이스 상에서 규소의 급속한 균일 성장을 허용한다. 선행 기술에서 종종 관찰되고 필라멘트 드리워지는 현상(filament falling over)을 유발할 수 있는 비균일 성장은 그러한 방식으로 크게 방지될 수 있는 것으로, 즉 드리워지는 현상의 발생 감소가 달성되는 것으로 밝혀졌다.
드리워진 현상을 갖는 충전물은 큰 경제적 손실을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서, 예를 들면, 규소 로드의 드리워지는 현상은 반응기 벽에 대한 손상을 유발할 수 있다. 드리워진 현상을 갖는 규소 로드는 반응기와의 접촉에 의해 공정에서 오염되어 표면 상에서 세정되어야 한다. 게다가, 드리워진 현상을 갖는 충전물은 오직 증가된 어려움으로만 반응기로부터 제거될 수 있다. 이 동안에, 규소의 표면은 더욱 더 오염된다.
따라서, 본 발명은 전극 홀더 상에서 시일 및 절연을 위한 최적화 보호 바디의 사용을 제공한다.
보호 바디는 이용된 기하구조 및 재료에 관해서 그리고 또한 바닥 플레이트 상에서의 배열에 관해서 최적화되어 있다.
직접 조사에 대하여 사용된 시일을 위한 순수 보호 작용과는 별도로, 시일 및 로드 베이스에 관한 반응 공간에서 가스의 흐름은 또한, 특히 시일이 보다 낮은 온도로 처리되기 때문에, 열적 관점에서 양성적으로 영향을 받기도 한다.
그러므로, 심지어는 비교적 큰 시일 치수의 경우에도 밀봉 및 절연 바디의 스코칭(schorching) 및 접지 및 환경에 대하여 밀봉되어 있지 않은 반응기 그리고 또한 시스템 내로의 도판트의 도입에 기인한 장애가 가능한 보다 덜어진다.
더구나, 보호 링의 표면 처리는 접지의 빈도를 현저히 감소시키는 것으로 관찰되었다.
전극 리드-스루(lead-through) 및 전류 전도성 전극 둘레에 동심원상 배열로 기하구조 바디를 제공하는 것이 본 발명의 성공에 필수적이었다.
바닥 플레이트에 대한 전극 홀더의 밀봉 및 절연 바디의 열적 보호 뿐만 아니라 침착된 폴리실리콘 로드의 로드 베이스에서 흐름의 변형은 그러한 배열에 의해 달성된다.
비최적화된 보호 바디를 사용할 때 선행 기술에서 관찰된 밀봉 및 절연 링에서 부식 작용은 최적화 보호 바디를 사용할 때 더 이상 발생하지 않는다.
본 발명의 실시양태는 전극 홀더 둘레에 동심원상으로 배열하고자 하는 복수의 링을 제공하며, 링의 높이는 그 링의 반경이 증가함에 따라 감소하고, 다른 보호 링보다 더 작은 반경을 갖는 추가 보호 링은 전극과 바닥 플레이트 사이의 오목부에서 제공된다. 이 추가 보호 링는 2개 하프 링을 포함한다. 도 7A가 참조된다.
따라서, 전극의 부근에서 제공되어 있는 가장 큰 높이를 갖는 링이 바람직하고, 추가 링의 높이는 전극으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소한다.
본 발명의 실시양태는 복수의 링, 즉 복수의 개별 바디를 제공한다.
그러나, 또한 본 발명의 제2 실시양태에서, 단일 기하구조 바디를 제공하는 것이 바람직하고, 마찬가지로 이러한 바디의 경우, 그 높이는 전극 홀더로부터의 거리가 증가함에 따라 감소한다.
임의 형상의 기하구조 바디의 사용은, 그 바디의 한 단부가 바디의 다른 단부보다 더 높은 한, 또한 바람직하다.
사용된 링 또는 바디는 반응기의 바닥 플레이트 상에 위치할 수 있다.
마찬가지로, 바닥 플레이트 내로 부분적으로 하강된(sunk) 링 또는 바디가 바람직하다.
링 또는 바디는 (스펙트럼 투과율이 1% 이하인 300-10,000 nm의 파장을 통과시킬 수 있는) 반투명 실리카, 은, 규소(다결정 및/또는 단결정), 탄화텅스텐, Si 탄화물, 규소-코팅된 흑연, 탄소 섬유-강화 카본(CFC) 복합재, 텡스텐 또는 다른 고용융 금속을 포함하는 것이 바람직하다.
고 열적 응력 때문에, CVD 공정 동안 보호 바디 위에서 얇은 규소 층의 성장은 극히 매우 바람직하다. 기하구조 바디의 표면은 전체 구획 위에 또는 개별 구획 내에 미처리될 수 있거나 또는 전처리될 수 있다. 조도 측정(Ra 산술 평균; DIN EN ISO 4287에 따른 파라미터)에서, Ra = 10-40이 달성되도록, 전극 부근에 위치해 있는 가장 작은 직경을 갖는 보호 링의 표면을 적어도 전처리하는 것이 유리할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
피크 대 밸리 높이 15-30를 갖는 보호 바디를 사용하는 것이 바람직하고, Ra 16-25인 것이 특히 바람직하다.
보호 바디가 사용될 때, 바디는 또한 은으로 구성되는 주조 부품일 수 있다.
형상화된 바디는 지멘스 공정에 의해 다결정 규소의 침착에서 1회 이상 사용할 수 있다. 그 형상화된 바디는 사용 전에 솔질하고 습식 또는 건식 세정할 수 있다.
본 발명의 양자 실시양태는 전극 및 시일의 우수한 스크리닝을 제공하고 또한 가스 흐름의 국소적 최적화를 수행한다.
사용된 형상화 바디는 기본적으로 용이하게 취급할 수 있다.
반응기는 다결정 규소가 침착될 수 있는 복수의 U-형상화된 필라멘트를 포함한다.
이 목적을 위해서, 규소 함유 화합물을 포함하는 반응 가스는 반응기 내로 노즐에 의해 도입된다. 필라멘트는 전압 접속에 의해 전력이 공급되고 침착 온도로 가열된다.
반응기는 반응기 바닥부를 포함한다. 필라멘트를 수용하기 위한 복수의 전극이 이 반응기 바닥부에 설치된다.
본 발명의 장치는 CVD 반응기에서 폴리실리콘의 침착에서 사용되는 것이 바람직하다.
전극 홀더는 전기 전도성 금속, 바람직하게는 황동, 은 및 구리 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다.
이하, 본 발명은 도면을 참조하여 예시한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 전력을 공급하는데 요구되는 CVD 반응기의 바닥 플레이트를 관통하는 리드-스루(lead-through) 및 결합된 전극을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 보호 바디에 의한 전극 배열의 2가지 실시양태(2A 및 2B)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 복수의 동심원상 배열된 보호 바디를 갖는 전극 배열을 도시한 것이다.
도 4는 원-피스(one-piece) 보호 바디를 갖는 장치를 도시한 것이다.
도 5은 단지 하나의 링만을 갖는 전극 배열을 도시한 것이다.
도 6은 도 4에서와 같은 배열을 평면도로 도시한 것이다.
도 7은 분할된 보호 링에 대한 실시양태(7A, 7B 및 7C)를 도시한 것이다.
도 8은 전극 아래에 눌린 하프 링과 높이가 증가하는 복수의 링과의 조합을 포함하는 실시양태를 도시한 것이다.
사용된 참조 번호의 목록
1: 바닥 플레이트
2: 전극 홀더
3: 슬리브
4: 시일
5. 보호 바디
도 1은 반응기의 금속 바닥 플레이트(11) 및 전극 홀더(21)를 도시한 것이다.
그 바닥 플레이트(11)에는 슬리브(31)에 의해 라이링 처리되고 전극 홀더(21)가 통과되며 기밀한 방식으로 핏팅되는 홀이 구비되어 있다.
전극 홀더(21)와 바닥 플레이트(11) 사이의 중간 공간은 시일(41), 바람직하게는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 제조된 것에 의해 밀봉되어 있다. 슬리브(31)도 마찬가지로 PTFE로 구성되는 것이 바람직하다.
PTFE 시일, PTFE 접촉 표면을 갖는 마이카 시일 및 이산화규소를 30-40%의 비율로 함유하는 PTFE 시일은 시일(41)을 위한 재료로서 적합한 것으로 밝혀졌다. 재구조화된 PTFE 밀봉 재료로 제조된 시일은 매우 적합한 것으로 밝혀졌다.
전극 홀더(21)는 황동, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
도 2는 보호 링의 설치에 대한 2가지 실시양태를 도시한 것이다.
참조 번호(52)는 전극 홀더(22) 둘레에 배열되어 있는 실리카로 제조된 보호 링을 나타낸다.
도 2A는 바닥 플레이트(12) 상에 놓여 있는 보호 링(521)을 도시한 것이다.
도 2B는 바닥 플레이트(12) 내로 부분적으로 하강된(sunk) 보호 링(522)을 도시한 것이다.
도 3은 전극 홀더(23) 둘레에 바람직하게는 동심원상 배열되어 있는 복수의 보호 링(531)을 도시한 것이다. 그 보호 링(531)은 바닥 플레이트(12) 상에 놓여 있다.
도 4는 원-피스(one-piece) 보호 링에 대한 실시양태를 도시한 것이다.
보호 링(541)은 전극 홀더(24) 옆에 배열되어 있고 전극 홀더(24)로부터의 거리가 증가함에 따라 높이가 감소한다. 보호 링(541)의 최대 높이는 전극 홀더(24)의 상단부에 대략 해당하거나, 또는 그 상단부를 약간 초과한다. 그 보호 링(541)은 바닥 플레이트(14) 상에 놓여 있다. 참조 번호(44)는 보호하고자 하는 시일을 나타낸다.
도 5는 바닥 플레이트(15)와 전극(25) 사이에 눌린 보호 링(55)을 도시한 것이다, 보호 링(55)은 원 피스로 제조되고 바닥 플레이트(15) 상에 놓여 있다.
도 6은 도 4에 해당하는 전극 배열 및 또한 그 배열의 평면도를 도시한 것이다. 이것은 그 배열이 환형임을 명백히 이해하게 한다.
참조 번호(16)는 보호 링(561)이 놓여 있는 바닥 플레이트를 나타낸다.
도 7은 마찬가지로 전극 배열의 3가지 실시양태의 평면도를 도시한 것이다.
참조 번호(27)는 전극 홀더를 나타내고, 참조 번호(57)는 각각의 경우 보호 링을 나타낸다.
보호 링(57)은 각각의 경우 분할되어 있다.
도 7A는 2회 분할(각도 180°)되어 있는 보호 링(57)을 도시한 것이다.
도 7B는 3회 분할(각도 120°)되어 있는 보호 링(57)을 도시한 것이다.
도 7C는 4회 분할(각도 90°)되어 있는 보호 링(57)을 도시한 것이다.
도 8은 전극 홀더(28) 아래에 눌린 하프 링과 높이가 증가하는 복수의 링(581)과의 조합을 갖는 실시양태를 도시한 것이다.
1: 바닥 플레이트
2: 전극 홀더
3: 슬리브
4: 시일
5. 보호 바디

Claims (7)

  1. 전기 전도성 물질로 구성되고 바닥 플레이트의 오목부(recess)에 설치되는 전극 홀더 상에 필라멘트 로드를 수용하는 전극을 포함하는, CVD 반응기에서 전극 홀더를 보호하기 위한 장치로서, 여기서 전극 홀더와 바닥 플레이트 사이의 중간 공간은 밀봉 재료에 의해 밀봉되고, 밀봉 재료는 단일 바디이거나 복수의 개별 바디로 구성되고 전극 둘레에 링 유사 방식(ring-like manner)으로 배열되는 보호 바디(protective body)에 의해 보호되며, 그리고 보호 바디의 높이는 전극 홀더의 방향으로 부분적으로 또는 전체적으로 증가하는 것인 장치.
  2. 제1항에 있어서, 보호 바디는 전극 홀더 둘레에 동심원상 배열되어 있는 복수의 부분으로 구성되어 있는 것인 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호 바디의 재료는 반투명 실리카, 은, 단결정 또는 다결정 규소, 탄화텅스텐, 탄화규소, 규소 코팅된 흑연, CFC 복합재, 텅스텐 및 다른 고용융 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호 바디는 반투명 실리카 또는 은을 포함하는 것인 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호 바디는 하나 이상의 부분이 반투명 실리카로 구성되거나 은으로 구성되는 복수의 부분으로 구성되어 있는 것인 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀봉 재료는 전극 홀더와 바닥 플레이트 사이의 중간 공간에서 전극 홀더 둘레에 링 유사 방식으로 배열된 보호 바디에 의해 추가로 보호되는 것인 장치.
  7. 다결정 규소를 제조하는 방법으로서, 제1항 또는 제2항에 청구된 장치 상에 위치해 있고, 전극에 의한 전력이 공급되며, 이에 따라 전류의 직접 통과에 의해 규소가 필라멘트 로드 상에 침착되는 온도로 가열되는 하나 이상의 필라멘트 로드를 함유하는 CVD 반응기 내로 규소 함유 성분 및 수소를 함유하는 반응 가스를 도입하는 단계를 포함하는 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013018675A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 多結晶シリコン製造装置
WO2014143910A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Hemlock Semiconductor Corporation Manufacturing apparatus for depositing a material and a gasket for use therein
DE102013204926A1 (de) * 2013-03-20 2014-09-25 Wacker Chemie Ag Vorrichtung zum Schutz einer Elektrodendichtung in einem Reaktor zur Abscheidung von polykristallinem Silicium
DE102013214800A1 (de) 2013-07-29 2015-01-29 Wacker Chemie Ag Vorrichtung zur Isolierung und Abdichtung von Elektrodenhalterungen in CVD Reaktoren
KR101590607B1 (ko) * 2013-11-20 2016-02-01 한화케미칼 주식회사 폴리실리콘 제조 장치
DE102014216325A1 (de) 2014-08-18 2016-02-18 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
DE102014223415A1 (de) 2014-11-17 2016-05-19 Wacker Chemie Ag Vorrichtung zur Isolierung und Abdichtung von Elektrodenhalterungen in CVD Reaktoren
DE102015220127A1 (de) 2015-10-15 2017-04-20 Wacker Chemie Ag Vorrichtung zur Isolierung und Abdichtung von Elektrodenhalterungen in CVD Reaktoren
KR102553013B1 (ko) * 2018-12-17 2023-07-06 와커 헤미 아게 다결정 실리콘의 제조 방법
JP7106469B2 (ja) 2019-02-20 2022-07-26 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン製造装置
CN114284127B (zh) * 2021-12-16 2023-07-04 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种电极固定底座

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009221058A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Mitsubishi Materials Corp 多結晶シリコン製造装置
US20100147219A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Jui Hai Hsieh High temperature and high voltage electrode assembly design

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2328303C3 (de) 1973-06-04 1979-11-15 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zum Herstellen von Siliciumstäben
DE2358279C3 (de) * 1973-11-22 1978-09-21 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Reaktionsgefäß zum Abscheiden von Halbleitermaterial auf erhitzte Trägerkörper
US4805556A (en) * 1988-01-15 1989-02-21 Union Carbide Corporation Reactor system and method for forming uniformly large-diameter polycrystalline rods by the pyrolysis of silane
US6284093B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Shield or ring surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
JP4905638B2 (ja) * 2005-10-11 2012-03-28 三菱マテリアル株式会社 電極の短絡防止方法および短絡防止板
JP5444860B2 (ja) * 2008-06-24 2014-03-19 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコン製造装置
JP5338574B2 (ja) * 2008-09-09 2013-11-13 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコン製造装置
DE102009003368B3 (de) 2009-01-22 2010-03-25 G+R Polysilicon Gmbh Reaktor zur Herstellung von polykristallinem Silizium nach dem Monosilan-Prozess
DE102010000270A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 G+R Technology Group AG, 93128 Elektrode für einen Reaktor zur Herstellung von polykristallinem Silizium
DE102010013043B4 (de) * 2010-03-26 2013-05-29 Centrotherm Sitec Gmbh Elektrodenanordnung und CVD-Reaktor oder Hochtemperatur-Gasumwandler mit einer Elektrodenanordnung
DE102013204926A1 (de) * 2013-03-20 2014-09-25 Wacker Chemie Ag Vorrichtung zum Schutz einer Elektrodendichtung in einem Reaktor zur Abscheidung von polykristallinem Silicium

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009221058A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Mitsubishi Materials Corp 多結晶シリコン製造装置
US20100147219A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Jui Hai Hsieh High temperature and high voltage electrode assembly design

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Publication number Publication date
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US20130011581A1 (en) 2013-01-10
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