KR101671546B1 - 다결정 규소 로드 및 그의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부유대역법(FZ법), 또는 쵸크랄스키법(CZ법)의 리차지에 사용되는 다결정 규소 로드에 있어서, 직통부가 반송 용이한 형상으로 되어 있고, 반송성이 우수한 다결정 규소 로드를 제공한다. 본 발명의 다결정 규소 로드는 전극 상에 세워 설치된 한쌍의 규소 막대, 및 규소 막대의 한쪽 말단을 연결하는 가교부를 포함하는 규소 코어재에, 화학 기상 석출법에 의해 규소를 석출ㆍ성장시켜 얻어지는 다결정 규소 로드에 있어서, 전극 상에 세워 설치되어 있는 상기 규소 로드의 직통부에는, 길이 방향으로 직경 분포를 갖고 있고, 최소 직경이 최대 직경의 60 내지 95％의 크기로 조정되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반응 용기 내에 세워 설치하여 배치된 규소 코어재 상에 화학 기상 석출법에 의해서 다결정 규소를 석출시킴으로써 얻어지는 다결정 규소 로드에 관한 것이며, 특히 부유대역법(FZ법), 또는 쵸크랄스키법(CZ법)의 리차지(recharge)에 사용되는 다결정 규소 로드에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 또는 태양광 발전용 웨이퍼의 원료로서 사용되는 규소를 제조하는 방법은 다양하게 알려져 있고, 그 중의 몇가지는 이미 공업적으로 실시되어 있다. 예를 들면 그의 하나는 지멘스법이라고 불리는 방법이고, 벨 자(bell jar) 내부의 반응실에 규소 코어재를 설치하고, 통전에 의해서 규소 코어재를 규소의 석출 온도로 가열하고, 이 상태에서 반응실 내에 트리클로로실란(SiHCl3)이나 모노실란(SiH4) 등의 실란 화합물의 가스를 공급하여, 화학 기상 석출법에 의해 규소 코어재 상에 규소를 석출시킨다고 하는 것이다. 이 방법은 고순도인 다결정 규소가 로드(rod)의 형태로 얻어지는 것이 특징이고, 가장 일반적인 방법으로서 실시되고 있다(특허문헌 1, 2 참조).
그런데, 규소 코어재는 π(파이)자 형상을 갖고 있고, 각각이 전극에 유지되어 이 전극으로부터 세워져 있는 한쌍의 코어선과, 상기 코어선의 상단끼리를 연결하고 있는 가교선을 포함한다. 이 규소 코어재의 표면에 석출되는 다결정 규소 로드는 규소 코어재 표면으로의 석출ㆍ성장에 따라, 서서히 각이 원만해지기 때문에, 전체로서 역 U자형의 형태로 얻어진다. 이러한 형상의 다결정 규소 로드는 일부분을 잘라내어 제거하고, 전극으로부터 세워져 있는 코어선 상에 석출ㆍ성장시킨 직통부(straight body portion)는, 그의 상단에 연속해있는 가교부로부터 분리되어, 단결정 규소의 원료로서 이용된다. 또한, 이용되는 다결정 규소의 형상은 단결정화하는 방법에 따라 다르고, 예를 들면 쵸크랄스키법(CZ법)에서는 괴상체, 또한 부유대역법(FZ법)에서는 막대 형상체가 이용된다. 또한 CZ법에서는 괴상체의 다결정 규소를 가열 용융하여 얻어진 규소 용융액에, 다결정 규소 로드를 그대로 융해시키는 리차지가 행해지는 경우가 있고, 이러한 목적으로 사용되는 다결정 규소 로드는 리차지용 다결정 규소가라고 불리고 있다.
상기한 바와 같은 FZ법 또는 CZ법의 리차지와 같이, 다결정 규소 로드를 로드 형상 그대로 사용하기 위해서는 상기 규소 로드를 반송할 필요가 있지만, 지멘스법으로 얻어지는 다결정 규소 로드는, 통상 규소의 생산량을 유지하기 위해서, 직경이 굵고, 직통부의 직경이 거의 균일한 원주상으로 제조되고 있다. 따라서, 상기 다결정 규소 로드는 그대로의 형태로서는 반송하기 어렵기 때문에, 상기 규소 로드의 반송 수단으로서는, 예를 들면 규소 로드 전체 둘레에 다이아몬드제의 외주 커터 등으로 작게 칼집을 내고, 칼집을 낸 곳에 와이어 등을 권취하여 규소 로드를 유지하고 현수하여 반송하는 수단이 이용되고 있다.
그러나, 규소 로드 전체 둘레에 칼집을 내기 위해서는, 로드를 회전시키면서, 상기 로드 표면을 절단하기 위한 특수한 장치가 필요하여, 반송을 위한 조작이 번잡해진다고 하는 과제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 FZ법 또는 CZ법의 리차지에 사용되는 다결정 규소 로드에 있어서, 얻어지는 다결정 규소 로드의 직통부가 반송 용이한 형상으로 되어 있고, 반송을 위한 가공을 필요로 하는 일이 없으며, 반송성이 우수한 다결정 규소 로드 및 그의 제조 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 과제에 대하여, 본 발명자들은 예의 검토를 행한 결과, 상기 지멘스법으로 다결정 규소 로드를 제조할 때에, 상기 규소 로드의 직통부에 길이 방향으로 직경 분포를 형성시키는 것, 즉, 직통부에 최소 직경부와 최대 직경부를 형성시키는 것이 가능한 것을 발견하였다.
그리고, 이러한 형상의 다결정 규소 로드는 직통부에 형성된 직경 분포를 이용하여, 특별한 형상 가공을 행하는 일없이, 그대로 리프팅 후크(lifting hook)를 걸어 크레인 등으로 반송할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성시키기기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따르면, 전극 상에 세워 설치된 한쌍의 규소 코어선과 상기 규소 코어선의 상단끼리를 연결하고 있는 가교선을 포함하는 규소 코어재에, 화학 기상 석출법에 의해 규소를 석출ㆍ성장시켜 얻어지고, 상기 코어선 상에 석출ㆍ성장시킨 직통부와 상기 가교선 상에 석출시킨 가교부를 갖고 있는 다결정 규소 로드이며,
상기 규소 로드의 직통부는 길이 방향으로 직경 분포를 갖고 있고, 상기 직통부의 최소 직경이 그의 최대 직경의 60 내지 95％의 크기로 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 규소 로드가 제공된다.
또한, 본 발명에서, 규소 로드의 직통부의 평단면은 완전한 원형으로는 한정되지 않고, 타원형 또는 그것에 가까운 형상으로 되어 있는 경우도 있다. 따라서, 규소 로드의 직통부의 직경이란, 평단면의 최대 직경을 A, 최소 직경을 B로 하고 하기 식으로 산출되는 값을 의미한다.
직통부의 직경=((A2+B2)/2)1/2
또한, 상기 본 발명에 따른 다결정 규소 로드에 있어서는
(1) 상기 직통부의 전극 근방에 위치하는 부분에 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부의 최심부가 상기 최소 직경부로 되어 있는 것,
(2) 상기 오목부의 위와 아래에 직통부가 존재하는 것,
(2) 상기 오목부의 위와 아래에 직통부가 존재하는 것,
(3) 상기 오목부를 남기는 방식으로 상기 직통부와 가교부가 절단되어 반송에 제공되는 것,
또는
(4) 상기 직통부의 직경이 위쪽에서 아래쪽으로 감에 따라서 점차 증대되고 있는 것이, 리프팅 후크에 의한 반송 용이성 측면에서 바람직하다.
본 발명에 따르면, 또한 한쌍의 전극이 유지되어 있는 바닥판과, 한쌍의 규소 코어선과 상기 규소 코어선의 상단끼리를 연결하고 있는 가교선을 포함하고 상기 규소 코어선의 하단이 상기 한쌍의 전극에 유지되며 세워 설치되어 있는 π자형 규소 코어재와, 상기 규소 코어재가 수용되도록 바닥판 (3)을 덮고 있는 벨 자를 구비하고 있고, 상기 벨 자와 바닥판에 의해 형성되어 있는 반응실 내에는 상기 바닥판을 통해서 가스 공급관 및 가스 배출관이 연장되어 있는 다결정 규소 로드의 제조 장치이며,
상기 가스 공급관의 선단부에 가스 토출 노즐이 설치되어 있고, 상기 가스 토출 노즐에는 상기 바닥판의 상면과 평행인 가로 방향으로 가스를 토출시키기 위한 측면 토출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 규소 로드의 제조 장치가 제공된다.
상기한 제조 장치에 있어서는,
(4) 상기 가스 토출 노즐에는 상기 바닥판의 상면에 대하여 수직 위쪽으로 가스를 토출시키기 위한 상면 토출구가, 상기 측면 토출구와 함께 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다결정 규소 로드는 공지된 방법에 의해 제조되는 것과 동일하게, 역 U자형의 형태로 얻어지지만, 그의 직통부에 길이 방향으로 직경 분포를 갖고 있는 것, 환언하면, 이 직통부에 최소 직경부와 최대 직경부가 형성되어 있는 것이 현저한 특징이다. 즉, 본 발명의 다결정 규소 로드의 직통부는, 이것을 직통부에 연속해 있는 가교부에서 분리하면, 직경 분포를 이용하여, 특별한 형상 가공을 행하는 일없이, 그대로 리프팅 후크를 이용하여 현수하고, 크레인 등으로 반송하여, FZ법 또는 CZ법의 리차지에 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다결정 규소 로드는 그의 직통부가 반송성이 매우 우수하다.
또한, 상기한 바와 같은 형상의 규소 로드는, 특히 벨 자 내의 반응실 내에 연장되어 있는 가스 공급관으로부터 반응 가스를 가로 방향으로 토출시키는 구조를 갖는 제조 장치를 이용함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 이러한 구조의 제조 장치에 있어서는 규소 로드의 직통부의 반응 가스가 분사된 부분의 온도가 낮아지고, 그 결과, 반응 가스가 분사된 부분에서의 규소의 석출ㆍ성장이 늦어져, 이 부분에 오목부(최심부가 최소 직경부가 됨)가 형성되는 것이 되기 때문이다.
도 1은 본 발명의 다결정 규소 로드에 있어서의 직통부의 바람직한 형상을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다결정 규소 로드에 있어서의 직통부의 다른 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 다결정 규소 로드의 직통부의 반송 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 2의 다결정 규소 로드의 직통부의 반송 상태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 1의 규소 로드의 주요부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 6은 다결정 규소 로드의 제조에 이용하는 규소 제조 장치의 개략 구조를 나타내는 측단면도이다.
도 7은 다결정 규소 로드의 제조에 이용하는 도 6의 규소 제조 장치의 반응실 A 내부를 상부로부터 바닥판을 부감한 개략도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 제조 장치에 있어서, 특히 도 1의 형상의 다결정 규소 로드의 제조에 바람직하게 사용되는 가스 공급관의 선단 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다결정 규소 로드에 있어서의 직통부의 다른 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 다결정 규소 로드의 직통부의 반송 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 2의 다결정 규소 로드의 직통부의 반송 상태를 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 1의 규소 로드의 주요부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 6은 다결정 규소 로드의 제조에 이용하는 규소 제조 장치의 개략 구조를 나타내는 측단면도이다.
도 7은 다결정 규소 로드의 제조에 이용하는 도 6의 규소 제조 장치의 반응실 A 내부를 상부로부터 바닥판을 부감한 개략도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 제조 장치에 있어서, 특히 도 1의 형상의 다결정 규소 로드의 제조에 바람직하게 사용되는 가스 공급관의 선단 부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
본 발명의 다결정 규소 로드는, 제조 직후의 상태에서는 역 U자형 형상을 갖고 있고, 2개의 직통부를 갖고 있고, 이들 직통부의 상단은 가교부를 통해 서로 연속해 있고, 그의 하단에는, 후술하는 제조 장치에 설치되어 있는 전극이 결합하고 있다. 이러한 구조는 종래 공지된 다결정 규소 로드와 동일하지만, 앞에서도 말한 바와 같이, 본 발명에서는 이 직통부에 직경 분포가 형성되어 있는 점에 신규한 특징을 갖는다.
상기한 바와 같은 형상의 직통부의 형상을 나타내는 도 1 및 도 2를 참조하여, 이들 도에서는 전체로서 (50)으로 나타내는 다결정 규소 로드의 직통부가, 상단에 연속해 있는 가교부 및 하단에 접합되어 있는 전극 부분을 잘라낸 상태로 나타낸다.
즉, 본 발명에서는 직통부 (50)에 직경 분포가 형성되어 있기 때문에, 이 직경 분포에 따라, 최소 직경부와 최대 직경부가 형성되어 있다.
예를 들면, 도 1의 예에서는 직통부 (50)의 하단부의 근방에는 오목부 (51)이 형성되어 있고, 이 오목부 (51) 내에 최소 직경부 (53)이 존재하고 있다. 이 양태에 있어서, 직통부 (50)은 오목부 (51)이 형성되어 있는 것을 제외하면, 실질적으로 원주 형상을 갖고 있기 때문에, 최대 직경부 (55)는 오목부 (51)을 제외하는 영역에 상당한다.
또한, 도 2의 예에서는 직통부 (50)의 외면은 테이퍼면으로 되어 있고, 도 2에서는 그의 상단부가 최소 직경부 (53)으로 되어 있고, 그의 하단부가 최대 직경부 (55)로 되어 있고, 상단에서 아래쪽으로 감에 따라, 점차 직경이 증대하는 형상으로 되어 있다.
즉, 상기한 바와 같이 절단되어 있는 직통부 (50)은 그의 직경 분포를 이용하여, 도 3 및 도 4에 나타낸 것처럼, 크레인의 리프팅 후크 (60)을 걸어 두어 반송할 수 있다. 예를 들면, 도 1과 같은 직경 분포를 갖는 직통부 (50)은 이것을 뒤집은 상태로 유지하여, 최소 직경부 (53)이 존재하고 있는 오목부 (51)에 리프팅 후크 (60)을 걸어 반송할 수 있다.
또한, 상기 도 1의 형상에 있어서의 오목부 (51)의 직통부 (50) 하단부에서부터의 위치 (L)은 리프팅 후크 (60)을 걸어 반송할 수 있는 위치이면 특별히 제한은 없지만, 리프팅 후크 (60)을 걸어 반송할 때의 안정성 등을 고려하면, 통상 직통부 (50)의 높이 (H)에 대한 비(L/H)가 0.2 이하, 특히 0.05 내지 0.1의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 2와 같은 직경 분포를 갖는 직통부 (50)은 이것을 뒤집은 상태로 유지하여, 리프팅 후크 (60)을 걸어 들어올리면, 상측이 최대 직경부 (55)로 되어있기 때문에, 직통부 (50)의 상측 부분이 리프팅 후크 (60)에 의해서 확실히 유지되게 되어, 아무런 문제점 없이 반송할 수 있다.
상기 본 발명의 다결정 규소 로드의 반송에 이용되는 리프팅 후크로서는 특별히 제한되지 않고, 공지된 다결정 규소 로드의 반송용의 리프팅 후크를 이용하는 것이 가능하다. 상기 리프팅 후크로서 구체적으로는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 다결정 규소 로드를 유지하는 와이어나 벨트 등의 유지부, 및 상기 유지부와, 반송을 위한 와이어 등을 접속하는 접속부를 갖는 리프팅 후크 등을 들 수 있다. 상기 리프팅 후크는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 와이어나 벨트 등의 유지부를 규소 로드에 권취하고, 또한 접속부에는 반송을 위하여 현수하기 위한 와이어 등을 접속한 상태에서, 현수함으로써, 다결정 규소 로드를 반송하는 것이 가능하다.
본 발명에서, 상기한 바와 같은 직통부 (50)의 직경 분포의 형태는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 최소 직경부 (53)의 위치는 도 1 및 도 2에 나타내는 위치로 한정되는 것은 아니다. 도시하지 않은 그 밖의 예로서, 예를 들면 직통부의 한쪽 말단으로부터, 직통부의 임의의 위치까지의 영역에서 테이퍼면을 형성하는 형상을 들 수 있다. 이러한 형상의 경우, 테이퍼면을 형성하는 영역이 다결정 규소 로드의 무게 중심에 대하여 한쪽의 영역으로 기울어 존재하면, 리프팅 후크를 걸어 반송할 때의 다결정 규소 로드의 안정성이 낮기 때문에, 테이퍼면을 형성하는 최소 직경부와 최대 직경부가 다결정 규소 로드의 무게 중심을 사이에 두고 존재하는 형상이 바람직하다.
또한, 상기 도 2의 형상과는 반대로, 직통부의 최소 직경 부분이 하단의 전극 근방에 위치하고 있고, 상기 최소 직경 부분에서 상측으로 감에 따라서 점차 직경이 증대하여, 상기 상측의 U자형으로 변곡하는 부분의 근방에 위치하는 부분이 최대 직경 부분이 되는 형상도 예로 들 수 있다. 일반적으로 지멘스법으로 얻어지는 다결정 규소 로드의 전극 근방 부근은, 전극의 재료인 탄소 등의 함유량이 비교적 높고, 상기 다결정 규소 로드를 FZ법 또는 CZ법의 리차지에 이용하는 경우에는 전극 근방 부분을 어느 정도 잘라내어 탄소 함유량이 적은 부분을 이용할 필요가 있지만, 상기 도 2의 형상의 다결정 규소 로드는 직통부의 최대 직경 부분이 전극 근방에 있기 때문에, 규소 로드를 불필요하게 잘라내는 일없이, FZ법 또는 CZ법의 리차지에 사용할 수 있어, 직통부의 최소 직경 부분이 하단의 전극 근방에 위치하는 형상의 다결정 규소 로드와 비교하여, 얻어지는 다결정 규소 로드를 효율적으로 사용할 수 있는 점에서 바람직하다.
상기 본 발명의 다결정 규소 로드의 형상 중에서도, 리프팅 후크를 걸기 쉽다는 측면, 및 리프팅 후크를 걸어 반송할 때의 다결정 규소 로드의 안정성이 높다는 측면에서, 도 1 및 도 2의 형태가 바람직하고, 도 1에 나타내는 형상의 규소 로드가 가장 바람직하다.
또한, 본 발명에서, 최소 직경부 (53)의 직경은 최대 직경의 60 내지 95％의 범위로 해야 한다. 즉, 최소 직경이 상기 범위보다 크면, 최소 직경과 최대 직경과의 차가 너무 작기 때문에, 상기한 바와 같은 리프팅 후크 (60)을 걸기 어려워지고, 반송성이 저하된다. 한편, 최소 직경이 상기 범위보다 작으면, 특히 도 1의 다결정 형상의 규소 로드에서는 반송성은 변하지 않지만, 다결정 규소 로드의 강도가 저하되어, 다결정 규소 로드의 제조 중에 상기 로드의 도괴 등을 일으키기 쉬워지기 때문이다.
또한, 도 2의 형상의 다결정 규소 로드에서는 테이퍼면의 경사가 클수록, 즉, 최소 직경이 작으면 작을수록, 규소 로드를 리프팅 후크 (60)에 걸었을 때의 안정성이 우수하고, 반송성이 우수하기 때문에 바람직하지만, 최소 직경이 너무 작으면, 원주형의 다결정 규소 로드에 비교하여, 로드당 규소의 양이 대폭 적어지기 때문에, FZ법 또는 CZ법의 리차지에 사용되는 다결정 규소 로드로서 효율적이지 않고 바람직하지 않다. 상기 도 2의 형상의 규소 로드에 있어서의 최소 직경부 (53)의 직경은 최대 직경의 70 내지 95％, 특히 80 내지 90％의 범위로 하는 것이, 반송성이 우수한 다결정 규소 로드를 효율적으로 얻는다는 관점에서, 특히 바람직하다.
추가로 또한, 본 발명에서, 최적의 형상을 갖고 있는 도 1의 규소 로드의 주요부를 확대하여 나타내는 도 5를 참조하여, 이 오목부 (51)의 폭 (w)는 일반적으로 400 내지 100 mm, 특히 200 내지 100 mm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 폭 (w)가 너무 작아지거나 또는 너무 커지거나 하면, 상술한 리프팅 후크 (60)을 걸기 어려워지거나, 또는 오목부 (51)에 리프팅 후크 (60)을 걸었을 때에 리프팅 후크 (60)이 불안정해질 우려가 있기 때문이다.
또한, 이 예에서, 오목부 (51)의 상측 및 하측의 부분은 실질적으로 원주형인데, 이 규소 로드는 화학적인 반응에 의해 얻어지는 것으로, 기계적인 방법에 의해 얻어지는 것이 아니어서, 따라서, 그의 직경에 변동이 생기기 쉽고, 특히 규소 로드의 상측 부분이나 하단부 근방일수록, 변동이 커지는 경향이 있다. 따라서, 오목부 (51)의 폭 (w)를 정밀도 있게 산출하기 위해서는, 예를 들면 로드의 외주면을 따라서 외장선(접선) (Y)를 빼고, 이 외장선 (Y)를 기준으로 하여 오목부 (51)의 폭 (w)를 산출하는 것이 바람직하다.
<규소 로드의 제조>
상술한 형상의 직통부 (50)을 구비한 본 발명의 다결정 규소 로드는 제조 과정의 로드에 대하여 직통부 (50)의 직경 분포에 대응하는 석출 속도 분포를 형성시킴으로써 제조된다. 이하, 이 제조법에 대해서 설명한다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다결정 규소 로드의 제조에 이용하는 제조 장치는 전체로서 (1)로 표시되어 있고, 기본적으로는 종래 공지된 것과 동일하다. 즉, 이 장치 (1)은 바닥판 (3)을 벨 자 (5)로 덮음으로써 형성된 반응실 (A)를 구비하고 있다. 또한, 바닥판 (3)에는 바닥판으로부터 절연된 전극 (7)이 설치되어 있고, 이 전극 (7)에 접속하여 세워져 있는 한쌍의 규소 코어선, 및 이 규소 코어선의 상단을 연결하는 가교선을 포함하는 규소 코어재 (9)(π자형으로 형성됨)가 바닥판 (3) 상에 세워 설치되고, 추가로 전극 (7)을 통해 규소 코어재 (9)에 통전 가열되도록 구성되어 있다.
또한, 가교부로는 과거에는 흑연이 이용되었던 적도 있지만, 고순도의 다결정 규소 로드를 얻는다는 관점에서 주로 규소가 이용되고 있다.
또한, 도 7에서는 규소 코어재 (9)가 6개 나타나 있는 바와 같이, 이 규소 코어재 (9)는 통상, 반응실 (A)의 용적에 따라서 복수 설치되어 있고, 규소 코어재 (9)의 각각이 전극 (7)에 접속하여 세워 설치되고, 각 규소 코어재 (9)에 통전 가열되도록 되어 있다.
추가로 또한, 벨 자 (5)의 외면 또는 바닥판 (3)은 반응실 (A) 내벽을 용이하게 냉각할 수 있도록, 냉각 쟈켓(도시하지 않음)으로 덮는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이 형성된 반응실 (A)에는 바닥판 (3)을 통해 가스 공급관 (15) 및 가스 배출구관 (17)이 삽입되어 있고, 가스 공급관 (15)를 통해, 소정의 반응 가스가 반응실 (A) 내에 공급되어, 가스 배출관 (17)로부터 미반응 가스나 부생하는 화합물의 가스가 반응실 (A)에서 배기되도록 되어 있다.
상기한 규소 제조 장치 (1)을 이용한 다결정 규소 로드의 제조는, 이하와 같이 하여 행해진다.
즉, 전극 (7)을 통해 규소 코어재 (9)로의 통전 가열에 의해서, 규소 코어재 (9)의 온도를 규소의 석출 온도 이상으로 가열한다. 규소의 석출 온도는, 후술하는 클로로실란 가스가 트리클로로실란인 경우에는 약 900 ℃ 이상이지만, 규소 코어재 (9) 상에 규소를 신속히 석출하기 위해서, 일반적으로는 1000 내지 1100 ℃ 정도의 온도로 유지되도록, 규소 코어재 (9)가 통전 가열된다.
규소 코어재 (9)로의 통전을 개시함과 동시에, 또는 규소 코어재 (9)의 온도가 규소의 석출 온도 이상에 다다른 시점에서, 반응실 (A) 내에 반응성 가스로서 클로로실란 가스 및 캐리어 가스를 공급하여, 규소를 생성시킨다. 클로로실란 가스로서는 트리클로로실란(이하, TCS라고 함), 디클로로실란 등의 클로로실란의 가스가 단독으로, 또는 복수의 클로로실란 가스의 혼합 가스로서 사용되고, 일반적으로는 TCS 가스가 바람직하게 사용된다. 또한, 캐리어 가스로서는 환원성이 있는 수소 가스가 사용되는 경우가 많다.
상기한 반응성 가스의 공급에 의해 생성된 규소(Si)는 상기한 규소 코어재 (9) 상에 석출되고, 이 반응을 계속함으로써, 규소 코어재 (9) 상의 규소가 성장하여, 최종적으로 다결정 규소으로 이루어지는 규소 로드 (X)가 얻어지게 된다.
상기한 바와 같이 하여, 일정한 굵기의 다결정 규소 로드 (X)가 얻어진 단계에서 반응을 종료하고, 규소 코어재 (9)로의 통전을 정지하여, 반응실 (A) 내에서 클로로실란 가스, 수소 가스 및 부생한 사염화규소나 염화수소 등을 배기한 후, 안전한 가스로 반응실 (A) 내를 치환한 후, 벨 자 (5)를 개방하여 다결정 규소 로드 (X)를 꺼낸다.
이와 같이 하여 형성되는 다결정 규소 로드 (X)는 규소 코어재 (9) 상에의 석출에 따라, 서서히 각이 원만해지기 때문에, 전체로서 역 U자형 형상을 가지며, 2개의 직통부 (50)을 갖고, 이 직통부 (50)의 하단에는 전극 (7)이 결합하고 있고, 그의 상단은 양 직통부 (50)을 연결하고 있는 가교부 (65)에 이어져 있다.
본 발명에서는, 상기한 바와 같이 하여 형성되는 직통부 (50)이 길이 방향으로 직경 분포를 갖고, 예를 들면 상술한 도 1 또는 도 2에 나타나 있는 형상을 갖고 있는 것이지만, 이러한 형상으로 하기 위해서, 가스 공급관 (15)로부터 반응실 (A) 내에 공급되는 반응성 가스를 이용하여, 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)의 직경 분포에 대응하는 석출 속도 분포를 형성시킨다.
규소 코어재, 및 다결정 규소 로드 표면 상에 규소가 석출되는 기구에 대해서는, 구체적으로는 분명하지 않지만, 다결정 규소 로드 표면의 온도, 및 상기 표면 부근에 존재하는 클로로실란으로부터 형성되는 반응종의 농도에 의존하는 것이라고 생각된다. 따라서, 반응실 A에 공급되는 클로로실란 가스의 공급량이나 유속, 클로로실란 가스 온도 등을 조절함으로써, 다결정 규소 로드 표면에서의 규소의 석출 속도를 조절하는 것이 가능하다.
<도 1의 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드의 제조>
상술한 도 1에 나타내는 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드 (X)를 형성시키기 위해서는 특히 도 8에 나타내는 바와 같이, 그의 선단에 토출 노즐 (20)을 장착하고, 이 토출 노즐 (20)에 의해, 반응성 가스의 분사 방향을 규제하는 것이 좋다.
즉, 이 토출 노즐 (20)에는 반응성 가스를 바닥판 (3)의 상면과 평행인 가로 방향으로 분사하기 위한 측면 토출구 (20a)가 설치되어 있고, 이 측면 토출구 (20a)에서, 다결정 규소 로드 (X)(반응 초기에서는 규소 코어재 (9))의 직통부 (50)에 있어서의 오목부를 형성하는 개소에 직접 반응성 가스를 분사하는 것이 좋다. 즉, 가스 공급관 (15)로부터 공급되는 반응성 가스는 다결정 규소 로드 (X)의 표면 온도보다 낮기 때문에, 반응성 가스의 분사에 의해 다결정 규소 로드 (X)의 표면이 국부적으로 냉각되어, 반응성 가스가 분사된 개소의 규소 석출 속도를 크게 저하시킬 수 있고, 이에 따라, 오목부를 빠르게 형성할 수 있다.
또한, 상기한 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 토출 노즐 (20)(특히 측면 돌출구 (20a))의 위치는, 당연한 일이지만 전극 (7)의 상단보다 높은 위치에 설정되게 된다.
또한, 상기한 토출 노즐 (20)에는 측면 토출구 (20a)와 같이, 그의 상단면에 바닥판 (3)의 상면에 대하여 수직 방향 상측에 가스를 분출하기 위한 상면 토출구 (20b)를 설치하는 것이 바람직하고, 이 노즐 (20)에 의해, 반응성 가스를 가로 방향과 동시에 상측에도 분출하는 것이 바람직하다. 즉, 가로 방향에만 반응성 가스를 분출하는 구조로 하면, 반응실 (A)의 상측 부분에서의 반응성 가스의 농도가 낮아지고, 그 결과, 얻어지는 규소 로드 (X)의 상측 부분이 팝콘형이 되어 취약해지는 경우가 있다. 이러한 문제점을 회피하기 위해서, 상측에도 반응성 가스가 분출되는 구조로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 8의 예에서는 노즐 (20)이 원통 형상을 갖고 있지만, 이러한 형태로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 노즐 (20)을 링 형상으로 하고, 링 형상의 노즐 (20)을 다결정 규소 로드 (X)를 둘러싸도록 배치하는 것도 가능하다.
또한, 상기 가스 공급관 (15)나 노즐 (20)의 재질은, 공급되는 반응성 가스를 오염시키지 않는 재질이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 규소제, 탄화규소제, 흑연제 또는 흑연의 표면을 규소으로 피복한 것 등을 들 수 있다.
도 6을 참조하여, 상기 노즐 (20)과 규소 코어재 (9)의 표면과의 거리 (d)는 반응성 가스를 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)에 있어서의 오목부를 형성하는 개소에 직접 분사하는 것이 가능하면, 특별히 제한되지 않고, 생성되는 다결정 규소 로드 (X)의 크기 등을 감안하여 적절하게 결정할 수 있지만, 거리가 너무 짧으면, 냉각 효과가 너무 커서 형성되는 오목부의 직경이 너무 작아지고, 또한 너무 크면, 냉각 효과가 작아지기 때문에, 효율적이지 않다. 상기 거리 (d)는, 예를 들면 최대 직경 120 mm, 직통부의 높이 2 m의 다결정 규소 로드 (X)를 생성하는 경우, 50 내지 300 mm의 범위에서 적절하게 결정하면 충분하다.
가스 공급관 (15)(노즐 (20))에 의해, 규소 코어재 (9)에 분사하는 반응성 가스의 온도는, 도 1에 나타내는 형상의 다결정 규소 로드 (X)를 형성시키는 조건이면, 특별히 제한되지 않고, 벨 자 (5)의 크기나, 설치하는 규소 코어재 (9)의 수, 및 생성되는 다결정 규소 로드 (X)의 크기나 규소 석출 반응 시간 등을 감안하여 적절하게 결정할 수 있다. 그러나, 너무 낮은 온도의 반응성 가스는 반응성 가스를 냉각하기 위한 장치가 필요해져, 장치가 번잡하게 되어 바람직하지 않고, 또한 너무 높은 온도의 반응성 가스는 오목부를 형성하는 개소의 냉각 효과가 작아지기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 클로로실란 가스로서 TCS를 사용하는 경우, 상기 반응성 가스의 온도는 실온 내지 700 ℃의 범위에서 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반응성 가스의 공급 속도는 오목부를 형성하는 개소의 다결정 규소 로드 (X)의 표면을 부분적으로 냉각시켜, 규소 석출 속도를 부분적으로 저하시키면 특별히 제한없고, 벨 자 (5)의 크기나, 설치하는 규소 코어재 (9)의 수, 및 생성되는 다결정 규소 로드 (X)의 크기나 규소 석출 반응 시간 등을 감안하여 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로, 일정한 석출 속도를 유지시키기 위해서, 반응성 가스의 유량은 석출 반응의 진행에 따라 증가시키는 경우가 많다. 예를 들면, 최대 직경이 110 내지 120 mm의 규소를 얻는 경우, 노즐 (20)에 직경 5 mm의 측면 토출구 (20a)가 설치되어 있을 때의 상기 측면 토출구 (20a)에서 분출되는 반응성 가스의 유속은 규소 석출 반응 종료 직전(즉, 다결정 규소 로드 (X)의 최대 직경이 120 mm가 될 때까지 성장했을 때)에 있어서 선 속도로 10 내지 30 m/s 정도이면 충분하다.
또한, 측면 토출구 (20a)에서 분출되는 반응성 가스의 유량 (A)와 상면 토출구 (20b)에서 분출되는 반응성 가스의 유량 (B)의 유량비 (A/B)를 조정함으로써, 규소 로드 (X)에 형성되는 오목부 (51)의 폭 (w)를 조정할 수 있다. 즉, 이 유량비 (A/B)의 값이 클수록, 오목부 (51)의 폭 (w)는 작아지고, 유량비 (A/B)의 값이 작을수록, 오목부 (51)의 폭 (w)가 커진다. 따라서, 이것을 이용하여, 유량비 (A/B)를 적절하게 변경함으로써, 오목부 (51)의 폭 (w)를 크게 하거나 또는 작게 할 수 있다.
<도 2의 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드의 제조>
또한, 도 2에 나타내는 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드 (X)를 형성시키기 위해서는 규소 로드 (X)의 직통부 (50)의 하단부의 규소 석출 속도가 빠르고, 상측을 향해서 석출 속도를 저하시키는 석출 속도 분포를 형성시킬 필요가 있다. 상기한 석출 속도 분포를 형성시키기 위한 수단으로서, 예를 들면 반응실 (A)에 공급되는 클로로실란 가스의 공급량을 낮추는 수단을 들 수 있다.
즉, 반응성 가스를 가스 공급관 (15)로부터 반응실 (A)에 공급하면, 반응성 가스는 열대류에 의해, 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)의 표면 위를 도 2의 (Z) 방향을 향해서 상승하는데, 다결정 규소 로드 (X)의 표면에서는 석출 반응이 진행되어, 반응성 가스 중의 클로로실란 가스가 소비되기 때문에, 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)의 표면 부근의 클로로실란 가스 농도는 다결정 규소 로드 (X)의 하단부가 높고, 상측을 향해서 저하된다. 따라서, 반응실 (A)에 공급되는 클로로실란 가스량을 충분히 적게 함으로써, 다결정 규소 로드 (X)의 상측으로 갈수록, 다결정 규소 로드 (X)의 표면 부근의 클로로실란 가스가 부족하여 석출 속도가 크게 저하되게 되어, 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)에 상기한 석출 속도 분포를 형성시키는 것이 가능하다.
도 2에 나타내는 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드 (X)를 형성시키기 위해서, 상기 반응실 (A)에 공급하는 반응성 가스의 공급 조건은 상기한 석출 속도 분포를 형성시키는 것이 가능하면, 특별히 제한되지 않고, 벨 자 (5)의 크기 등을 감안하여 적절하게 결정할 수 있다. 상기한 석출 속도 분포의 형성이 용이하다는 점에서, 반응실 (A)에 공급하는 클로로실란 가스의 공급량을 낮추는 반응성 가스의 공급 조건으로 하는 것이 바람직하지만, 너무 낮으면 충분한 크기의 다결정 규소 로드를 얻기 위해서 필요한 시간이 너무 길어, 공업적으로 효율적이라고 할 수 없다. 또한, 반응실 (A)의 상부에서의 반응성 가스의 농도가 과도하게 저하되기 때문에, 규소 로드 (X)의 상부가 상술한 팝콘형이 되어 취약해진다. 따라서, 상기 반응실 (A)에 공급하는 반응성 가스의 공급 조건으로서, 예를 들면 클로로실란 가스로서 TCS를 사용하고, 규소의 석출을 1000 ℃에서 행하는 경우, 규소 표면적당 클로로실란 가스 공급량으로서, 0.02 내지 0.07 mol/㎠ㆍh의 범위에서, 특히 바람직하게는 0.04 내지 0.06 mol/㎠ㆍh의 범위에서, 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)의 하단부 표면 부근에서의 규소 석출 속도를 올린다는 관점에서, 상기 반응실 (A)에 공급하는 반응성 가스의 온도는 높을수록 바람직하다. 그러나, 너무 높은 온도의 반응성 가스는 배관으로부터의 오염이나 제품의 순도 저하, 및 배관의 열화 등의 트러블의 요인이 되기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 클로로실란 가스로서 TCS를 사용하는 경우, 상기 반응성 가스의 온도는 실온 내지 500 ℃의 범위에서, 특히 200 내지 350 ℃의 범위에서 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
상기 도 2의 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드 (X)를 형성시키기 위한 가스 공급구 (15)의 형상으로서는, 반응성 가스를 상기한 공급량으로 반응실 (A)에 공급할 수 있는 것이면, 특별한 제한은 없고, 공지된 형상의 가스 공급구로 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 수단 이외에, 도 2에 나타내는 형상의 직통부를 갖는 다결정 규소 로드 (X)를 형성시키는 위한 수단으로서는 다결정 규소 로드 (X)의 직통부 (50)의 높이에 대하여, 벨 자 (5)의 천장의 높이를 높게 함으로써, 다결정 규소 로드 (X)의 가교부 (65) 부근의 벨 자 (5) 내벽으로부터의 적외선 반사량을 감소시켜, 다결정 규소 로드 (X) 상부의 표면 온도를 내리는 수단을 채용하는 것도 가능하다. 이러한 수단에 있어서의 벨 자 (5)의 천장의 바닥판으로부터의 높이는, 예를 들면 직통부의 높이 2 m의 다결정 규소 로드 (X)를 생성하는 경우, 3 m 이상의 범위에서 적절하게 결정하면 충분하다.
<석출 반응 후의 처리>
이와 같이 하여 직통부 (50)에 직경 분포가 형성된 규소 로드 (X)는, 통상법에 따라, 직통부 (50)의 하단 부분의 근방을 절단하여 전극 (7)로부터 분리하고, 또한 직통부 (50)의 상단 부분을 절단하여 가교부 (65)로부터 분리하고, 도 3 또는 도 4에 나타낸 바와 같이, 직통부의 형상에 맞추어 리프팅 후크 (60)을 걸어 들어 올리는 것이 가능해진다.
상술한 본 발명의 다결정 규소 로드에서는, 절단된 직통부를 형상 가공하지 않고, 그대로의 형태로 용이하게 반송할 수 있어, 반송에 요하는 노동력을 현저히 경감할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위해서, 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
도 6 및 도 7에 나타내는 제조 장치에서 다결정 규소 로드의 제조를 행하였다.
또한, 가스 공급관 (15)의 선단 부분에는 상면 토출구와 4개의 측면 토출구를 갖는 노즐 (20)을 장착하였다. 이 상면 토출구의 직경(노즐 (20)의 선단부 내직경)은 20 mm, 4개의 측면 토출구의 직경은 각각 5 mm이다.
상기한 노즐 (20)의 선단 위치는 바닥판 (3)으로부터의 높이 400 mm로 하고, 4개의 측면 토출구의 위치는 각각, 바닥판 (3)으로부터의 높이 300 mm로 설정되어 있다.
또한, 바닥판 (3)의 전극 (7)에는 가로세로 8 mm, 높이 2.2 m의 가는 막대로 이루어지는 π자형의 규소 코어재 (9)를 세워 설치하였다.
또한, 가스 공급관 (15)(노즐 (20))와 규소 코어재 (9)와의 거리 (d)는 200 mm로 하였다.
전극 (7)을 통해 규소 코어재 (9)로의 통전을 개시하여, 규소 코어재 (9)의 표면 온도가 1000 ℃가 된 시점에서, 가스 공급관 (15)로부터 노즐 (20)을 통해, TCS와 수소를 1:5의 비로 미리 혼합한 온도 25 ℃의 반응성 가스를 공급하였다.
이 때, 가스의 공급량은 규소 코어재 (9)의 표면에 석출시킨 규소 로드의 직경이 커짐에 따라서, 규소 로드의 표면적당 TCS 가스 공급량이 0.09±0.01 mol/㎠ㆍh로 유지되도록 조정하고, 직통부의 최대 직경이 120 mm가 될 때까지, 규소 석출 반응을 행하였다.
반응 종료 직전의 가스 공급구 (15)로부터 공급되는 반응성 가스의 선 속도는 약 18 m/s였다.
반응 종료 후, 반응성 가스의 공급, 및 규소 코어재 (9)로의 통전을 정지하고, 직통부 (50)의 하단 부분의 근방을 절단하여 전극 (7)로부터 분리하고, 또한 직통부 (50)의 상단 부분을 절단하여 가교부 (65)로부터 분리하여, 길이 2 m의 다결정 규소 로드를 취출한 바, 직통부 (50)의 하단부에 오목부 (51)이 형성된 다결정 규소 로드가 얻어졌다.
최소 직경부는 다결정 규소 로드의 하단에서부터 위로 20 cm의 개소이고, 최소 직경은 109 mm(최대 직경의 91％)였다. 또한, 오목부의 폭은 150 mm였다.
얻어진 다결정 규소 로드의 오목부에 리프팅 후크를 걸어 반송한 바, 특별한 문제 없이 반송할 수 있었다.
<실시예 2 내지 4>
노즐 (20)의 상면 토출구의 직경(노즐 (20)의 선단부 내경), 및 4개의 측면 토출구의 직경을 표 1에 나타내는 직경으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 다결정 규소 로드의 제조를 행하였다. 최소 직경, 및 오목부의 폭을 표 1에 나타내었다.
<실시예 5>
도 6 및 도 7에 나타내는 제조 장치에서 규소 로드의 제조를 행하였다.
또한, 가스 공급관 (15)의 내경은 40 mm로 하고, 노즐 (20)은 설치하지 않고, 가로세로 8 mm, 높이 2.2 m의 가는 막대로 이루어지는 π자형의 규소 코어재 (9)를 전극 (7) 상에 설치하였다.
실시예 1과 동일하게 하여 규소 코어재 (9)로의 통전을 개시하고, 규소 코어재 (9)의 표면 온도가 1000 ℃가 된 시점에서, 가스 공급관 (15)로부터, TCS와 수소를 1:5의 비로 미리 혼합한 온도 200 ℃의 반응성 가스를 공급하였다.
반응성 가스의 공급량은 규소 로드의 직경이 커짐에 따라서, 규소 로드의 표면적당 TCS 가스 공급량이 0.04±0.005 mol/㎠ㆍh가 되도록 조정하여, 최대 직경이 110 mm가 될 때까지, 규소 석출 반응을 행하였다.
반응 종료 후, 실시예 1과 동일하게, 길이 2 m의 다결정 규소 로드를 취출한 바, 도 2에 나타내는 형상의 다결정 규소 로드가 얻어졌다.
최소 직경부는 직통부 (50)의 상단부이고, 최소 직경은 88 mm(최대 직경의 80％)였다.
얻어진 규소 로드를 최대 직경부가 위가 되도록 유지하여 리프팅 후크를 걸어 반송한 바, 특별한 문제없이 반송할 수 있었다.
<실시예 6>
규소 로드의 표면적당 TCS 가스 공급량이 0.03±0.005 mol/㎠ㆍh가 되도록 조정하면서 반응성 가스를 공급한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 규소 석출 반응을 행하였다.
반응 종료 후, 실시예 2와 동일하게, 길이 2 m의 다결정 규소 로드를 취출한 바, 도 2에 나타내는 형상의 다결정 규소 로드가 얻어졌다.
최소 직경부는 직통부 (50)의 상단부이고, 최소 직경은 79 mm(최대 직경의 72％)였다.
얻어진 규소 로드를 최대 직경부가 위가 되도록 유지하여 리프팅 후크를 걸어 반송한 바, 특별한 문제없이 반송할 수 있었다.
<비교예 1>
규소 로드의 표면적당 TCS 가스 공급량이 0.09±0.005 mol/㎠ㆍh가 되도록 조정하면서 반응성 가스를 공급한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 규소 석출 반응을 행하였다.
반응 종료 후, 실시예 2와 동일하게, 길이 2 m의 다결정 규소 로드를 취출한 바, 최소 직경은 108 mm(최대 직경의 98％)였다. 또한, 규소 로드의 외면은 테이퍼형의 경사면이 되어 있고, 오목부는 형성되어 있지 않았다.
3: 바닥판
5: 벨 자
7: 전극
9: 규소 코어재
15: 가스 공급관
17: 가스 배출관
20: 노즐
20a: 노즐의 측면 토출구
20b: 노즐의 상면 토출구
50: 직통부
51: 오목부
53: 최소 직경부
55: 최대 직경부
60: 리프팅 후크
65: 가교부
X: 규소 로드
Z: 반응 가스 분사 방향
5: 벨 자
7: 전극
9: 규소 코어재
15: 가스 공급관
17: 가스 배출관
20: 노즐
20a: 노즐의 측면 토출구
20b: 노즐의 상면 토출구
50: 직통부
51: 오목부
53: 최소 직경부
55: 최대 직경부
60: 리프팅 후크
65: 가교부
X: 규소 로드
Z: 반응 가스 분사 방향
Claims (6)
- 전극 상에 세워 설치된 한쌍의 규소 코어선과 상기 규소 코어선의 상단끼리를 연결하고 있는 가교선을 포함하는 규소 코어재에, 화학 기상 석출법에 의해 규소를 석출ㆍ성장시켜 얻어지며, 상기 코어선 상에 석출ㆍ성장시킨 직통부(straight body portion)와 상기 가교선 상에 석출시킨 가교부를 갖고 있는 다결정 규소 로드(rod)이며,
상기 규소 로드의 직통부는 길이 방향으로 직경 분포를 갖고 있고, 상기 직통부의 최소 직경이 그의 최대 직경의 60 내지 95％의 크기로 조정되어 있고,
상기 직통부의 전극 근방에 위치하는 부분에 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부의 최심부가 상기 최소 직경부로 되어 있고,
상기 오목부의 위와 아래에 직통부가 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 규소 로드. - 제1항에 있어서, 상기 오목부를 남기는 방식으로 상기 직통부와 가교부가 절단되어 반송에 제공되는 다결정 규소 로드.
- 한쌍의 전극이 유지되어 있는 바닥판과, 한쌍의 규소 코어선과 상기 규소 코어선의 상단끼리를 연결하고 있는 가교선을 포함하고, 상기 규소 코어선의 하단이 상기 한쌍의 전극에 유지되며 세워 설치되어 있는 π자형 규소 코어재와, 상기 규소 코어재가 수용되도록 바닥판 (3)을 덮고 있는 벨 자(bell jar)를 구비하고 있고, 상기 벨 자와 바닥판에 의해 형성되어 있는 반응실 내에는 상기 바닥판을 통해서 가스 공급관 및 가스 배출관이 연장되어 있는 다결정 규소 로드의 제조 장치이며,
상기 가스 공급관의 선단부에 가스 토출 노즐이 설치되어 있고, 상기 가스 토출 노즐에는 상기 바닥판의 상면과 평행인 가로 방향으로 가스를 토출시키기 위한 측면 토출구가 형성되어 있고,
상기 측면 토출구에서, 다결정 규소 로드의 오목부를 형성하는 개소에 직접 반응성 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 다결정 규소 로드의 제조 장치. - 제3항에 있어서, 상기 가스 토출 노즐에는 상기 바닥판의 상면에 대하여 수직 위쪽으로 가스를 토출시키기 위한 상면 토출구가, 상기 측면 토출구와 함께 형성되어 있는 제조 장치.
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