KR20140031597A - DEVICE FOR NANO PARTICLE GENERATION BY USING ?c?? - Google Patents

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Abstract

The present invention locates a first gas inlet close to a plasma reaction unit and a second gas inlet far from the plasma reaction unit, and cross-arranges inlet pipes per injection gas for properly mixing first gas; is capable of performing a uniform plasma reaction between first gas and second gas in a plasma reaction region; is capable of minimizing a plasma spreading phenomenon by increasing the density of plasma in short period of staying time; is capable of easily controlling particle sizes; and improves yield by injecting cooling gas for preventing the formation of particle cohesion among produced particles. [Reference numerals] (AA) First gas; (BB) Second gas

Description

ＩＣＰ를 이용한 실리콘 나노입자 제조장치{Device for Nano Particle Generation by using ＩＣＰ } (Device for Nano Particle Generation by using ICP)

본 발명은 실리콘 나노입자를 생성하기 위해 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용하는 장치로서, 종전보다 가스반응영역을 균일하게 하는 한편, 플라즈마 밀도를 높여 실리콘 나노입자의 입도제어를 용이하게 하고, 생성 수율을 향상시킨 장치이다.The present invention relates to a device using ICP (Inductive Coupled Plasma) for producing silicon nanoparticles, which makes it possible to uniformize the gas reaction region and to control the particle size of the silicon nano-particles by increasing the plasma density, .

최근 태양전지나 LED와 같은 광전변환/광변환 소재로 많이 이용되고 있는 실리콘 나노입자의 제조방법 중 고순도의 실리콘 나노입자의 입도제어에 유리한 기상반응법은 주로 레이저나 열플라즈마를 이용하고 있으나, 이와 같은 에너지원을 사용할 경우, 생성된 실리콘 나노입자들이 높은 열로 인하여 서로 응집되어, 수 마이크로미터(㎛) 크기의 2차 입자를 형성하는 문제점이 있다.Recently, the vapor phase reaction method, which is advantageous for controlling the particle size of high-purity silicon nano-particles, mainly uses laser or thermal plasma among manufacturing methods of silicon nano-particles, which are widely used as photoelectric conversion / photo- conversion materials such as solar cells and LEDs, When the energy source is used, there is a problem that the generated silicon nanoparticles cohere to each other due to high heat, forming secondary particles of several micrometers (탆) size.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근 ICP(Inductive Coupled Plasma)와 같은 저온 플라즈마를 이용하여 상기의 실리콘 나노입자의 응집 현상을 해결하고 있다.To solve this problem, the coagulation phenomenon of the silicon nanoparticles is solved by using a low-temperature plasma such as ICP (Inductive Coupled Plasma).

종래의 ICP를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치는 반응기 외부에 ICP(Inductive Coupled Plasma) 코일을 감고, 실리콘 나노입자 형성을 위한 제1가스 및 실리콘 나노입자 표면반응을 위한 제2가스를 동시에 반응기로 공급하는 구조를 갖고 있었다.Conventional ICP-based silicon nanoparticle production equipment is a device in which an ICP (Inductive Coupled Plasma) coil is wound around the outside of a reactor, and a first gas for forming silicon nanoparticles and a second gas for surface reaction of silicon nanoparticles are simultaneously supplied to the reactor Structure.

하지만, ICP를 이용한 종래의 실리콘 나노입자 제조 장치의 경우, 반응기 내부의 플라즈마 퍼짐 현상으로 인해 넓은 범위의 플라즈마 반응영역을 가지게 되고, 이로 인해 실리콘 나노입자의 입도 제어가 어려워지는 문제점이 있으며, 상기의 플라즈마 퍼짐 현상으로 인해 제2가스가 넓은 반응영역을 가지게 되고, 반응시간 역시 길어져서 실리콘 나노입자의 입도제어가 어렵고 및 수율이 악화되는 문제점이 있었다.However, in the case of a conventional apparatus for producing silicon nanocrystals using ICP, there is a problem in that it is difficult to control the particle size of the silicon nanoparticles due to the plasma spreading phenomenon within the reactor, which results in a wide range of plasma reaction regions. The second gas has a wide reaction region due to the plasma spread phenomenon, and the reaction time is also prolonged, so that it is difficult to control the particle size of the silicon nanoparticles and the yield is deteriorated.

따라서, ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용하여 실리콘 나노입자를 제조할 경우, 반응기 내부의 플라즈마 반응을 균일하게 하여, 실리콘 나노입자의 입도제어를 원할히 하고, 생성입자의 손실을 최소화시켜 수율을 향상시킬 수 있는 실리콘 나노입자 제조 장치가 요구된다.Therefore, when silicon nanoparticles are produced using ICP (Inductively Coupled Plasma), the plasma reaction inside the reactor is made uniform, the particle size control of the silicon nanoparticles is made smooth, and the loss of generated particles is minimized to improve the yield A silicon nanocrystal production device capable of producing a silicon nanocrystal is required.

국내특허공개 10-2010-0091554(2010.8.19)는 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용한 실리콘 나노입자 제조장치에 관한 것으로, 도 1-7참조Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0091554 (Aug. 18, 2010) relates to an apparatus for producing silicon nano-particles using ICP (Inductive Coupled Plasma), see FIG. 1-7

본 발명은 고밀도 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용한 기상반응법으로 실리콘 나노입자를 제조함에 있어, 반응기 내부에서 플라즈마 반응에 의한 실리콘 나노입자 생성반응이 균일하게 발생하여 입도제어가 용이하고, 냉각가스를 주입함으로서 생성입자 간의 응집에 의한 2차입자 형성을 방지하여 수율을 향상시킬수 있는 장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention relates to a process for producing silicon nanoparticles by a gas phase reaction method using high density ICP (Inductive Coupled Plasma), in which silicon nanoparticle formation reaction is uniformly generated within a reactor by a plasma reaction, And an object of the present invention is to provide a device capable of preventing the formation of secondary particles by agglomeration between generated particles to improve the yield.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실리콘 나노입자 제조장치는 반응기 입구의 가스 주입부, 외벽에 ICP(Inductive Coupled Plasma) 코일이 권취된 플라즈마 반응부, 생성된 실리콘 나노입자를 냉각시키는 냉각부, 냉각되어 메쉬 필터에 쌓인 입자를 수거하는 수거부로 이루어 지며, 특히, 상기 가스 주입부는 제1가스와 제2가스가 각각 수개의 주입구가 서로 교차 배열되고, 상기 제1가스의 주입관은 상기 플라즈마 반응부 상단까지 연장되어 설치되며, 노즐을 통해 냉각가스가 반응기의 냉각부로 주입되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a silicon nano-particle manufacturing apparatus comprising a gas injection unit at the inlet of a reactor, a plasma reaction unit wound with an ICP (Inductive Coupled Plasma) coil on an outer wall thereof, And a plurality of injection openings for injecting the first gas and a second gas are arranged crossing each other, and the injection tube for injecting the first gas is arranged in a cross- And the cooling gas is injected into the cooling part of the reactor through the nozzle.

이러한 본 발명은 실리콘 나노입자 형성을 위해 수개의 제1가스 및 제2가스주입관이 반응기의 상단부에서 서로 교차 배열되어 설치되고, 상기 제1가스의 주입관은 반응기의 플라즈마 반응부의 상단까지 연장되어 설치됨으로서, 반응기 내부에서 플라즈마 반응에 의한 실리콘 나노입자 생성반응이 균일하게 발생할 뿐 아니라, 플라즈마 영역이 좁고 밀도가 높아 실리콘 나노입자의 입도제어가 용이하고, 생성입자 간의 2차반응에 의한 입자응집 형성을 방지하기 위해 냉각가스를 주입함으로서 수율을 향상시키는 효과가 있다.In order to form silicon nanoparticles, several first gas and second gas injection pipes are installed at the upper end of the reactor, and the first gas injection pipe extends to the upper end of the plasma reaction part of the reactor As a result, the generation reaction of silicon nanoparticles due to the plasma reaction occurs uniformly within the reactor, and since the plasma region is narrow and the density is high, particle size control of the silicon nanoparticles is easy and particle aggregation It is effective to increase the yield by injecting the cooling gas.

도 1은 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조장치를 개략적으로 나타낸 것이며, 도 2는 가스 주입부의 주입관이 배열된 형상이며, 도 3는 냉각용 노즐이 방사형으로 삽입된 형상이며, 도 4는 입자 수거부이다.FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for producing silicon nanocrystals according to the present invention. FIG. 2 shows a shape in which an injection tube of a gas injection unit is arranged, FIG. 3 shows a shape in which a cooling nozzle is inserted radially, It is rejection.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있는 바, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지는 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The exemplary embodiments of the present invention may be embodied in many different forms without departing from the scope of the present invention. The present invention is not limited to the embodiment described.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 반응기 입구의 가스 주입부(100), 외벽에 ICP(Inductive Coupled Plasma) 코일이 권취된 플라즈마 반응부(200), 생성된 실리콘 나노입자를 냉각시키는 냉각부(300), 냉각 후 메쉬 필터에 포집된 입자를 수거하는 수거부(400)로 이루어진다. FIG. 1 schematically shows an apparatus for producing silicon nanocrystals according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the apparatus for manufacturing silicon nanocrystals according to the present invention includes a gas injection unit 100 at the inlet of a reactor, a plasma reaction unit 200 in which an ICP (Inductive Coupled Plasma) coil is wound on an outer wall, A cooling unit 300 for cooling the mesh filter, and a rejection unit 400 for collecting particles collected in the mesh filter after cooling.

먼저, 상기 가스 주입부는 수개의 제1가스 주입관(110) 및 제2가스 주입관(111)이 반응기의 상단부에서 서로 교차 배열되어 설치되고, 상기 제1가스의 주입관(110)은 상기 플라즈마 반응부(200) 상단까지 연장되어 설치된다. 상기 제1가스는 실리콘 나노입자 형성을 위한 가스로서, 실란(SiH4)와 같은 전구체와 상기 실란의 캐리어 가스로 아르곤(Ar)과 같은 비활성기체가 이에 포함될 수 있다. 상기 제2가스는 생성된 실리콘 나노입자의 표면처리를 위한 가스로서, 수소(H2)와 상기 수소의 캐리어 가스로 아르곤(Ar)과 같은 비활성기체가 이에 포함될 수 있다. 생성된 실리콘 나노입자의 표면도핑을 위해서는 상기 제1가스 및 제2가스에 붕소(B)가 포함된 가스가 주입될 수 있으며, 보다 구체적으로는 B2H6가 그 예이다. 또한, 생성된 실리콘 나노입자의 표면도핑 후, 입자 표면의 세정(cleaning)을 위해 불소(F)가 포함된 가스가 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로는 NF3가 그 예이다. 한편, 상기 플라즈마 반응부(200) 상단까지 연장되어 설치된 상기 제1가스의 주입관(110)과는 달리, 상기 제2가스의 주입관(111)은 그 위치가 한정되지 않으나, 제2가스 간의 충분한 혼합을 위해 제1가스 주입관(110)과 평행하여 설치되데, 그 길이는 제1가스 주입관(110)에 비해 짧다. 이러한 구조로 충분히 자체 혼합된 제2가스는 플라즈마 반응부에서 제1가스와 반응함에 있어서, 그 영역 및 반응시간을 최소화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 좁은 플라즈마 영역에서 플라즈마 퍼짐현상이 감소하여 제1가스와 제2가스 간의 플라즈마 반응이 고밀도로 균일하게 일어나는 효과를 기대할 수 있다.The first gas injection tube 110 and the second gas injection tube 111 are installed at the upper end of the reactor so as to cross each other. The first gas injection tube 110 is connected to the plasma And extends to the upper end of the reaction part 200. The first gas may be a gas for forming silicon nanoparticles and may include a precursor such as silane (SiH 4) and an inert gas such as argon (Ar) as a carrier gas of the silane. The second gas may be a gas for surface treatment of the produced silicon nanoparticles, and hydrogen (H2) and an inert gas such as argon (Ar) may be included as a carrier gas of the hydrogen. For the surface doping of the generated silicon nanoparticles, a gas containing boron (B) may be injected into the first gas and the second gas, and more specifically, B2H6 is an example. Further, a gas containing fluorine (F) may be included for cleaning the surface of the particles after the surface doping of the produced silicon nanoparticles, and more specifically NF3 is an example thereof. Unlike the injection tube 110 of the first gas extending to the upper end of the plasma reactor 200, the position of the injection tube 111 of the second gas is not limited. However, And is installed in parallel with the first gas injection pipe 110 for sufficient mixing, the length of which is shorter than that of the first gas injection pipe 110. The second gas sufficiently self-mixed with such a structure can minimize the area and the reaction time when the first gas reacts with the first gas in the plasma reaction part, and the plasma spreading phenomenon is reduced in the narrow plasma area, It is expected that the plasma reaction between the second gases occurs at a high density and uniformly.

도 2는 가스 주입부(100)에서 제1가스 주입관(110)과 제2가스 주입관(111)이 배열된 형태에 단면도이다. 상기 제1가스 주입관(110)과 제2가스 주입관(111)은 서로 교차되게 배열되며, 상세하게는 제1가스 주입관(110)의 좌우상하에 제2가스 주입관(111)이 위치하고, 제2가스 주입관(111)의 좌우상하에 제1가스 주입관(110)이 위치하도록 배열하되, 상기 가스 주입부의 중심점을 공유하는 가상의 정사각형 내에 그 개수를 NxN(N≥3)의 매트릭스 형태로 한정 배열할 수 있다. 상기 주입관의 형상은 튜브타입을 일 실시례로 하되, 그 단면은 원형 뿐 만 아니라, 사각형, 삼각형 등 형상을 제한하지는 않는다. 2 is a cross-sectional view of the first gas injection tube 110 and the second gas injection tube 111 arranged in the gas injection part 100. FIG. The first gas injection tube 110 and the second gas injection tube 111 are arranged so as to intersect with each other. Specifically, the second gas injection tube 111 is positioned above and below the first gas injection tube 110 And the first gas injection tube 110 is positioned above and below the second gas injection tube 111. The number of the first gas injection tube 110 is NxN (N? 3) in a virtual square that shares the center point of the gas injection part, It is possible to arrange them in a limited form. The shape of the injection tube is a tubular shape, and its cross-section is not limited to a circular shape but also a shape such as a square shape or a triangular shape.

도 1을 참조하면, 상기 플라즈마 반응부(200)의 외벽에는 ICP(Inductive Coupled Plasma) 코일(210)이 권치되어 있고, 상기 ICP 코일로부터 유도되는 플라즈마에 의해 제1가스와 제2가스와의 화학반응에 의해 실리콘 나노입자가 형성된다. 이때, ICP 플라즈마 반응을 위한 내부 작동압력은 0.1-1torr이고, 인가전압은 13.56MH, 1300W의 RF(Radio Frequency)이며, 상기 작동압력과 인가전압은 반응기의 크기 및 제1가스 및 제2가스의 유량에 따라 변동될 수 있다.1, an ICP (Inductive Coupled Plasma) coil 210 is wound around an outer wall of the plasma reactor 200, and the plasma of the ICP coil induces a chemical reaction between the first gas and the second gas Silicon nanoparticles are formed by the reaction. In this case, the internal operating pressure for the ICP plasma reaction is 0.1-1 torr, the applied voltage is 13.56 MHz, and the RF is a radio frequency (RF) of 1300 W. The operating pressure and the applied voltage are proportional to the size of the reactor, It can be varied depending on the flow rate.

상기 냉각부(300)는 상기 플라즈마 반응부(200)의 하단에 위치하는데, 상기 제1가스와 제2가스의 흐름에 대해 수직하는 방향으로 노즐을 통해 외부의 비활성가스를 주입함으로서, 플라즈마 반응부를 통과하면서 생성된 실리콘 나노입자를 급냉시키고, 상기 플라즈마 반응부에서 생성된 실리콘 나노입자가 상호 응집반응에 의해 수율이 저하되지 않도록 한다. 보다 상세하게는 반응기와 수직되게 반응기 외경을 따라 방사형으로 냉각노즐(310)이 설치되고, 상기 냉각노즐을 통해 반응기 외부로부터 아르곤(Ar)가스가 반응기 내의 냉각부(300)로 주입되며, 실시예로 냉각노즐의 개수는 방사형으로 6개가 설치되나 그 개수나 각도를 한정하지는 않는다. 상기 가스주입부, 플라즈마 반응부, 냉각부는 열적 안정성이 뛰어난 쿼츠(quartz) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. The cooling unit 300 is located at the lower end of the plasma reactor 200. By injecting an external inert gas through the nozzle in a direction perpendicular to the flow of the first gas and the second gas, The silicon nanoparticles produced by the passage of the silicon nanoparticles are quenched and the silicon nanoparticles generated in the plasma reaction part are prevented from decreasing the yield by coagulation reaction. More specifically, a cooling nozzle 310 is installed radially along the outer diameter of the reactor so as to be perpendicular to the reactor, and argon (Ar) gas is injected from the outside of the reactor through the cooling nozzle into the cooling section 300 in the reactor. The number of cooling nozzles is six in the radial direction, but the number and angle of cooling nozzles are not limited. The gas injection unit, the plasma reaction unit, and the cooling unit are preferably made of a quartz material having excellent thermal stability.

도 3,4를 참조하면, 상기 냉각부(300)를 통과한 실리콘 나노입자는 반응기 하부에 위치한 수거부(400)에서 메쉬필처(410)에 의해 포집되며, 모든 반응이 종료된 후에는 외부로 수거가 가능할 수 있도록 포집홀더(420)와 질소분위기의 글러브 박스(430)와 같은 별도의 수거장치를 준비한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the silicon nanoparticles passing through the cooling unit 300 are collected by the mesh filler 410 in the rejection unit 400 located at the lower portion of the reactor, and after the completion of all the reactions, A separate collecting device such as a collecting holder 420 and a glove box 430 in a nitrogen atmosphere is prepared so that collecting is possible.

일반적으로 플라즈마 내 체류시간이 증가하면, 플라즈마 밀도가 낮아지고, 플라즈마 분포도 불균일 해진다. 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 실리콘 나노입자의 입도 제어의 핵심이 되는 플라즈마 영역을 제어할 수 있는 구조를 가지고 있어서, 플라즈마 퍼짐 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 제1가스 주입관(110)을 플라즈마 반응부의 상단까지 연장되어 위치시키되, 제2가스 주입관(111)은 플라즈마 반응부로부터 멀리 위치시키고, 도 2에서처럼 주입가스 별로 주입관을 교차배열시킴으로서, 제1가스 간에 혼합이 충분히 이루어질 뿐 아니라, 플라즈마 반응영역에서도 제1가스와 제2가스 간의 균일한 플라즈마 반응이 가능하며, 플라즈마 퍼짐현상도 최소화시켜 짧은 체류시간 동안 플라즈마 밀도를 높이고, 생성된 실리콘 나노입자를 급냉시켜 포집함으로서 나노입자의 입도제어가 용이하고, 냉각가스를 주입함으로서 생성입자 간의 2차반응에 의한 입자응집 형성을 방지하여 수율을 향상시킨다.Generally, as the residence time in the plasma increases, the plasma density becomes lower and the plasma distribution becomes uneven. The apparatus for manufacturing silicon nanoparticles according to the present invention has a structure capable of controlling the plasma region, which is the core of the particle size control of the silicon nanoparticles, so that the plasma spreading phenomenon can be minimized. In addition, the first gas injection tube 110 is extended to the upper end of the plasma reaction part, the second gas injection tube 111 is located far from the plasma reaction part, and the injection tubes are cross- Not only the mixing of the first gas is sufficiently performed but also the uniform plasma reaction between the first gas and the second gas is possible in the plasma reaction region and the plasma spread phenomenon is also minimized to increase the plasma density for a short residence time, The particle size of the nanoparticles is easily controlled by collecting the nanoparticles by being quenched, and the cooling gas is injected to prevent the formation of the particle aggregation due to the secondary reaction between the generated particles, thereby improving the yield.

100 : 가스주입부
110 : 제1가스 주입관
111 : 제2가스 주입관
200 : 플라즈마 반응부
210 : ICP 코일
300 : 냉각부
310 : 냉각노즐
400 : 수거부
410 : 메쉬필터
420 : 포집홀더
430 : 글러브박스100: gas injection part
110: first gas injection tube
111: second gas injection tube
200: Plasma reaction part
210: ICP coil
300: cooling section
310: Cooling nozzle
400: Rejection
410: Mesh filter
420: collection holder
430: glove box

Claims (15)

플라즈마 반응부 외벽에 ICP 코일이 권취된 반응기를 포함하며, 상기 반응기의 상단에 위치한 가스 주입부에는 교차배열된 주입관을 통해 실리콘 입자형성을 위한 제1가스와 제2가스가 각각 분리되어 주입되고, 상기 제1가스와 상기 제2가스가 상기 플라즈마 반응부를 통과한 후에는 포집부를 통과해 배기되는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치A reactor in which an ICP coil is wound around the outer wall of the plasma reactor, and a gas injection unit located at the top of the reactor is separately injected into the first gas and the second gas for forming silicon particles through a cross-arranged injection tube. And after the first gas and the second gas pass through the plasma reaction part, are exhausted through the collecting part. 제1항에 있어서,
상기 가스 주입부에 교차배열된 주입관은 상기 제1가스의 주입관의 좌우상하에 상기 제2가스의 주입관이 설치되고, 상기 제2가스의 주입관의 좌우상하에 상기 제1가스의 주입관이 설치되는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 1,
In the injection pipe cross-arranged in the gas injection unit, the injection pipe of the second gas is installed on the left and right sides of the injection pipe of the first gas, and the injection of the first gas on the left and right sides of the injection pipe of the second gas. Silicon nanoparticle manufacturing apparatus characterized in that the tube is installed 제2항에 있어서,
상기 제1가스 및 상기 제2가스의 주입관은 상기 가스 주입부의 중심점을 공유하는 가상의 정사각형 내에 그 개수를 NxN(N≥3)의 매트릭스 형태로 한정 배열한 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치3. The method of claim 2,
The first gas and the second gas injection tube is a silicon nanoparticle manufacturing apparatus characterized in that the number is arranged in a matrix form of NxN (N≥3) within a virtual square sharing the center point of the gas injection unit 제3항에 있어서,
상기 제1가스 및 상기 제2가스의 주입관의 형상은 튜브형상으로서 단면이 원형, 사각형, 삼각형 중 어느 한 개인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
Wherein the shape of the injection pipe of the first gas and the second gas is a tubular shape and the cross section is either circular, square, or triangular. 제3항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부는 내부 작동압력이 0.1 내지 1 torr이고, 외벽에 권취된 ICP 코일의 인가전압은 13.56MH, 1300W의 RF(Radio Frequency)이고, 2중병렬로 권취된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치.The method of claim 3,
Wherein the plasma reactor has an internal operating pressure of 0.1 to 1 torr and an applied voltage of the ICP coil wound on the outer wall is RF frequency of 13.56 MHz and 1300 W and is wound in a double row. Device. 제3항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부의 하단에는 반응기 외벽을 따라 방사형으로 설치된 수개의 냉각노즐을 통해 외부의 비활성가스를 주입하는 냉각부가 반응기 내에 추가 설치된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
And a cooling unit for injecting an external inert gas through a plurality of cooling nozzles radially installed along the outer wall of the reactor is further provided in the reactor at the lower end of the plasma reaction unit. 제6항에 있어서,
상기 노즐의 설치방향은 반응기의 중심축을 향한 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method according to claim 6,
Characterized in that the nozzle mounting direction is toward the central axis of the reactor 제6항에 있어서, 상기 냉각부의 하단에는 메쉬필터가 설치되어 플라즈마 반응부를 통해 상기 제1가스 및 상기 제2가스로부터 생성된 실리콘 입자를 냉각 후 포집할 수 있도록 수거부가 추가 설치된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치[7] The apparatus according to claim 6, wherein a mesh filter is provided at a lower end of the cooling unit, and water is additionally provided to cool and collect the silicon particles generated from the first gas and the second gas through the plasma reaction unit Silicon nanoparticle manufacturing equipment 제3항에 있어서,
상기 제1가스는 실란(SiH4)과 아르곤(Ar)인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
The first gas is silane (SiH4) and argon (Ar) silicon nanoparticles manufacturing apparatus characterized in that 제3항에 있어서,
상기 제2가스는 수소(H2)과 아르곤(Ar)인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
The second gas is hydrogen (H2) and argon (Ar) silicon nanoparticles manufacturing apparatus characterized in that 제3항에 있어서,
상기 제1가스 및 상기 제2가스에는 도핑을 위해 B2H6 또는 PH3 중 어느 한 개 이상이 포함된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
Wherein the first gas and the second gas include at least one of B2H6 and PH3 for doping. 제3항에 있어서,
상기 제1가스 및 상기 제2가스에는 세정을 위해 NF3가 포함된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
Silicon nanoparticle manufacturing apparatus, characterized in that the first gas and the second gas includes NF3 for cleaning 제3항에 있어서,
상기 제1가스는 실란(SiH4)과 아르곤(Ar)이고, 상기 제2가스는 수소(H2)과 아르곤(Ar)이며, 상기 제1가스 및 상기 제2가스에는 도핑을 위해 B2H6 또는 PH3 중 어느 한 개 이상이 포함되고, 세정을 위해 NF3가 포함된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
The first gas is silane (SiH 4) and argon (Ar), the second gas is hydrogen (H 2) and argon (Ar), and the first gas and the second gas may be any one of B 2 H 6 or PH 3 for doping. Silicon nanoparticle manufacturing apparatus characterized in that one or more are included, NF3 is included for cleaning 제3항에 있어서,
상기 제1가스는 실란(SiH4)과 아르곤(Ar)이고, 상기 제2가스는 수소(H2)과 아르곤(Ar)이며, 상기 제1가스 및 상기 제2가스에는 도핑을 위해 B2H6 또는 PH3 중 어느 한 개 이상이 포함되고, 세정을 위해 NF3가 포함되고, 상기 플라즈마 반응부는 내부 작동압력이 0.1 내지 1 torr이고, 외벽에 권취된 ICP 코일의 인가전압은 13.56MH, 1300W의 RF(Radio Frequency)이고, 상기 플라즈마 반응부의 하단에는 반응기 외벽을 따라 방사형으로 설치된 냉각노즐을 통해 외부의 비활성가스를 주입하는 냉각부가 반응기 내에 추가 설치되고, 상기 냉각부의 하단에는 메쉬필터가 설치되어 플라즈마 반응부를 통해 상기 제1가스 및 상기 제2가스로부터 생성된 실리콘 입자를 냉각 후 포집할 수 있도록 수거부가 설치된 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조장치The method of claim 3,
The first gas is silane (SiH 4) and argon (Ar), the second gas is hydrogen (H 2) and argon (Ar), and the first gas and the second gas may be any one of B 2 H 6 or PH 3 for doping. At least one is included, NF3 is included for cleaning, and the plasma reaction unit has an internal operating pressure of 0.1 to 1 torr, and an applied voltage of the ICP coil wound on the outer wall is 13.56MH and a radio frequency (RF) of 1300W. A cooling unit for injecting external inert gas through a cooling nozzle installed radially along the outer wall of the reactor is installed at the lower end of the plasma reaction unit, and a mesh filter is installed at the lower end of the cooling unit so that the first through the plasma reaction unit. Silicon nanoparticles manufacturing apparatus characterized in that the collecting unit is installed to collect the gas and the silicon particles generated from the second gas after cooling 제14항의 실리콘 나노입자 제조장치에서 제조되고, 그 직경이 1-100nm인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 The silicon nanoparticles of claim 14 are manufactured in the apparatus for producing silicon nanoparticles, the diameter of which is 1-100 nm.
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