KR20140033095A - 실리콘 심선 홀더 및 다결정 실리콘의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

심선 홀더(20)에는 본체의 상면에 개구부(22)를 갖고 하면측을 향하는 심선 삽입 구멍(21)이 형성되어 있으며, 이 심선 삽입 구멍(21)에 실리콘 심선(5)이 삽입된다. 또한, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)을 포함하는 가상 평면(P)을 따르는 슬릿 형상의 간극부(60)가 형성되어 있으며, 이 슬릿 형상 간극부(60)는, 심선 삽입 구멍(21)으로부터 홀더(20)의 본체의 외측면에까지 이르는 간극부로 되어 있다. 심선 삽입 구멍(21)에 삽입된 실리콘 심선(5)은, 예컨대 볼트·너트 방식의 고정 부재(31)에 의해 홀더(20)의 본체의 상부가 측면으로부터 조여짐으로써, 간극부(60)의 간격이 좁아지도록 조여져서 고정된다.

Description

실리콘 심선 홀더 및 다결정 실리콘의 제조 방법{SILICON CORE WIRE HOLDER AND METHOD FOR MANUFACTURING POLYCRYSTALLINE SILICON}

본 발명은 다결정 실리콘의 제조에 이용되는 심선 홀더 및 해당 심선 홀더를 이용한 다결정 실리콘의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 제조용의 단결정 실리콘이나 태양 전지 제조용의 실리콘의 원료가 되는 다결정 실리콘을 제조하는 방법으로서 지멘스법이 알려져 있다. 지멘스법은, 클로로실란을 포함하는 원료 가스를 가열된 실리콘 심선에 접촉시키는 것에 의해, 해당 실리콘 심선의 표면에 다결정 실리콘을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 기상 성장시키는 방법이다.

지멘스법에 의해 다결정 실리콘을 기상 성장할 때, 기상 성장 장치의 반응로 내에, 연직 방향으로 2개와 수평 방향으로 1개의 실리콘 심선을 기둥문형으로 조립한다. 그리고, 해당 기둥문형의 실리콘 심선의 양단을, 한쌍의 심선 홀더를 거쳐서, 베이스 플레이트 상에 배치한 한쌍의 금속 전극에 고정한다. 이와 같은 구성은, 예컨대 일본 특허 공개 제 2010-235438 호 공보(특허문헌 1)에 개시되어 있다.

상술한 금속 전극은 절연물을 사이에 두고 베이스 플레이트를 관통하며, 배선에 의해 다른 금속 전극에 접속되거나 반응로 외부에 배치된 전원에 접속된다. 기상 성장 중에 다결정 실리콘이 석출되는 것을 방지하기 위해서, 금속 전극과 베이스 플레이트와 반응로는 냉매를 이용하여 냉각된다. 그 결과, 금속 전극에 고정된 심선 홀더도 금속 전극에 의해 냉각된다.

금속 전극으로부터 전류를 도통시켜서 실리콘 심선을 수소 분위기 중에서 900℃ 이상 1200℃ 이하의 온도 범위로 가열하면서, 원료 가스로서, 예컨대 트리클로로실란과 수소의 혼합 가스를 가스 노즐로부터 반응로 내에 공급한다. 원료 가스 중에 포함되는 실리콘은 실리콘 심선 상에 다결정 실리콘으로서 석출(기상 성장)되며, 소망의 직경의 다결정 실리콘 봉이 역 U자 형상으로 형성된다.

그런데, 종래부터, 이와 같은 다결정 실리콘의 기상 성장의 공정 중 혹은 공정 후에 있어서, 다결정 실리콘 봉의 쓰러짐이 발생하는 것이 문제로 인식되고 있었다. 그리고, 이와 같은 쓰러짐 방지의 대책으로서, 예컨대 일본 특허 공개 제 2002-234720 호 공보(특허문헌 2)에는, 145W/m·K보다 큰 열전도율을 갖고, 또한 실리콘의 열팽창율에 적합한 열팽창율을 갖는 심선 홀더를 이용하는 것이 제안되어 있다.

지멘스법에 의해 다결정 실리콘을 기상 성장하는 경우, 생산성의 향상을 위해서는, 성장 초기부터 원료 가스를 대유량 또는 고농도로 공급하여 성장 속도를 크게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 성장 초기에 원료 가스를 대유량 또는 고농도로 공급하면, 실리콘 심선이 쓰러지기 쉽다.

실리콘 심선의 쓰러짐은 실리콘 심선과 심선 홀더의 접합 강도가 불충분한 시기에 발생하기 쉽지만, 이것은 다결정 실리콘의 성장 초기에 있어서 심선 홀더의 실리콘 심선 보지부(접합부) 근방에서 실리콘 심선 상에 다결정 실리콘이 불균일하게 성장하는 것에 기인한다고 여겨진다.

심선 홀더는 통상 그래파이트제이며, 그 한쪽 단측(상단측)에는 실리콘 심선을 삽입하여 보지시키기 위해서 개구된 공동(구멍부)이 형성되며, 다른 쪽 단측(하단측)이 금속 전극에 고정된다. 그리고, 금속 전극으로부터 심선 홀더의 하단측에 공급된 전류는 저항이 낮은 심선 홀더의 상단측의 단까지 흘러, 공동의 개구부 근방에서 처음 실리콘 심선에 유입한다.

도 1은 종래의 태양에서 실리콘 심선을 심선 홀더에 보지시킨 상태를 설명하기 위한 단면 개략도이다. 실리콘 심선(5)의 단면은 일반적으로는 사각형이며, 이 경우, 심선 홀더(20)에 형성되는 구멍부(21)의 단면도 사각형이다. 실리콘 심선의 단부는 이 사각형 단면의 구멍부에 삽입되며, 봉 형상의 조임 부재(40) 등에 의해 구멍부(21)의 내면의 4면 중 인접하는 2면에 가압되어 고정된다.

금속 전극으로부터 심선 홀더(20)의 하단측에 공급된 전류는 실리콘 심선의 단부에 밀착하는 상기 2면으로부터 실리콘 심선(5)에 유입한다. 실리콘 심선(5)에 유입한 전류는 최단 거리로 실리콘 심선(5)의 상방으로 흐르기 때문에, 심선 홀더(20)의 구멍부(21)의 내면의 4면 중 실리콘 심선(5)에 밀착하는 2면측의 실리콘 심선(5)의 부위에서의 발열은 비밀착의 2면측의 실리콘 심선(5)의 부위와 비교하여 촉진된다.

이와 같은 발열 상태의 불균등은 다결정 실리콘의 석출 불균등을 일으키기 때문에, 다결정 실리콘의 반응의 초기 단계에 있어서, 심선 홀더(20)의 구멍부(21)의 내면에 밀착하는 2면측의 실리콘 심선(5)의 부위와 비밀착의 2면측의 실리콘 심선(5)의 부위에서의, 다결정 실리콘 형상의 불균등이 현저하게 되어버린다. 또한, 실리콘 심선(5)에 밀착하고 있지 않은 구멍부(21)의 내부 영역에서는 방전이 생기기 쉬워서, 실리콘 심선(5)의 손상도 생기기 쉽다.

도 2는 종래의 다른 태양에서 실리콘 심선을 심선 홀더에 보지시킨 상태를 설명하기 위한 단면 개략도인데, 실리콘 심선(5)의 단면이 원형이며, 심선 홀더(20)에 형성되는 구멍부(21)의 단면도 원형인 경우라도, 구멍부(21) 내면에는 실리콘 심선(5)과의 비밀착부가 생기고 있어서, 상술한 것과 동일한 문제가 발생한다.

심선 홀더(20)는 금속 전극에 의해 냉각되고 있기 때문에, 실리콘 심선(5)의 심선 홀더(20)측의 온도는 실리콘 심선(5)의 직동부(直胴部)와 비교하여 낮다. 이 때문에, 특히 다결정 실리콘의 석출 반응의 초기 단계에 있어서, 석출 속도가 상대적으로 느린 심선 홀더(20)측과 석출 속도가 상대적으로 빠른 직동부에서의 다결정 실리콘 직경의 차이가 현저해진다.

이와 같이, 특히 석출 반응의 초기 단계에 있어서는, 심선 홀더의 실리콘 심선 보지부의 근방에서 다결정 실리콘의 직경이 직동부와 비교하여 현저하게 가늘며 또한 해당 영역의 다결정 실리콘의 형상이 불균등한 상태에 있다. 이와 같은 상태에서 원료 가스의 유량이나 농도가 대폭 증가하면, 실리콘 심선에 요동이 발생하고, 이 요동에 의해 보지부에 모멘트가 집중한다. 게다가, 상술한 바와 같이, 해당 보지부에서는 방전에 의해 실리콘 심선의 손상이 일어나기 쉽다. 이들이 원인이 되어, 실리콘 심선의 쓰러짐이 일어나기 쉬워진다.

부가하여, 원료 가스의 유량이나 농도를 증가시켰을 경우에는, 실리콘 심선의 온도를 유지하기 위해서, 원료 가스의 대류 전열에 상당하는 열량을 보급할 필요가 있기 때문에, 공급 전류도 급격하게 증가시킬 필요가 있다. 이와 같은 급격한 공급 전류의 증가는 실리콘 심선의 각 부위에 있어서의 전류 밀도의 급격한 증가를 의미하므로, 형상 불균등 부위나 세경 부위에서 부분적인 실리콘 융해나 용단을 유발한다. 이것도 또한, 실리콘 심선이 쓰러지는 원인이 된다.

이와 같은 배경 하에서, 종래는, 다결정 실리콘을 기상 성장시킬 때에, 심선 홀더의 구멍부 내의 실리콘 심선과 접하지 않은 간극 전체에 다결정 실리콘이 퇴적하여 실리콘 심선이 심선 홀더에 보지되는 강도가 충분한 것으로 될 때까지의 사이, 원료 가스의 유량 및 농도를 제한할 필요가 있었다. 그 결과, 해당 원료 가스의 공급 제어를 하고 있는 동안은 다결정 실리콘의 석출 속도가 저하하지 않을 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또한, 국제 공개 제 WO 2010/115542 호 팜플렛(특허문헌 3)에는, 초기 가열에 의한 데미지를 억제하기 위해서, 실리콘 심선을 보지하는 부분을 3개 이상으로 대칭으로 분할한 보지부가 개시되어 있다.

또한, 국제 공개 제 WO 2010/133386 호 팜플렛(특허문헌 4)에는, 실리콘 심선과 심선 홀더의 양호한 접촉을 얻기 위해서, 심선 홀더의 일부에 간극을 마련하고, 테이퍼를 부착한 캡 기구에 의해 보지해야 할 실리콘 심선의 하단부를 조이는 수법이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 3이나 특허문헌 4에 명시된 기술은 실리콘 심선을 심선 홀더에 보지시키는 작업이 반드시 용이하다고 말할 수는 없어서, 단시간에 작업을 완료하는 것은 어렵다. 예컨대, 특허문헌 4에 개시되어 있는 것과 같은 캡 기구를 이용하는 경우, 실리콘 심선을 심선 홀더에 보지시키는 작업은 번잡하며, 게다가, 조임 강도의 조정도 어렵다.

일본 특허 공개 제 2010-235438 호 공보 일본 특허 공개 제 2002-234720 호 공보 국제 공개 제 WO 2010/115542 호 팜플렛 국제 공개 제 WO 2010/133386 호 팜플렛

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 안은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 실리콘 심선의 심선 홀더에의 장착이 용이하며, 심선 홀더에 실리콘 심선을 충분한 강도로 보지시킬 때까지의 시간을 짧게 함으로써, 다결정 실리콘의 석출 반응 초기에 있어서의 성장 속도 억제 시간의 단축화를 가능하게 하는 다결정 실리콘 제조 기술을 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더는, 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 시에 이용되는 실리콘 심선을 보지하기 위한 홀더이며, 상기 홀더의 본체에는, 상면으로부터 하면측을 향하는 구멍부로서 상기 실리콘 심선을 삽입하기 위한 심선 삽입 구멍과, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축을 포함하는 가상 평면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부 또는 해당 가상 평면과 평행인 면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부로서 상기 심선 삽입 구멍으로부터 상기 홀더 본체의 외측면에까지 이르는 간극부가 마련되어 있으며, 상기 간극부의 간격이 좁아지도록 조여서 상기 심선 삽입 구멍 내에 삽입된 상기 실리콘 심선의 고정을 실시하는 고정 부재를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더는, 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 시에 이용되는 실리콘 심선을 보지하기 위한 홀더이며, 상기 홀더의 본체에는, 상면으로부터 하면측을 향하는 구멍부로서 상기 실리콘 심선을 삽입하기 위한 심선 삽입 구멍과, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축을 포함하는 가상 평면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부 또는 해당 가상 평면과 평행인 면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부로서 상기 심선 삽입 구멍으로부터 상기 홀더 본체의 외측면에까지 이르는 간극부와, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축을 통과하며 또한 상기 가상 평면에 수직인 방향으로 고정 부재 삽입 구멍이 마련되어 있고, 상기 고정 부재 삽입 구멍으로부터 상기 실리콘 심선의 하단측에 마련된 관통 구멍을 통과하도록 삽입되며, 상기 간극부의 간격이 좁아지도록 조여서 상기 심선 삽입 구멍 내에 삽입된 상기 실리콘 심선의 고정을 실행하는 고정 부재를 구비하고 있다.

본 발명의 실리콘 심선 홀더에 있어서, 상기 간극부는, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축에 대하여 n회 대칭(n은 2 이상의 정수)의 관계에 있는 상기 홀더 본체의 외측면에까지 이르는 n개의 슬릿 형상의 간극부로서 마련되어 있는 태양으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실리콘 심선 홀더에 있어서, 상기 슬릿 형상의 간극부의 하단은 상기 홀더 본체의 저면보다 높은 위치에 있으며, 상기 홀더 본체의 저면이 분할되어 있지 않은 태양으로 해도 좋고, 상기 슬릿 형상의 간극부의 하단은 상기 홀더 본체의 저면에까지 이르고 있으며, 상기 홀더 본체의 저면이 분할되어 있는 태양으로 해도 좋다.

바람직하게는, 상기 홀더 본체는, 굽힘 강도가 10㎫ 이상이며 쇼어 경도가 20 이상인 강도를 갖는 재료로 이루어진다.

본 발명에 따른 다결정 실리콘의 제조 방법에서는, 본 발명에 따른 실리콘 심선 홀더를 이용하여, 상기 실리콘 심선을 상기 심선 삽입 구멍 내에 삽입할 때, 상기 홀더 본체와 상기 실리콘 심선의 접촉면에 저항율이 1500μΩ-㎝ 이하인 도전성 시트를 사이에 끼우고, 상기 실리콘 심선에 통전했을 때의 상기 홀더 본체와 상기 실리콘 심선의 접촉면에 있어서의 접촉 저항을 낮춘다.

본 발명의 실리콘 심선 홀더를 이용하면, 심선 삽입 구멍 양단으로부터 실질적으로 대칭으로 또한 균등하게 실리콘 심선을 고정할 수 있다. 이 때문에, 열전도나 열복사와 같은 열환경이 석출 반응의 초기부터 균일하게 되며, 그 결과, 석출하는 다결정 실리콘의 형상이 축에 대하여 대칭적인 것이 된다.

또한, 종래 구조의 실리콘 심선 홀더를 이용했을 경우에 생기기 쉬웠던 방전도 억제되어, 석출 반응 초기의 심선 홀더나 실리콘 심선의 손상도 억제된다.

본 발명에 의해, 실리콘 심선의 심선 홀더에의 장착이 용이하며, 심선 홀더에 실리콘 심선을 충분한 강도로 보지시킬 때까지의 시간을 짧게 함으로써, 다결정 실리콘의 석출 반응 초기에 있어서의 성장 속도 억제 시간의 단축화를 가능하게 하는 다결정 실리콘 제조 기술이 제공된다.

도 1은 종래의 태양에서 실리콘 심선을 심선 홀더에 보지시킨 상태를 설명하기 위한 단면 개략도,
도 2는 종래의 다른 태양에서 실리콘 심선을 심선 홀더에 보지시킨 상태를 설명하기 위한 단면 개략도,
도 3a는 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(측면도),
도 3b는 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(정면도),
도 3c는 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(상면도),
도 4는 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 다른 구성예를 설명하기 위한 도면(상면도),
도 5는 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 다른 구성예를 설명하기 위한 도면(단면도),
도 6은 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 다른 구성예를 설명하기 위한 도면(측면도),
도 7a는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(단면도),
도 7b는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(상면도),
도 7c는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(측면도),
도 7d는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(상면도),
도 7e는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(측면도),
도 7f는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(상면도),
도 7g는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(측면도),
도 7h는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면(상면도),
도 8은 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 다른 구성예를 설명하기 위한 도면(단면도),
도 9는 도전성 시트를 이용한 상태를 설명하기 위한 실리콘 심선 홀더의 상면도,
도 10은 종래의 구성의 홀더를 이용했을 경우의 다결정 실리콘의 형상을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 홀더를 이용했을 경우의 다결정 실리콘의 형상을 설명하기 위한 도면,
도 12는 다결정 실리콘의 기상 성장 장치의 구성을 설명하기 위한 단면 개략도.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 실리콘 심선 홀더 및 다결정 실리콘의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 제 1 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면이며, 각각 측면도, 정면도 및 상면도이다.

이러한 심선 홀더(20)는 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 시에 이용되는 실리콘 심선을 보지하기 위한 홀더로서, 홀더(20)의 본체의 상면에 개구부(22)를 갖고 하면측을 향하는 구멍부(심선 삽입 구멍)(21)가 형성되어 있으며, 이 심선 삽입 구멍(21)에 실리콘 심선(5)이 삽입된다. 또한, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)을 포함하는 가상 평면(P)을 따르는(가상 평면 상에 위치하는) 슬릿 형상의 간극부(60)가 형성되어 있으며, 이 슬릿 형상 간극부(60)는 심선 삽입 구멍(21)으로부터 홀더(20)의 본체의 외측면에까지 이르는 간극부로 되어 있다.

심선 삽입 구멍(21)에 삽입된 실리콘 심선(5)은, 플레이트 형상의 가압 부재(31c)를 구비한 핀치 코크 타입의 고정 부재(31)에 의해 홀더(20)의 본체의 상부가 측면으로부터 조여지는 것에 의해, 간극부(60)의 간격이 좁아지도록 조여져서 고정되게 된다.

또한, 도 3a 내지 도 3c에 도시한 구성의 것은 슬릿 형상의 간극부(60)가 2개소, 즉, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)에 대하여 2회 대칭(360°/180°회 대칭)의 관계에 있는 홀더 본체(20)의 외측면(S1)과 외측면(S2)에까지 이르는 2개의 슬릿 형상의 간극부로 하여 마련되어 있다.

그렇지만, 본 발명은 이러한 태양에 한정되는 것이 아니며, 슬릿 형상의 간극부는 1개만 마련되는 태양의 것이어도 좋다. 이와는 반대로, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)에 대하여 3회 대칭 이상의 관계에 있는 홀더 본체(20)의 외측면에까지 이르는 n개(n은 3 이상의 정수)의 슬릿 형상의 간극부를 마련하도록 해도 좋다.

또한, 상기 「간극부」는 단일의 슬릿 형상의 간극부일 필요는 없으며, 복수의 슬릿 형상의 간극부의 조를 「간극부」로 관념할 수도 있다. 이와 같은 경우, 2회 대칭의 「간극부」를 마련하는 경우에 있어서도, 슬릿 형상의 간극부는 2m개(m는 2 이상의 정수)가 된다. 예컨대, 「간극부」가 2개의 슬릿 형상의 간극부의 조로 이루어지는 것이라고 하면, 이와 같은 「간극부」가 2개(2조) 형성되게 되어, 총계로는 4개의 슬릿 형상의 간극부가 마련되게 된다.

여기서, 간극부(60)의 간격을 좁히는 조임은, 도 3a 내지 도 3c에 예시한 바와 같은 핀치 코크 타입의 고정 부재(31)에 의한 것에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 도 4의 상면도에 예시한 바와 같이, 도 3c에 도시한 바와 같은 플레이트 형상의 부재(31c)를 이용하는 일 없이, 이와 동일한 작용이 얻어지는 부위를 홀더(20)의 본체 상부에 형성하도록 해도 좋다. 그리고, 해당 부위에 마련한 구멍부(고정 부재 삽입 구멍)에 볼트 형상의 부재(고정축)를 통과시키고, 이것을 너트로 조이는 구성의 고정 부재(31)를 이용하도록 해도 좋다.

또한, 예컨대, 도 5의 단면도에 예시한 바와 같이, 홀더 본체(20)에 고정 부재(31)의 한쪽인 볼록부(31a)를 수나사 형상으로 형성해두고, 이러한 볼록부(31a)와 고정 부재(31)의 다른 쪽인 너트 형상의 부재(31b)의 조합에 의해, 간극부(60)의 간격을 좁히도록 조여서 실리콘 심선(5)을 고정하도록 해도 좋다.

또한, 도 6의 측면도에 예시한 바와 같이, 홀더 본체(20)에 고정 부재(31)의 한쪽으로서의 오목부(31a)를 형성하여 그 내면을 암나사 형상으로 해두고, 이러한 오목부(31a)와 고정 부재(31)의 다른 쪽인 볼트 형상의 부재(31b)의 조합에 의해, 간극부(60)의 간격을 좁히도록 조여서 실리콘 심선(5)을 고정하도록 해도 좋다. 실리콘 심선(5)의 장착 작업성은 도 6에 도시한 태양의 것이 높다.

또한, 고정 부재(31)가 볼트·너트 방식인 경우, 수나사 부품 1개에 대하여, 암나사 부품이 1개인 것이라도 2개인 것이라도 좋지만, 본 발명자들의 비교에 의하면, 후자가 보다 확실한 조임이 가능하다.

지금까지 도시한 태양에서는, 슬릿 형상의 간극부(60)의 하단(종단)은 홀더 본체(20)의 저면보다 높은 위치에 있으며, 홀더 본체(20)의 저면이 분할되어 있지 않다. 그러나, 간극부(60)의 하단이 홀더 본체(20)의 저면에까지 이르고 있어서, 홀더 본체(20)의 저면이 분할되어 있는 태양이어도 좋다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더의 구성예를 설명하기 위한 도면이며, 각각 단면도 및 상면도이다.

이와 같은 심선 홀더(20)는 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 시에 이용되는 실리콘 심선을 보지하기 위한 홀더로서, 홀더(20)의 본체의 상면에 개구부(22)를 갖고 하면측을 향하는 구멍부(심선 삽입 구멍)(21)가 형성되어 있으며, 이 심선 삽입 구멍(21)에 실리콘 심선(5)이 삽입된다. 또한, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)을 포함하는 가상 평면(P)을 따르는 슬릿 형상의 간극부(60)가 형성되어 있으며, 이 슬릿 형상 간극부(60)는 심선 삽입 구멍(21)으로부터 홀더(20)의 본체의 외측면에까지 이르는 간극부로 되어 있다.

홀더 본체(20)에는, 또한, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)을 통과하며 또한 가상 평면(P)에 수직인 방향으로 고정 부재(31)의 삽입 구멍(30)이 마련되어 있다. 또한, 실리콘 심선(5)의 하단측에도 관통 구멍(32)이 형성되어 있으며, 고정 부재의 삽입 구멍(30)으로부터 삽입된 고정 부재(31)는 관통 구멍(32)을 관통하여, 간극부(60)의 간격이 좁아지도록 조임이 이루어져, 심선 삽입 구멍(21) 내에 삽입된 실리콘 심선(5)의 고정이 이루어진다.

또한, 도 7a 및 도 7b에 도시한 구성의 것은, 슬릿 형상의 간극부(60)가 2개소, 즉, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)에 대하여 2회 대칭(360°/180°회 대칭)의 관계에 있는 홀더 본체(20)의 외측면(S1)과 외측면(S2)에까지 이르는 2개의 슬릿 형상의 간극부로서 마련되어 있다.

그러나, 이미 설명한 바와 같이, 본 발명은 이러한 태양에 한정되는 것이 아니며, 슬릿 형상의 간극부는 1개만 마련되는 태양의 것이어도 좋다. 또한, 이와는 반대로, 심선 삽입 구멍(21)의 중심축(C)에 대하여 3회 대칭 이상의 관계에 있는 홀더 본체(20)의 외측면에까지 이르는 n개(n은 3 이상의 정수)의 슬릿 형상의 간극부를 마련하도록 해도 좋다.

또한, 도 7c 및 도 7d에 도시한 바와 같이, 슬릿 형상의 간극부(60)를 굳이 마련하는 일 없이, 심선 삽입 구멍(21)과 실리콘 심선(5) 사이의 간극을 적절한 것으로 함으로써, 고정 부재(31)에 의해 조였을 때의 홀더 본체(20)의 휨을 이용하여, 홀더 본체(20)와 실리콘 심선(5)의 양호한 접촉을 형성하도록 해도 좋다.

또한, 도 7e 및 도 7f에 도시한 바와 같이, 2개의 슬릿 형상의 간극부의 조(60A : 60A1 내지 2, 60B : 60B1 내지 2)를 「간극부」로 관념하고, 이 「간극부」(60A 와 60B)를 2회 대칭으로 배치하거나, 도 7g 및 도 7h에 도시한 바와 같이, 3개의 슬릿 형상의 간극부의 조(60A : 60A1 내지 3, 60B : 60B1 내지 3)를 「간극부」로 관념하고, 이 「간극부」(60A와 60B)를 2회 대칭으로 배치하거나 해도 좋다.

즉, m개의 슬릿 형상의 간극부의 조를 「간극부」로 관념하고, 이 「간극부」를 2회 대칭으로 배치하도록 해도 좋다. 이러한 경우에는, 슬릿 형상의 간극부는 총계로 2m개(m은 2 이상의 정수)가 된다.

또한, 고정 부재(31)는 1개(혹은 1조)일 필요는 없으며, 예컨대 도 8의 단면도에 예시하는 바와 같이, 복수의 고정 부재(31)를 구비하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 이러한 점에 대해서는 상술한 제 1 태양에서도 동일하며, 고정 부재(31)의 태양에 여러 가지의 변형이 있는 것은 제 1 태양에서 설명한 바이므로 중복된 설명은 생략한다.

본 발명의 실리콘 심선 홀더에서는, 간극부(60)의 간격이 좁아지는 방향으로의 조임력은 심선 삽입 구멍(21) 내에 삽입된 실리콘 심선(5)에 대하여 대체로 대칭이 되며, 종래 방법과 같은 비대칭성을 갖지 않는다.

실리콘 심선 홀더의 본체(20)는 굽힘 강도 10㎫, 쇼어 경도 20 이상의 강도를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 결정화도가 낮은 탄소재를 3000℃ 전후로 열처리하여 결정화도를 높인 탄소 재료가 바람직하다. 또한, 이들 강도에 관한 정보는 카탈로그 정보 등에서 용이하게 입수할 수 있다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 실리콘 심선(5)을 심선 삽입 구멍(21) 내에 삽입할 때에, 홀더 본체(20)와 실리콘 심선(5)의 접촉면에, 저항율이 1500μΩ-㎝ 이하인 도전성 시트(61)를 끼워서, 실리콘 심선(5)에 통전했을 때의 홀더 본체(20)와 실리콘 심선(5)의 접촉면에 있어서의 미크로(micro)인 접촉 면적을 넓힘으로써 접촉 저항을 낮추는 것이 바람직하다. 이와 같은 도전성 시트(61)로서는, 그래파이트 이외, 알루미늄-탄소섬유, 알루미늄-실리콘 카바이드 등의 복합 재료나 텅스텐 카바이드 등의 금속으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다. 이와 같은 도전성 시트(61)의 두께는 예컨대, 0.2㎜ 내지 2㎜로 한다.

이하에, 도 7a 및 도 7b에 예시한, 본 발명에 따른 제 2 태양의 실리콘 심선 홀더를 이용하여 실행하는 다결정 실리콘의 제조 순서에 대하여 설명한다.

홀더 본체(20)는, 예컨대, 그래파이트제의 탄소 전극으로 할 수 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시한 예에서는, 한쪽 단측이 원추대 형상의 사면을 갖는 형상이 되고, 해당 단부에는 개구부(22)가 마련되며, 실리콘 심선(5)을 삽입하여 보지하기 위한 구멍부(심선 삽입 구멍)(21)가 형성되어 있다.

여기서, 실리콘 심선(6)의 단면 형상 및 심선 삽입 구멍(21)의 단면 형상은 반드시 직사각형일 필요는 없으며, 어느 것이라도 원형이거나 삼각형이나 오각형 등이어도 좋다. 그러나, 이러한 단면 형상이 직사각형이면, 고정 부재(31)로 조임을 실행했을 때에 확실히 넓은 접촉 면적을 얻는 것이 용이하다.

실리콘 심선(5)의 표면에는, 지멘스법에 의해 다결정 실리콘이 기상 성장하여, 다결정 실리콘 봉의 제조가 실행된다. 또한, 심선 홀더(20)의 다른 쪽 단측은, 후술하는 바와 같이, 실리콘 심선(5)에 전류를 흐르게 하기 위한 금속 전극, 혹은 금속 전극과 심선 홀더의 사이에 마련되는 어댑터와의 접촉부가 되며, 심선 홀더(20)가 금속 전극(2)에, 어댑터가 있는 경우에는 어댑터를 거쳐서 고정된다.

개구부(22) 근방의 원추대 형상 사면에는 심선 홀더를 관통하는 고정 부재(31)의 삽입 구멍(30)이 마련되어 있다. 또한, 심선 삽입 구멍(21)에 삽입되는 실리콘 심선(5)에는, 홀더 본체(20)에 마련된 삽입 구멍(30)과 동일한 높이에, 관통 구멍(32)이 마련되어 있다.

홀더 본체(20)에 마련된 삽입 구멍(30)과 실리콘 심선(5)에 마련된 관통 구멍(32)에, 고정 부재(31)의 한쪽인 볼트 형상의 고정축(31a)을 통과시키고, 그 양측으로부터 고정 부품(31)의 다른 쪽인 너트(31b)로 고정한다.

도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 심선 홀더 본체(20)와 실리콘 심선(5)에 공통의 고정축(31a)을 통과시키는 구멍부가 마련되어 있지 않은 종래의 태양에서는, 심선 홀더(20)에 마련된 심선 삽입 구멍(21)과 이 심선 삽입 구멍(21)에 삽입된 실리콘 심선(5)과의 접촉 상태는 실리콘 심선(5)의 중심축에 대하여 현저하게 비대칭인 것이 된다. 이와 같은 상태에서 통전을 실행하면, 실리콘 심선(5)의 온도도 그 중심축에 대하여 현저하게 비대칭인 것이 되기 때문에, 석출한 다결정 실리콘(6)의 형상은 도 10에 도시하는 바와 같이 불균일한 것이 된다.

이에 대하여, 본 발명의 실리콘 심선 홀더를 이용했을 경우에는, 실리콘 심선(5)을 심선 삽입 구멍(21) 내의 중앙에 위치시킬 수 있기 때문에, 심선 삽입 구멍(21)과 이 심선 삽입 구멍(21)에 삽입된 실리콘 심선(5)과의 접촉 상태를 실리콘 심선(5)의 중심축에 대하여 실질적으로 대칭인 것으로 할 수 있다.

이와 같은 상태에서 통전을 실행하면, 실리콘 심선(5)의 온도도 그 중심축에 대하여 실질적으로 대칭인 것이 되기 때문에, 석출한 다결정 실리콘(6)의 형상은 도 11에 도시하는 바와 같이 균일한 것이 된다.

또한, 도 9를 이용하여 설명한 바와 같이, 실리콘 심선(5)을 심선 삽입 구멍(21) 내에 삽입할 때에, 홀더 본체(20)와 실리콘 심선(5)의 접촉면에 저항율이 1500μΩ-㎝ 이하인 도전성 시트를 끼우는 것으로 했을 경우에는, 홀더 본체(20)와 실리콘 심선(5)의 고정이 보다 확실하게 될 뿐만 아니라, 접촉 저항이 낮아지기 때문에 다결정 실리콘의 석출 반응 초기의 형상 균일성이 더욱 높아진다.

이와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 심선 홀더를 이용하면, 심선 홀더(20)에의 실리콘 심선(5)의 강고한 보지가 실현되어 전도가 방지될 뿐만 아니라, 다결정 실리콘의 석출 반응 초기에 있어서의 성장 속도 억제 기간이 단축되는 결과, 생산성도 높아진다.

본 발명자들에 의한 검토에 의하면, 심선 홀더(20)와 실리콘 심선(5)의 양호한 접촉 상태를 얻기 위해서는, 실리콘 심선(5)을 심선 홀더(20)의 심선 삽입 구멍(21)에 삽입했을 때의 실리콘 심선(5)과 심선 삽입 구멍(21)의 내면과의 간극은 고정 부재(31)에 의한 조임 전의 상태에서 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하다.

실리콘 심선(5)과 심선 삽입 구멍(21)의 내면과의 간극이 0.3㎜를 초과하면, 고정 부재(31)에 의한 조임을 실행했을 때에, 홀더 본체(20)의 조임 부분에 균열 등이 발생하기 쉽다. 이와 같은 문제를 회피하기 위해서는, 홀더 본체(20)의 강도가 높은 것으로 해둘 필요가 있으며, 홀더 본체(20)의 부재로서는, 쇼어 경도가 20 이상이며 굽힘 강도가 10㎫ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 고정 부재(31)를 볼트·너트 방식의 것으로 했을 경우, 조임 토크를 일정하게 관리하는 것이 바람직하다.

도 12는 본 발명이 이용되는 기상 성장 장치(100)의 일 예를 도시하는 개략 설명도이다. 기상 성장 장치(100)는 지멘스법에 의해 실리콘 심선(5)의 표면에 다결정 실리콘(6)을 기상 성장시키는 장치이며, 베이스 플레이트(1)와 반응로(10)에 의해 개략 구성된다. 또한, 여기에서는, 심선 홀더(20)는 그래파이트제의 탄소 전극이다.

베이스 플레이트(1)에는, 실리콘 심선(5)에 전류를 공급하는 금속 전극(2)과, 질소 가스, 수소 가스, 트리클로로실란 가스 등의 프로세스 가스를 공급하는 가스 노즐(3)과, 배기 가스를 배출하는 배기구(4)가 배치되어 있다.

금속 전극(2)은 절연물(7)을 사이에 두고 베이스 플레이트(1)를 관통하며, 배선을 통하여 다른 금속 전극에 접속되거나, 반응로 외부에 배치된 전원에 접속된다. 금속 전극(2)과 베이스 플레이트(1)와 반응로(10)는 냉매를 이용하여 냉각된다.

도 12에 도시한 바와 같이, 다결정 실리콘(6)을 기상 성장시킬 때, 반응로(10) 내에 실리콘 심선(5)을 연직 방향 2개, 수평 방향 1개의 기둥문형으로 조립하고, 해당 기둥문형의 실리콘 심선(5)의 양단을 한쌍의 심선 홀더(20)를 거쳐서 베이스 플레이트(1) 상에 배치한 한쌍의 금속 전극(2)에 고정한다.

심선 홀더(20)는, 쇼어 경도가 20 이상이며 굽힘 강도가 10㎫ 이상, 그리고, 열전도율이 145W/m·K 이하인 그래파이트제이고, 원추대 형상의 사면을 갖는 한쪽 단측(상단측)에는 실리콘 심선(5)을 삽입하여 보지시키기 위해 개구된 공동(심선 삽입 구멍)(21)이 형성되어 있으며, 다른 쪽 단측(하단측)이 금속 전극(2)에 고정된다.

열전도를 145W/m·K 이하로 하는 것은 본 발명자들의 검토의 결과에 의하는데, 심선 홀더(20) 자체의 열전도율이 낮을수록 금속 전극(2)으로 빠져나가는 열의 양은 저하하고, 단열 효과가 작용하여 심선 홀더(20)의 상부의 온도를 높게 유지할 수 있기 때문이다. 심선 홀더(20)의 상부의 온도를 높게 유지할 수 있으면, 통전 시의 실리콘 심선 하부의 온도를 높게 유지할 수 있기 때문에, 인가 전압을 낮출 수 있어서 통전 시의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 이 부분에서의 반응 초기의 다결정 실리콘의 석출 속도를 높일 수도 있다.

상단측의 원추대 형상 사면에 구멍부(삽입 구멍)(30)을 갖는 심선 홀더(20)의 심선 삽입 구멍(21)에, 삽입 구멍(30)에 위치 맞춤된 삽입 구멍(32)을 형성한 실리콘 심선(5)을 삽입하고, 볼트(31a)와 너트(31b)를 이용하여 고정한다. 상술한 바와 같이, 너트(31b)의 조임은 토크 관리하는 것이 바람직하다.

볼트(31a)는 머신 볼트 타입이라도 좋지만, 그 경우는, 너트(31b)는 편측으로부터만 조여지게 된다. 또한, 볼트(31a)가 스터드 볼트 타입인 경우는, 너트(31b)는 양측으로부터 조여지게 된다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 볼트(30a)는 스터드 볼트 타입이 바람직하다.

다음에, 도시하지 않는 히터를 이용하여 실리콘 심선(5)을 250℃ 이상의 온도로 예비 가열하고, 실리콘 심선(5) 중을 전류가 효율적으로 흐를수록 도전성으로 한다. 이어서, 금속 전극(2)으로부터 심선 홀더(20)를 거쳐서 실리콘 심선(5)으로 전류를 공급하고, 실리콘 심선(5)을 900℃ 이상으로 가열한다.

본 발명의 검토에 의하면, 점화 시에는 60A 내지 70A 정도의 전류를 흐르게 하고, 그 후, 100A 정도의 전류를 공급하여 심선 표면 온도를 900℃ 이상으로 하여 다결정 실리콘의 석출 반응을 개시하는 것이 바람직하다. 그래서, 점화 후에, 약 100A의 전류를 공급하면서 수소 가스와 함께 트리클로로실란 가스를 원료 가스로 하고 저유량으로 공급하여, 기상 성장을 개시한다. 이때, 그래파이트제 심선 홀더(20)에 고정된 실리콘 심선(5)에 흐르는 전류의 단면 전류 밀도는, 0.13A/㎟ 이상 4.9A/㎟ 이하가 된다.

실리콘 심선(5)으로의 통전이 개시되고, 다결정 실리콘(6)의 기상 성장이 시작되면, 실리콘 심선(5) 및 다결정 실리콘(6)으로부터의 전도열 및 복사열을 받아, 심선 홀더(20)의 상단측이 가열되지만, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 실리콘 심선(5)과 심선 홀더(20)는 실질적으로 축대칭이 되도록 접촉하고 있기 때문에, 심선 홀더(20)의 상단측과 실리콘 심선(5)의 접촉면이 균일하게(축대칭으로) 가열되고, 다결정 실리콘(6)의 석출도 균일하게 된다.

상술한 바와 같이, 균일하게 석출한 다결정 실리콘은 심선 홀더(20)에 의한 실리콘 심선(5)의 고정을 보다 강고하게 할 뿐만 아니라, 해당 부분의 다결정 실리콘의 형상이 축대칭이기 때문에 비정상적인 응력도 가해지지 않는다.

종래의 방법에서는, 심선 홀더(20)에 의한 실리콘 심선(5)의 고정을 충분히 강고한 것으로 하려면, 실리콘 봉의 직경이 35㎜ 정도까지 도달할 필요가 있었지만, 본 발명의 실리콘 심선 홀더를 이용했을 경우에는, 실리콘 봉의 직경이 15㎜ 정도 된 시점에서 충분히 강고한 고정이 실현되는 것을 알 수 있었다.

심선 홀더(20)에 의한 실리콘 심선(5)의 고정을 충분히 강고한 것으로 한 후, 원료 가스의 수소 가스와 트리클로로실란 가스의 공급량 및 전류 공급량을 더욱 증가시키면서, 실리콘 심선(5) 상에 다결정 실리콘(6)을 900℃ 이상 1200℃ 이하의 온도 범위로 기상 성장시킨다. 미반응 가스와 부 생성 가스는 배기구(4)로부터 배출된다.

그리고, 다결정 실리콘(6)이 소망의 직경(예컨대 120㎜)까지 성장한 후, 원료 가스의 공급을 정지하고, 반응로(10) 내의 온도를 저하시켜, 반응로 내의 분위기를 수소로부터 질소로 치환하여, 반응로(10)를 대기 개방한다.

실시예

[실시예 1]

상단측이 원추대 형상이며, 심선 삽입 구멍(21)의 개구부(22)로부터 10㎜ 떨어진 원추대의 사면 위치에, 심선 삽입 구멍(21)을 향하여 4㎜ 나사의 삽입 구멍(30)이 형성되며, 개구부(22)에는 종방향으로 슬릿(60)이 들어간 그래파이트제 심선 홀더(20)를 이용했다.

또한, 실리콘 심선(5)을 심선 삽입 구멍(21)의 바닥까지 삽입했을 때에, 공통 고정축인 볼트(31a)가 심선 홀더의 관통 구멍(32)과 실리콘 심선(5)의 삽입 구멍(30)을 통과하도록 관통 구멍(32)을 개방한 실리콘 심선(5)을 이용했다.

또한, 심선 삽입 구멍(21)의 내면과 실리콘 심선(5)의 접촉면에, 심선 홀더(20)와 동등한 고유 저항을 갖는 도전성 시트재(61)를 삽입하여, 볼트(31a)와 너트(31b)로 고정했다.

여기서, 공통 고정축인 볼트(31a)에는, 카본 그래파이트제의 3.7㎜ 스터드 타입 나사를 이용하고 너트(31b)를 이용하여 양단으로부터 조였다.

실리콘 심선(5)을 1063℃로 가열하면서, 수소 가스와 함께 트리클로로실란 가스를 원료 가스로서 공급하면, 기상 성장 개시 후 10시간의 성장 속도 억제 기간에, 심선 홀더(20)의 상단측은 다결정 실리콘(6)의 석출에 의해 균등하게 피복되었다. 그때, 다결정 실리콘(6)의 직경은 14㎜, 전류값은 210A였다. 이 시점으로부터 공급 가스량 업(UP)을 시작하고, 그 후, 다결정 실리콘 봉의 직경의 성장에 따라서 전류값을 높여서, 63시간에 121㎜ 직경의 다결정 실리콘을 얻을 수 있었다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 타입의 그래파이트제 심선 홀더(20)를 이용하여, 해당 심선 홀더(20)에 보지된 실리콘 심선(5)을 1050℃로 가열하면서, 수소 가스와 함께 트리클로로실란 가스를 원료 가스로서 공급했다. 기상 성장 개시 후 12시간의 성장 속도 억제 기간에, 심선 홀더(20)의 제 1 단측은 다결정 실리콘(6)의 석출에 의해 균등하게 피복되었다. 그때, 다결정 실리콘(6)의 직경은 13㎜, 전류값은 195A였다. 이 시점으로부터 공급 가스량 업을 시작하고, 그 후, 다결정 실리콘 봉의 직경의 성장에 따라서 전류값을 올려, 62시간에 119㎜ 직경의 다결정을 얻을 수 있었다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 재료로 이루어지는 그래파이트제의 심선 홀더(20)로서, 도 1에 도시하는 구조의 종래 타입의 심선 홀더(20)를 이용했다. 이 심선 홀더(20)에 보지된 실리콘 심선(5)을 1055℃로 가열하면서, 수소 가스와 함께 트리클로로실란 가스를 원료 가스로서 공급했다. 기상 성장 개시 후 16시간의 성장 속도 억제 기간에, 다결정 실리콘(6)의 직경은 18㎜, 전류값은 240A였다. 실시예 1 및 실시예 2와 마찬가지로, 공급 가스량 업을 개시한 후에 전류값을 높이기 시작했지만, 이 시점에서 이미 심선 홀더(20)의 상단측에서의 다결정 실리콘(6)의 석출 형상은 도 10에 도시한 바와 같이 불균일하게 되어 있었다. 그 후도 전류값을 514A로 하여 성장을 계속하였더니, 다결정 실리콘(6)의 직경이 36㎜가 된 때에 다결정 실리콘 봉은 쓰러져 버려, 반응 계속을 할 수 없었다.

[비교예 2]

비교예 1과 마찬가지로 반응 초기 조건을 제어하여 다결정 실리콘의 석출을 실행했다. 33시간에 다결정 실리콘(6)의 직경이 35㎜가 된 때에 심선 홀더(20)의 상단측에서의 다결정 실리콘(6)의 석출이 균일하게 되었다. 그 후, 공급 가스량 업을 개시하여 전류값을 높이기 시작했다. 87시간의 석출로 121㎜ 직경의 다결정 실리콘 봉을 얻을 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 심선 홀더의 상단 근방에 다결정 실리콘을 균일하게 퇴적시킬 수 있기 때문에, 다결정 실리콘의 국부적인 성장에 기인하는 쓰러짐도 발생하기 어려워진다. 이 때문에, 공급 가스량 업의 개시 시간을 큰 폭으로 앞당길 수 있어서, 생산성을 대폭적으로 높일 수 있다.

본 발명에 의해, 실리콘 심선의 심선 홀더에의 장착이 용이하며, 심선 홀더에 실리콘 심선을 충분한 강도로 보지시킬 때까지의 시간을 짧게 하여, 전도를 방지하는 동시에, 다결정 실리콘의 석출 반응 초기에 있어서의 성장 속도 억제 시간의 단축화를 가능하게 하는 다결정 실리콘 제조 기술이 제공된다.

1 : 베이스 플레이트 2 : 금속 전극
3 : 가스 노즐 4 : 배기구
5 : 실리콘 심선 6 : 다결정 실리콘
7 : 절연물 10 : 반응로
20 : 심선 홀더 21 : 심선 삽입 구멍
22 : 개구부 30 : 고정 부재의 삽입 구멍
31 : 고정 부재 32 : 관통 구멍
40 : 봉 형상의 조임 부재 60 : 슬릿 형상의 간극부
61 : 도전성 시트 100 : 기상 성장 장치

Claims (7)

1. 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 시에 이용되는 실리콘 심선을 보지하기 위한 홀더에 있어서,
   상기 홀더의 본체에는, 상면으로부터 하측면을 향하는 구멍부로서 상기 실리콘 심선을 삽입하기 위한 심선 삽입 구멍과, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축을 포함하는 가상 평면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부 또는 상기 가상 평면과 평행인 면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부로서 상기 심선 삽입 구멍으로부터 상기 홀더 본체의 외측면에까지 이르는 간극부가 마련되어 있으며,
   상기 간극부의 간격이 좁아지도록 조여서 상기 심선 삽입 구멍 내에 삽입된 상기 실리콘 심선의 고정을 실행하는 고정 부재를 구비하고 있는
   실리콘 심선 홀더.
2. 지멘스법에 의한 다결정 실리콘 제조 시에 이용되는 실리콘 심선을 보지하기 위한 홀더에 있어서,
   상기 홀더의 본체에는, 상면으로부터 하면측을 향하는 구멍부로서 상기 실리콘 심선을 삽입하기 위한 심선 삽입 구멍과, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축을 포함하는 가상 평면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부 또는 상기 가상 평면과 평행인 면 상에 위치하는 슬릿 형상의 간극부로서 상기 심선 삽입 구멍으로부터 상기 홀더 본체의 외측면에까지 이르는 간극부와, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축을 통과하며 또한 상기 가상 평면에 수직인 방향으로 고정 부재 삽입 구멍이 마련되어 있고,
   상기 고정 부재 삽입 구멍으로부터 상기 실리콘 심선의 하단측에 마련된 관통 구멍을 통과하도록 삽입되며, 상기 간극부의 간격이 좁아지도록 조여서 상기 심선 삽입 구멍 내에 삽입된 상기 실리콘 심선의 고정을 실행하는 고정 부재를 구비하고 있는
   실리콘 심선 홀더.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 간극부는, 상기 심선 삽입 구멍의 중심축에 대하여 n회 대칭(n은 2 이상의 정수)의 관계에 있는 상기 홀더 본체의 외측면에까지 이르는 n개의 슬릿 형상의 간극부로서 마련되어 있는
   실리콘 심선 홀더.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 슬릿 형상의 간극부의 하단은 상기 홀더 본체의 저면보다 높은 위치에 있으며, 상기 홀더 본체의 저면이 분할되어 있지 않은
   실리콘 심선 홀더.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 슬릿 형상의 간극부의 하단은 상기 홀더 본체의 저면에까지 이르고 있으며, 상기 홀더 본체의 저면이 분할되어 있는
   실리콘 심선 홀더.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 홀더 본체는, 굽힘 강도가 10㎫ 이상이며 쇼어 경도가 20 이상인 강도를 갖는 재료로 이루어지는
   실리콘 심선 홀더.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 실리콘 심선 홀더를 이용하여, 상기 실리콘 심선을 상기 심선 삽입 구멍 내에 삽입할 때, 상기 홀더 본체와 상기 실리콘 심선과의 접촉면에 저항율이 1500μΩ-㎝ 이하인 도전성 시트를 사이에 끼우고, 상기 실리콘 심선에 통전했을 때의 상기 홀더 본체와 상기 실리콘 심선과의 접촉면에 있어서의 접촉 저항을 낮추는 것을 특징으로 하는
   다결정 실리콘의 제조 방법.

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