[发明专利]多晶硅生长装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种为了改善能源效率并减少污染而利用过热蒸气或经加热（heating）的非活性气体的多晶硅生长装置（APPARATUS FOR GROWING POLY SILICON）。

背景技术

太阳能电池（solar cell）是一种将太阳能转换为电能的元件，通过太阳能电池的光伏效应（photovoltaic effect）实现的太阳能发电可谓是具有代表性的新的可再生能源。

尤其，随着最近异常气候所造成的地球环境的严重扩散和油价的走高，太阳能发电产业正在高速成长。

被用作结晶硅型太阳能电池的原料的是多结晶状态的高纯度硅，即多晶硅（polysilicon 或 polycrystalline silicon）。

目前，多晶硅生产工厂主要使用的是硅析出用硅烷原料，即Si-H-Cl类化合物中的三氯硅烷（trichloro-silane）或甲硅烷（mono-silane）。

由在气化工序中制成的超高纯度的硅烷原料形成固体多晶硅的过程被称为硅析出工序。

硅烷原料气体通过高温下的氢还原反应及热分解而生成硅元素。

如此生成的硅元素在杆（rod）或粒子表面以多结晶状态析出而形成多晶硅。

作为硅析出工序，有利用杆型产品生产用钟形（bell-jar）反应器的西门子（Simens）法和粒子型产品生产用流化床法（fluidized bed reactor：FBR）。

尤其，采用利用钟形反应器的西门子法时，需要加热单元将硅芯棒加热到规定温度。根据以往的方式，碳及陶瓷加热器或油加热器相当于这种加热单元。

只是，使用以往的加热单元时，利用流体的加热器会用到7 kg/cm²～10kg/cm²程度的高压，存在因管道破裂等而引发各种安全事故的隐患。

尤其是，过去将碳及陶瓷加热器插入到钟形反应器的内部使用时，出现了所产生的副产物造成污染的问题。

发明内容

要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种利用通过加热硅芯棒部的加热单元具有接近常压的压力的过热蒸气或经加热的非活性气体，从而以低耗电也能迅速将硅芯棒部加热到适当温度的多晶硅生长装置。

并且，本发明的再一个目的在于，提供利用加热硅芯棒部的加热单元在开始加热后不引起杂质污染，并将环保方面考虑在内的多晶硅生长装置。

解决问题的手段

根据用于达成上述目的的本发明的思想，提供一种多晶硅生长装置，其包括：钟形（bell-jar）反应部，其具有供应原料气体的气体投入口及排出废气的气体排出口，以在内部腔室形成多晶硅生长环境；电极部，其包括导入电流的第一电极和从上述第一电极分隔配置并通电的第二电极；硅芯棒部，其两端部连接上述第一电极和上述第二电极之间，通电时，该硅芯棒部因电阻加热而升温；以及过热蒸气型加热部，其产生过热蒸气而供应到上述钟形反应部的腔室及内部双层套，来加热上述硅芯棒部。

根据用于达成上述目的的本发明的再一个思想，提供一种多晶硅生长装置，其包括：钟形（bell-jar）反应部，其具有供应原料气体的气体投入口及排出废气的气体排出口，以在内部腔室形成多晶硅的生长环境；电极部，其包括导入电流的第一电极和从上述第一电极分隔配置并通电的第二电极；硅芯棒部，其两端部连接上述第一电极和上述第二电极之间，通电时，该硅芯棒部因电阻加热而升温；以及非活性气体加热部，其加热非活性气体，将经加热的非活性气体供应到供应到上述钟形反应部的内部，来加热上述硅芯棒部。

发明的效果

根据作为本发明的多晶硅生长装置，以低耗电生成高温的过热蒸气或加热非活性气体，将该过热蒸气或加热非活性气体作为热媒，可迅速加热硅芯棒部，较以往的加热器方式有着能够减少能源的有利效果。

并且，根据本发明，将具有接近常压的压力的过热蒸气或加热非活性气体作为热媒，来对硅芯棒部进行加热，与在高压状态下工作的油加热器相比较，可预防管道破裂等的安全问题。

而且，根据本发明，将由水生成的过热蒸气或加热非活性气体作为热媒使用，从而根本不存在环境污染问题，尤其，可以解决在以往的插入在钟形反应器内部的碳及陶瓷加热器中成问题的杂质污染问题。

附图说明

图1是简要示出多晶硅生长装置的基本结构的图。

图2是简要示出本发明的实施例的将甲硅烷用作硅烷原料的多晶硅生长装置的图。

图3是简要示出本发明的实施例的将三氯硅烷用作硅烷原料的多晶硅生长装置的图。