KR101329029B1 - Fluidized bed reactor including reaction gas supplying nozzle - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유동층 반응기는 실리콘의 석출이 일어나는 반응관, 상기 실리콘의 석출을 일으킬 수 있는 반응가스를 상기 반응관의 내부 공간에 공급하는 반응가스 공급노즐 및 상기 실리콘과 비활성되는 비활성 가스를 공급하여 상기 내부 공간에 위치하는 상기 반응가스 공급노즐의 일부 또는 전부를 냉각시키는 하나 이상의 비활성 가스 공급노즐을 포함하는 유동층 반응기가 제공될 수 있다.In the fluidized bed reactor of the present invention, the reaction tube in which the precipitation of silicon occurs, the reaction gas supply nozzle for supplying the reaction gas capable of causing precipitation of the silicon to the inner space of the reaction tube, and the inert gas inactive with the silicon A fluidized bed reactor may be provided that includes one or more inert gas supply nozzles for cooling some or all of the reaction gas supply nozzles located in the interior space.
Description
본 발명은 유동층 반응기에 관한 것으로 보다 상세하게는 반응가스 공급노즐을 포함하는 유동층 반응기에 관한 것이다. The present invention relates to a fluidized bed reactor, and more particularly, to a fluidized bed reactor including a reaction gas supply nozzle.
고순도 다결정실리콘은 반도체 웨이퍼용 실리콘 단결정이나 태양전지용 실리콘 박판 소재의 원료로서 사용된다.High purity polycrystalline silicon is used as a raw material for silicon single crystals for semiconductor wafers and silicon thin film materials for solar cells.
다결정실리콘을 제조하기 위하여 실리콘원소를 함유하는 반응가스의 열분해 또는 수소환원 반응으로 실리콘 표면에 실리콘 원소를 계속적으로 석출시키는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 방식이 사용된다.In order to manufacture polycrystalline silicon, a chemical vapor deposition (CVD) method is used in which a silicon element is continuously deposited on a silicon surface by pyrolysis or hydrogen reduction of a reaction gas containing a silicon element.
이와 같이 반도체 응용을 위해 사용되는 다결정실리콘의 상업적 대량생산을 위하여, 지금까지 종형(bell-jar type)의 반응기가 주로 사용되어오고 있으며, 이 반응기를 사용하여 제조된 다결정실리콘 제품의 직경은 약 50 ∼ 300 mm인 봉(棒; rod)형태를 갖는다. As such, for the commercial mass production of polysilicon used for semiconductor applications, bell-jar type reactors have been mainly used until now, and the diameter of polycrystalline silicon products manufactured using the reactor is about 50. It has a rod shape of ˜300 mm.
전기저항가열이 핵심인 종형 반응기는 실리콘 석출로 증가하는 봉의 직경에 한계가 있으므로 제품을 연속적으로 생산할 수 없을 뿐만 아니라, 상온의 실리콘 봉의 전기 전도성을 향상시키기 위한 예열과정이 필요하며, 또한 약 1,000 ℃ 이상의 반응온도를 실리콘 봉 표면에 유지시키기 위한 전력소모량이 아주 큰 단점을 가지고 있다.The vertical reactor, in which electric resistance heating is the core, has a limit on the diameter of the rod that increases due to the precipitation of silicon, which makes it impossible to continuously produce the product, and requires a preheating process to improve the electrical conductivity of the silicon rod at room temperature. The power consumption for maintaining the above reaction temperature on the silicon rod surface has a very big disadvantage.
상기한 종형 반응기의 단점을 해결하기 위해, 최근에는 입자(粒子)형태로 다결정실리콘을 생산할 수 있는 유동층 반응기를 응용한 실리콘 석출공정이 개발되었다. 이 방법에 따르면, 반응기 내부로 공급되는 반응가스에 의해 실리콘 입자들이 유동되는 유동층(fluidized bed)이 형성된다. In order to solve the shortcomings of the vertical reactor, a silicon precipitation process using a fluidized bed reactor capable of producing polysilicon in the form of particles has recently been developed. According to this method, a fluidized bed through which the silicon particles flow is formed by the reaction gas supplied into the reactor.
고온으로 가열된 이들 실리콘 입자표면에 반응가스 중의 실리콘원소가 계속 석출됨으로써 입자가 점점 커지게 되어 다결정실리콘 제품이 생산된다. 이때, 크기가 작은 실리콘 종입자(種粒子, seed crystal)에 실리콘 원소의 지속적인 석출로 커짐에 따라 실리콘 입자의 유동성이 줄어들게 되어 유동층 하부로 점차 가라앉게 된다. 실리콘 종입자는 유동층 내부로 연속적 또는 주기적으로 공급할 수 있으며, 석출반응으로 크기가 증가된 실리콘입자, 즉 다결정실리콘 제품은 반응기 하부로부터 연속적 또는 주기적으로 빼낼 수 있다. As silicon elements in the reaction gas continue to precipitate on the surface of these silicon particles heated to a high temperature, the particles become larger and larger, thereby producing a polysilicon product. At this time, as the size of the silicon seed particles (種 粒 子, seed crystal) is increased by the continuous precipitation of silicon elements, the fluidity of the silicon particles decreases and gradually sinks to the lower portion of the fluidized bed. The silicon seed particles can be continuously or periodically fed into the fluidized bed, and the silicon particles, i.e., polysilicon products, increased in size by the precipitation reaction can be withdrawn continuously or periodically from the bottom of the reactor.
유동층 반응기를 통한 다결정 실리콘의 대량 생산은 환경 오염을 대량으로 유발하는 화석 연료를 태양전지로 대체하려는 과제가 대두되면서 초미의 관심을 끌게 되었다. The mass production of polycrystalline silicon through fluidized bed reactors has attracted much attention as the task of replacing fossil fuels causing solar pollution with solar cells has emerged.
이에 따라 유동층 반응기 제조업체들은 유동층 반응기를 이용하여 실리콘 석출의 효율을 높이고 다결정 실리콘의 대량 생산을 위한 다양한 연구 활동을 진행하고 있다. Accordingly, fluidized bed reactor manufacturers are conducting various research activities to increase the efficiency of silicon deposition and mass production of polycrystalline silicon using a fluidized bed reactor.
이 때 반응가스 공급노즐에 석출되는 실리콘 실리콘은 실리콘 석출 효율을 저해하는 요인으로 작용하므로 반응가스 공급노즐에 석출되는 실리콘을 제거하거나 줄이는 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 또한 다결정 실리콘의 대량 생산을 위하여 유동층 반응기의 크기가 커져야 하는데 유동층 반응기의 크기가 증가함에 따라 유동층 반응기의 내부에 반응 가스를 골고루 분산시킬 수 있는 기술에 대한 요구 역시 증가하고 있다. At this time, since the silicon silicon precipitated in the reaction gas supply nozzle acts as a factor to inhibit the silicon deposition efficiency, there is an increasing demand for a technology for removing or reducing the silicon deposited in the reaction gas supply nozzle. In addition, in order to mass-produce polycrystalline silicon, the size of a fluidized bed reactor needs to be increased. As the size of the fluidized bed reactor increases, the demand for a technique for evenly dispersing the reaction gas in the fluidized bed reactor is increasing.
본 발명의 실시예는 반응가스 공급노즐에 석출되는 실리콘을 줄이고 유동층 반응기의 크기 증가에 따른 반응가스의 고른 분포를 제공할 수 있는 유동층 반응기를 제공하기 위한 것이다.Embodiment of the present invention is to provide a fluidized bed reactor that can reduce the silicon precipitated in the reaction gas supply nozzle and provide an even distribution of the reaction gas as the size of the fluidized bed reactor increases.
본 발명의 일측면에 따르면, 실리콘의 석출이 일어나는 반응관, 상기 실리콘의 석출을 일으킬 수 있는 반응가스를 상기 반응관의 내부 공간에 공급하는 반응가스 공급노즐 및 상기 실리콘과 비활성되는 비활성 가스를 공급하여 상기 내부 공간에 위치하는 상기 반응가스 공급노즐의 일부 또는 전부를 냉각시키는 하나 이상의 비활성 가스 공급노즐을 포함하는 유동층 반응기가 제공될 수 있다. According to one aspect of the invention, the reaction tube supplying the reaction of the silicon precipitation occurs, the reaction gas supply nozzle for supplying the reaction gas that can cause the precipitation of the silicon and the inert gas inert to the silicon Thus, a fluidized bed reactor including one or more inert gas supply nozzles for cooling some or all of the reaction gas supply nozzles located in the internal space may be provided.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐 외측면의 일부 또는 전부와 접촉하여 상기 반응가스 공급노즐 외측면의 일부 또는 전부를 둘러쌀 수 있다.The inert gas supply nozzle may contact part or all of an outer surface of the reaction gas supply nozzle to surround a part or all of the outer surface of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐의 높이는 상기 반응가스 공급노즐의 높이와 같거나 클 수 있다.The height of the inert gas supply nozzle may be equal to or greater than the height of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐의 끝단부에서 상기 비활성 가스 공급노즐의 중심축은 상기 반응가스 공급노즐의 중심축과 평행하지 않을 수 있다.The central axis of the inert gas supply nozzle at the end of the inert gas supply nozzle may not be parallel to the central axis of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐과 소정 거리만큼 이격되어 상기 반응가스 공급노즐을 향하여 상기 비활성 가스를 분사할 수 있다.The inert gas supply nozzle may be spaced apart from the reaction gas supply nozzle by a predetermined distance to inject the inert gas toward the reaction gas supply nozzle.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스와 더불어 상기 실리콘과 반응하여 상기 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급할 수 있다.The reaction gas supply nozzle may supply an etching gas that reacts with the silicon to remove the silicon together with the reaction gas.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스와 상기 에칭가스를 동시에 공급하거나 서로 다른 시점에 공급할 수 있다.The reaction gas supply nozzle may supply the reaction gas and the etching gas at the same time or at different time points.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 비활성 가스와 더불어 상기 실리콘과 반응하여 상기 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급할 수 있다.The inert gas supply nozzle may supply an etching gas that reacts with the silicon to remove the silicon together with the inert gas.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 비활성 가스와 상기 에칭가스를 동시에 공급하거나 서로 다른 시점에 공급할 수 있다.The inert gas supply nozzle may supply the inert gas and the etching gas at the same time or at different time points.
상기 복수 개의 비활성 가스 공급노즐 중 일부는 상기 비활성 가스를 공급하고, 나머지는 상기 비활성 가스와 더불어 상기 실리콘과 반응하여 상기 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급할 수 있다.Some of the plurality of inert gas supply nozzles supply the inert gas, and the rest may supply an etching gas that reacts with the silicon to remove the silicon along with the inert gas.
상기 반응가스 공급노즐과 상기 비활성 가스 공급노즐은 동축이고, 상기 반응가스 공급노즐이 상기 비활성 가스 공급노즐 내부에 위치할 수 있다.The reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle may be coaxial, and the reaction gas supply nozzle may be located inside the inert gas supply nozzle.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐의 중심축으로부터 소정 각도 기울어진 분사부를 가질 수 있다.The reaction gas supply nozzle may have an injection unit inclined at a predetermined angle from a central axis of the reaction gas supply nozzle.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 중심축 상에 있는 중심점을 가지며 상기 중심축에 수직하는 가상 원의 둘레를 향하여 상기 반응가스를 공급하는 하나의 분사부를 가질 수 있다.The reaction gas supply nozzle may have a single injection unit for supplying the reaction gas toward a circumference of a virtual circle perpendicular to the central axis and having a center point on the central axis.
상기 반응가스 공급노즐의 분사부 표면에 상기 반응가스의 유출 방향을 유도하는 나선형 유도 라인이 형성될 수 있다.A spiral induction line may be formed on the surface of the injection unit of the reaction gas supply nozzle to induce an outflow direction of the reaction gas.
상기 반응가스는 상기 나선형 유도 라인에 따라 유출 방향이 유도되어 와류 형태로 방출될 수 있다.The reaction gas may be directed in an outflow direction along the spiral induction line and discharged in a vortex form.
상기 반응가스 공급노즐은 서로 다른 방향으로 상기 반응가스를 공급하는 복수 개의 상기 분사부를 가질 수 있다. The reaction gas supply nozzle may have a plurality of injection parts for supplying the reaction gas in different directions.
상기 복수 개의 분사부는 상기 비활성 가스 공급노즐을 관통할 수 있다.The plurality of injection units may penetrate the inert gas supply nozzle.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐의 중심축을 따라 상기 반응가스를 공급하는 분사부를 더 가질 수 있다.The reaction gas supply nozzle may further have an injection unit for supplying the reaction gas along the central axis of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스는 수소, 불활성 가스, 또는 상기 수소와 상기 불활성 가스의 혼합가스를 포함할 수 있다. The inert gas may include hydrogen, an inert gas, or a mixed gas of the hydrogen and the inert gas.
상기 비활성 가스의 온도는 600 ℃ 이하일 수 있다.The temperature of the inert gas may be 600 ° C. or less.
상기 유동층 반응기는 상기 반응관이 내부에 설치되는 몸체를 더 포함하며, 상기 몸체는 제1 몸체부, 제2 몸체부 및 저면부를 포함하고, 상기 제2 몸체부는 상기 제1 몸체부의 아래에 위치하여 상기 제1 몸체부와 연결되고, 상기 저면부는 상기 제2 몸체부의 아래에 위치하여 상기 제2 몸체부와 연결되고, 상기 반응가스 공급노즐 및 상기 비활성 가스 공급노즐이 설치될 수 있다.The fluidized bed reactor further includes a body in which the reaction tube is installed therein, the body includes a first body part, a second body part and a bottom part, and the second body part is located below the first body part. It may be connected to the first body portion, the bottom portion is located below the second body portion and connected to the second body portion, the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle may be installed.
상기 유동층 반응기는 상기 반응관이 내부에 설치되는 몸체를 더 포함하며, 상기 몸체는 제1 몸체부, 제2 몸체부 및 저면부를 포함하고, 상기 저면부는 상기 제2 몸체부와 연결되고 상기 반응가스 공급노즐 및 상기 비활성 가스 공급노즐이 설치되는 기저 플레이트, 상기 기저 플레이트 상에 위치하여 상기 기저 플레이트를 절연시키는 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트 상에 위치하며, 상기 내부 공간에 열을 공급하는 히터와 접촉하여 상기 히터에 전기를 공급하는 제2 플레이트, 및 상기 제2 플레이트 상에 위치하여 석출된 다결정 실리콘이 상기 제2 플레이트에 의하여 오염되는 것을 방지하고, 절연기능을 갖는 제3 플레이트를 포함할 수 있다.The fluidized bed reactor further includes a body in which the reaction tube is installed therein, the body includes a first body part, a second body part and a bottom part, and the bottom part is connected to the second body part and the reaction gas A base plate on which a supply nozzle and the inert gas supply nozzle are installed, a first plate disposed on the base plate to insulate the base plate, a heater located on the first plate, and supplying heat to the internal space; And a second plate for contacting and supplying electricity to the heater, and a third plate having an insulating function to prevent contamination of the polycrystalline silicon deposited on the second plate by the second plate. have.
본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기는 비활성 가스 공급노즐을 포함하고 중심축에서 기울어진 분사부를 지닌 반응가스 공급노즐을 포함하여 반응가스 공급노즐에 석출되는 실리콘을 저감시킬 수 있고 반응가스를 반응관의 내부 공간에 골고루 분산시킬 수 있다.The fluidized bed reactor according to the embodiment of the present invention may include a reactive gas supply nozzle including an inert gas supply nozzle and inclined at a central axis to reduce silicon precipitated in the reactive gas supply nozzle, and react the reaction gas into a reaction tube. Evenly distributed in the inner space of the.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기를 나타낸다.
도 2는 유동가스 공급노즐에 석출되는 실리콘을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 반응가스 공급노즐과 비활성 가스 공급노즐의 예들을 나타낸다.
도 5는 비활성 가스 공급노즐이 반응가스 공급노즐을 둘러싸지 않는 경우를 나타낸다.
도 6은 비활성 가스 공급노즐의 높이가 반응가스 공급노즐의 높이보다 작은 경우를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 반응가스 공급노즐과 비활성 가스 공급노즐의 다른 예들을 나타낸다.
도 10은 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 반응가스 공급노즐 및 비활성 가스 공급노즐의 평면도이다.
도 11은 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 반응가스 공급노즐 및 비활성 가스 공급노즐의 다른 평면도이다.
도 12는 비활성 가스 공급노즐이 반응가스 공급노즐 내부에 있을 경우를 나타낸다.
도 13 내지 도 17은 도 1, 도 3, 도 4, 도 7, 도 10 및 도 11에 도시된 반응가스 공급노즐의 다른 예들을 나타낸다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동층 반응기를 나타낸다.
도 19a 및 도 19b는 도 1 및 도 18의 유동층 반응기의 제1 부분 반응관과 제2 부분 반응관의 연결 구조를 나타낸다.
도 20은 도 1 및 도 19의 유동층 반응기의 플레이트들과 히터의 조립 구조를 나타낸다.1 shows a fluidized bed reactor according to an embodiment of the present invention.
2 shows silicon precipitated in the flowing gas supply nozzle.
3 and 4 show examples of a reaction gas supply nozzle and an inert gas supply nozzle of a fluidized bed reactor according to an embodiment of the present invention.
5 shows a case where the inert gas supply nozzle does not surround the reaction gas supply nozzle.
6 shows the case where the height of the inert gas supply nozzle is smaller than the height of the reaction gas supply nozzle.
7 to 9 show other examples of the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle of the fluidized bed reactor according to the embodiment of the present invention.
10 is a plan view of a reaction gas supply nozzle and an inert gas supply nozzle shown in FIGS. 1, 3, 4, and 7.
FIG. 11 is another plan view of the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle shown in FIGS. 1, 3, 4, and 7.
12 shows the case where the inert gas supply nozzle is inside the reaction gas supply nozzle.
13 to 17 show other examples of the reaction gas supply nozzles shown in FIGS. 1, 3, 4, 7, 7, and 11.
18 shows a fluidized bed reactor according to another embodiment of the present invention.
19A and 19B illustrate a connection structure between a first partial reaction tube and a second partial reaction tube of the fluidized bed reactor of FIGS. 1 and 18.
FIG. 20 illustrates an assembly structure of plates and a heater of the fluidized bed reactor of FIGS. 1 and 19.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.
도 1는 본 발명의 실시예에 유동층 반응기를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기는 반응관(110), 반응가스 공급노즐(120) 및 비활성 가스 공급노즐(130)을 포함한다. 1 shows a fluidized bed reactor in an embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the fluidized bed reactor according to the embodiment of the present invention includes a
반응관(110)은 실리콘의 석출이 일어나는 내부 공간(111)을 제공한다. 반응관(110)은 튜브 형태이거나, 튜브, 원추 및 타원 부분들을 포함하는 형태를 가질 수 있다. 반응관(110)은 고온에서 쉽게 변형되지 않는 무기재료로 이루어질 수 있으며, 석영, 실리카, 질화규소, 질화보론, 지르코니아, 이트리아, 탄화규소, 흑연, 실리콘, 유리질 탄소 또는 이러한 재료가 혼합된 복합체 등과 같은 무기재료로 이루어질 수 있다. 반응관(110)이 탄화규소, 흑연, 유리질 탄소 등의 탄소함유 재질로 이루어진 경우, 탄소함유 재질은 다결정 실리콘을 오염시킬 수 있으므로, 다결정 실리콘이 접촉할 수 있는 반응관(110)의 내벽면은 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소 등으로 코팅 또는 라이닝될 수 있다. 이 때 반응관(110)은 몸체(140)의 내부에 설치되며, 몸체(140)는 반응관(110)을 보호한다. 몸체(140)는 탄소강, 스테인리스강, 기타 합금강 등 기계 강도가 우수하고 가공이 용이한 금속재료로 이루어질 수 있다. The
반응가스 공급노즐(120)은 실리콘의 석출을 일으킬 수 있는 반응가스를 내부 공간에 공급한다. 반응가스는 다결정 실리콘의 석출에 사용되는 원료가스로서 실리콘원소 성분을 포함한다. 반응가스는 모노실란(SiH4), 디실란(disilane : Si2H6), 고차 실란(SinH2n +2, n은 3 이상의 자연수), 이염화실란(DCS : SiH2Cl2), 삼염화실란 (TCS : SiHCl3), 사염화실란(STC : SiCl4), 디브로모실란(SiH2Br2), 트리브로모실란(SiHBr3), silicontetrabromide(SiBr4), diiodosilane(SiH2I2), triiodosilane(SiHI3), silicontetraiodide(SiI4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 때 반응가스는 수소, 질소, 아르곤, 헬륨, 또는 염화수소 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. The reaction
이 때 유동가스 공급노즐(150)은 유동가스를 내부 공간에 공급하여 실리콘 종입자를 유동시킨다. 유동가스는 수소, 질소, 아르곤, 헬륨, 염화수소(HCl), 사염화실란(SiCl4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유동가스 공급노즐(150)는 무기재질 성분으로 이루어진 튜브, 라이너 또는 성형품일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the flow
유동가스의 공급에 따라 유동하는 실리콘 종입자에 반응가스가 공급되면 0.5 내지 3 mm 정도인 다결정 실리콘 종입자의 표면에 다결정 실리콘이 석출되어 다결정 실리콘 종입자의 크기가 증가한다. 다결정 실리콘 종입자의 크기가 일정 정도 증가하면 다결정 실리콘 출구(미도시)를 통하여 유동층 반응기의 외부로 방출된다.When the reaction gas is supplied to the silicon seed particles flowing with the supply of the flowing gas, polycrystalline silicon is deposited on the surface of the polycrystalline silicon seed particles having a size of about 0.5 to 3 mm, thereby increasing the size of the polycrystalline silicon seed particles. If the size of the polycrystalline silicon seed particles is increased to some extent, it is discharged out of the fluidized bed reactor through the polycrystalline silicon outlet (not shown).
히터(160)는 열을 내부 공간에 공급한다. 히터(160)는 다결정 실리콘 입자의 표면에서 실리콘 석출 반응을 일으키기 위한 열을 반응관(110)의 내부에 공급한다. 히터(160)는 그라파이트 (graphite), 탄화 규소와 같은 세라믹, 또는 금속 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
하나 이상의 비활성 가스 공급노즐(130)은 실리콘과 비활성되는 비활성 가스를 공급하여 반응가스 공급노즐(120)의 일부 또는 전부를 냉각시킨다. One or more inert
실리콘 석출 반응은 흡열 반응이므로 히터는 반응관(110) 내부에 열을 공급한다. 이에 따라 반응관(110)의 내부 공간의 온도가 증가하면 내부 공간에 노출된 반응가스 공급노즐(120)의 온도 역시 증가한다. 높은 온도의 반응가스 공급노즐(120)이 반응가스를 공급하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 반응가스의 실리콘 성분이 반응가스 공급노즐(120)의 내벽이나 끝단에 실리콘(200)이 석출될 수 있다. 반응가스 공급노즐(120)의 내벽이나 끝단에 형성된 실리콘은 반응가스가 반응가스 공급노들로부터 유출되는 것을 방해한다. 이에 따라 반응관(110)의 내부 공간으로 공급되는 반응가스의 양이 줄어들거나 반응가스가 일정하게 내부 공간으로 공급되지 않을 수 있으며, 이로 인하여 실리콘 석출 효율이 감소할 수 있다. Since the silicon precipitation reaction is an endothermic reaction, the heater supplies heat to the
본 발명의 실시예의 경우 하나 이상의 비활성 가스 공급노즐(130)은 실리콘과 비활성되는 비활성 가스를 공급하여 반응가스 공급노즐(120)의 일부 또는 전부를 냉각시킨다. 즉, 비활성 가스 공급노즐(130)은 반응가스 공급노즐(120)의 온도보다 낮은 비활성 가스를 공급함으로써 반응가스 공급노즐(120)을 냉각시킬 수 있다. In an embodiment of the present invention, the one or more inert
이에 따라 반응가스 공급노즐(120)의 온도가 낮아지게 되므로 반응가스 공급노즐(120)에 석출되는 실리콘의 양이 줄어들거나 실리콘이 석출도지 않을 수 있다. 비활성 가스에 비하여 이후에 설명되는 에칭가스(etching gas)는 실리콘과 반응하여 반응가스 공급노즐(120)에 석출되는 실리콘을 제거할 수 있다. Accordingly, since the temperature of the reaction
비활성 가스는 실리콘과 반응하지 않거나 반응 정도가 약하므로 비활성 가스에 의하여 반응관(110) 내부의 실리콘 종입자나 다결정 실리콘 제품이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 실시예의 경우, 비활성 가스는 수소, 불활성 가스, 또는 수소와 불활성 가스의 혼합가스를 포함할 수 있다. Since the inert gas does not react with the silicon or the degree of reaction is weak, the inert gas may prevent the silicon seed particles or the polycrystalline silicon product from being contaminated by the
한편, 실리콘 석출 반응이 일어나기 위해서는 내부 공간의 온도가 600 ℃ 이상이어야 한다. 따라서 비활성 가스의 온도가 600 ℃ 이하일 경우, 반응가스 공급노즐(120)의 온도가 600 ℃ 이하가 되거나 600 ℃보다 크게 높을 수 없게 되므로 반응가스 공급노즐(120)에 실리콘 석출이 덜 일어날 수 있다. On the other hand, in order for the silicon precipitation reaction to occur, the temperature of the internal space must be 600 ° C or higher. Accordingly, when the temperature of the inert gas is 600 ° C. or less, since the temperature of the reaction
본 발명의 실시예에서 비활성 가스 공급노즐(130)은 냉각가스나 냉각액을 순환시키는 것이 아니라 냉각가스를 반응관(110)의 내부 공간에 분출한다. In the embodiment of the present invention, the inert
냉각가스나 냉각액이 순환되려면 유동층 반응기의 구조가 매우 복잡해질 수 있다. 즉, 냉각가스가 순환되려면 냉각가스의 유입 채널뿐만 아니라 냉각가스의 회수 채널이 유동층 반응기에 형성되어야 한다. 뿐만 아니라 냉각가스는 반응관(110)의 내부 공간으로부터 열을 빼앗기 때문에 냉각가스 회수시 고온의 냉각가스 회수장치가 필요할 수 있다. In order to circulate the cooling gas or the cooling liquid, the structure of the fluidized bed reactor may be very complicated. That is, in order for the cooling gas to be circulated, not only an inflow channel of the cooling gas but also a recovery channel of the cooling gas must be formed in the fluidized bed reactor. In addition, since the cooling gas takes heat from the internal space of the
반면에 본 발명의 실시예의 경우 비활성 가스 공급노즐(130)은 냉각가스를 반응관(110)의 내부 공간에 분출하므로 유동층 반응기의 구조가 복잡해지는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the inert
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 반응가스 공급노즐(120)과 비활성 가스 공급노즐(130)의 다양한 예를 설명한다.Next, various examples of the reaction
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 반응가스 공급노즐과 비활성 가스 공급노즐의 예들을 나타낸다.3 and 4 show examples of a reaction gas supply nozzle and an inert gas supply nozzle of a fluidized bed reactor according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 비활성 가스 공급노즐(130)은 반응가스 공급노즐(120) 외측면의 전부와 접촉하여 반응가스 공급노즐(120) 외측면의 전부를 둘러쌀 수 있다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 비활성 가스 공급노즐(130)은 반응가스 공급노즐(120) 외측면의 일부와 접촉하여 반응가스 공급노즐(120) 외측면의 일부를 둘러쌀 수 있다.As shown in FIG. 3, the inert
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예와 다르게 비활성 가스 공급노즐(130')이 반응가스 공급노즐을 둘러싸지 않으면 비활성 가스 공급노즐(130')과 접촉하지 않는 반응가스 공급노즐 영역(510)이 냉각되지 않아 반응가스 공급노즐 영역(510)에 실리콘(200)이 석출될 수 있다. 이에 따라 반응가스가 원활하게 공급되지 않아 실리콘 석출 효율이 떨어질 수 있다.As shown in FIG. 5, unlike the embodiment of the present invention, unless the inert
도 3 및 도 4의 비활성 가스 공급노즐(130)은 반응가스 공급노즐(120)의 외측면 일부 또는 전부를 감싸므로 반응가스 공급노즐(120)이 비활성 가스 공급노즐(130)과 접촉하는 면적이 증가할 수 있다. 이에 따라 반응가스 공급노즐(120)의 내측면이나 끝단에 석출될 수 있는 실리콘이 줄어들거나 실리콘이 석출되지 않을 수 있다. 즉, 비활성 가스 공급노즐(130)에 따라 반응관(110)의 내부 공간에 위치하는 반응가스 공급노즐(120) 전체 또는 일부가 냉각되어 반응가스 공급노즐(120)에 석출되는 실리콘이 줄어들거나 실리콘이 석출되지 않을 수 있다. Since the inert
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 비활성 가스 공급노즐(130)의 높이(h2)는 반응가스 공급노즐(120)의 높이(h1)와 같거나 클 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예와 다르게 비활성 가스 공급노즐의 높이(h2)가 반응가스 공급노즐의 높이(h1)보다 작을 경우, 비활성 가스가 반응가스 공급노즐의 끝단 영역에 도달하기 어려울 수 있으며 이에 따라 반응가스 공급노즐의 끝단 영역에 실리콘(200)이 석출될 수 있다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the height h2 of the inert
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비활성 가스 공급노즐(120)의 높이(h2)는 반응가스 공급노즐의 높이(h1)보다 클 수 있다. 이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 비활성 가스 공급노즐(130)의 끝단부는 반응가스 공급노즐(120)의 중심축을 향하여 휘어져 있거나, 도 8에 도시된 바와 같이 반응가스 공급노즐(120)의 바깥쪽으로 휘어질 수 있다. 즉, 비활성 가스 공급노즐(120)의 끝단부에서 비활성 가스 공급노즐(120)의 중심축은 반응가스 공급노즐(120)의 중심축과 평행하지 않을 수 있다. 이에 따라 반응가스 공급노즐(120)의 끝단에 실리콘이 석출되는 것이 방지될 수 있다. As illustrated in FIGS. 7 and 8, the height h2 of the inert
도 9에 도시된 바와 같이, 비활성 가스 공급노즐(130)은 반응가스 공급노즐(120)과 소정 거리(d)만큼 이격되어 반응가스 공급노즐(120)을 향하여 비활성 가스를 분사할 수 있다. 이 때 비활성 가스와 반응가스 공급노즐(120)의 접촉면을 넓히기 위하여 복수의 비활성 가스 공급노즐(130)이 반응가스 공급노즐(120)의 외측면을 향하여 비활성 가스를 분사할 수 있다. As shown in FIG. 9, the inert
앞서 도 1, 도 3, 도 4, 도 7 및 도 9을 통하여 설명된 반응가스 공급노즐(120)은 반응가스와 더불어 실리콘과 반응하여 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 에칭가스는 염화수소를 포함할 수 있다. 실리콘은 염화수소와 비가역적인 가스화 반응을 통해 삼염화실란 및 사염화실란 등과 같은 염화실란을 생성한다. 이 가스화 반응은 실리콘 석출 반응이 일어나는 반응관(110)의 온도가 1,000 ℃일 경우 순간적으로 일어난다. 이에 따라 반응가스 공급노즐(120)에 석출되는 실리콘은 아주 빠른 속도로 가스화되어 없어지게 된다.The reaction
이 때 반응가스 공급노즐(120)은 반응가스와 에칭가스를 동시에 공급하거나 서로 다른 시점에 공급할 수 있다. 예를 들어, 반응가스 공급노즐(120)은 시점 t1에서 반응가스를 공급한 후 시점 t2에서 에칭가스를 공급할 수 있다. 이와는 다르게 반응가스 공급노즐(120)은 시점 t1에서 반응가스와 에칭가스를 동시에 공급할 수 있다. 반응가스와 에칭가스를 동시에 공급하더라도 에칭가스에 의하여 염화실란이 발생하므로 다결정 실리콘 제품을 생산하는데 방해가 되지 않는다. 이에 따라 반응가스 공급노즐(120)과 관련된 유동층 반응기의 운전 방법이 운전조건이나 운전환경에 다양해질 수 있다. At this time, the reaction
앞서의 설명에서는 반응가스 공급노즐(120)이 반응가스와 더불어 에칭가스를 공급하는 것에 대하여 설명하였으나, 도 1, 도 3, 도 4, 도 7 및 도 9에 도시된 비활성 가스 공급노즐(130) 역시 비활성 가스와 더불어 에칭가스를 공급할 수 있다. 비활성 가스는 에칭가스와 반응하지 않거나 약하게 반응하기 때문에 비활성 가스 공급노즐(130)을 통하여 에칭가스가 공급될 수 있다. 비활성 가스 공급노즐(130)은 비활성 가스와 에칭가스를 동시에 공급하거나 서로 다른 시점에 공급할 수 있다. In the above description, the reaction
도 10는 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 반응가스 공급노즐 및 비활성 가스 공급노즐의 평면도이다. 이 때 도 10 는 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 A-A'에 따른 평면도이다. 10 is a plan view of the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle shown in FIGS. 1, 3, 4, and 7. 10 is a plan view taken along the line AA ′ of FIGS. 1, 3, 4, and 7.
복수 개의 비활성 가스 공급노즐(130) 중 일부는 비활성 가스를 공급하고, 나머지는 비활성 가스와 더불어 실리콘과 반응하여 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 반응가스 공급노즐(120)의 상측과 하측에는 비활성 가스와 더불어 에칭가스를 공급할 수 있는 비활성 가스 공급노즐(130)이 위치하고, 반응가스 공급노즐(120)의 좌측과 우측에는 비활성 가스만을 공급할 수 있는 비활성 가스 공급노즐(130)이 위치할 수 있다. 이 때 상측과 하측에 있는 비활성 가스 공급노즐(130)은 비활성 가스와 에칭가스를 동시에 공급할 수도 있고 서로 다른 시점에 공급할 수도 있다. Some of the plurality of inert
도 11은 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 반응가스 공급노즐 및 비활성 가스 공급노즐의 다른 평면도이다. 도 10에 도시된 반응가스 공급노즐(120)과 비활성 가스 공급노즐(130)은 서로 동축이 아니지만 도 11에 도시된 반응가스 공급노즐(120)과 비활성 가스 공급노즐(130)은 동축이다. 이 때 도 11의 반응가스 공급노즐(120)은 비활성 가스 공급노즐(130) 내부에 위치한다. FIG. 11 is another plan view of the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle shown in FIGS. 1, 3, 4, and 7. The reaction
이와 같이 반응가스 공급노즐(120)이 비활성 가스 공급노즐(130) 내부에 위치하지 않고 도 12과 같이 외부에 위치할 경우 앞서 도 5를 통하여 설명된 바와 같이 비활성 가스 공급노즐(130')과 접촉하지 않는 반응가스 공급노즐(120') 영역이 냉각되지 않아 반응가스 공급노즐(120')의 내측면에 실리콘이 석출될 수 있다.As such, when the reaction
도 13 내지 도 17은 도 1, 도 3, 도 4, 도 7, 도 10 및 도 11에 도시된 반응가스 공급노즐의 다른 예들을 나타낸다. 13 to 17 show other examples of the reaction gas supply nozzles shown in FIGS. 1, 3, 4, 7, 7, and 11.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 반응가스 공급노즐(120)은 반응가스 공급노즐(120)의 중심축으로부터 소정 각도 기울어진 분사부(121)를 가질 수 있다. As shown in FIGS. 13 and 14, the reaction
즉, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 중심축 상에 있는 중심점을 가지며 중심축에 수직하는 가상 원의 둘레를 향하여 반응가스를 공급하는 하나의 분사부(121)를 가질 수 있다. 이와 같이 반응가스가 여러 방향으로 분사되므로 반응관(110)의 크기가 크더라도 반응관(110) 내부 공간에 반응가스가 빠르고 균일하게 분산될 수 있다. That is, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, it may have a
이 때 도 14에 도시된 바와 같이, 반응가스 공급노즐(120)의 분사부(121) 표면에 반응가스의 유출 방향을 유도하는 유도라인(123)이 형성될 수 있다. 나선형 유도 라인(123)은 분사부(121) 표면에서 돌출된 돌출부(123a) 형상을 지니거나 분사부(121) 표면에 패인 홈(123b) 형상을 지닐 수 있다. 이와 같은 나선형 유도 라인(121)은 반응가스의 유출 방향을 유도하여 반응가스가 와류 형태로 방출되도록 할 수 있다. 와류 형태로 방출되는 반응가스는 반응관(110)의 크기가 크더라도 반응관(110) 내부 공간에 빠르고 균일하게 분산될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 14, an
한편, 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 반응가스 공급노즐(120)은 서로 다른 방향으로 반응가스를 공급하는 복수 개의 상기 분사부(121)를 가질 수 있다. 이에 따라 반응관(110)의 크기가 크더라도 반응가스가 반응관(110) 내부 공간에 빠르고 균일하게 분산될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 15 to 17, the reaction
앞서 설명된 바와 같이 비활성 가스 공급노즐(130)은 반응가스 공급노즐(120)을 감싸므로 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 복수 개의 분사부(121)는 비활성 가스 공급노즐(130)을 관통할 수 있다. As described above, since the inert
또한 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 반응가스 공급노즐(120)은 반응가스 공급노즐(120)의 중심축을 따라 반응가스를 공급하는 분사부를 더 가질 수 있다. 반응가스 공급노즐(120)이 중심축과 소정 각도를 이루는 분사부(121) 외에 중심축을 따라 형성된 분사부(125)를 더 포함하므로 반응가스가 반응관(110) 내부 공간에 보다 빠르고 균일하게 분산될 수 있다.In addition, as illustrated in FIGS. 16 and 17, the reaction
한편 도 1에 도시된 바와 같이, 유동층 반응기의 몸체(140)는 헤드(head)(141), 제1 몸체부(143), 제2 몸체부(145) 및 저면부(147)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the
헤드(141)는 제1 몸체부(143) 상에서 제1 몸체부(143)와 연결된다. 또한 제2 몸체부(145)는 제1 몸체부(143)의 아래에 위치하여 제1 몸체부(143)와 연결된다. 저면부(147)는 제2 몸체부(145)의 아래에 위치하여 제2 몸체부(145)와 연결된다. The
본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 몸체(140)는 헤드(141)를 포함하나, 헤드(141) 없이 복수의 몸체부(예를 들어, 제1 몸체부(143) 및 제2 몸체부(145)) 및 저면부(147)를 포함할 수 있으며, 이 경우 제1 몸체부(143)의 상부는 개구되지 않고 밀폐된다. The
또한 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 몸체(140)는 2 개의 몸체부(143, 145)를 포함하나 이에 한정되지 않고 2 개 이상의 몸체부를 포함할 수 있다. In addition, the
헤드(141)의 내측면은 고온에서 쉽게 변형되지 않는 무기재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 헤드(141)의 내측면은 석영, 실리카, 질화규소, 질화보론, 지르코니아, 탄화규소, 흑연, 실리콘, 유리질 탄소 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. The inner surface of the
또한 헤드(141)의 외측면에 대한 냉각이 가능할 경우 헤드(141)의 내측면에 유기고분자를 이용한 코팅(coating) 또는 라이닝(lining) 중 적어도 하나가 이루어질 수 있다.In addition, when cooling to the outer surface of the
헤드(141)의 내측면이 탄화규소, 흑연, 유리질 탄소와 같은 탄소함유 재료로 이루어진 경우, 다결정 실리콘이 탄소 불순물에 의하여 오염될 수 있으므로, 다결정 실리콘이 접촉할 수 있는 헤드(141)의 내측면은 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소 등과 같은 재료로 코팅되거나 라이닝될 수 있다.When the inner surface of the
예를 들어, 도 1의 헤드(141)와 다르게 도 18의 헤드(141)는 복수의 부분 헤드들(141a, 141b)를 포함할 수 있으며, 제1 부분 헤드(141a)의 내측면에 라이닝막(141c)이 위치할 수 있다.For example, unlike the
제1 몸체부(143)는 헤드(141)의 아래에 위치하여 헤드(141)와 연결되며 다결정 실리콘 석출 반응이 일어나는 내부 공간을 제공한다.The
제2 몸체부(145)는 제1 몸체부(143)의 아래에 위치하여 제1 몸체부(143)와 연결되며 제1 몸체부(143)와 더불어 다결정 실리콘 석출 반응 또는 가열 반응 중 적어도 하나가 일어나는 내부 공간을 제공한다. The
저면부(147)는 제2 몸체부(145)의 아래에 위치하여 제2 몸체부(145)와 연결되며 다결정 실리콘 석출을 위한 각종 노즐들(120, 130, 150), 히터(160), 전극(170) 등이 조립된다. The
헤드(141), 제1 몸체부(143) 및 제2 몸체부(145)가 금속재질로 이루어진 경우, 그 내부 표면에 보호막이 코팅되거나 보호관 또는 보호벽이 추가로 설치될 수 있다. 보호막, 보호관 또는 보호벽은 금속재질로 이루어질 수 있으나 반응기 내부의 오염을 막기 위해 유기고분자, 세라믹, 석영 등과 같은 비금속 재료가 코팅되거나 라이닝될 수 있다.When the
다결정 실리콘의 대량 생산을 위하여 유동층 반응기의 크기 및 높이가 증가할 경우 유동층 반응기의 조립 설치 및 유지보수가 어려울 수 있다. 즉, 유동층 반응기가 크기가 크고 높이가 높으며 무게가 무거운 하나의 몸체부와 반응관(110)을 포함할 경우 유동층 반응기의 조립, 설치 및 유지 보수시 몸체부의 취급이 어려워져 몸체부에 노즐이나 반응관(110)이 부딪혀 파손될 수 있다. If the size and height of the fluidized bed reactor is increased for mass production of polycrystalline silicon, assembly and installation and maintenance of the fluidized bed reactor may be difficult. That is, when the fluidized bed reactor includes one body portion and a high weighted and heavy body, the
반면에 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기는 복수의 몸체부들(143, 145)과, 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b)을 포함하는 반응관 (110)을 포함하므로 유동층 반응기의 조립, 설치 및 유지 보수가 용이하게 이루어질 수 있다. On the other hand, the fluidized bed reactor according to the embodiment of the present invention includes a
제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)은 튜브 형태이거나, 튜브, 원추 및 타원 부분들을 포함하는 형태를 가질 수 있다. 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)의 마주보는 끝 부분은 플랜지형으로 가공될 수 있다. 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)은 다수의 부분들로 이루어질 수 있고, 이러한 부분들의 일부가 제1 몸체부(143) 및 제2 몸체부(145)의 내벽면에 라이너(liner)와 같은 형태로 설치될 수도 있다.The first
제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)의 재질에 대한 설명은 앞서 반응관(110)의 재질을 설명하는 과정에서 이루어졌으므로 이에 대한 설명은 생략된다. Since the description of the material of the first
이와 같은 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.The first
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 조립 과정에 대해 상세히 설명한다.Next, the assembling process of the fluidized bed reactor according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
제1 부분 반응관(110a)은 제1 몸체부(143)의 내부에 위치하도록 조립한다. 제2 부분 반응관(110b)은 제2 몸체부(145)의 내부에 위치하도록 조립하고, 제2 몸체부(145)의 하단을 밀폐하기 위한 저면부(147)에 각종 노즐들(120, 130, 150), 전극(170) 및 히터(160)가 조립된다. 제2 부분 반응관(110b)이 위치하는 제2 몸체부(145)의 하부에는 저면부(147)가 연결된다. 이후 제1 몸체부(143)와 제2 몸체부(145)가 서로 연결되고 헤드(141)가 제1 몸체부(143)에 연결된다. The first
도 19a 및 도 19b는 도 1 및 도 18의 유동층 반응기의 제1 부분 반응관과 제2 부분 반응관의 연결 구조를 나타낸다.19A and 19B illustrate a connection structure between a first partial reaction tube and a second partial reaction tube of the fluidized bed reactor of FIGS. 1 and 18.
도 19a에 도시된 바와 같이, 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)은 각각 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)의 서로 마주보는 끝단에서 제1 몸체부(143)와 제2 몸체부(145) 방향으로 돌출된 돌출부(111a, 111b)를 포함한다. As shown in FIG. 19A, the first
이 때 제1 부분 반응관(110a)의 돌출부(111a)와 제2 부분 반응관(110b)의 돌출부(111b)는 서로 마주볼 수 있다. In this case, the protrusion 111a of the first
제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b) 사이의 접촉 면적이 넓어지므로 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b) 연결시 파손 위험이 줄어든다.Since the contact area between the first
또한 도 19a에 도시된 바와 같이, 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b)의 내구적 취약성을 고려하여 지지부재 (113)가 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b) 사이에 끼어 있다. In addition, as shown in FIG. 19A, in consideration of the durability of the first
지지부재(113)의 재질은 고온에서 쉽게 변형되지 않는 무기재료로 이루어질 수 있으며, 석영, 실리카, 질화규소, 질화보론, 지르코니아, 탄화규소, 흑연, 실리콘, 유리질 탄소 또는 이러한 재료가 혼합된 복합체 등과 같은 무기재료로 이루어질 수 있다. The material of the
지지부재(113)가 탄화규소, 흑연, 유리질 탄소 등의 탄소함유 재질로 이루어진 경우, 탄소함유 재질은 다결정 실리콘을 오염시킬 수 있으므로, 다결정 실리콘이 접촉할 수 있는 지지부재(123)의 표면은 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소 등으로 코팅 또는 라이닝될 수 있다. When the
이 때 지지부재(113)는 실링재(미도시)로 대체가능하며, 이 경우 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b) 사이에 실링재(미도시)가 끼어 있게 된다. At this time, the
한편, 도 19b에 도시된 바와 같이, 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b)의 내구적 취약성을 고려하여 지지부재(113)가 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b) 사이에 끼어 있을 수 있다. 또한, 도 19b에 도시된 바와 같이 지지부재(113)과 제1 부분 반응관(110a) 사이 그리고 지지부재(113)과 제2 부분 반응관(110b) 사이에 실링재(115)가 끼어 있을 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 19B, in consideration of the durability of the first
도 19a의 지지부재(113)을 대체하는 실링재 또는 도 19b의 실링재(115)는 시트(sheet), 니트(knit), 혹은 펠트(felt) 형상을 지닐 수 있으며, 고온에서 견딜 수 있고 오염을 방지할 수 있도록 실리콘을 함유하고 있는 섬유상의 재질로 이루어질 수 있다. 도 19a의 지지부재(113)을 대체하는 실링재 또는 도 19b의 실링재(115)는 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b) 사이의 틈새를 막을 수 있다. The sealing material replacing the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기는 조립, 설치 및 유지 보수의 편의성을 위하여 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b)을 포함할 수 있으며, 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b) 사이에 틈새가 있을 수 있다. 도 19a의 지지부재(113)을 대체하는 실링재 또는 도 19b의 실링재(115)는 제1 부분 반응관(110a)과 제2 부분 반응관(110b) 사이의 틈새를 막아 실리콘 입자가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. That is, the fluidized bed reactor according to the embodiment of the present invention may include a first partial reaction tube (110a) and a second partial reaction tube (110b) for the convenience of assembly, installation and maintenance, the first partial reaction tube There may be a gap between 110a and the second
또한 도 19a의 지지부재(113)을 대체하는 실링재 또는 도 19b의 실링재(115)는 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b) 연결시 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b)의 파손 위험을 줄일 수 있다. In addition, the sealing member replacing the
각종 노즐들(150, 120), 히터(160) 및 전극(170) 등은 저면부(147)를 구성하는 플레이트들(147a 내지 147d)과 함께 조립된다. 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기의 저면부(147)는 기저 플레이트(147a)와, 제1 내지 제3 플레이트(147b, 147c, 147d)을 포함한다. The
기저 플레이트(147a)는 제2 몸체부(145)와 연결되고 유동가스 공급노즐(150) 및 반응가스 공급노즐(120)이 조립된다. 기저 플레이트(147a)는 탄소강, 스테인리스강, 기타 합금강 등 기계 강도가 우수하고 가공이 용이한 금속재료로 이루어질 수 있다. The
전극(170)과 접촉하는 기저 플레이트(147a)의 영역에는 절연물질(미도시)이 코팅되어 전극(170)과 기저 플레이트(147a)가 서로 절연될 수 있다. 전극(170)은 흑연, 탄화규소, 금속재질, 또는 이들의 복합물로 이루어질 수 있다. 전극(170)의 형태는 케이블, 봉, 막대, 성형물, 컨센트, 결합기, 바(bar), 편조선이나 이들의 조합일 수 있다. An insulating material (not shown) may be coated on an area of the
이와 같은 절연 방법 이외에 절연 물질에 의하여 피복된 전극(170)이 기저 플레이트(147a)에 삽입될 수도 있다. 기저 플레이트(147a)와 전극(170) 사이의 절연 방법은 앞서 언급된 절연 방법에 한정되지 않으며 다양한 절연 방법이 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기에 적용될 수 있다. In addition to such an insulation method, an
제1 플레이트(147b)는 기저 플레이트(147a) 상에 위치하여 기저 플레이트(147a)를 절연시킨다. 이에 따라 제1 플레이트(147b)는 쿼츠(quartz)와 같이 절연성을 지니면서도 석출되는 다결정 실리콘을 오염시키지 않는 물질로 이루어질 수 있다. 제1 플레이트(147b)는 쿼츠 이외에 질화규소, 알루미나(alumina), 이트리아 등과 같이 고온에서 내열성을 갖는 세라믹 물질로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서는 이와 같은 세라믹 물질로 제1 플레이트(147b)의 표면에 코팅되거나 라이닝될 수 있다. The
제2 플레이트(147c)는 제1 플레이트(147b) 상에 위치하며, 전극(170) 및 히터(160)와 접촉하여 히터(160)에 전기를 공급한다. 제2 플레이트(147c)는 그라파이트, 실리콘카바이드가 코팅된 그라파이트, 실리콘카바이드, 질화규소가 코팅된 그라파이트와 같은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. The
기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c) 사이에는 절연특성을 가지고 있는 제1 플레이트(147b)가 위치하므로 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)는 서로 절연된다. Since the
제2 플레이트(147c)가 히터(160)와 접촉하므로 제2 플레이트(147c)에서 열이 발생할 수 있으나 제2 플레이트(147c)에서 전류가 흐르는 단면적이 히터(160)에 비하여 매우 크므로 제2 플레이트(147c)에서 발생하는 열은 히터(160)에서 발생하는 열에 비하여 매우 작다. 또한 제2 플레이트(147c)에서 발생하는 열을 줄이기 위하여 연성이 우수한 그라파이트 시트(sheet)가 제2 플레이트(147c)와 히터(160) 사이에 삽입될 수도 있다.Since the
기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)가 도전성을 지닐 경우 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)의 접촉에 의하여 기저 플레이트(147a)로 흐르는 누설 전류가 발생할 수 있다. 이에 따라 도 1과 도 18에 도시된 바와 같이, 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)의 끝단들은 소정 거리(d)만큼 이격될 수 있다. 소정 거리(d) 만큼의 이격을 위하여 제1 플레이트(147b)에는 제2 플레이트(147c)가 안착될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(147b)에는 제2 플레이트(147c)의 길이와 같거나 큰 홈이 형성되어 제2 플레이트(147c)가 제1 플레이트(147b)의 홈 안에 안착될 수 있다. 이에 따라 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)의 끝단 사이에 제1 플레이트(147b)의 일부분이 위치할 수 있으므로 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c) 사이의 절연이 유지될 수 있다. When the
도 1에 도시된 바와 같이 제1 플레이트(147b)에 의하여 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)가 절연될 수 있고, 도 18에 도시된 바와 같이 제2 플레이트(147c)의 둘레를 감싸는 절연링(300)이 설치됨으로써 기저 플레이트(147a)와 제2 플레이트(147c)가 절연될 수도 있다. 이 때 절연링(300)은 쿼츠, 세라믹으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, the
제3 플레이트(147d)는 제2 플레이트(147c) 상에 위치하여 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b) 내부에서 석출된 다결정 실리콘이 제2 플레이트(147c)에 의하여 오염되는 것을 방지하고, 절연기능을 갖고 있다. The
제3 플레이트(147d)는 고온에서 쉽게 변형되지 않는 무기재료로 이루어질 수 있으며, 석영, 실리카, 질화규소, 질화보론, 지르코니아, 탄화규소, 흑연, 실리콘, 유리질 탄소 또는 이러한 재료가 혼합된 복합체 등으로 이루어질 수 있다. The
제3 플레이트(147d)가 탄화규소, 흑연, 유리질 탄소 등의 탄소함유 재질로 이루어진 경우, 탄소함유 재질은 다결정 실리콘을 오염시킬 수 있으므로, 제3 플레이트(147d)의 표면은 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소 등으로 코팅 또는 라이닝될 수 있다. When the
도 20는 도 1 및 도 18의 유동층 반응기의 플레이트들과 히터의 조립 구조를 나타낸다. 도 20에 도시된 바와 같이, 기저 플레이트(147a), 제1 플레이트(147b), 제2 플레이트(147c) 및 제3 플레이트(147d)를 관통하는 고정 볼트(800)에 의하여 기저 플레이트(147a), 제1 플레이트(147b), 제2 플레이트(147c) 및 제3 플레이트(147d)가 고정될 수 있다.FIG. 20 illustrates an assembly structure of plates and a heater of the fluidized bed reactor of FIGS. 1 and 18. As shown in FIG. 20, the
도 20에 도시된 바와 같이, 저면부(147)에 포함된 복수의 플레이트들(147a 내지 147d)은 복수의 플레이트들(147a 내지 147d)을 관통하여 고정 볼트(800)에 의하여 고정된다. As illustrated in FIG. 20, the plurality of
이와 같은 고정 볼트(800)는 제1 부분 반응관(110a) 및 제2 부분 반응관(110b) 내부에서 형성되는 다결정 실리콘의 오염을 방지하기 위하여 고온에서 쉽게 변형되지 않는 무기재료로 이루어질 수 있으며, 석영, 실리카, 질화규소, 질화보론, 지르코니아, 실리콘, 또는 이러한 재료가 혼합된 복합체 등과 같은 무기재료로 이루어질 수 있다. The fixing
고정 볼트(800)가 탄화규소, 흑연, 유리질 탄소 등의 탄소함유 재질로 이루어진 경우, 탄소함유 재질로 인한 다결정 실리콘의 오염 방지를 위하여 고정 볼트(800)의 표면은 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소 등으로 코팅 또는 라이닝되거나 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소으로 이루어진 캡이 고정 볼트(800)에 씌워질 수 있다. 고정 볼트(800)는 복수의 플레이트들(147a 내지 147d)과 나사 조립된다. When the fixing
한편, 히터(160)가 조립될 저면부(147)의 제1 플레이트(147b)에는 히터(160)에 삽입되는 고정부(810)가 착설되어 있다. 핀이나 클립같은 고정부(810)는 저면부(250)의 플레이트들(147a, 147b, 147c, 147d) 중 히터(160)와 연결되는 제2 플레이트(147c)에 형성된 천공부에 삽입된다. Meanwhile, a fixing
히터(160)에는 고정부(810)가 삽입되는 홈들(g1, g2)이 형성되며, 제조자 또는 사용자가 히터(160)를 고정부(810)에 압입하여 히터(160)를 저면부(147)에 고정할 수 있다. 따라서 히터(160)의 조립에는 나사와 볼트 등의 체결이 필요 없으므로 히터(160)의 조립이 간단하게 이루어질 수 있다. The
본 실시예에서 히터(160)는 U자 형상을 지니므로 하나의 히터(160)마다 2 개의 고정부(810)가 필요하나 히터(160)의 형상에 따라 고정부(810)의 개수는 변할 수 있다. 고정부(810)는 그라파이트나 금속재질과 같이 전기전도성과 연성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.In this embodiment, since the
제2 플레이트(147c)는 복수의 단위 플레이트들(147c-1, 147c-2)을 포함하며, 히터(160)의 하부는 서로 인접한 단위 플레이트들(147c-1, 147c-2)과 접촉함으로써 제2 플레이트(147c)의 단위 플레이트들(147c-1, 147c-2)을 통하여 전기를 공급받는다. The
이 때 히터(160)는 히터(160)의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 히터(160)의 하부에서 연장된 돌출부(160a)를 포함한다. 히터(160)의 돌출부(160a)는 홈(g1, g2)을 지닐 수는 있으며, 돌출부(160a)의 홈(g1, g2)에 고정부(810)가 삽입됨과 동시에 돌출부(160a)가 제3 플레이트(147d)에 의해 덮혀지므로 히터(160)의 고정이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. In this case, the
인접한 단위 플레이트들(147c-1, 147c-2)은 서로 절연되어 있다. 예를 들어, 히터(160)의 하부와 접촉하는 제2 플레이트(147c)의 단위 플레이트들(147c-1, 147c-2) 사이에는 절연체(163)가 위치할 수 있다. 절연체(163)는 히터(160)의 하부와 접촉하는 단위 플레이트들(147c-1, 147c-2) 사이를 절연시켜 누설 전류의 발생을 방지한다.
본 발명의 실시예에서 히터(160)의 표면에 주름이 형성될 수 있으며, 이에 따라 히터(160)의 단위 부피 당 표면적이 증가하여 가열 효율을 높일 수 있다. 히터(160)의 단위 부피 당 표면적의 증가는 주름 이외에 히터(160)의 표면으로부터 돌출된 다양한 형상의 돌기 혹은 패턴이 형성될 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, wrinkles may be formed on the surface of the
고정부(810)가 히터(160)에 삽입된 후 히터(160)의 보호와, 히터(160)에 의한 다결정 실리콘의 오염을 방지하기 위하여 히터캡(heater cap)(161)이 히터(160)의 외부를 감싸서 히터(160)가 내부 공간(111)에 노출되지 않도록 한다. After the fixing
이와 같은 히터캡(161)의 역할을 수행하기 위하여 히터캡(161)은 고온에서 쉽게 변형되지 않는 무기재료로 이루어질 수 있으며, 석영, 실리카, 질화규소, 질화보론, 지르코니아, 이트리아, 실리콘, 또는 이러한 재료가 혼합된 복합체 등과 같은 무기재료로 이루어질 수 있다. In order to perform the role of the
히터캡(161)이 탄화규소, 흑연, 유리질 탄소 등의 탄소함유 재질로 이루어진 경우, 탄소함유 재질로 인한 다결정 실리콘의 오염 방지를 위하여 히터캡(161)의 표면은 실리콘, 실리카, 석영, 질화규소 등으로 코팅 또는 라이닝될 수 있다.When the
히터캡(161)은 히터캡(161)의 길이방향에 대해 수직한 방향으로 연장된 걸림턱(161a)을 포함하고, 히터캡(161)의 걸림턱(161a)은 제3 플레이트(147d)의 복수의 단위 플레이트들(147d-1, 147d-2) 사이에 끼게 되어 고정된다. The
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
Claims (22)
상기 실리콘의 석출을 일으킬 수 있는 반응가스를 상기 반응관의 내부 공간에 공급하는 반응가스 공급노즐; 및
상기 실리콘과 비활성되는 비활성 가스를 공급하여 상기 내부 공간에 위치하는 상기 반응가스 공급노즐의 일부 또는 전부를 냉각시키는 하나 이상의 비활성 가스 공급노즐을 포함하며,
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스와 더불어 상기 실리콘과 반응하여 상기 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급하며,
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐의 중심축으로부터 기울어진 분사부를 가지며,
복수 개의 상기 분사부는 상기 비활성 가스 공급노즐을 관통하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.A reaction tube in which precipitation of silicon occurs;
A reaction gas supply nozzle for supplying a reaction gas capable of causing precipitation of the silicon to an inner space of the reaction tube; And
At least one inert gas supply nozzle for supplying the silicon and the inert gas which is inert to cool part or all of the reaction gas supply nozzle located in the internal space,
The reaction gas supply nozzle supplies an etching gas that reacts with the silicon to remove the silicon together with the reaction gas,
The reaction gas supply nozzle has an injection portion inclined from the central axis of the reaction gas supply nozzle,
A plurality of the injection portion is a fluidized bed reactor, characterized in that through the inert gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐 외측면의 일부 또는 전부와 접촉하여 상기 반응가스 공급노즐 외측면의 일부 또는 전부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
The inert gas supply nozzle is in contact with a part or all of the outer surface of the reaction gas supply nozzle surrounding the part or all of the outer surface of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐의 높이는 상기 반응가스 공급노즐의 높이와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.3. The method of claim 2,
The height of the inert gas supply nozzle is a fluidized bed reactor, characterized in that equal to or greater than the height of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐의 끝단부에서 상기 비활성 가스 공급노즐의 중심축은 상기 반응가스 공급노즐의 중심축과 교차하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기. The method of claim 3,
And a central axis of the inert gas supply nozzle at an end of the inert gas supply nozzle crosses a central axis of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐과 이격되어 상기 반응가스 공급노즐을 향하여 상기 비활성 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
And the inert gas supply nozzle is spaced apart from the reaction gas supply nozzle to inject the inert gas toward the reaction gas supply nozzle.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스와 상기 에칭가스를 동시에 공급하거나 서로 다른 시점에 공급하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
The reaction gas supply nozzle is a fluidized bed reactor, characterized in that for supplying the reaction gas and the etching gas at the same time or at different times.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 비활성 가스와 더불어 상기 실리콘과 반응하여 상기 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
The inert gas supply nozzle is a fluidized bed reactor, characterized in that for supplying the etching gas with the inert gas to react with the silicon to remove the silicon.
상기 비활성 가스 공급노즐은 상기 비활성 가스와 상기 에칭가스를 동시에 공급하거나 서로 다른 시점에 공급하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.9. The method of claim 8,
The inert gas supply nozzle supplies the inert gas and the etching gas at the same time or at different times.
복수 개의 상기 비활성 가스 공급노즐 중 일부는 상기 비활성 가스를 공급하고, 나머지는 상기 비활성 가스와 더불어 상기 실리콘과 반응하여 상기 실리콘을 제거하는 에칭가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
A part of the plurality of inert gas supply nozzles supplies the inert gas, and the other supplies an etching gas that reacts with the silicon to remove the silicon along with the inert gas.
상기 반응가스 공급노즐과 상기 비활성 가스 공급노즐은 동축이고, 상기 반응가스 공급노즐이 상기 비활성 가스 공급노즐 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
The reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle are coaxial, and the reaction gas supply nozzle is located inside the inert gas supply nozzle.
상기 반응가스 공급노즐은
상기 중심축 상에 있는 중심점을 가지며 상기 중심축에 수직하는 가상 원의 둘레를 향하여 상기 반응가스를 공급하는 하나의 분사부를 갖는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
The reaction gas supply nozzle
And one injection section having a center point on the central axis and supplying the reaction gas toward a circumference of a virtual circle perpendicular to the central axis.
상기 반응가스 공급노즐의 분사부 표면에 상기 반응가스의 유출 방향을 유도하는 나선형 유도 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
Fluidized bed reactor, characterized in that the spiral induction line is formed on the surface of the injection portion of the reaction gas supply nozzle to guide the outflow direction of the reaction gas.
상기 반응가스는 상기 나선형 유도 라인에 따라 유출 방향이 유도되어 와류 형태로 방출되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.15. The method of claim 14,
The reaction gas is a fluidized bed reactor characterized in that the discharge direction is guided by the spiral induction line is discharged in the form of vortex.
상기 반응가스 공급노즐은 서로 다른 방향으로 상기 반응가스를 공급하는 복수 개의 상기 분사부를 갖는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method of claim 1,
The reaction gas supply nozzle has a plurality of the injection unit for supplying the reaction gas in different directions.
상기 반응가스 공급노즐은 상기 반응가스 공급노즐의 중심축을 따라 상기 반응가스를 공급하는 분사부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.17. The method of claim 16,
The reaction gas supply nozzle further comprises a spraying unit for supplying the reaction gas along the central axis of the reaction gas supply nozzle.
상기 비활성 가스는 수소, 불활성 가스, 또는 상기 수소와 상기 불활성 가스의 혼합가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method according to any one of claims 1 to 5, 7 to 11, 13 to 16, and 18,
The inert gas includes a hydrogen, an inert gas, or a mixed gas of the hydrogen and the inert gas.
상기 비활성 가스의 온도는 상기 내부 공간의 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method according to any one of claims 1 to 5, 7 to 11, 13 to 16, and 18,
Fluidized bed reactor characterized in that the temperature of the inert gas is lower than the temperature of the internal space.
상기 유동층 반응기는 상기 반응관이 내부에 설치되는 몸체를 더 포함하며,
상기 몸체는 제1 몸체부, 제2 몸체부 및 저면부를 포함하고,
상기 제2 몸체부는 상기 제1 몸체부의 아래에 위치하여 상기 제1 몸체부와 연결되고,
상기 저면부는 상기 제2 몸체부의 아래에 위치하여 상기 제2 몸체부와 연결되고, 상기 반응가스 공급노즐 및 상기 비활성 가스 공급노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기. The method according to any one of claims 1 to 5, 7 to 11, 13 to 16, and 18,
The fluidized bed reactor further includes a body in which the reaction tube is installed therein,
The body includes a first body portion, a second body portion and a bottom portion,
The second body portion is located below the first body portion is connected to the first body portion,
The bottom portion is located below the second body portion is connected to the second body portion, fluidized bed reactor, characterized in that the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle is installed.
상기 유동층 반응기는 상기 반응관이 내부에 설치되는 몸체를 더 포함하며,
상기 몸체는 제1 몸체부, 제2 몸체부 및 저면부를 포함하고,
상기 저면부는
상기 제2 몸체부와 연결되고 상기 반응가스 공급노즐 및 상기 비활성 가스 공급노즐이 설치되는 기저 플레이트,
상기 기저 플레이트 상에 위치하여 상기 기저 플레이트를 절연시키는 제1 플레이트,
상기 제1 플레이트 상에 위치하며, 상기 내부 공간에 열을 공급하는 히터와 접촉하여 상기 히터에 전기를 공급하는 제2 플레이트, 및
상기 제2 플레이트 상에 위치하여 석출된 다결정 실리콘이 상기 제2 플레이트에 의하여 오염되는 것을 방지하고, 절연기능을 갖는 제3 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.The method according to any one of claims 1 to 5, 7 to 11, 13 to 16, and 18,
The fluidized bed reactor further includes a body in which the reaction tube is installed therein,
The body includes a first body portion, a second body portion and a bottom portion,
The bottom portion
A base plate connected to the second body and provided with the reaction gas supply nozzle and the inert gas supply nozzle;
A first plate positioned on the base plate to insulate the base plate,
A second plate positioned on the first plate and contacting the heater for supplying heat to the internal space to supply electricity to the heater;
And a third plate having an insulating function to prevent the polycrystalline silicon deposited on the second plate from being contaminated by the second plate and having an insulating function.
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