KR20120086422A - 입자형 폴리실리콘을 생산하는 유동층 반응기의 분산장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실란 가스의 기상 증착 방법에 의해 입자형 폴리실리콘을 생산하는 유동층 반응기의 분산장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리실리콘을 생산하는 유동층 반응기의 분산장치의 구조를 변경하여 분산판 및 반응기벽으로의 증착을 효과적으로 차단하는 유동층 반응기의 분산장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치는, 반응가스를 이용하여 반응기 내부에서 입자형 폴리실리콘을 성장시키는 유동층 반응기의 분산장치에 있어서, 상기 반응기의 반응기벽에 대해 일정한 각도로 경사를 가지고, 누두상(漏斗狀)을 이루며, 중앙부에는 성장된 폴리실리콘이 배출되는 통로를 구비하는 분산판을 포함하되, 상기 분산판은, 반응가스와 운반가스의 혼합가스를 상기 분산판에 대해 수직으로 상기 반응기 내부로 주입하는 가스노즐들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

입자형 폴리실리콘을 생산하는 유동층 반응기의 분산장치{DISTRIBUTION APPARATUS OF FLUIDIZED BED REACTOR PRODUCING GRANULATED POLYSILICON}
본 발명은 실란 가스의 기상 증착 방법에 의해 입자형 폴리실리콘을 생산하는 유동층 반응기의 분산장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리실리콘을 생산하는 유동층 반응기의 분산장치의 구조를 변경하여 분산판 및 반응기벽으로의 증착을 효과적으로 차단하는 유동층 반응기의 분산장치에 관한 것이다.
반도체 또는 솔라셀의 원료가 되는 폴리실리콘을 제조하기 위한 방법에는 지멘스법이 상업적으로 널리 사용되고 있다. 지멘스법은 고온의 필라멘트에 실란가스(트리클로로실란 또는 모노실란)를 도입하여, 약 900 ~ 1200도의 온도에서 필라멘트상으로 실리콘을 증착하고, 실리콘 결정을 성장시키는 공법이다. 이 공법은 비교적 단순하고, 고순도의 폴리실리콘을 제조할 수 있는 장점이 있지만, 고온의 필라멘트를 유지하기 위한 전력 및 얻어진 폴리실리콘을 후처리하는 공정의 추가 등에 의해 고비용이 요구되기 때문에, 솔라셀의 수요증가 및 제조 원가의 절감 등의 시장의 요구에 대응하기 위해서 대안 공정이 요구되고 있다.
대안 공정으로 상업화되어 적용되고 있는 기술에는 메탈실리콘의 고순도 정제를 통한 정련법과 Na, Zn 및 Mg 등의 환원제를 이용한 실란가스의 실리콘으로의 환원 기술, 그리고 유동층법을 이용한 실란의 입자상 증착 및 성장 기술들이 있다. 정련법 및 환원제를 이용한 폴리실리콘의 제조기술은 제조 공정에서 실리콘 내에 존재하는 다양한 금속류, 즉, 솔라셀 및 반도체 제조에서 그 성능을 좌우하는 P 및 B 등의 불순물들이 충분히 제거되지 못하기 때문에 이 기술로 제조된 폴리실리콘은 단독 원료로 사용되지 못하고 있는 실정이다. 이에 반하여 유동층법을 이용한 실란가스(트리클로로실란 및 모노실란)의 분말 상 증착 및 성장 기술은 반응기가 연속적으로 성장된 폴리실리콘을 제품으로 제조할 수 있으며, 지멘스 법에 비하여 비교적 적은 양의 전력을 사용한다는 점과 지멘스 법으로 제조된 폴리실리콘의 순도에 준하는 입자 형태의 폴리실리콘을 제조한다는 우수한 장점을 가진 기술이다.
유동층법을 이용한 입자형 폴리실리콘의 제조공법은 1970년대 JPL에 보고된 기술로부터 시작하여 미국특허 제2006/010510호 및 국제특허 PCT/US2006/028112는 모노실란을 이용한 입자형 폴리실리콘을 제조하는 기술들을 개시하고 있으며, 국제특허 PCT/US2002/023286 및 국제특허 PCT/KR2007/003827은 트리클로로실란을 이용하여 입자형 폴리실리콘을 제조하는 기술을 개시하고 있다. 하지만 트리클로로실란을 원료로 사용하는 유동층 공법에서는 비교적 높은 반응온도(900도 이상) 및 부식성 환경에 의하여 반응기 재질에 있어서 제한적이며, 실란가스의 도입부 상의 실리콘 증착 문제 해결을 위한 다소 복잡한 구조의 유동층 반응기 설계가 필요하다. 이에 따라 상업화 공정 개발이 제한적이다. 이에 반해 모노실란을 사용한 유동층 반응기의 경우는, 비교적 낮은 환원 온도(600도 내외)에 의하여 반응기의 재질에 있어서 비교적 다양한 재료를 적용할 수 있으며, 가스 도입부 상의 증착 문제도 다소 쉽게 해결할 수 있어 비교적 단순한 구조의 반응기가 채택되고 있다.
모노실란을 이용한 유동층 공법에 있어서 문제시되고 있는 부분은 모노실란의 불균일 증착 공정에 의한 반응기벽의 실리콘 증착과 분산판 상의 증착에 의한 반응기의 잦은 운전중단과 반응기로부터 증착된 폴리실리콘 입자의 배출 과정에서 충분히 성장하지 못한 분말들이 함께 배출됨에 따라 발생하는 폴리실리콘 입자의 재분급 및 재투입 과정에서 발생하는 것이며, 이러한 문제점들은 공정 효율을 크게 저하시킨다. 이를 보완하기 위하여 미국공개특허 제2009/0324479호에 개시된 반응기 및 분산판 구조는 반응기 벽의 증착을 방지하기 위해 반응가스 도입 노즐과 동일 방향의 인접한 외곽에 운반 가스를 투입하고, 분산판 상의 증착을 방지하기 위하여 각 반응가스 노즐 부위 내부로 냉각 유체가 흐르도록 고안되었다. 하지만 동일한 방향으로 반응가스와 운반가스가 도입될 경우 각 가스가 혼입되어 반응기 벽으로 반응가스가 도달하는 것을 완전히 방지하지 못하며, 분산판 표면의 굴곡 및 평탄성에 의해서 반응기 내 충진된 폴리실리콘 입자에 의한 분산판의 마모 및 오염이 발생되며, 미 유동 영역이 형성되어 분산판 상에서의 원활한 분말의 유동현상을 유지하지 못하게 됨으로써 반응가스와 성장하는 폴리실리콘 입자 간의 접촉이 불 균일하게 된다. 또한 충분히 성장하지 못한 폴리실리콘 입자의 유출로 인한 공정 손실이 예상된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 반응기벽의 반응가스 증착을 방지하며, 분산판에 경사를 두어 분산판 상의 비 유동 영역을 제거하고, 배출되는 폴리실리콘 분말이 분급되도록 하여 미성장된 폴리실리콘 입자가 유출되는 것을 방지하고, 실리콘 카바이드 재질의 상부 분산판을 구비하여 분산판의 마모 및 오염을 방지하며, 상부 분산판에는 하부 분산판의 가스 노즐보다 작은 크기의 노즐을 위치시켜 분산판 노즐로부터 폴리실리콘 입자가 유출(Weeping)되는 것을 방지하는 유동층 반응기의 분산장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치는,
반응가스를 이용하여 반응기 내부에서 입자형 폴리실리콘을 성장시키는 유동층 반응기의 분산장치에 있어서, 상기 반응기의 반응기벽에 대해 일정한 각도로 경사를 가지고, 누두상(漏斗狀)을 이루며, 중앙부에는 성장된 폴리실리콘이 배출되는 통로를 구비하는 분산판을 포함하되, 상기 분산판은, 반응가스와 운반가스의 혼합가스를 상기 분산판에 대해 수직으로 상기 반응기 내부로 주입하는 가스노즐들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 분산판은, 실리콘 카바이드로 이루어진 상부 분산판; 및 금속으로 이루어진 하부 분산판을 포함할 수 있다.
상기 상부 분산판은, 두께가 5 내지 10mm인 것이 바람직하다.
상기 하부 분산판은, 600 내지 1000℃의 온도에서 안정한 합금재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 하부 분산판은, 상기 혼합가스가 주입되는 제1가스노즐을 구비하고, 상기 상부 분산판은, 상기 혼합가스를 상기 반응기 내부로 주입하는 제2가스노즐을 포함하되, 상기 제1가스노즐의 직경은 상기 제2가스노즐의 직경보다 크고, 상기 제2가스노즐은 상기 제1가스노즐을 중심으로 다수 개가 배열될 수 있다.
상기 제2가스노즐의 직경은 상기 제1가스노즐의 직경에 비해 1/10 내지 1/2인 것이 바람직하다.
상기 제2가스노즐은, 상기 제1가스노즐을 중심으로 3 내지 10개가 배열된 것이 바람직하다.
상기 분산장치는, 상기 분산판의 중심부에 위치되어, 냉각 유체가 주입되는 제1냉각유체 주입구; 상기 제1냉각유체 주입구와 연통되고, 상기 하부 분산판의 하부에 위치되어, 상기 제1냉각유체 주입구에 의해 주입된 냉각 유체가 상기 하부 분산판의 하부를 따라 흐르도록 하는 제1냉각 채널; 및 상기 제1냉각 채널과 연통되고, 상기 분산판의 중심부에 위치되어, 상기 제1냉각 채널을 통해 흐른 냉각 유체가 배출되도록 하는 제1냉각유체 배출구를 더 포함할 수 있다.
상기 분산장치는, 상기 분산판의 최외곽에 위치하여, 운반가스가 상기 분산판의 최외곽에 위치한 가스노즐을 통해 상기 반응기벽에 대해 평행하게 주입되도록 하는 운반가스 주입구를 더 포함하되, 상기 반응가스는 상기 분산판의 최외곽에 위치한 가스노즐을 통해서는 상기 반응기벽 내부로 주입되지 않는 것이 바람직하다.
상기 분산장치는, 상기 분산판의 최외곽에 위치되어, 냉각 유체가 주입되는 제2냉각유체 주입구; 상기 제2냉각유체 주입구와 연통되고, 상기 제2냉각유체 주입구에 의해 주입된 냉각 유체가 상기 분산판의 최외곽을 따라 흐르도록 하는 제2냉각 채널; 및 상기 제2냉각 채널과 연통되고, 상기 분산판의 최외곽에 위치되어, 상기 제2냉각 채널을 통해 흐른 냉각 유체가 배출되도록 하는 제2냉각유체 배출구를 더 포함할 수 있다.
상기 분산판은 200 내지 350℃로 온도가 유지되는 것이 바람직하다.
상기 분산판의 중심부로부터 소정거리에 위치하는 경계까지의 가스노즐들의 직경은 다른 가스노즐들의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
상기 분산판의 중심부로부터 소정거리에 위치하는 경계까지의 가스노즐들의 직경은 다른 가스노즐들의 직경보다 1.2 내지 1.5배 더 큰 것이 바람직하다.
상기 경계는, 상기 분산판의 중심부로부터 분산판의 1/10 내지 9/10의 거리 사이에 위치되는 것이 바람직하다.
상기 성장된 폴리실리콘이 배출되는 통로는, 상기 반응기 내부로 운반가스를 주입하되, 상기 운반가스의 주입 속도는 상기 성장된 폴리실리콘의 종단 속도(terminal velocity)보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 운반가스의 주입 속도는, 선속도 200 내지 500cm/s인 것이 바람직하다.
상기 분산판은, 상기 반응기벽에 대해 30 내지 50°각도로 경사를 가지는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치는 하기와 같은 효과를 가진다.
(1) 반응기벽 및 분산판 상에서 반응가스의 증착을 최소화한다.
(2) 분산판 상의 비 유동 영역을 제거한다.
(3) 반응물의 혼합을 향상시켜 반응 효율을 향상시킨다.
(4) 분산판의 마모와 폴리실리콘의 오염을 줄인다.
(5) 배출되는 폴리실리콘 입자 내 미성장 입자들을 최소화한다.
(6) 분산판 노즐로부터 폴리실리콘 입자가 유출되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 예시적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지의 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치의 구성을 도시하는 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분산장치는 유동층 반응기(100) 내부에 위치하며, 반응기(100) 내부에서 반응가스(실란가스)와 폴리실리콘 시드(seed)의 접촉이 발생되어 입자형 폴리실리콘이 생산된다.
분산판(120)은 반응기벽(110)에 대해 일정한 각도로 경사를 가진다. 경사각은 20 내지 80°에서 제작될 수 있으며, 바람직하게는, 30 내지 50°이다. 분산판(120)은 누두상(깔때기형)을 형성하고, 중앙부에는 성장된 폴리실리콘이 배출되는 폴리실리콘 배출 통로(130)를 구비한다. 분산판(120)의 하부에 위치하는 플레늄(plenum)부로부터 반응가스와 운반가스의 혼합가스가 분산판(120)으로 공급되고, 분산판(120)은 분산판(120)에 대해 수직 방향으로 혼합가스를 주입하는 가스노즐(170)들을 구비한다.
분산판(120)으로 공급되는 혼합가스의 온도는 100 내지 400℃이다. 혼합가스 내 반응가스의 바람직한 농도의 범위는 5 내지 30 %이며, 플레늄부 내 혼합가스의 압력은 게이지 압력 0 내지 2.5bar이다.
분산판(120)에 대해 수직으로 형성된 가스노즐(170)을 통하여 반응가스가 투입되면, 가스노즐(170)로부터 분사되는 반응가스와 운반가스와의 접촉 거리가 멀어져 반응가스가 반응기벽(110)과 접촉할 수 있는 가능성을 더욱 최소화시킨다. 또한 경사각을 이루며 분사되는 반응가스의 흐름은 반응기(100) 내에서 강한 와류를 형성하여 폴리실리콘 입자와 반응가스의 접촉 및 혼합을 향상시킨다. 또한, 경사각은 일정크기 이상으로 성장된 폴리실리콘 입자들이 분산판(120) 상에서 분급되어 분산판(120) 중앙부에 위치한 폴리실리콘 배출 통로(130)로 원활히 배출되도록 하며, 분산판(120) 상에서 폴리실리콘 입자들이 정지될 수 있는 비 유동화 영역을 제거한다.
분산판(120)은 실리콘 카바이드 재질로 이루어진 상부 분산판(122) 및 금속 재질로 이루어진 하부 분산판(124)을 포함한다. 상부 분산판(122)은 5 내지 10mm의 두께로 제작이 될 수 있으며, 폴리실리콘 입자에 의한 분산판(120)의 마모를 최소화하고, 폴리실리콘 입자의 오염을 최소화한다. 상부 분산판(122)은 반응기(100) 내로 충진된 입자형 폴리실리콘 또는 폴리실리콘 시드(seed)를 지지하는 역할을 한다. 하부 분산판(124)의 재질은 혼합가스의 투입 온도 이상에서 안정한 금속재질을 사용하며, 바람직하게는 반응온도 600 내지 1000℃에서 안정한 합금재질을 사용하는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 구성을 도시하는 도면이다.
하부 분산판(124)은 플레늄부로부터 공급되는 혼합가스가 주입되는 제1가스노즐(172)을 구비하고, 상부 분산판(122)은 혼합가스를 반응기(100) 내부로 주입하는 제2가스노즐(174)을 구비한다. 제1가스노즐(172)의 직경은 제2가스노즐(174)의 직경보다 크며, 제2가스노즐(174)의 개수가 제1가스노즐(172)의 개수보다 더 많은 것이 바람직하다. 이에 의해 작은 폴리실리콘 입자들이 가스노즐로 역류하는 위핑(weeping)현상을 방지한다. 제1가스노즐(172)과 제2가스노즐(174) 사이에는 일정한 공간이 존재하며, 이 공간은 제1가스노즐(172)로 주입된 혼합가스가 더 작은 크기의 다수의 제2가스노즐(174)로 공급되기 위한 분배 공간이 된다. 바람직하게는, 제2가스노즐(174)의 크기는 제1가스노즐(172)의 크기에 비해 1/10 내지 1/2이며, 제1가스노즐(172)을 중심으로 3 내지 10 개의 제2가스노즐(174)이 형성될 수 있다.
분산판(120)의 온도 상승을 방지하기 위해, 분산판(120)의 중심부, 즉, 폴리실리콘 배출 통로(130) 부근에 냉각 유체가 주입되는 제1냉각유체 주입구(140)가 위치된다. 제1냉각유체 주입구(140)를 통해 주입된 냉각 유체는, 하부 분산판(124)의 하부에 나선형으로 위치된 제1냉각 채널(142)을 통해 흐른다. 제1냉각유체 배출구(144)는 폴리실리콘 배출 통로(130) 부근에 위치하며, 제1냉각 채널(142)을 통해 흐른 냉각 유체가 배출되도록 한다. 이는 분산판(120)으로 전달되는 열을 제거하여 분산판(120)의 온도를 적정온도로 유지할 수 있게 한다. 분산판(120)의 온도는 냉각에 의하여 조절되어 200 내지 350℃로 유지되는 것이 바람직하다.
운반가스 주입구(150)는 분산판(120)의 최외곽에 위치하며, 상기 가스노즐(170) 중 최외곽에 위치한 가스노즐(175)을 통해 운반가스가 반응기(100) 내부로 주입되도록 한다. 바람직하게는, 운반가스 주입구(150)는 운반가스를 반응기벽(110)에 대해 평행하게 주입한다. 반응기벽(110)을 따라 평행하게 유동하는 운반가스층에 의해, 반응가스가 반응기벽(110) 상에서 증착되는 것을 방지할 수 있다.
제2냉각유체 주입구(160)는 분산판(120)의 최외곽에 위치하고, 냉각 유체가 주입되도록 한다. 제2냉각유체 주입구(160)에 의해 주입된 냉각 유체는 제2냉각 채널(162)을 통해 흐르고, 제2냉각 채널(162)을 통해 흐른 냉각 유체는 분산판(120)의 최외곽에 위치하는 제2냉각유체 배출구(164)를 통해 배출된다. 이에 의해, 분산판(120)의 온도 상승을 더 효율적으로 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 분산장치의 구성을 도시하는 평면도이고, 도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 구성을 도시하는 도면이다.
분산판(120)의 중심부(폴리실리콘 배출통로)로부터 소정거리에 위치하는 경계까지의 가스노즐(170)들의 직경(도 3에서 음영처리된 가스 노즐)은 그 이외의 다른 가스노즐(170)(도 3에서 음영처리 되지 않은 가스 노즐)들의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 분산판(120)의 중심부로부터 소정거리에 위치하는 경계는 분산판(120)의 중심부로부터 분산판의 1/10 내지 9/10의 거리 사이에 위치될 수 있고, 바람직하게는 2/10 내지 8/10의 거리 사이에 위치될 수 있고, 더욱 바람직하게는 3/10 내지 7/10의 거리 사이에 위치될 수 있다. 더 큰 직경의 가스노즐(170)의 직경은 그 이외의 가스노즐(170)의 직경 크기보다 1.2 내지 1.5배 더 크다. 이는 분산판(120)의 경사에 의해 발생하는 분산판(120) 상의 차압의 차이에 대응하여 중심부에 더 많은 가스를 투입하기 위함이다. 이에 의해, 반응기(100) 내 충진된 폴리실리콘의 유동 궤적을 반응기(100) 중심으로부터 상향으로 하여, 반응기벽(110) 상에서는 하향을 갖는 형태를 갖도록 할 수 있다.
또한, 성장된 폴리실리콘이 배출되는 통로는 반응기(100) 내부로 운반가스가 주입되도록 하여 미성장된 폴리실리콘이 유출되는 것을 방지한다. 운반가스는 성장된 폴리실리콘의 종단 속도(terminal velocity)보다 작게 주입되는 것이 바람직하다. 운반가스는 선속도 200 ~ 500 cm/s의 범위에서 조절 가능하며, 미성장된 폴리실리콘 입자의 종단 속도 이상을 유지하여 미성장 폴리실리콘 입자가 유출되는 것을 방지한다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100: 반응기
110: 반응기벽
120: 분산판
122: 상부 분산판
124: 하부 분산판
130: 폴리실리콘 배출 통로
140: 제1냉각유체 주입구
142: 제1냉각 채널
144: 제1냉각유체 배출구
150: 운반가스 주입구
160: 제2냉각유체 주입구
162: 제2냉각 채널
164: 제2냉각유체 배출구
170: 가스노즐
172: 제1가스노즐
174: 제2가스노즐
175: 최외곽 가스노즐

Claims (17)

  1. 반응가스를 이용하여 반응기 내부에서 입자형 폴리실리콘을 성장시키는 유동층 반응기의 분산장치에 있어서,
    상기 반응기의 반응기벽에 대해 일정한 각도로 경사를 가지고, 누두상(漏斗狀)을 이루며, 중앙부에는 성장된 폴리실리콘이 배출되는 통로를 구비하는 분산판을 포함하되,
    상기 분산판은, 반응가스와 운반가스의 혼합가스를 상기 분산판에 대해 수직으로 상기 반응기 내부로 주입하는 가스노즐들을 구비하는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분산판은,
    실리콘 카바이드로 이루어진 상부 분산판; 및
    금속으로 이루어진 하부 분산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상부 분산판은,
    두께가 5 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 분산장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 하부 분산판은,
    600 내지 1000℃의 온도에서 안정한 합금재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 분산장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 하부 분산판은,
    상기 혼합가스가 주입되는 제1가스노즐을 구비하고,
    상기 상부 분산판은,
    상기 혼합가스를 상기 반응기 내부로 주입하는 제2가스노즐을 포함하되,
    상기 제1가스노즐의 직경은 상기 제2가스노즐의 직경보다 크고, 상기 제2가스노즐은 상기 제1가스노즐을 중심으로 다수 개가 배열된 것을 특징으로 하는 분산장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2가스노즐의 직경은 상기 제1가스노즐의 직경에 비해 1/10 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 분산장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2가스노즐은,
    상기 제1가스노즐을 중심으로 3 내지 10개가 배열된 것을 특징으로 하는 분산장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 분산장치는,
    상기 분산판의 중심부에 위치되어, 냉각 유체가 주입되는 제1냉각유체 주입구;
    상기 제1냉각유체 주입구와 연통되고, 상기 하부 분산판의 하부에 위치되어, 상기 제1냉각유체 주입구에 의해 주입된 냉각 유체가 상기 하부 분산판의 하부를 따라 흐르도록 하는 제1냉각 채널; 및
    상기 제1냉각 채널과 연통되고, 상기 분산판의 중심부에 위치되어, 상기 제1냉각 채널을 통해 흐른 냉각 유체가 배출되도록 하는 제1냉각유체 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 분산장치는,
    상기 분산판의 최외곽에 위치하여, 운반가스가 상기 분산판의 최외곽에 위치한 가스노즐을 통해 상기 반응기벽에 대해 평행하게 주입되도록 하는 운반가스 주입구를 더 포함하되,
    상기 반응가스는 상기 분산판의 최외곽에 위치한 가스노즐을 통해서는 상기 반응기벽 내부로 주입되지 않는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 분산장치는,
    상기 분산판의 최외곽에 위치되어, 냉각 유체가 주입되는 제2냉각유체 주입구;
    상기 제2냉각유체 주입구와 연통되고, 상기 제2냉각유체 주입구에 의해 주입된 냉각 유체가 상기 분산판의 최외곽을 따라 흐르도록 하는 제2냉각 채널; 및
    상기 제2냉각 채널과 연통되고, 상기 분산판의 최외곽에 위치되어, 상기 제2냉각 채널을 통해 흐른 냉각 유체가 배출되도록 하는 제2냉각유체 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    상기 분산판은 200 내지 350℃로 온도가 유지되는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 분산판의 중심부로부터 소정거리에 위치하는 경계까지의 가스노즐들의 직경은 다른 가스노즐들의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 분산장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 분산판의 중심부로부터 소정거리에 위치하는 경계까지의 가스노즐들의 직경은 다른 가스노즐들의 직경보다 1.2 내지 1.5배 더 큰 것을 특징으로 하는 분산장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 경계는,
    상기 분산판의 중심부로부터 분산판의 1/10 내지 9/10의 거리 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 분산장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 성장된 폴리실리콘이 배출되는 통로는,
    상기 반응기 내부로 운반가스를 주입하되,
    상기 운반가스의 주입 속도는 상기 성장된 폴리실리콘의 종단 속도(terminal velocity)보다 작은 것을 특징으로 하는 분산장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 운반가스의 주입 속도는,
    선속도 200 내지 500cm/s인 것을 특징으로 하는 분산장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 분산판은,
    상기 반응기벽에 대해 30 내지 50°각도로 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 분산장치.
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