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지멘스(siemens), FBR, VLD등 poly Si를 제조하는 다양한 방법

저작시기 2009.06 |등록일 2009.06.04 | 최종수정일 2017.06.13 한글파일한컴오피스 (hwp) | 5페이지 | 가격 4,000원

소개글

현재 반도체 및 태양전지에 사용되는 폴리실리콘을 제작하는 여러가지 공정에 대해 사에하게 소개.

목차

1. Siemens Process(지멘스 공법)

2. Fluidized Bed Reactor(FBR, 유동층 반응법) Process

3. Vapor to Liquid Deposition(VLD) Process

4. Free Space Reactor(FSR) Process

5. Metallurgical Refining(금속정련법)

참고 출처

본문내용

1. Siemens Process(지멘스 공법)
폴리실리콘은 대부분 높은 순도와 전도도를 요구하는 전자소자가 아니라 태양전지용 소자에 사용된다. 품질이 좋은 규석이나 규사와 고순도 흑연을 아크전기로에서 반응시켜 얻어지는 약 99% 순도의 금속급 Si(Metallurgical Grade Si, MG-Si)를 원재료로 하여 고순도화나 결정화 처리등의 가공을 한다.

현재 반도체 및 태양전지용 폴리실리콘의 생산 공정으로 가장 널리 쓰이는 siemens process(지멘스 공정)은 MG-Si를 고순도 실란기체로 전환시킨 다음 실란원료의 열분해 및 수소환원 반응에 따른 석출반응을 거치는 경로이다. 1950년대에 독일의 Siemens 사에 의해 개발되어 현재까지 세계적으로 가장 널리 쓰이는 폴리실리콘 제조 공법으로 (1)금속 실리콘을 HCl과 반응시켜 기상의 모노실란(Chlorosiliane, 염화실란)으로 만들거나 (2)상온(25℃)에서 증류시켜 삼염화실란(Trichlorosilane, TCS) 기체로 만든다. 캡 모양(∩)의 실리콘 막대(rod)와 모노실란, 혹은 삼염화실란을 반응시켜 폴리실리콘을 얻는다. 제조시 실리콘 막대에 강한 전기를 강해 온도를 1100℃로 유지해야 하기 때문에 전력소모 비용이 막대하고 설비 투자비가 높다는 단점이 있다.

모노실란을 이용하여 폴리 실리콘을 제작하는 회사는 노르웨이의 REC가 있고, 삼염화실란을 이용하는 기업은 국내의 동양제철화학, 독일의 바커, 미국의 헴록등이 있다.

2. Fluidized Bed Reactor(FBR, 유동층 반응법) Process
FBR 공정의 가장 큰 특징은 입자형태의 재료를 유동층 반응기에 공급하여 실리콘 입자의 석출을 유도하여 결정이 생성되도록 하는 것이다. 결정생성 과정은 반응기 상부에서 단결정 seed Si 입자를 주입하고 챔버의 하부에서 SiHCl3과 H2 기체를 주입시킨다.

참고 자료

1. 미리넷솔라 http://www.millinetsolar.com/
2. 폴리실리콘 제조기술의 또 다른 고효율화 전략 - FBR, VLD, FSR Process, 태양전지용 폴리실리콘, 잉곳, 웨이퍼 기술동향 및 시장전망(2008~2012) 보고서
3. 태양전지용 폴리실리콘 제조, 김희영(한국화학연구원 신화학연구단), 한국화학학회지 2008. Vol.46
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