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혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법과그 제조장치

  • 기술번호 : KST2015139220
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 특히 봉 형상의 다결정 실리콘을 제조하는데 사용할 수 있는 석출반응기의 구성과 운전방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 석출반응기의 내부공간에 저항성 재료로 이루어진 제1코어수단과, 실리콘 재료로 이루어진 제2코어수단을 함께 설치한 뒤, 상기 제1코어수단을 전기가열하고, 이와 같이 전기가열된 상기 제1코어수단에 의하여 상기 제2코어수단이 예열되도록 한 다음, 예열된 상기 제2코어수단을 전기가열하는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 상기 두 가지 코어수단의 외부방향으로 실리콘을 석출시켜 다결정 실리콘 봉을 제조할 수 있도록 한 것이다.본 발명에 사용되는 석출반응기는, 베이스부와 셸부에 의하여 내부공간이 형성되고; 상기 내부공간에 반응가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 내부공간으로부터 배출가스를 배출하는 가스배출부와, 상기 실리콘 석출반응에 필요한 전기가열수단을 포함하되; 상기 전기가열수단은 전극부와 코어수단으로 구성되고; 상기 코어수단은 저항성 재료로 이루어진 제1코어수단과, 실리콘 재료로 이루어진 제2코어수단으로 나뉘어 구성되며; 상기 전극부는 상기 제1코어수단 및 상기 제2코어수단에 각각 연결되는 제1전극부와 제2전극부로 나뉘어 전기적으로 독립되어 구성된다.다결정 실리콘, 실리콘 봉, 석출반응기, 코어, 가열, 예열
Int. CL C30B 29/06 (2006.01) C30B 15/20 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020060042301 (2006.05.11)
출원인 한국화학연구원
등록번호/일자 10-0768147-0000 (2007.10.11)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20071018) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2006.05.11)
심사청구항수 36

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김희영 대한민국 대전 유성구
2 윤경구 대한민국 대전 유성구
3 박용기 대한민국 대전 유성구
4 소원욱 대한민국 대전 유성구
5 최원춘 대한민국 대전 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이학수 대한민국 부산광역시 연제구 법원로 **, ****호(이학수특허법률사무소)
2 백남훈 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 ***, KTB네트워크빌딩**층 한라국제특허법률사무소 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 케이에너지 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application		 2006.05.11 수리 (Accepted) 1-1-2006-0329228-84
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2006.12.06 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2007.01.15 수리 (Accepted) 9-1-2007-0003715-49
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2007.04.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0212141-82
5 의견서
Written Opinion		 2007.06.21 수리 (Accepted) 1-1-2007-0448600-14
6 명세서등보정서
Amendment to Description, etc.		 2007.06.21 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2007-0448599-44
7 등록결정서
Decision to grant		 2007.10.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0536445-66
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2008.04.16 수리 (Accepted) 4-1-2008-5059312-66
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2008.05.14 수리 (Accepted) 4-1-2008-5074743-27
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2008.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2008-5208083-56
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149242-13
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149265-52
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
석출반응기의 내부공간에 설치된 코어수단을 예열 및 전기가열하고 반응가스를 공급하면서 실리콘 석출반응에 의한 봉 형상의 다결정 실리콘을 제조하는 방법에 있어서,상기 석출반응기의 내부공간에 저항성 재료로 이루어진 제1코어수단과 실리콘 재료로 이루어진 제2코어수단을 함께 설치하는 단계와;상기 제1코어수단을 전기가열하고, 전기가열된 상기 제1코어수단에 의해 가열함으로써 상기 제2코어수단을 예열하는 단계와;예열된 상기 제2코어수단을 전기가열하고, 상기 제1코어수단 및 제2코어수단을 전기가열하는 상태에서 석출반응기의 내부공간에 반응가스를 공급하여 실리콘을 석출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
2 2
청구항 1에 있어서, 예열된 상기 제2코어수단을 전기가열하는 단계에서, 제2코어수단 전체를 동시에 전기가열하기 시작하거나, 상기 제2코어수단을 다수의 제2코어그룹으로 나누어 그룹별로 다른 시점에 전기가열하기 시작하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
3 3
청구항 1에 있어서, 상기 제2코어수단을 예열하는 단계에서, 상기 제1코어수단을 400 ~ 3,000 ℃의 온도범위 내로 전기가열하여 상기 제2코어수단을 350 ~ 1,000 ℃의 온도범위 내로 예열하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
4 4
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 제2코어수단을 예열하는 단계에서, 석출반응기의 내부공간을 절대압 기준으로 1 ~ 20 bar 범위의 압력상태로 하여 수소, 질소, 아르곤 및 헬륨 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 가스 분위기에서 예열하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
5 5
청구항 1에 있어서, 상기 반응가스를 공급함과 동시에 반응압력 및 반응온도를 유지하면서 상기 제1코어수단의 외부방향으로 실리콘을 석출시켜 제1석출부를 형성하거나, 또는 상기 제2코어수단의 외부방향으로 실리콘을 석출시켜 제2석출부를 형성하거나, 또는 상기 제1코어수단과 제2코어수단의 외부방향으로 실리콘을 석출시켜 제1석출부와 제2석출부를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
6 6
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 반응가스는 모노실란, 이염화실란, 삼염화실란 및 사염화실란 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 실리콘 함유 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
7 7
청구항 6에 있어서, 상기 반응가스는 수소, 질소, 아르곤, 헬륨 및 염화수소 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 가스성분을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
8 8
청구항 5에 있어서, 상기 석출반응기 내부공간에서의 절대압 기준으로 1 ~ 20 bar 범위 내의 반응압력과, 상기 제1석출부 또는 상기 제2석출부 또는 상기 제1석출부와 제2석출부 표면에서의 온도 기준으로 650 ~ 1,300 ℃ 범위 내의 반응온도에서 실리콘을 석출시키는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
9 9
청구항 5에 있어서, 상기 제1석출부와 상기 제2석출부에서 태양전지급 다결정 실리콘과 반도체급 다결정 실리콘을 각각 제조하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
10 10
청구항 1에 있어서, 상기 저항성 재료는 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 노븀(Nb), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 테크네튬(Tc), 하프늄(Hf), 로듐(Rh), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 백금(Pt), 토륨(Th), 란타늄(La), 티타늄(Ti), 루테늄(Lu), 이트륨(Y), 철(Fe), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속원소를 포함하는 금속 또는 합금인 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
11 11
청구항 1에 있어서, 상기 저항성 재료는 몰리브덴규소화물(Mo-Si), 란탄늄크롬화물(La-Cr-O) 및 지르코니아 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 성분을 포함하는 세라믹 금속재료인 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
12 12
청구항 1에 있어서, 상기 저항성 재료는 무정형탄소, 흑연 및 실리콘카바이드(SiC) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 성분을 포함하는 탄소계 재료인 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
13 13
청구항 1에 있어서, 상기 실리콘 재료는 다결정 또는 단결정의 순수 실리콘과 도핑된 실리콘 중에 선택된 것임을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조방법
14 14
실리콘 석출반응이 일어나는 석출반응기를 포함하는 다결정 실리콘 봉의 제조장치에 있어서,상기 석출반응기가 베이스부와 셸부에 의해 형성된 밀폐된 내부공간을 가지되, 상기 내부공간에 반응가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 내부공간으로부터 배출가스를 배출하는 가스배출부와, 상기 실리콘 석출반응에 필요한 전기가열수단을 포함하고;상기 전기가열수단은 전극부와 코어수단으로 구성되며;상기 코어수단은 저항성 재료로 이루어진 제1코어수단과, 실리콘 재료로 이루어진 제2코어수단으로 나뉘어 구성되고;상기 전극부는 상기 제1코어수단 및 상기 제2코어수단에 각각 연결되면서 전기적으로 독립된 제1전극부와 제2전극부로 나뉘어 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
15 15
청구항 14에 있어서, 상기 제1전극부 또는 상기 제2전극부 또는 상기 제1전극부와 제2전극부는 상기 베이스부에 설치되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
16 16
청구항 14에 있어서, 상기 제1전극부 및 제2전극부는 각각 하나 또는 다수의 제1전극부 그룹 및 제2전극부 그룹으로 나뉘어 개별 전극부 그룹별로 전기가 독립적으로 공급되게 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
17 17
청구항 14에 있어서, 상기 제1전극부는 제1전력전달수단을 통해 제1전력공급원으로부터 상기 제1코어수단의 가열에 필요한 전기가 독립적으로 공급되게 구성되고, 제2전극부는 제2전력전달수단을 통해 제2전력공급원으로부터 상기 제2코어수단의 가열에 필요한 전기가 독립적으로 공급되게 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
18 18
청구항 17에 있어서, 상기 제1전력공급원과 제2전력공급원이 별도의 전력변환시스템으로 따로 구성되거나 하나의 종합된 전력변환시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
19 19
청구항 17에 있어서, 하나 또는 다수의 석출반응기에 포함되는 제1코어수단이 상기 제1전력공급원에 의해 전기적으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
20 20
청구항 17에 있어서, 하나 또는 다수의 석출반응기에 포함되는 상기 제2코어수단이 상기 제2전력공급원에 의해 전기적으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
21 21
청구항 14에 있어서, 상기 제1코어수단 및 제2코어수단은 단면이 원, 타원 또는 다각형인 로드(rod), 와이어(wire), 필라멘트(filament), 바(bar), 스트립(strip) 및 리본(ribbon)과, 단면이 동심원, 동심타원 또는 동심다각형인 도관(conduit), 튜브(tube), 실린더(cylinder) 및 덕트(duct) 중에 선택된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
22 22
청구항 14에 있어서, 상기 저항성 재료는 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 노븀(Nb), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 테크네튬(Tc), 하프늄(Hf), 로듐(Rh), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 백금(Pt), 토륨(Th), 란타늄(La), 티타늄(Ti), 루테늄(Lu), 이트륨(Y), 철(Fe), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속원소를 포함하는 금속 또는 합금인 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
23 23
청구항 14에 있어서, 상기 저항성 재료는 몰리브덴규소화물(Mo-Si), 란탄늄크롬화물(La-Cr-O) 및 지르코니아 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 성분을 포함하는 세라믹 금속재료인 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
24 24
청구항 14에 있어서, 상기 저항성 재료는 무정형탄소, 흑연 및 실리콘카바이드(SiC) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 성분을 포함하는 탄소계 재료인 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
25 25
청구항 14에 있어서, 상기 실리콘 재료는 다결정 또는 단결정의 순수 실리콘과 도핑된 실리콘 중에 선택된 것임을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
26 26
청구항 14에 있어서, 상기 제1코어수단은 저항성 재료로 이루어진 제1코어요소의 표면에 분리기능성분으로 이루어진 단수 또는 복수의 분리층을 형성시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
27 27
청구항 26에 있어서, 상기 제1코어수단의 분리층이 1 가지 이상 5 가지 이하 종류의 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
28 28
청구항 26에 있어서, 상기 분리층에서 각각의 층을 이루는 분리기능성분이 실리콘(Si)의 질화물, 산화물, 탄화물 또는 산화질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
29 29
청구항 26에 있어서, 상기 분리층에서 각각의 층을 이루는 분리기능성분이 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 노븀(Nb), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 테크네튬(Tc), 하프늄(Hf), 로듐(Rh), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 백금(Pt), 토륨(Th), 란타늄(La), 티타늄(Ti), 루테늄(Lu) 및 이트륨(Y) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상 금속원소의 질화물, 산화물, 규소화물, 탄화물, 산화질화물, 또는 산화규소화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
30 30
청구항 26에 있어서, 상기 제1코어수단에서 제1코어요소의 표면에 형성된 분리층 두께의 합이 10 nm ~ 20 mm의 범위 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
31 31
청구항 26 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리층에 실리콘을 분리기능성분으로 하는 실리콘층을 1 ㎛ ~ 10 mm의 두께로 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
32 32
청구항 14 또는 청구항 26에 있어서, 상기 제1코어수단에 포함되는 제1코어단위는 400 ~ 3,000 ℃ 범위 내에 포함되는 온도에서 열처리된 것임을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
33 33
청구항 32에 있어서, 상기 제1코어수단에 포함되는 제1코어단위는 석출반응기 내에서 전기가열되면서 열처리된 것임을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
34 34
청구항 26에 있어서, 상기 분리기능성분으로 이루어진 다수의 분리층 구성단위로 상기 제1코어요소의 표면을 에워싸도록 하여 상기 제1코어수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
35 35
청구항 26 또는 청구항 34에 있어서, 상기 분리층은 분리기능성분을 제1코어요소의 표면에 코팅하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
36 36
청구항 26에 있어서, 상기 분리층은 일부 또는 전체가 석출반응기 내에서 형성되는 것임을 특징으로 하는 혼합된 코어수단을 이용한 다결정 실리콘 봉의 제조장치
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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 CN101405437 CN 중국 FAMILY
2 EP02024536 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY
3 EP02024536 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY
4 JP05158608 JP 일본 FAMILY
5 JP21536914 JP 일본 FAMILY
6 US08430959 US 미국 FAMILY
7 US20090130333 US 미국 FAMILY
8 US20100040803 US 미국 FAMILY
9 WO2007133025 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY

DOCDB 패밀리 정보

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 CA2652493 CA 캐나다 DOCDBFAMILY
2 CA2652493 CA 캐나다 DOCDBFAMILY
3 CN101405437 CN 중국 DOCDBFAMILY
4 CN101405437 CN 중국 DOCDBFAMILY
5 EA013675 EA 유라시안특허기구(EAPO) DOCDBFAMILY
6 EA200870527 EA 유라시안특허기구(EAPO) DOCDBFAMILY
7 EP2024536 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
8 EP2024536 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
9 EP2024536 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
10 ES2585677 ES 스페인 DOCDBFAMILY
11 JP2009536914 JP 일본 DOCDBFAMILY
12 JP2009536914 JP 일본 DOCDBFAMILY
13 JP2009536914 JP 일본 DOCDBFAMILY
14 JP5158608 JP 일본 DOCDBFAMILY
15 US2009130333 US 미국 DOCDBFAMILY
16 US2010040803 US 미국 DOCDBFAMILY
17 US8430959 US 미국 DOCDBFAMILY
18 WO2007133025 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
국가 R&D 정보가 없습니다.