[发明专利]多晶硅制造装置以及多晶硅制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种多晶硅（silicon）制造装置以及多晶硅制造方法。

背景技术

作为成为半导体用单晶硅的原料的高纯度多晶硅的代表性制造法，可列举西门子法（Siemens Method）。以西门子法制造的多晶硅的纯度极高，但反应速度慢，制造成本中的单位电力使用量（electrical power consumption rate）所占的比例大，而且由于制造设备的运转为批次式运转，因此，制品价格昂贵，上述西门子法并不适合作为需要廉价的销售价格的太阳电池用多晶硅的制造法。

近年来，作为可比西门子法更廉价地进行制造的多晶硅制造法，已提出有锌还原法，该锌还原法是利用金属锌来对四氯化硅进行还原，从而制造高纯度多晶硅。

在专利文献1中揭示有如下的方法，即，每当使高纯度四氯化硅以及高纯度锌分别气化，在900℃～1100℃的气体（gas）环境中进行反应时，将可通电的硅芯或钽芯设置于反应器内部，在芯上促进硅析出，在反应结束之后，将反应器开放，接着将产生的针状及片状（flake shape）硅取出。

另外，在专利文献2中揭示有如下的多晶硅的制造装置，该多晶硅的制造装置是使用纵型反应器，将硅氯化物气体与还原剂气体供给至该反应器内，通过硅氯化物气体与还原剂气体的反应，使硅氯化物气体供给喷嘴（nozzle）的前端部产生多晶硅，然后使上述多晶硅直接在上述喷嘴的前端部的下方成长。上述纵型反应器包括：设置于上部的硅氯化物气体供给喷嘴、还原剂气体供给喷嘴、以及废气排出管（pipe）。

在专利文献2中，成长的多晶硅虽有一部分会自然下落，但通常处于黏着在喷嘴前端的状态。在该情形时，在反应结束之后，由设置于反应器下部或另外设置的冷却·粉碎装置冷却粉碎之后，通过设置于反应器底部或冷却粉碎装置的快门（shutter）型的阀等，将上述多晶硅排出至反应器的系统之外。目前，上述掏出排出作业耗费时间，排出作业危险且困难，炉体亦有可能会损伤，且作业需要长时间。

如此，存在如下的问题，即，之前已提出的以固体状态来将产生的硅回收的锌还原法是批次方式的方法，该批次方式的方法是在反应结束之后，将反应器下部开放，接着将产生的硅取出，因此，反应器的运转休止时间长，结果，生产效率变低，制造成本不易下降。在今后，太阳电池用多晶硅的需求会逐步扩大的状况下，期待实现可廉价地进行制造的多晶硅的大量生产装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4200703号

专利文献2：日本专利特开2007-223822号公报

发明内容

发明解决的问题

本发明是鉴于如上所述的之前的实际情况，本发明的目的在于提供如下的多晶硅的制造装置以及制造方法，该多晶硅的制造装置以及制造方法将锌还原法中的反应器的休止时间抑制为最小限度，藉此可使多晶硅的生产效率提高，从而可比较廉价且大量地制造多晶硅，上述锌还原法是以固体状态来将产生的硅回收。

解决问题的手段

用以实现上述目的的本发明的多晶硅制造装置通过锌来对四氯化硅进行还原而制造多晶硅，该多晶硅制造装置的特征在于：

包括反应器，该反应器包含可上下地分离的反应器上侧本体与反应器下侧本体，锌气体供给配管与四氯化硅气体供给配管连接于上述反应器上侧本体的上部，在上述反应器上侧本体的下部或上述反应器下侧本体的上部设置有废气的排出口，该废气包含反应所产生的氯化锌，上述反应器下侧本体设置为可沿着上下左右方向移动。

再者，在本说明书中，所谓“左右方向”，是指与上下方向大致垂直的方向。

此处，较佳为在上述反应器下侧本体内设置有收纳容器，该收纳容器收纳上述多晶硅。

另外，在本发明中，较佳为在上述反应器下侧本体设置有台车，该台车的载置面可通过升降设备而沿着上下方向移动，通过包括上述升降设备的台车，上述反应器下侧本体设置为可沿着上下左右方向移动。

或者在本发明中，较佳为包括运送机构，该运送机构能够以将上述收纳容器吊起的状态，沿着上下方向或水平方向来运送上述收纳容器。

另外，在本发明中，较佳为邻接地配置有多晶硅回收设备，该多晶硅回收设备自上述收纳容器回收多晶硅。

而且，本发明是使用上述任一项所述的多晶硅制造装置来制造多晶硅的方法，该方法的特征在于包括如下的步骤：

1）使用将上述反应器上侧本体与上述反应器下侧本体连接而构成的反应器，使四氯化硅气体与锌气体发生反应；