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KR101053836B1 - Ｉｃｐ를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치 - Google Patents

Ｉｃｐ를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치 Download PDF

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KR101053836B1
KR101053836B1 KR1020090010797A KR20090010797A KR101053836B1 KR 101053836 B1 KR101053836 B1 KR 101053836B1 KR 1020090010797 A KR1020090010797 A KR 1020090010797A KR 20090010797 A KR20090010797 A KR 20090010797A KR 101053836 B1 KR101053836 B1 KR 101053836B1
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김준수
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Abstract

플라즈마 퍼짐 현상을 최소화하여 실리콘 나노입자의 입도 및 품질을 향상시킬 수 있는 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 외벽에 ICP 코일이 권취되어 있고, 내부에 쿼츠 튜브가 삽입된 쿼츠 리액터를 포함하며, 실리콘 나노입자 형성을 위한 실란 가스 등의 1차가스 및 실리콘 나노입자의 표면반응을 위한 수소, 붕소 화합물 가스 등의 2차가스가 아르곤 가스와 함께 상기 쿼츠 튜브의 내측 및 외측으로 분리 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＩＣＰ를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치{APPRATUS FOR MANUFACTURING SILICON NANO-CRYSTAL USING INDUCTIVE COUPLED PLASMA}
본 발명은 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ICP 코일에 의해 형성되는 플라즈마 영역을 미세하게 제어하여, 플라즈마의 퍼짐 현상을 최소화할 수 있는 실리콘 나노입자 제조 장치에 관한 것이다.
최근 태양전지나 LED(Light Emitting Device)와 같은 광전변환/광변환 소재로 실리콘 나노입자가 많이 이용되고 있다. 실리콘은 매장량이 풍부하고, 환경친화적인 물질이므로 전자 소자 분야에 다양하게 응용되고 있다.
벌크 실리콘의 경우, 매우 나쁜 광특성을 가지고 있으나, 실리콘을 나노입자로 제조할 경우, 높은 효율의 광특성을 가진 것으로 알려져 있다.
이러한 실리콘 나노입자를 제조하는 방식은 크게 고상반응법, 액상반응법 및 기상반응법으로 분류될 수 있다.
고상반응법은 실리콘이 과량으로 포함된 SiO2, Si3N4, SiC 박막 등을 형성한 후, 고온의 열처리를 통해서 과량으로 포함된 실리콘을 응집시킴으로써, SiO2, Si3N4, SiC 매트릭스 내부에 실리콘 나노입자를 형성하는 방식이다. 이와 같은 고상반응법은 실리콘 나노입자를 형성하기 위하여 고온의 열처리 공정이 요구되며, 또한 고가의 증착 장비가 필요하여 제조비용이 매우 높은 단점이 있다.
액상반응법은 고온 초임계법이나 실리콘 할라이드(silicon halide) 화합물의 환원반응 등 주로 실리콘 화합물의 화학반응을 통하여 실리콘 나노입자를 형성하는 방식이다. 이와 같은 액상반응법은 실리콘 나노입자의 입도제어가 매우 어려우며, 결정성(Crystallinity) 등의 품질이 낮다는 단점을 가지고 있다.
한편, 기상반응법은 레이저나 플라즈마와 같은 상대적으로 높은 에너지 영역에 주로 실란화합물 가스를 통과시켜 실리콘 나노입자를 제조한다. 기상반응법은 고상반응법과 같이 매트릭스 내부에 실리콘 나노입자를 형성하는 것이 아니라 입자만을 제조할 수 있으므로 고순도의 실리콘 나노입자를 얻을 수 있으며, 입도제어가 상대적으로 용이한 장점이 있다.
기상반응법에 사용되는 높은 에너지는 주로 레이저나 열플라즈마를 이용하고 있으나, 이와 같은 에너지원을 사용할 경우, 생성된 실리콘 나노입자들이 높은 열로 인하여 서로 뭉쳐서, 수 마이크로미터(㎛) 크기의 2차 입자를 형성하는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 최근 ICP(Inductive Coupled Plasma)와 같은 저온 플라즈마를 이용하여 상기의 실리콘 나노입자의 뭉침 현상을 해결하고 있다.
종래의 ICP를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치는 반응기 외부에 ICP 코일을 감고, 실리콘 나노입자 형성을 위한 1차가스 및 실리콘 나노입자 표면반응을 위한 2차가스를 동시에 반응기로 공급하는 구조를 갖고 있었다.
하지만, 종래의 ICP를 이용한 실리콘 나노입자 제조 장치의 경우, 반응기 내부의 플라즈마 퍼짐 현상으로 인해 넓은 범위의 플라즈마 반응영역을 가지게 되고, 이로 인해 결국 실리콘 나노입자의 입도 제어가 어려워지는 큰 문제점이 있으며, 또한, 상기의 플라즈마 퍼짐 현상으로 인해 2차가스가 넓은 반응영역을 가지게 되고, 반응시간 역시 길어져서 실리콘 나노입자의 품질 저하를 초래하는 문제점이 있었다.
따라서, ICP를 이용하여 실리콘 나노입자를 제조할 경우, 반응기 내부의 플라즈마 퍼짐 현상을 최소화하여 실리콘 나노입자의 입도 및 품질을 향상시킬 수 있는 실리콘 나노입자 제조 장치가 요구된다.
본 발명의 목적은 고밀도의 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용하여 기상반응법으로 실리콘 나노입자를 제조함에 있어, 반응기 내부의 플라즈마 퍼짐 현상을 최소화할 수 있는 구조를 통하여 실리콘 나노입자의 입도 및 품질을 향상시킬 수 있는 실리콘 나노입자 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 외벽에 ICP(Inductive Coupled Plasma) 코일이 권취되고, 내부에 튜브가 삽입되는 반응기(Reactor)를 포함하며, 실리콘 나노입자 형성을 위한 1차가스 및 실리콘 나노입자의 표면반응을 위한 2차가스가 상기 튜브의 내측 및 외측으로 분리 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 내부에 튜브가 삽입되어, 실리콘 나노입자 형성을 위한 1차가스 및 실리콘 나노입자의 표면반응을 위한 2차가스가 상기 튜브의 내측 및 외측으로 분리 공급되는 가스공급부; 상기 가스 공급부의 하부에 위치하며, 외벽에 ICP 코일이 권취되는 리액터부; 상기 리액터부의 하부에 위치하며, 상기 리액터부에서 형성된 실리콘 나노입자가 급냉 및 분산되는 분산부; 및 상기 분산부의 하부에 위치하며, 상기 실리콘 나노입자를 포획하는 포획부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치에 의해 제조된 실리콘 나노입자는 1~100nm의 입도를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 반응기 내부에 튜브가 삽입되고, 실리콘 나노입자 형성을 위한 1차가스와 실리콘 나노입자 표면반응을 위한 2차가스가 튜브 내부 및 외부로 분리 공급됨으로써, ICP 코일에 의해 형성되는 플라즈마 영역을 미세하게 제어할 수 있다. 따라서, 실리콘 나노입자 제조시 플라즈마 퍼짐 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 이를 통해 실리콘 나노입자의 입도특성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ICP를 이용 한 실리콘 나노입자 제조 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 ICP(Inductive Coupled Plasma)를 이용한 실리콘 나노입자를 형성하기 위한 반응기(Reactor, 110)를 포함한다.
반응기(110)의 외벽에는 ICP 코일(120)이 권취되어 있고, 내부에 튜브(130)가 삽입된다. 이때, 반응기(110)는 열적 안정성이 뛰어난 쿼츠(quartz) 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 튜브(130) 역시 쿼츠 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
실리콘 나노입자를 형성하기 위하여는 반응기에 실리콘 전구체(Si precursor)를 포함하는 가스들이 공급되어야 하는데, 본 발명에서는 튜브(130)의 내부를 통하여, 실리콘 나노입자 형성을 위한 실란(silane, SiH4))과 같은 전구체(precursor)를 포함하는 1차가스가 공급되고, 튜브(130)의 외부를 통하여, 형성된 실리콘 나노입자의 표면반응을 위한 2차가스가 상기 1차가스와 분리된 상태로 공급된다.
물론, 1차가스가 튜브의 외부를 통하여 공급되고, 2차가스가 튜브의 내부를 통하여 공급될 수 있으나, 좁은 범위의 플라즈마 반응영역을 형성하기 위하여 1차 가스를 튜브의 내부를 통하여 공급하는 것이 바람직하다.
2차가스는 실리콘 나노입자의 표면을 처리하기 위한 수소(H2) 가스를 포함하는 가스이거나, 실리콘 나노입자의 표면을 도핑(Doping)하기 위한 보론(B) 또는 인(P) 화합물 가스를 포함하는 가스일 수 있으며, 이들이 단독으로 또는 혼합되어 공급될 수 있다.
1차가스와 2차가스는 각각 아르곤(Ar) 가스와 함께 공급되는데, 아르곤 가스는 실란(SiH4) 가스 등의 캐리어(Carrier) 가스로서의 역할 및 플라즈마 발생 가스로서의 역할을 동시에 수행한다. 이 경우, 튜브(130) 내부를 통해 공급되는 1차가스는 아르곤(Ar) 및 실란(SiH4)이 혼합된 가스일 수 있으며, 튜브(130) 외부를 통해 공급되는 2차가스는 수소 가스와 아르곤 가스가 혼합된 가스이거나, 보론(B) 또는 인(P) 화합물 가스와 아르곤 가스가 혼합된 가스 등이 될 수 있다.
반응기(110) 내부에 삽입되는 튜브(130)는 그 하단이 플라즈마 발생을 위한 ICP 코일(120)의 상부에 위치한다. 이때, 튜브(130) 하단의 높이를 조절할 수 있는데, 튜브(130) 하단의 높이를 조절함에 따라, 플라즈마 반응영역(140) 또한 제어할 수 있게 된다. 따라서, 좁은 범위의 플라즈마 반응영역(140)을 형성할 수 있게 되고, 이에 따라 실리콘 나노입자의 입도특성을 저하하는 원인이 되는 플라즈마의 퍼짐 현상을 제거할 수 있다.
반응기(110)를 통하여 형성된 실리콘 나노입자(silicon nano-crystal, Si NC)는 반응기(110) 하부 공간으로 분산되며, 하부공간으로 투입된 아르곤 가스에 의해 급냉된다. 이때 공급되는 아르곤 가스는 제조된 실리콘 나노입자를 급냉하여 2차입자 형성을 방지하는 역할을 한다.
분산된 실리콘 나노입자(Si NC)는 포집장치에 의해 포집된다. 이를 위해, 반응기(110) 하부에는 메쉬 필터(mesh filter, 150)가 마련될 수 있다.
도 1에 도시된 실리콘 나노입자 제조 장치는 전체적으로는 가스공급부(210), 리액터부(220), 분산부(230) 및 포획부(240)를 포함한다. 이 중 가스공급부(210)와 리액터부(220)가 전술한 반응기(110)에 포함된다.
가스공급부(210)에는 가스공급부(210) 내경에 비해 매우 작은 내경을 갖는 튜브(130)가 삽입되며, 이를 통해 실리콘 나노입자 형성을 위한 실란과 같은 전구체를 포함하는 1차가스 및 실리콘 나노입자의 표면처리, 표면도핑 등의 표면반응을 위한 2차가스가 튜브의 내측 및 외측으로 분리 공급된다.
리액터부(220)는 가스공급부(210)의 하부에 위치하며, 외벽에 ICP 코일(120)이 권취되어, ICP 코일(120)로부터 유도되는 플라즈마에 의해 실란 화합물 가스가 분해 되어 실리콘 나노입자(Si NC)를 형성한다.
분산부(230)는 리액터부(220)의 하부에 위치하며, 리액터부(220)에서 형성된 실리콘 나노입자(Si NC)가 하부로 공급되는 아르콘 가스에 의해 급냉되며 분산된다. 포획부(240)는 분산부의 하부에 위치하며, 실리콘 나노입자를 포획한다.
상기의 가스공급부(210), 리액터부(220) 및 분산부(230)는 열적 안정성이 뛰어난 쿼츠 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 일체의 구조 또는 각 부분이 체결된 구조로 이루어질 수도 있다. 가스공급부(210)에 삽입되는 튜브(130)도 마찬가지 로 쿼츠 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
분산부(230)에는 실리콘 나노입자(Si NC)의 유동을 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 가스공급부(210)와는 별도의 경로로 아르곤 가스가 공급될 수 있다.
포획부(240)는 상기의 가스공급부(210), 리액터부(220) 및 분산부(230)와 별도로 형성될 수 있으며, 실리콘 나노입자(Si NC) 포획을 위하여 메쉬 필터(150)가 포함될 수 있다.
가스공급부(210)에 삽입되는 튜브(130)의 하단은 리액터부(220) 외벽에 권취되는 ICP 코일(120)의 상부에 위치한다. 이때, 리액터부(220)의 영역은 튜브(130)의 하단의 위치로부터 결정된다. 즉, 튜브(130)의 하단이 리액터부(220) 상단이 된다. 따라서, 튜브(130)의 하단이 ICP 코일(120)에 가깝도록 배치되면, 그만큼 리액터부(220)의 영역이 감소하게 되며, 좁은 영역의 고밀도 플라즈마를 형성하게 된다. 따라서, 플라즈마의 퍼짐 현상을 억제할 수 있고, 이를 통해 실리콘 나노입자의 입도 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래에는 1차가스와 2차가스가 반응기로 함께 공급되어, 형성된 실리콘 나노입자의 품질이 좋지 않았으나, 본 발명에서는 가스공급부(210) 내부의 튜브(130)를 통하여, 튜브(130) 외부로 2차가스를 분리하여 공급함으로써 2차가스가 실리콘 나노입자와 반응하는 영역 및 반응하는 시간을 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 실리콘 나노입자의 입도 제어의 핵심이 되는 플라즈마 영역을 제어할 수 있는 구조를 가지고 있어서, 플라즈마 퍼짐 현상을 최소화할 수 있다. 따라서, 좁은 플라즈마 영역에서 고밀도 플라즈마를 통하여 제조된 실리콘 나노입자는 1~100nm의 입도를 가질 수 있으며, 높은 광특성을 요구하는 태양전지나 LED 등의 광전변환/광변환 소재로 충분히 이용될 수 있다.
실시예
ICP를 형성하기 위한 코일에 13.56MHz의 교류를 50~200W 크기로 인가하였다. 반응기 내부에 튜브를 삽입하고, 튜브 내부를 통해 1차 가스로서 실란과 아르곤 가스의 유량비를 1:99 ~ 10:390의 비율로 변화시키면서 공급하였다. 생성된 나노입자의 표면처리를 위한 2차 가스로서 수소와 아르곤 가스의 유량비를 1:99 ~ 10:90으로 변화시키며 튜브 외부 공간을 통해 공급하였으며, 분산부의 냉각을 위해서는 100 sccm의 아르곤 가스를 공급하였다. 이와 같은 가스를 총 유량 300 ~ 500 sccm으로 변화시키며 나노입자를 제조하였다. 이 때, 1차 가스를 공급하기 위한 쿼츠 재질의 튜브를 코일 최상단으로부터 1cm 위에 위치하도록 하였다.
표 1은 상기 공정조건들의 대표적 실시예를 통해 제조된 실리콘 나노입자들의 입도 및 결정성을 정리한 것이다.
[표 1]
인가전력
(W)		 실란:아르곤
(sccm)		 수소:아르곤
(sccm)		 총 유량
(sccm)		 체류시간 (msec) 입도
(nm)		 결정성
실시예 1 50 3:197 3:97 300 7.14 6~100 X
실시예 2 80 3:197 3:97 300 7.62 3~10 O
실시예 3 80 5:195 3:97 300 7.62 7~13 O
실시예 4 80 7:193 3:97 300 7.62 5~100 X
실시예 5 80 5:295 3:97 400 6.79 15~20 O
실시예 6 80 5:395 3:97 500 6.29 20~30 O
실시예 7 100 3:197 3:97 300 7.38 10~20 O
비교예 80 3:197 3:97 300 38.1 5~100 X
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 고 품질의 실리콘 나노입자를 제조하기 위해서는 50W 이상의 인가전력이 필요하며, 실란 분압비는 5% 미만이 바람직하다.
실리콘 입자의 입도와 입도 분포를 좌우하는 핵심변수로는 실란가스의 플라즈마내 체류시간이다. 체류시간이 짧을수록 입도는 작아지며, 그 분포도 균일한 것으로 알려져 있다. 이와 같은 체류 시간은 플라즈마 영역의 길이가 짧을수록 작아지므로, 본 제조 장치에서 사용되는 내부의 튜브는 플라즈마 영역을 최소화하여 플라즈마 밀도를 높이며, 체류시간을 감소시키는 역할을 하게 된다.
상기 표 1을 참조하면, 반응기 내부에 튜브가 삽입되지 않은 비교예의 경우, 반응기 내부에 튜브가 삽입된 실시예들에 비하여 체류시간이 5배 정도 증가하는 것을 알 수 있다.
플라즈마 내 체류시간이 증가하게 되면, 상술한 바와 같이 그만큼 낮은 플라즈마 밀도와 불균일한 플라즈마 분포를 가지게 되며, 이로 인하여 제조되는 실리콘 나노입자는 낮은 결정성과 불균일한 입도분포를 갖게 된다. 반면, 본 발명에서는 반응기 내부에 튜브를 삽입함으로써, 플라즈마 내 체류시간을 최소화하여 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있었다.
도 2 내지 도 5는 상기 실시예 3에 의해 제조된 실리콘 나노입자들의 특성을 나타낸 것이다.
도 2는 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 측정결과를 나 타낸 것으로, 10nm 정도의 나노입자들이 고르게 분포하고 있는 것을 알 수 있다.
도 3은 동일 시편의 구조분석을 위해 XRD측정을 한 결과를 나타낸 것으로, (111)면을 주 피크로 하는 실리콘 결정면들을 확인할 수 있다.
도 4는 동일 시편의 고배율(HR)-투과전자현미경(TEM, Transmitted Electron Microscope) 측정결과를 나타낸 것으로, 거의 완벽한 구형의 실리콘 나노입자가 제조되었으며, (111)방향의 단결정성장을 한 것을 알 수 있다. 이와 같은 단결정 성장은 1차가스와 2차가스를 분리함에 따라, 균일한 결정성장을 확보하였기 때문이다. 이와 같은 결정성은 회절패턴에서도 나타났다.
도 5는 동일 시편의 광학특성을 확인하기 위해 PL(Photoluminescence) 스팩트럼 측정 결과로, 본 시편은 460nm를 중심으로 하는 청색 발광을 하는 것으로 확인되었다.
이와 같이, 본 발명에 따른 제조 장치를 이용하여 10nm 이하의 입도를 갖는 단결정, 구형의 고품질 실리콘 나노입자를 제조할 수 있었다.
[비교예]
상기 실시예에서 이용된 실리콘 나노입자 제조 장치에서 내부 튜브가 없이, 1차가스 및 2차가스를 동시에 공급하여 입자를 제조하였다. 적절한 비교를 위해, 내부 튜브가 없다는 점을 제외하고 모든 제조 조건을 상기 실시예 3과 동일하게 하였다.
도 6은 상기 실시예 3과 동일한 조건에서 내부 튜브를 제거하여 1,2차 가스 를 동시에 공급하여 제조한 실리콘 나노입자의 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 사진을 나타내었다. 도 6에 나타난 바와 같이, 제조된 나노입자의 형태가 고르지 않으며, 그 입도분포도 매우 다양하다.
보다 정확한 구조 분석을 위해 고배율(HR)-투과전자현미경(TEM, Transmitted Electron Microscope) 측정을 하였으며, 이를 도 7에 나타내었다. 도 7에서 보이는 바와 같이 불균일한 형태를 입자들을 확인할 수 있었으며, 회절패턴에서 보이는 바와 같이 순수한 비정질로 이루어져 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 반응기 내부에 삽입되는 튜브를 통하여 실리콘 나노입자 형성용 1차 가스와 표면 처리용 2차 가스를 분리 공급하는 것이 가능하고, 또한 플라즈마 내 체류시간을 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치는 실리콘 나노입자 형성을 위한 플라즈마를 고밀도로 미세 조절하는 것이 가능하며, 제조되는 실리콘 나노입자의 입도와 결정성을 미세하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 나노입자 제조 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 3에 따른 실리콘 나노입자의 SEM사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 실리콘 나노입자의 XRD측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 실리콘 나노입자의 HRTEM사진 및 회절패턴을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 실리콘 나노입자의 PL 특성측정결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 실리콘 나노입자의 SEM사진을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 실리콘 나노입자의 HRTEM사진 및 회절패턴을 나타낸 것이다.

Claims (14)

  1. 외벽에 ICP(Inductive Coupled Plasma) 코일이 권취되고, 내부에 튜브가 삽입되는 반응기(Reactor)를 포함하며,
    실리콘 나노입자 형성을 위한 1차가스 및 실리콘 나노입자의 표면반응을 위한 2차가스가 상기 튜브의 내측 및 외측으로 분리 공급되는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 튜브는
    하단이 상기 ICP 코일의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 1차가스는
    아르곤(Ar) 및 실란(SiH4)이 혼합된 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2차가스는
    실리콘 나노입자의 표면을 처리하기 위한 수소(H2) 가스를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 2차가스는
    실리콘 나노입자의 표면을 도핑(Doping)하기 위한 보론(B) 또는 인(P) 화합물 가스를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  6. 내부에 튜브가 삽입되어, 실리콘 나노입자 형성을 위한 1차가스 및 실리콘 나노입자의 표면반응을 위한 2차가스가 상기 튜브의 내측 및 외측으로 분리 공급되는 가스공급부;
    상기 가스 공급부의 하부에 위치하며, 외벽에 ICP 코일이 권취되는 리액터부;
    상기 리액터부의 하부에 위치하며, 상기 리액터부에서 형성된 실리콘 나노입자가 급냉 및 분산되는 분산부; 및
    상기 분산부의 하부에 위치하며, 상기 실리콘 나노입자를 포획하는 포획부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 튜브는
    쿼츠 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 튜브는
    하단이 상기 ICP 코일의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 1차가스는
    아르곤 및 실란이 혼합된 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 2차가스는
    실리콘 나노입자의 표면을 처리하기 위한 수소 가스를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 2차가스는
    실리콘 나노입자의 표면을 도핑하기 위한 보론 또는 인 화합물 가스를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 포획부는
    메쉬 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 분산부에 아르곤 가스가 별도로 공급되는 것을 특징으로 하는 실리콘 나노입자 제조 장치.
  14. 삭제
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