KR101332271B1 - 사파이어 단결정 성장 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미나 용탕에 종자 결정을 접촉시킨 후, 상승시키며 사파이어 단결정을 성장시키는 사파이어 단결정 성장 장치에 있어서, 알루미나를 수용하고 상기 알루미나가 용융되는 제 1 챔버(상기 제 1 챔버의 상면에는 삽입구가 형성된다); 상기 제 1 챔버의 삽입구와 통하도록 상기 제 1 챔버의 상부에 설치된 제 2 챔버; 상기 제 2 챔버를 통과하여 상기 제 1 챔버 내로 하강하거나, 상기 제 1 챔버로부터 상승하는 종자결정 로드(상기 종자결정 로드의 종단에는 상기 종자 결정이 설치된다); 및 상기 제 2 챔버의 하단에 설치되어, 상기 삽입구를 개폐하는 챔버 차단부를 포함하되, 상기 종자 결정의 교체를 위하여 상기 종자결정 로드의 종단이 상승하여 상기 제 2 챔버의 내부에 위치되면 상기 챔버 차단부는 상기 삽입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치를 개시한다. 상기와 같은 사파이어 단결정 성장 장치는 종자결정의 교체에 따른 시간을 현저하게 감소시켜 생산성을 향상시키고, 반복적인 냉각 및 재가열로 인한 변형 및 수명 감소를 방지한다.
Description
본 발명은 사파이어 단결정 성장 장치에 관한 것으로서, 특히, 종자 결정의 교체에 따른 공정 시간을 감소시킬 수 있는 사파이어 단결정 성장 장치에 관한 것이다.
사파이어는 육방정계의 결정 구조를 가지는 알루미나(Al2O3)의 단결정이다. 사파이어 단결정은 발광다이오드(LED) 제조시 기판으로 사용된다. 사파이어 단결정 제조방법으로는 쵸크랄스키법(czochralski method; 이하, CZ법), 베르누이법(verneuil method), 키로푸로스법(kyropoulos method), EFG법, HEM법(heat exchanger method) 등이 있다. 이 중 CZ법은 단결정의 대형화가 가능하고, 온도 경사의 조정이 용이하여 고품질의 단결정을 생산할 수 있으며, C면 기판 제조시 원료의 낭비를 방지할 수 있기 때문에 매우 효과적인 방법이다. 또한, 근래에는 LED 제조시 생산성을 높이고 제조 단가를 감소시키기 위해 기판의 직경이 커지고 있는데, 이러한 경향에서도 CZ법을 이용한 사파이어 결정성장이 많은 장점을 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 CZ법을 이용한 사파이어 단결정 성장 장치(10)를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단열재로 이루어진 도가니 수용용기(11)의 내부에 위치하는 도가니(12)에 알루미나가 충진되고, 고주파 코일(14)은 도가니(12)를 가열한다. 도가니(12)의 열에 의해 알루미나가 용융되어 알루미나 용탕(13)을 형성한다. 인상봉(15)의 하단에 종자 결정(16)이 연결되고, 알루미나 용탕(13)에 접촉된 후, 회전하면서 서서히 끌어올려 사파이어 단결정(17)을 성장시킨다. 이때, 알루미나 용탕(13)에서 대류 현상이 이루어져야 하는 데, 용탕(13)의 대류 현상을 관찰하기 위하여 CCD 카메라(미도시 됨)가 사용된다.
하지만, CCD 카메라의 위치, 필터, 줌 등에 의해 대류 현상이 제대로 관찰되지 않기도 한다. 이로 인해, 고주파 코일(14)의 출력이 계속해서 증가하여, 사파이어 단결정 성장 장치(10)의 내부 온도도 증가하게 되며, 종자 결정(16)이 녹아서 짧아지거나 완전히 인상봉(15)의 하단에서 사라지는 경우가 발생할 수 있다. 결국, 사파이어 단결정(17)의 성장을 진행할 수 없게 되어, 새로운 종자 결정(16)이 인상봉(15)의 하단에 교체되어 연결되어야 한다. 이를 위하여 고주파 코일(10)은 그 출력값이 0에 이르도록 하고, 자연 냉각되어야만 한다. 이어서 인상봉(15)의 하단에 종자 결정(16)이 연결되게 한다. 다시 고주파 코일(14)은 그 출력값을 증가시키면서, 도가니(12)를 가열한다. 즉, 종자 결정을 교체하여 사파이어 단결정을 성장시키기 위해서는 상당한 시간이 소요되는 고주파 코일의 출력 변화가 이루어져야 한다. 따라서, 종자 결정의 교체에 따른 시간이 상당히 소요되는 문제점이 있다. 또한, 도가니나 도가니 수용용기는 반복적으로 냉각되거나 재가열되어 변형되고, 이로 인해 수명이 감소되기도 하는 문제점을 갖는다.
본 발명은 종자결정 로드에 설치된 종자 결정의 교체를 용이하게 하여 이에 따른 시간을 감소시킬 수 있는 사파이어 단결정 성장 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 반복적인 냉각 및 재가열로 인한 도가니나 도가니 수용용기의 변형을 감소시키고 도가니나 도가니 수용용기의 수명을 연장시킬 수 있는 사파이어 단결정 성장 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 알루미나 용탕에 종자 결정을 접촉시킨 후, 상승시키며 사파이어 단결정을 성장시키는 사파이어 단결정 성장 장치에 있어서, 알루미나를 수용하고 상기 알루미나가 용융되는 제 1 챔버(상기 제 1 챔버의 상면에는 삽입구가 형성된다); 상기 제 1 챔버의 삽입구와 통하도록 상기 제 1 챔버의 상부에 설치된 제 2 챔버; 상기 제 2 챔버를 통과하여 상기 제 1 챔버 내로 하강하거나, 상기 제 1 챔버로부터 상승하는 종자결정 로드(상기 종자결정 로드의 종단에는 상기 종자 결정이 설치된다); 및 상기 제 2 챔버의 하단에 설치되어, 상기 삽입구를 개폐하는 챔버 차단부를 포함하되, 상기 종자 결정의 교체를 위하여 상기 종자결정 로드의 종단이 상승하여 상기 제 2 챔버의 내부에 위치되면 상기 챔버 차단부는 상기 삽입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치를 개시한다.
또한, 상기 제 1 챔버는, 상기 제 1 챔버의 내부에 위치되는 도가니 수용용기; 상기 도가니 수용용기의 내부에 위치되고, 상기 알루미나가 담긴 도가니; 및 상기 도가니 수용용기를 감싸도록 위치되고, 상기 알루미나를 용융시켜 상기 알루미나 용탕을 생성하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치를 개시한다.
또한, 상기 제 2 챔버는, 상기 제 2 챔버의 외주면으로부터 연장되고, 상기 제 2 챔버의 내부에 분위기 가스를 주입하는 가스 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치를 개시한다.
또한, 상기 도가니 수용용기는 단열재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치를 개시한다.
또한, 상기 가열부는 고주파 코일인 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 사파이어 단결정 성장 장치는 제 1 챔버, 제 2 챔버, 종자결정 로드 및 챔버 차단부를 포함한다. 여기서, 제 2 챔버는 종자결정 로드가 통과하는 제 1 챔버의 삽입구와 통하도록 제 1 챔버의 상부에 설치되고, 분위기 가스가 제 2 챔버의 내부에 주입된다. 또한, 챔버 차단부가 제 2 챔버의 하단에 설치되어 삽입구를 폐쇄하면, 제 2 챔버는 제 1 챔버와 격리된 상태에 이르게 된다. 이로 인해, 종자 결정은 제 1 챔버와 격리된 상태의 제 2 챔버의 내부에 위치되고, 분위기 가스에 의해 냉각된 후에 교체될 수 있다.
종래에는 단일 챔버 내에서 종자 결정을 교체하기 위해 상당 시간에 걸쳐 가열부를 냉각 및 재가열시켜야 했으나, 본 발명에 의해 상당 시간이 소요되는 가열부의 냉각 및 재가열이 생략될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 사파이어 단결정 성장 장치는 종자결정의 교체를 위한 시간을 현저하게 감소시킨다는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 사파이어 단결정 성장 장치는 종자 결정의 교체에서 가열부에 의해 반복적으로 냉각 및 재가열되는 도가니나 도가니 수용용기가 일정한 온도 환경 하에서 유지되어, 반복적인 냉각 및 재가열에 의한 변형 및 수명 감소를 방지할 수 있다는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 CZ법을 이용한 사파이어 단결정 성장 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사파이어 단결정 성장 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 사파이어 단결정 성장 장치의 제 2 챔버의 챔버 차단부를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사파이어 단결정 성장 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 사파이어 단결정 성장 장치의 제 2 챔버의 챔버 차단부를 도시하는 사시도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사파이어 단결정 성장 장치(100)를 도시하는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 사파이어 단결정 성장 장치(100)의 제 2 챔버(105)의 챔버 차단부(107)를 도시하는 사시도이다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사파이어 단결정 성장 장치(100)는 제 1 챔버(101), 도가니 수용용기(102), 도가니(103), 가열부(104), 제 2 챔버(105), 종자결정 로드(106) 및 챔버 차단부(107)를 포함하여, 종자결정 로드(106)의 종단에 설치된 종자 결정(110)을 알루미나 용탕에 접촉시킨 후, 상승시켜 사파이어 단결정(120)을 성장시킨다.
제 1 챔버(101)는 도가니 수용용기(102), 도가니(103) 및 가열부(104)를 수용하여, 도가니 수용용기(102), 도가니(103) 및 가열부(104)를 외부환경으로부터 보호하고, 도가니 수용 용기(102), 도가니(103) 및 가열부(104)의 열이 외부로 제 1 챔버(101)의 외부로 발산되는 것을 차단한다.
또한, 제 1 챔버(101)의 상면에는 상부 커버(101a)가 위치되고, 상부 커버(101a)는 제 1 챔버(101)로부터 분리가능하여 제 1 챔버(101)의 뚜껑과 같은 기능을 하기도 한다.
또한, 상부 커버(101a)에는 삽입구(111)가 형성된다. 삽입구(111)는 제 1 챔버(101)의 내부와 외부를 연통시키고, 삽입구(111)를 통해 종자결정 로드(106)가 제 1 챔버(101)의 내부로 하강되어 삽입될 수 있다.
도가니 수용용기(102)는 제 1 챔버(101)의 내부에 위치되고, 단열재로 이루어진다.
도가니(103)는 도가니 수용용기(102)의 내부에 위치되고, 알루미나를 담게 된다. 이때, 알루미나는 고체 상태이다. 또한, 도가니(103)는 이리듐 소재로 제조되고, 도가니(101)의 크기는 제조하고자 하는 사파이어 단결정(120)의 크기에 따라 선택될 수 있다.
또한, 도가니(103)의 상면은 개방된 상태이고, 제 1 챔버(101)의 삽입구(111)에 대응된다.
가열부(104)는 도가니 수용 용기(102)를 감싸도록 위치되고, 도가니(103)를 가열하여 도가니(103)에 담긴 알루미나를 용융시켜, 알루미나 용탕을 생성한다.
또한, 가열부(104)의 출력은 조절가능하고, 고체 상태의 알루미나가 용융된 알루미나 용탕으로 생성되어, 알루미나 용탕에서 대류 현상이 발생할 때까지 계속해서 증가한다. 가열부(104)는 도가니 수용용기(102)를 감고 있는 고주파 코일로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 도가니(103)에서 알루미나 용탕의 대류 현상을 확인하기 위하여, 제 1 챔버(101)의 상부 커버(101a)에는 제 1 뷰 포트(113)가 형성된다. 제 1 뷰 포트(113)를 통해 알루미나 용탕의 현재 상태가 확인된다. 알루미나 용탕의 대류 현상이 발생하게 되면, 가열부(104)의 출력 증가가 중단되고, 종자 결정(110)을 이용한 사파이어 단결정(120)의 성장이 이루어질 수 있다. 이때, 제 1 챔버(101)의 내부는 너무 밝아, 알루미나 용탕의 상태는 육안으로 확인하기 어렵다. 이로 인해, CCD 카메라 등과 같은 촬영 장치(미도시 됨)가 제 1 뷰 포트(113)를 통해 알루미나 용탕을 촬영하여 제공한다.
제 2 챔버(105)는 제 1 챔버(101)의 삽입구(111)와 통하도록 제 1 챔버(101)의 상부에 설치된다.
일반적으로 알루미나 용탕의 현재 상태를 확인하고자 촬영 장치가 사용되더라도, 촬영 장치의 위치, 필터, 줌 등에 따라 알루미나 용탕의 상태, 특히 대류 현상이 제대로 관찰되지 않기도 한다. 이로 인해, 대류 현상이 발생하더라도 가열부(104)의 출력은 계속해서 증가하는 경우가 발생한다. 이때, 제 1 챔버(101)의 내부 온도가 증가하여, 종자 결정(110)이 사파이어 단결정(120)의 성장이 이루어지기도 전에 작아지거나 녹게 된다. 이때, 제 2 챔버(105)가 종자결정 로드(106)의 종단에 설치되는 종자 결정(110)을 교체하는 데에 이용된다.
또한, 제 2 챔버(105)의 내경은 바람직하게는 종자 결정(110)이 제 2 챔버(105)의 내벽에 거의 접촉될 정도의 크기로 형성된다. 이로 인해, 종자 결정(110)이 제 2 챔버(105)의 간섭없이 제 2 챔버(105)를 통과할 수 있고, 제 1 챔버(101) 내부의 열이 제 2 챔버(105)를 통해 발산되는 것이 제한될 수 있다.
또한, 제 2 챔버(105)의 외주면에는 가스 라인(151)이 형성된다. 가스 라인(151)은 분위기 가스를 제 2 챔버(105)의 내부에 주입한다. 이러한 분위기 가스는 제 1 챔버(104) 내부의 열이 제 2 챔버(105)를 통과하는 것을 제한하고, 제 2 챔버(105)의 내부에 위치된 종자결정 로드(106)를 냉각시킨다.
또한, 제 2 챔버(105)의 외주면에는 제 2 뷰 포트(153)가 형성된다. 제 2 뷰 포트(153)를 통해 제 2 챔버(105)의 내부가 확인될 수 있다. 이로 인해, 종자결정 로드(106)의 종단에 설치된 종자 결정(110)이 제 2 챔버(105)의 내부에 위치되고, 냉각되어 교체가능한지가 확인될 수 있다.
종자결정 로드(106)는 제 2 챔버(105)를 통과하여 제 1 챔버(101) 내로 하강하거나, 제 1 챔버(101)로부터 상승한다. 종자결정 로드(106)의 종단에 종자 결정(110)이 설치됨에 따라, 종자결정 로드(106)가 하강하여 종자 결정(110)을 알루미나 용탕에 접촉시킨 후에, 상승하여 종자 결정(110)을 사파이어 단결정(120)으로 성장시킨다. 이때, 종자결정 로드(106)도 도가니(103)와 같이 이리듐 소재로 이루어진다.
챔버 차단부(107)는 제 2 챔버(105)의 하단에 설치되어, 삽입구(111)를 개폐한다. 일반적으로 챔버 차단부(107)는 삽입구(111)를 개방된 상태로 유지시키고, 종자 결정(110)이 종자결정 로드(106)의 하강 및 상승으로 사파이어 단결정(120)으로 원활하게 성장하도록 한다.
한편, 종자 결정(110)이 사파이어 단결정(120)으로 성장하기도 전에 작아지거나 녹게 될 때, 교체되어야 한다. 이때, 제 2 뷰 포트(153)를 이용하여, 종자결정 로드(106)의 종단이 제 2 챔버(105)의 내부에 위치되도록 한다. 이어서, 챔버 차단부(107)는 삽입구(111)를 폐쇄시켜, 제 1 챔버(101)와 제 2 챔버(105)를 격리된 상태에 이르게 한다. 이로 인해, 종자결정 로드(106)의 종단에 설치된 종자 결정(110)은 교체되기 전에 제 1 챔버(101) 내부의 열에 영향을 받지 않으면서, 가스 라인(151)에 의해 주입되는 분위기 가스에 의해 집중적으로 냉각될 수 있다. 종자 결정(110)은 제 2 챔버에서 교체가능한 온도로 충분히 냉각된 후에 교체된다. 챔버 차단부(107)는 다시 삽입구(111)를 개방시키고, 종자 결정(110)은 종자결정 로드(106)를 이용하여 제 1 챔버(101) 내로 하강하여 사파이어 단결정(120)을 성장시키는 데에 이용된다.
또한, 도 3에 도시된 챔버 차단부(107)는 제 2 챔버(105)의 하단에 일축을 중심으로 좌우방향으로 회전하여 삽입구(111)를 개폐시키는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 제 2 챔버(105)에 대하여 직선 이동하거나, 제 2 챔버(105)의 내벽에 위치되어 일축을 중심으로 상하방향으로 회전하는 등 다양한 방식으로 삽입구(111)를 개폐시킬 수 있다.
본 발명에 따른 사파이어 단결정 성장 장치(100)의 효과를 확인하기 위하여, 종자 결정(110)이 녹은 후에 교체되고 다시 사파이어 단결정 성장 장치(100)를 통해 사파이어 단결정(120)으로 성장될 수 있는 상태에 이르기까지의 소요된 시간이 하기의 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 측정되었다.
실시예 1은 제 2 챔버(105)와 챔버 차단부(107)를 포함하는 사파이어 단결정 성장 장치를 이용하였고, 제 2 챔버(105)에 분위기 가스를 주입시키지 않았다. 제 1 챔버(101)의 내부에서 종자 결정(110)이 녹은 상태에서, 종자결정 로드(106)가 상승하여, 종자 결정(110)이 제 2 챔버(105)의 내부에 위치되었다. 이때, 챔버 차단부(107)에 의해 삽입구(111)가 폐쇄되고, 종자 결정(110)은 별도의 조치없이 제 2 챔버(105) 내에서 자연 냉각되었다. 종자 결정(110)은 교체가능한 온도에 이른 후에 교체되고, 삽입구(111)가 챔버 차단부(107)에 의해 다시 개방된 상태에서 종자결정 로드(106)에 의해 다시 제 1 챔버(101) 내로 하강되었다. 이때까지, 각 단계별로 소요된 시간이 측정되었다.
실시예 2는 실시예 1과 같이 제 2 챔버(105)와 챔버 차단부(107)를 포함하는 사파이어 단결정 성장 장치를 이용하였으나, 실시예 1과는 달리 제 2 챔버(105)에 분위기 가스를 주입시켰다. 제 1 챔버(101)의 내부에서 종자 결정(110)이 녹은 상태에서, 종자 결정 로드(106)가 상승하여, 종자 결정(110)이 제 2 챔버(105)의 내부에 위치되었다. 이때, 챔버 차단부(107)에 의해 삽입구(111)가 폐쇄되고, 종자 결정(110)은 제 2 챔버(105) 내에 주입되는 분위기 가스에 의해 냉각되었다. 종자 결정(110)은 교체가능한 온도에 이른 후에 교체되어, 삽입구(111)가 챔버 차단부(107)에 의해 다시 개방된 상태에서 종자 결정 로드(106)에 의해 다시 제 1 챔버(101) 내로 하강되었다. 이때까지, 각 단계별로 소요된 시간이 측정되었다.
비교예 1는 제 2 챔버(105)와 챔버 차단부(107)를 포함하지 않는 사파이어 단결정 성장 장치를 이용하였다. 이로 인해, 종래와 같이 가열부(104)의 출력값이 0에 이르게 하는 쿨 다운(cool down) 단계가 이루어지고, 제 1 챔버(101)의 내부에서 녹은 종자 결정(110)이 제 1 챔버(101)의 외부에 위치되어, 별도의 조치 없이 자연 냉각되었다. 종자결정(110)은 교체가능한 온도에 이른 후에, 가열부(104)의 출력값이 다시 알루미나 용탕의 대류 현상이 발생될 수 있도록 다시 증가하는 승온 단계가 이루어지고, 종자 결정(110)은 다시 제 1 챔버(101) 내로 하강되었다. 이때까지, 각 단계별로 소요된 시간이 측정되었다.
실험에 따른 결과는 표 1에 도시된 바와 같다. 표 1은 종자결정(110)의 교체를 위하여 이루어지는 각각의 단계별로 소요된 시간을 나타내고 있다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | |
| 쿨 다운 | 0 | 0 | 20 |
| 분위기 가스 주입 | 0 | 1 | 0 |
| 종자결정 자연냉각 | 5 | 0 | 24 |
| 종자결정 교체 | 1 | 1 | 1 |
| 퍼지(purge) | 0.5 | 0.5 | 1.5 |
| 승온 | 0 | 0 | 15 |
| 합계 | 6.5 | 2.5 | 60.5 |
표 1을 살펴보면, 본 실시예에 따른 사파이어 단결정 성장 장치(100)는 제 2 챔버(105)와 챔버 차단부(107)를 포함하여, 쿨 다운 및 승온 단계를 생략하고, 종자결정을 냉각시키는 시간은 현저히 감소시킨 것으로 확인되었다. 또한, 제 2 챔버(105)에 분위기 가스가 주입됨으로써, 종자 결정의 냉각 시간은 더 감소된 것으로 확인되었다. 따라서, 본 발명에 따른 사파이어 단결정 성장 장치는 종자 결정을 교체하기 위한 제 2 챔버를 이용하여, 가열부의 출력을 조절하는 단계를 생략하고, 챔버 차단부에 의해 제 1 챔버와 격리된 제 2 챔버에 분위기 가스를 주입하여 신속하게 종자 결정을 냉각시켜 교체가능하도록 한다. 이로 인해, 종자 결정(110)의 교체에 따른 시간이 현저하게 감소되고, 사파이어 단결정의 생산성이 저하되는 것도 방지될 수 있다. 또한, 도가니나 도가니 수용용기는 가열부에 의한 반복적인 냉각 및 재가열이 생략되어, 냉각 및 재가열에 의한 변형이 감소되고, 이에 따른 수명 감소도 방지될 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 사파이어 단결정 성장 장치
101: 제 1 챔버 102: 도가니 수용용기
103: 도가니 104: 가열부
105: 제 2 챔버 106: 종자결정 로드
107: 챔버 차단부 110: 종자 결정
151: 가스 라인
101: 제 1 챔버 102: 도가니 수용용기
103: 도가니 104: 가열부
105: 제 2 챔버 106: 종자결정 로드
107: 챔버 차단부 110: 종자 결정
151: 가스 라인
Claims (5)
- 알루미나 용탕에 종자 결정을 접촉시킨 후, 상승시키며 사파이어 단결정을 성장시키는 사파이어 단결정 성장 장치에 있어서,
알루미나를 수용하고 상기 알루미나가 용융되며, 상면에 삽입구가 형성되는 제 1 챔버;
상기 제 1 챔버의 삽입구와 통하도록 상기 제 1 챔버의 상부에 설치되며, 내주면이 상기 종자 결정과 밀착되어 슬라이딩 되도록 하는 내경이 구비된 제 2 챔버;
상기 제 2 챔버를 통과하여 상기 제 1 챔버 내로 하강하거나, 상기 제 1 챔버로부터 상승하고, 종단에는 상기 종자 결정이 위치되는 종자 결정 로드;
상기 제 2 챔버의 하단에 설치되어, 상기 삽입구를 개폐하는 챔버 차단부; 및
상기 제 2 챔버의 외주면으로부터 연장되고, 상기 제 2 챔버의 내부에 분위기 가스를 주입하는 가스 라인을 포함하되,
상기 종자 결정의 교체를 위하여 상기 종자 결정 로드의 종단이 상승하여 상기 제 2 챔버의 내부에 위치되면 상기 챔버 차단부는 상기 삽입구를 폐쇄하고, 상기 가스 라인을 통해 분위기 가스를 주입하여 상기 제 2 챔버 내부에 위치된 상기 종자 결정 및 상기 종자 결정 로드의 종단만을 국부 냉각시킨 후, 상기 종자 결정 로드의 종단에 위치한 상기 종자 결정을 교체하도록 하는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 챔버는,
상기 제 1 챔버의 내부에 위치되는 도가니 수용용기;
상기 도가니 수용용기의 내부에 위치되고, 상기 알루미나가 담긴 도가니; 및
상기 도가니 수용용기를 감싸도록 위치되고, 상기 알루미나를 용융시켜 상기 알루미나 용탕을 생성하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 도가니 수용용기는 단열재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 가열부는 고주파 코일인 것을 특징으로 하는 사파이어 단결정 성장 장치.
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