KR101365483B1 - Single-Crystal Growing Apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단결정 성장 장치 에 관한 것으로, 원료가 장입되도록 내부공간을 가지며, 상부 및 하부가 개방된 도가니와, 상기 도가니의 상부를 개폐하고 일면에 종자정 홀더가 설치되는 도가니 뚜껑과, 상기 도가니 뚜껑 하부에 장착되며, 종자정이 부착되는 종자정 홀더와, 상기 종자정 홀더와 종자정 사이에 형성되는 삽입 부재와, 상기 도가니를 감싸는 단열부재 및, 상기 도가니를 가열하는 유도 가열 코일을 포함하는 단결정 성장 장치를 제공한다.
이에 따라서, 도가니 내부의 균일한 열분포를 통해 단결정 원료의 승화온도를 조절함으로써, 결정질이 향상된 단결정을 성장 시킬 수 있다.
또한, 단결정 원료의 승화온도를 조절함으로써, 도가니 상부 및 내부공간에 생성되는 기체상들의 비율을 용이하게 조절할 수 있고, 고품질의 단결정을 성장 시킬 수 있다.The present invention relates to a single crystal growth apparatus, comprising a crucible having an inner space for loading raw materials, an open top and bottom open crucibles, a lid opening and closing a top of the crucible and a seed crystal holder installed on one surface thereof, and the crucible lid Single crystal growth mounted on the lower portion, including a seed crystal holder to which the seed crystal is attached, an insertion member formed between the seed crystal holder and the seed crystal, an insulating member surrounding the crucible, and an induction heating coil for heating the crucible. Provide the device.
Accordingly, by controlling the sublimation temperature of the single crystal raw material through the uniform heat distribution inside the crucible, it is possible to grow a single crystal with improved crystal quality.
In addition, by controlling the sublimation temperature of the single crystal raw material, it is possible to easily control the ratio of the gas phase generated in the upper and inner space of the crucible, it is possible to grow a high quality single crystal.

Description

단결정 성장 장치 및 방법 {Single-Crystal Growing Apparatus}Single Crystal Growth Apparatus and Method {Single-Crystal Growing Apparatus}

본 발명은 단결정 성장 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고품질의 단결정을 성장시키는 단결정 성장 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a single crystal growth apparatus and method, and more particularly, to a single crystal growth apparatus and method for growing high quality single crystals.

반도체 소자 재료로써 일반적으로 사용되는 실리콘(Si)이 물리적 한계를 보이게 됨에 따라, 차세대 반도체 소자 재료로서 실리콘카바이드(SiC), 갈륨나이트라이드(GaN), 알루미늄나이트라이드(AlN) 및 산화아연(ZnO) 등의 광대역 반도체 재료가 각광을 받고 있다. 여기서 갈륨나이트라이드(GaN), 알루미늄나이트라이드(AlN) 및 산화아연(ZnO)에 비해 실리콘카바이드(SiC)는 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특성이 있다. 또한, 실리콘카바이드(SiC)는 4.6W/Cm℃ 정도의 우수한 열 전도도가 있으며, 직경 2인치 이상의 대구경의 기판으로서 생산 가능하다는 장점이 있어,　갈륨나이트라이드(GaN), 알루미늄나이트라이드(AlN) 및 산화아연(ZnO) 등의 기판에 비해 각광을 받고 있다. As silicon (Si), which is generally used as a semiconductor device material, exhibits physical limitations, silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), and zinc oxide (ZnO) are the next generation semiconductor device materials. Broadband semiconductor materials such as these are in the spotlight. Here, silicon carbide (SiC) has superior thermal stability and excellent oxidation resistance, compared to gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), and zinc oxide (ZnO). In addition, silicon carbide (SiC) has an excellent thermal conductivity of about 4.6 W / Cm ℃, and has the advantage that can be produced as a large diameter substrate of more than 2 inches in diameter, gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN) and Compared with substrates, such as zinc oxide (ZnO), it is drawing attention.

이러한, 실리콘카바이드(SiC)는 액상 증착법으로도 불리는 시드형 승화법, 화학기상 증착법 등으로 성장된다. 그 중 시드형 승화법은 높은 성장률을 가짐으로써, 잉곳 형태의 실리콘카바이드(SiC)를 제작할 수 있어 널리 이용되고 있다.       Such silicon carbide (SiC) is grown by a seed sublimation method, a chemical vapor deposition method, or the like, also called a liquid phase deposition method. Among them, the seed type sublimation method has a high growth rate, and thus, ingot-shaped silicon carbide (SiC) can be produced and widely used.

도 1은 종래의 단결정 성장 장치를 도시한 단면도이다.          1 is a cross-sectional view showing a conventional single crystal growth apparatus.

도 1을 참조하여 설명하면, 시드형 승화법은 실리콘카바이드(SiC) 종자정(20)을 단결정 성장 장치의 종자정 홀더(10) 접착 재료를 이용하여 부착하고, 종자정(20)으로부터 잉곳 형태의 실리콘카바이드(SiC)를 성장시키게 된다.       Referring to FIG. 1, the seed-type sublimation method attaches silicon carbide (SiC) seed crystals 20 using the seed crystal holder 10 adhesive material of the single crystal growth apparatus, and ingot form from the seed crystals 20. Silicon carbide (SiC) is grown.

여기서, 단결정 성장 장치는 내부에 원료(60)가 장입되며 상부가 개방된 도가니(30), 도가니 상부에 장착되어 상기 도가니의 상부를 덮는 도가니 뚜껑(70) 및 도가니 뚜껑(70)의 하부의 중앙에 장착되어 종자정(20)이 부착되는 종자정 홀더(10)를 포함한다. 이때, 종자정 홀더(10)는 종자정(20)과 동일한 크기로 제작되는 것이 바람직하다. 도가니(30) 하부에는 도가니 하부 차단 부재(80)가 형성될 수 있다. 도가니 하부 차단 부재(80)는 도가니 뚜껑(70)과 동일한 형상을 가지며, 동일한 물질로 구성된다.       Here, in the single crystal growth apparatus, a raw material 60 is charged therein and a crucible 30 having an open top, a crucible lid 70 and a center of a lower portion of the crucible lid 70 mounted on the crucible to cover the top of the crucible. It is mounted to the seed crystal holder 20 is attached to it. At this time, the seed crystal holder 10 is preferably made of the same size as the seed crystal (20). The crucible lower blocking member 80 may be formed under the crucible 30. The crucible lower blocking member 80 has the same shape as the crucible lid 70 and is made of the same material.

또한, 단결정 성장 장치는 도가니(30)를 둘러싸도록 배치된 제 1 단열재(41), 제 2 단열재(43) 및 제2 단열재(43)를 둘러싸도록 배치된 석영관(42)을 포함한다. 가열 수단은 석영관(42) 외부에 마련되어 도가니(30) 내에 장입된 원료(60)를 가열한다. 가열 수단은 유도 가열 코일(50)과 전력부를 포함한다. 여기서 유도 가열 코일(50)에 전류를 흘려 보내면 도가니(30) 내부가 가열되어 도가니(30) 내부의 단결정을 승화시킨다. 상기 승화된 원료(60)는 종자정(20)에 부착하게 되고, 이에 따라, 단결정이 성장된다.The single crystal growth apparatus also includes a quartz tube 42 arranged to surround the crucible 30, the first heat insulating material 41, the second heat insulating material 43, and the second heat insulating material 43. The heating means is provided outside the quartz tube 42 to heat the raw material 60 charged in the crucible 30. The heating means comprise an induction heating coil 50 and a power unit. Here, when a current flows through the induction heating coil 50, the inside of the crucible 30 is heated to sublimate the single crystal inside the crucible 30. The sublimed raw material 60 is attached to the seed crystal 20, thereby growing a single crystal.

이때, 일반적으로 고주파 유도 가열 기술이 이용된다. 고주파 유도 가열 기술은 전자기 유도 현상을 이용하여 유도 가열 코일(50) 내에 위치한 도전성 물체의 표면에 저항 손실을 발생시켜 피가열체를 가열하는 기술이다. 그러나 피가열물에 유도된 전류는 균일하게 분포하지 못하고 표면에 집중된다. 이처럼 일부에 집중된 열은 제품에 원치 않은 불량을 야기하게 된다. 이와 같이, 도가니(30) 내부의 불균형한 온도 분포로 인하여, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 없는 문제점이 있다.
At this time, a high frequency induction heating technique is generally used. The high frequency induction heating technology generates a resistance loss on the surface of the conductive object located in the induction heating coil 50 by using an electromagnetic induction phenomenon to heat the heated object. However, the current induced in the heated object is not uniformly distributed and is concentrated on the surface. This concentrated heat can cause unwanted defects in the product. As such, due to the unbalanced temperature distribution inside the crucible 30, there is a problem in that a single crystal of high quality cannot be grown.

한국공개특허 2007-0002698Korean Laid-Open Patent 2007-0002698

본 발명은 결함이 적은 단결정을 성장 시킬 수 있는 단결정 성장 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a single crystal growth apparatus and method capable of growing a single crystal with few defects.

본 발명은 도가니 내 상부의 균일한 온도 분포를 형성하여 효율적으로 단결정을 성장시키는 단결정 성장 장치 및 방법을 제공한다.
The present invention provides a single crystal growth apparatus and method for forming a uniform temperature distribution in the upper part of a crucible to efficiently grow single crystals.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 단결정 성장 장치는, 원료가 장입되도록 내부공간을 가지며, 상부가 개방된 도가니와, 상기 도가니의 상부를 개폐하고 일면에 종자정 홀더가 설치되는 도가니 뚜껑과, 상기 도가니 뚜껑 하부에 장착되며, 종자정이 부착되는 종자정 홀더와, 상기 종자정 홀더와 종자정 사이에 형성되는 삽입 부재와, 상기 도가니를 감싸는 단열부재 및, 상기 도가니를 가열하는 유도 가열 코일을 포함한다.The single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention has a crucible having an internal space so that raw materials are charged, an open crucible, an open / close top of the crucible, and a seed crystal holder installed on one surface thereof, and the crucible A seed crystal holder mounted on the lower part of the lid and having a seed crystal attached thereto, an insertion member formed between the seed crystal holder and the seed crystal, an insulating member surrounding the crucible, and an induction heating coil for heating the crucible.

상기 삽입 부재는 탄탈륨을 호일형태로 형성하여 사용한다. 또한, 상기 삽입 부재는 열전도율이 낮은 상기 탄탈륨을 호일형태로 상기 종자정 홀더와 상기 종자정 사이에 삽입하여 사용되며, 이는 상기 도가니 상부 온도 구배를 줄여준다.The insertion member is used to form tantalum in the form of a foil. In addition, the insertion member is used by inserting the tantalum having a low thermal conductivity in the form of a foil between the seed crystal holder and the seed crystal, which reduces the crucible upper temperature gradient.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 단결정 성장 방법은, In the single crystal growth method according to an embodiment of the present invention,

도가니가 형성된 단결정 성장 장치 및 종자정을 마련하는 과정; 삽입 부재를 종자정 홀더 상면에 부착하고 상기 삽입 부재 상면에 종자정을 부착하는 과정; 상기 도가니 내에 원료를 장입한 후 종자정 홀더를 상기 도가니 내에 인입하는 과정; 및 상기 도가니 내에 원료를 승화시켜 상기 종자정 상에 단결정을 성장시키는 과정을 포함한다.Preparing a single crystal growth apparatus and seed crystal in which a crucible is formed; Attaching an insertion member to an upper surface of the seed crystal holder and attaching a seed crystal to the upper surface of the insertion member; Inserting a seed crystal holder into the crucible after charging the raw material into the crucible; And growing a single crystal on the seed crystal by subliming the raw material in the crucible.

상기 삽입 부재는 탄탈륨을 호일형태로 형성하여 사용한다. 또한, 상기 삽입 부재는 열전도율이 낮은 상기 탄탈륨을 호일형태로 상기 종자정 홀더와 상기 종자정 사이에 삽입하여 사용되며, 이는 상기 도가니 상부 온도 구배를 줄여준다.
The insertion member is used to form tantalum in the form of a foil. In addition, the insertion member is used by inserting the tantalum having a low thermal conductivity in the form of a foil between the seed crystal holder and the seed crystal, which reduces the crucible upper temperature gradient.

본 발명은 종자정과 종자정 홀더 사이에 삽입 부재를 접합시키는 단결정 성장 장치 및 방법을 형성한다.The present invention forms a single crystal growth apparatus and method for bonding an insertion member between a seed crystal and a seed crystal holder.

이렇게 삽입 부재를 접합시킴으로써 단결정 성장 방향에 수직한 방향으로의 온도 분포를 고르게 하여, 도가니 상부 및 도가니 전체의 온도 구배를 감소시킬 수 있다. By joining the insertion members in this way, the temperature distribution in the direction perpendicular to the single crystal growth direction can be evened, and the temperature gradient of the upper part of the crucible and the entire crucible can be reduced.

또한, 도가니 내부의 균일한 열분포를 통해 단결정 원료의 승화온도를 조절함으로써, 결정질이 향상된 단결정을 성장시킬 수 있다.
In addition, by controlling the sublimation temperature of the single crystal raw material through the uniform heat distribution inside the crucible, it is possible to grow a single crystal with improved crystal quality.

도 1은 종래의 단결정 성장 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 도시한 단면도이다.
도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 종자정 홀더를 도시한 사시도이다.
도 3(b)는 본 발명의 실시예에 따른 종자정 홀더를 도시한 단면도이다.
도 4(a)은 본 발명의 실시예에 따른 종자정, 삽입 부재 및 종자정 홀더를 도시한 사시도이다.
도 4(b)은 본 발명의 실시예에 따른 종자정, 삽입 부재 및 종자정 홀더를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 코일을 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장 방법의 공정 흐름도를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional single crystal growth apparatus.
2 is a cross-sectional view showing a single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 (a) is a perspective view showing a seed crystal holder according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 (b) is a cross-sectional view showing a seed crystal holder according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 (a) is a perspective view showing a seed crystal, the insertion member and the seed crystal holder according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 (b) is a cross-sectional view showing a seed crystal, the insertion member and the seed crystal holder according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an induction heating coil according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a single crystal growth method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present invention, a detailed description of related known functions or configurations will be omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 단결정 성장 장치는, 원료가 장입되도록 내부공간을 가지며 상부가 개방된 형태로 제작되는 도가니(300)와, 도가니(300)의 상부를 개폐하고 일면에 종자정 홀더(100)가 설치되는 도가니 뚜껑(700)과, 도가니 뚜껑(700) 하부에 장착되며, 종자정이 부착되는 종자정 홀더(100)와, 종자정 홀더(100)와 종자정(200) 사이에 형성되는 삽입 부재(800)와, 상기 도가니(300)를 감싸는 단열부재(400) 및, 도가니(300)를 가열하는 유도 가열 코일(500)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the single crystal growth apparatus of the present invention has a crucible 300 which has an internal space and is opened in an open shape so that a raw material is charged, and opens and closes an upper portion of the crucible 300, and a seed crystal holder on one surface thereof. The crucible lid 700 and the crucible lid 700 are installed on the bottom of the crucible lid 700, and are formed between the seed crystal holder 100 and the seed crystal holder 100 and the seed crystal 200. Insertion member 800, heat insulating member 400 surrounding the crucible 300, and induction heating coil 500 for heating the crucible 300 is included.

도가니(300)는 내부공간을 가지며, 상부가 개방된 형태로 제작된다. 도가니(300)의 내부공간에는 원료(600)가 장입되고, 원료(600)를 승화시킨다. 이러한 도가니(300)는 상부가 개방된 원통형의 형상으로 형성된다. 또한, 도가니(300)는 상부와 하부가 개방된 통형의 도가니 본체(310)와 도가니 하부 차단 부재(320)를 포함하여 형성될 수 있다. 도가니 하부 차단 부재(320)는 도가니 본체(310)의 하부에 형성되어 도가니(300)의 하부를 차단할 수 있다. 이는 도가니 뚜껑(700)과 동일한 형상을 가지며, 동일한 물질로 구성될 수 있다.The crucible 300 has an inner space and is manufactured in the form of an open top. The raw material 600 is charged in the inner space of the crucible 300 to sublimate the raw material 600. The crucible 300 is formed in a cylindrical shape with an open top. In addition, the crucible 300 may include a tubular crucible body 310 and a crucible lower blocking member 320 having upper and lower openings. The crucible lower blocking member 320 may be formed under the crucible body 310 to block the lower portion of the crucible 300. It has the same shape as the crucible lid 700 and may be made of the same material.

도가니(300)의 내부공간에서는 단결정 성장이 이루어지며, 도가니 내부 온도 분포에 따라 성장되는 단결정의 결정질이 달라진다. Single crystal growth occurs in the inner space of the crucible 300, and the crystallinity of the grown single crystal varies according to the temperature distribution inside the crucible.

도가니(300)는 실리콘카바이드(SiC)의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 흑연으로 제작되거나 흑연 재질 상에 실리콘카바이드(SiC) 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질이 도포 되어 제작될 수 있다. 여기서, 흑연 재질 상에 도포 되는 물질은 실리콘카바이드(SiC) 단결정(300)이 성장되는 온도에서 실리콘 및 수소에 대해 화학적으로 불활성인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 탄화물로는 금속 질화물을 이용할 수 있으며, 특히 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V과 이들 중 적어도 둘 이상의 혼합물과 탄소가 이루는 탄화물과, Ta, Hf, Nb, Zr, W, V과 이들 중 적어도 둘 이상의 혼합물과 질소가 이루는 질화물을 이용할 수 있다. The crucible 300 may be made of a material having a melting point higher than the sublimation temperature of silicon carbide (SiC). For example, a material made of graphite or having a melting point above the silicon carbide (SiC) sublimation temperature may be coated on the graphite material. Here, the material to be coated on the graphite material is preferably used a material that is chemically inert to silicon and hydrogen at the temperature at which the silicon carbide (SiC) single crystal 300 is grown. For example, metal nitrides may be used as the metal carbide, and in particular, carbides formed of carbon with Ta, Hf, Nb, Zr, W, V and a mixture of at least two of them, and Ta, Hf, Nb, Zr, W , Ni, and a mixture of V and at least two or more of them and nitrogen.

도가니 뚜껑(700)은 도가니(300)의 상부에 대응 배치되고, 도가니 뚜껑(700) 하부에는 종자정 홀더(100)가 장착된다. 이때, 종자정 홀더(100)가 도가니(300) 내부공간의 중앙에 대응 위치하도록, 상기 종자정 홀더(100)를 도가니 뚜껑(700) 하단면에 장착하는 것이 바람직하다. 이에, 도가니 뚜껑(700)의 하부는 종자정 홀더(100)가 장착된 중앙영역과 상기 종자정 홀더(100)가 장착되지 않은 가장자리 영역으로 분리된다. 이때, 도가니(300) 내부의 측벽과 종자정 홀더(100)는 소정거리 이격되도록 배치된다. 종자정 홀더(100)의 일면에는 본 발명에 따른 삽입 부재(800) 및 단결정을 성장시키기 위한 종자정(200)이 부착되는데, 상기 삽입 부재(800) 및 종자정(200)은 종자정 홀더(100)와 동일한 크기로 제작되는 것이 바람직하다.The crucible lid 700 is disposed correspondingly to the upper portion of the crucible 300, and the seed crystal holder 100 is mounted below the crucible lid 700. At this time, it is preferable to mount the seed crystal holder 100 on the bottom surface of the crucible lid 700 so that the seed crystal holder 100 is located at the center of the inner space of the crucible 300. Thus, the lower part of the crucible lid 700 is separated into a center region in which the seed crystal holder 100 is mounted and an edge region in which the seed crystal holder 100 is not mounted. At this time, the side wall of the crucible 300 and the seed crystal holder 100 are disposed to be spaced apart by a predetermined distance. One surface of the seed crystal holder 100 is attached to the seed crystal 200 for growing the insertion member 800 and the single crystal according to the present invention, the insertion member 800 and the seed crystal 200 is a seed crystal holder ( It is preferable to manufacture the same size as 100).

종자정 홀더(100)는 종자정(200)을 지지하는 수단으로써, 고밀도의 흑연을 이용하여 제작된다. 그리고 종자정(200)이 부착된 종자정 홀더(100)를 도가니(300) 내의 상부에 장착하여, 상기 종자정(300) 상에 단결정을 형성한다. The seed crystal holder 100 is a means for supporting the seed crystal 200, and is produced using high density graphite. The seed crystal holder 100 having the seed crystal 200 attached thereto is mounted on the upper portion of the crucible 300 to form a single crystal on the seed crystal 300.

여기서, 도 3을 참조하여 종자정 홀더(100)의 형상에 대하여 구체적으로 살펴 본다. 도 3(a)에 도시되었듯이, 종자정 홀더(100)는 'ㅗ' 형상으로 형성된다. 소정의 두께를 가진 두 개의 원기둥이 상하로 부착되어 있는 형상으로, 하부에 위치하는 원기둥의 직경이 상부에 위치하는 원기둥의 직경보다 크게 형성된다. 직경이 큰 원기둥은 도가니 뚜껑(700)에 부착되며, 직경이 작은 원기둥에는 후술 되는 삽입 부재(800) 및 종자정(200)이 차례로 부착된다. Here, the shape of the seed crystal holder 100 will be described in detail with reference to FIG. 3. As shown in Figure 3 (a), the seed crystal holder 100 is formed in a 'ㅗ' shape. Two cylinders having a predetermined thickness are attached to the top and bottom, the diameter of the cylinder located in the lower portion is formed larger than the diameter of the cylinder located in the upper portion. A large diameter cylinder is attached to the crucible lid 700, and the insertion member 800 and seed crystal 200, which will be described later, are sequentially attached to the small diameter cylinder.

도 4(a) 및 도 4(b)에 도시되었듯이, 먼저 종자정 홀더(100)의 직경이 작은 원기둥 상면에는 삽입 부재(800)가 형성된다. 또한, 종자정 홀더(100)에 부착된 삽입 부재(800) 상면에는 종자정(200)이 부착되어 형성된다. As shown in Figure 4 (a) and 4 (b), first the insertion member 800 is formed on the cylindrical upper surface of the small diameter of the seed crystal holder 100. In addition, the seed crystal 200 is attached to the upper surface of the insertion member 800 attached to the seed crystal holder 100 is formed.

본 발명의 단결정 성장 장치는, 종자정 홀더(100)가 도가니 뚜껑(700)에 부착되어 형성되고, 종자정(200)은 도가니 내의 원료(600)와 근접하여 형성된다.In the single crystal growth apparatus of the present invention, the seed crystal holder 100 is attached to the crucible lid 700, and the seed crystal 200 is formed in proximity to the raw material 600 in the crucible.

삽입 부재(800)는 종자정 홀더(100)와 종자정(200) 사이에 형성된다.The insertion member 800 is formed between the seed crystal holder 100 and the seed crystal 200.

이때, 종자정 홀더(100) 상면에 삽입 부재(800)를 부착시에는, 접착제가 사용될 수 있다. 접착제는 슈가(sugar), 카본 페이스트 및 포토레지스트 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 종자정 홀더(100)의 상면에 삽입 부재(800)을 부착시킬 수 있는 다양한 접착제를 사용하여도 무방하다. 삽입 부재(800) 상면에 종자정(200)을 부착하는 하는 경우에도 동일하다.In this case, when attaching the insertion member 800 to the upper surface of the seed crystal holder 100, an adhesive may be used. The adhesive may use any one of sugar, carbon paste and photoresist. Of course, the present invention is not limited thereto, and various adhesives capable of attaching the insertion member 800 to the upper surface of the seed crystal holder 100 may be used. The same applies to attaching the seed crystal 200 to the upper surface of the insertion member 800.

하기에서는 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하여 본 발명의 삽입 부재(800)에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the inserting member 800 of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4A and 4B.

상술한 바와 같이, 삽입 부재(800)는 종자정 홀더(100) 와 종자정(200) 사이에 형성된다. 상기 삽입 부재(800)는 탄탈륨이 사용될 수 있다. 탄탈륨은 호일의 형태로 형성되어 사용한다. 여기서, 탄탈륨 호일을 삽입 부재(800)로 사용함으로써, 도가니(300)의 상부 온도 구배를 감소 시킬 수 있다. 이는 삽입 부재로 쓰이는 탄탈륨의 열전도율이 낮기 때문이다. As described above, the insertion member 800 is formed between the seed crystal holder 100 and the seed crystal 200. Tantalum may be used as the insertion member 800. Tantalum is used in the form of a foil. Here, by using the tantalum foil as the insertion member 800, it is possible to reduce the upper temperature gradient of the crucible 300. This is because the thermal conductivity of tantalum used as the insertion member is low.

탄탈륨(Ta)은 비중이 16.6으로 강과 비슷한 광택이 나는 금속으로 산, 알카리에 침식되지 않는다. 일반적으로 전구의 코일선, 도가니, 전극 내열강의 첨가물 등에 사용된다.Tantalum (Ta), which has a specific gravity of 16.6, is a polished metal similar to steel and does not erode acids and alkalis. Generally, it is used for coil wires of electric bulbs, crucibles, additives of electrode heat resistant steel, and the like.

또한, 매우 단단하고 밀도가 높으며 용융점과 비등점이 매우 높고, 상온에서 플루오르화 수소산을 제외한 모든 산에 대한 내성이 뛰어나다. 따라서, 탄탈륨 소재는 모든 금속 중 가장 안정한 양극산화 피막을 형성시킬 수 있는 특성 지닌다.In addition, it is very hard and dense, has a very high melting point and boiling point, and has excellent resistance to all acids except hydrofluoric acid at room temperature. Therefore, tantalum material has the property of forming the most stable anodized film of all metals.

탄탈륨의 융점은 섭씨 2996도로 매우 높아서 내열성도 뛰어날 뿐 아니라 다른 고 융점 금속에 비해 가공이 상온에서 용이한 장점을 지니고 있어 매우 얇은 두께(예를 들어 6㎛)까지 압연이 가능하다. 따라서 본 발명의 삽입 부재(800)로 사용되기 적합하다.The melting point of tantalum is very high at 2996 degrees Celsius, which not only has excellent heat resistance but also has the advantage of easy processing at room temperature compared to other high melting point metals, so that it can be rolled to a very thin thickness (for example, 6 μm). Therefore, it is suitable for use as the insertion member 800 of the present invention.

한편, 삽입 부재(800)는 종자정 홀더(100)의 직경이 작은 원기둥과 형상 및 직경이 동일하다. 하술되는 종자정(200) 역시 삽입 부재(800)의 형상과 직경이 동일하게 형성된다.On the other hand, the insertion member 800 is the same shape and diameter as the small cylinder of the diameter of the seed crystal holder 100. The seed crystal 200 described below is also formed in the same shape and diameter of the insertion member 800.

이와 같이, 탄탈륨 호일을 삽입 부재(800)로 하여, 종자정 홀더(100)와 종자정(200)사이에 형성함으로써, 도가니(300)의 상부 온도 구배를 최초화 시키고, 도가니(300) 전체의 온도 구배 또한 줄일 수 있다. Thus, by forming the tantalum foil as the insertion member 800, between the seed crystal holder 100 and the seed crystal 200, the upper temperature gradient of the crucible 300 is initialized, and the entire crucible 300 is The temperature gradient can also be reduced.

여기서, 도가니(300) 내부 상부 온도분포에 따라 종자정(200)에서 초기성장 결정이 받는 응력이 달라지며, 단결정의 형태도 결정된다. 따라서, 종자정(200)의 성장방향에 수직한 방향으로의 온도 구배가 클수록 결정의 형태가 달라지고, 단결정의 결정질 또한 차이를 보이게 된다. 그러므로 종자정(200)이 받는 온도 분포를 고르게 함으로서 단결정의 형태를 결정하고, 결정질 또한 향상된다.Here, the stress received by the initial growth crystal in the seed crystal 200 varies according to the upper temperature distribution inside the crucible 300, and the shape of the single crystal is also determined. Therefore, as the temperature gradient in the direction perpendicular to the growth direction of the seed crystal 200 increases, the shape of the crystal changes, and the crystal quality of the single crystal also shows a difference. Therefore, by uniformizing the temperature distribution received by the seed crystal 200 determines the form of the single crystal, the crystal quality is also improved.

본 발명의 단결정 성장 장치에서는 종자정(200)으로 실리콘카바이드(SiC)을 사용하였으나, 이에 한정되지 않고 갈륨나이트라이드(GaN), 알루미늄나이트라이드 (AlN) 및 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 종자정(200)으로 사용할 수 있다.In the single crystal growth apparatus of the present invention, silicon carbide (SiC) is used as the seed crystal 200, but is not limited thereto, and any one of gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), and zinc oxide (ZnO) may be seeded. It can be used as the tablet 200.

한편, 상기 도가니(300)의 내부공간의 하측에는 원료(600)가 장입되는데, 실시 예에서는 원료(600)로 실리콘카바이드(SiC) 분말을 사용한다. On the other hand, the raw material 600 is charged to the lower side of the inner space of the crucible 300, in the embodiment, silicon carbide (SiC) powder is used as the raw material 600.

단열부재(400)는 제 1 단열재(410), 제 2 단열재(430) 및 석영관(420)을 포함할 수 있다. 제 1 단열재(410)는 도가니(300)를 둘러싸고, 제 2 단열재(430)는 제 1 단열재(410) 및 도가니(300)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 석영관(420)은 통형의 형상으로 상기 제 2 단열재(430)의 외부를 둘러싸고 있다.The heat insulating member 400 may include a first heat insulating material 410, a second heat insulating material 430, and a quartz tube 420. The first heat insulating material 410 may surround the crucible 300, and the second heat insulating material 430 may be formed to surround the first heat insulating material 410 and the crucible 300. The quartz tube 420 surrounds the outside of the second heat insulator 430 in a cylindrical shape.

단열부재(400)는 도가니(300)의 외부에 마련되며, 도가니(300)의 온도를 결정 성장 온도로 유지하도록 한다. The heat insulating member 400 is provided outside the crucible 300 to maintain the temperature of the crucible 300 at a crystal growth temperature.

제 1 단열재(410)는 흑연 섬유를 압착시켜 소정의 두께를 가진 통형으로 제작된 흑연 펠트를 사용할 수 있다. 이는 실리콘 카바이드(SiC)의 결정 성장 온도가 매우 높기 때문이다. 또한, 제 2 단열재(430)는 제 1 단열재(410)와 석영관 (420) 사이의 내부공간에 형성되어, 단열부재(400)가 복수의 층으로 도가니(300) 외부를 둘러쌀 수 있다. The first heat insulator 410 may compress graphite fibers to use a graphite felt manufactured in a tubular shape having a predetermined thickness. This is because the crystal growth temperature of silicon carbide (SiC) is very high. In addition, the second heat insulating material 430 is formed in the inner space between the first heat insulating material 410 and the quartz tube 420, the heat insulating member 400 may surround the outside of the crucible 300 in a plurality of layers.

석영관(420)은 석영으로 만든 통형 형상으로, 구체적으로 내부공간을 가지는 튜브형태의 관형상으로 형성된다. 석영은 녹는점이 높고 잘 불어나지 않기 때문에 본 발명의 단결정 성장 장치의 단열부재로 사용될 수 있다.The quartz tube 420 has a tubular shape made of quartz, and is specifically formed in a tubular shape having a tube having an inner space. Quartz can be used as a heat insulating member of the single crystal growth apparatus of the present invention because of its high melting point and poor blowing.

도 5는 본 발명에 따른 유도 가열 코일(500)을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 유도 가열 코일(500)은 스프링 형상으로 형성되며, 단결정 성장 장치 외부의 상부에서부터 하부에까지 감싸며 형성된다. 여기서, 단결정 성장 장치 외부라 함은 단열부재(400)의 외측면을 말하며, 상기 단열부재(400)의 외측면은 바람직하게 석영관(420)의 외측면을 말한다. 이는 단결정 성장 장치의 최외곽에 위치하는 단열부재(400)가 석영관(420)이기 때문이다.5 illustrates an induction heating coil 500 according to the present invention. Referring to FIG. 5, the induction heating coil 500 is formed in a spring shape, and is formed while wrapping from the top to the bottom of the outside of the single crystal growth apparatus. Here, the outside of the single crystal growth apparatus refers to the outer surface of the heat insulating member 400, the outer surface of the heat insulating member 400 preferably refers to the outer surface of the quartz tube 420. This is because the heat insulating member 400 located at the outermost part of the single crystal growth apparatus is the quartz tube 420.

또한, 유도 가열 코일(500)은 고주파 전류를 인입할 수 있는 전력부와 연결될 수 있고, 전류가 흐르면서 도가니(300) 내부의 온도를 소정의 온도(예를 들어, 섭씨 2000도 내지 2400도)까지 가열시킨다.In addition, the induction heating coil 500 may be connected to a power unit capable of drawing a high frequency current, and as the current flows, the temperature inside the crucible 300 may be increased to a predetermined temperature (for example, 2000 to 2400 degrees Celsius). Heat.

이때, 유도 가열 코일(500)에 포함되는 복수 개의 턴간 간격(d1)이 등간격으로 형성하게 되며, 회전하는 복수개의 턴을 갖는 유도 가열 코일(500)과 단열부재(400)의 외측면 사이에 형성되는 거리(d2)가 같게 형성되면서 도가니(300) 내부의 불균일한 열분포를 야기시킨다. 이는 고주파 유도 가열에 있어 피가열물에 유도된 전류가 균일하게 분포하지 못하고 표면에 집중되기 때문이다. 일부에 집중된 열은 피가열물 혹은 여러 가지 제품에 원치 않는 불량을 야기시킨다. 따라서 본 발명의 단결정 성장 장치의 경우, 도가니(300) 내부의 중심부간 온도를 균일하게 하기 위해, 상술한 삽입 부재(800)를 삽입하여 부착한다.At this time, the plurality of turn intervals d1 included in the induction heating coil 500 are formed at equal intervals, and between the induction heating coil 500 having the plurality of turns and the outer surface of the heat insulating member 400. As the distance d2 is formed to be the same, it causes an uneven heat distribution inside the crucible 300. This is because in the high frequency induction heating, the current induced in the heated object is not uniformly distributed and is concentrated on the surface. The heat concentrated in part can cause unwanted defects in the heated object or various products. Therefore, in the single crystal growth apparatus of the present invention, the insert member 800 described above is inserted and attached in order to make the temperature between the center portions of the crucible 300 uniform.

이와 같이 종자정 홀더(100)와 종자정(200) 사이에 삽입 부재(800)를 삽입하여 부착하는 도가니(300)의 내부 온도가 상관관계가 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 삽입 부재(800)의 삽입은 도가니(300) 상부 및 내부공간의 온도 불균일을 감소 시킬 수 있다.As such, the internal temperature of the crucible 300 for inserting and inserting the insertion member 800 between the seed crystal holder 100 and the seed crystal 200 is correlated, and the insertion member 800 according to the embodiment of the present invention is correlated. ) Can reduce the temperature unevenness of the upper and inner space of the crucible (300).

이에 따라, 도가니 내부공간의 균일한 열분포를 가져올 수 있고, 이를 통해 단결정 원료의 승화온도를 조절할 수 있다. 또한, 도가니 내부공간에 생성되는 기체상들의 비율을 용이하게 조절할 수 있어, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to bring a uniform heat distribution of the inner space of the crucible, thereby controlling the sublimation temperature of the single crystal raw material. In addition, the ratio of the gas phases generated in the crucible inner space can be easily adjusted, thereby growing a high quality single crystal.

상기한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법을 도 6를 이용하여 설명하면 다음과 같다.The single crystal growth method using the single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG. 6.

도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단결정 성장 방법은, 도가니가 형성된 단결정 성장 장치 및 종자정(200)을 마련하는 과정(S110)과, 삽입 부재(800)를 종자정 홀더(100) 상면에 부착하고 상기 삽입 부재(800) 상면에 종자정(200)을 부착하는 과정(S120)과, 상기 도가니(300) 내에 원료(600)를 장입한 후 종자정 홀더(100)를 상기 도가니(300) 내에 인입하는 과정(S130) 및, 상기 도가니(300) 내에 원료(600)를 승화시켜 상기 종자정(200) 상에 단결정을 성장시키는 과정(S140)을 포함한다.2 and 6, in the single crystal growth method according to an embodiment of the present invention, a process of preparing a single crystal growth apparatus and a seed crystal 200 in which a crucible is formed (S110) and seed inserting the 800 is inserted into the seed crystal. Attaching to the upper surface of the holder 100 and attaching the seed crystal 200 to the upper surface of the insertion member 800 (S120), and after charging the raw material 600 in the crucible 300, the seed crystal holder 100 It includes the step (S130) of introducing into the crucible 300, and the step (S140) of growing a single crystal on the seed crystal 200 by subliming the raw material 600 in the crucible (300).

먼저, 도가니(300)가 형성된 단결정 성장 장치 및 종자정(200)을 마련한다(S110). 여기서 종자정(200)은 4H 및 6H-SiC를 포함한다. 또한, 종자정(200)은 이에 한정되지 않고 3C-SiC, 15R-SiC 등을 포함하는 다양한 종류의 종자정(200)을 마련할 수 있다. 이때, 종자정으로 직경 2인치 이상 크기의 원 형상의 종자정을 이용할 수 있다.First, the single crystal growth apparatus and the seed crystal 200 in which the crucible 300 is formed are prepared (S110). Here, seed crystal 200 includes 4H and 6H-SiC. In addition, the seed crystal 200 is not limited thereto, and may provide various types of seed crystals 200 including 3C-SiC, 15R-SiC, and the like. At this time, a seed crystal of a circular shape having a diameter of 2 inches or more may be used as the seed crystal.

이후, 삽입 부재(800)를 종자정 홀더(100) 상면에 부착하고 상기 삽입 부재(800) 상면에 종자정(200)을 부착한다(S120). 종자정 홀더(100)는 도가니 뚜껑(700)의 일 면, 즉 도가니 내측에 인입되는 면에 형성된다. 이때, 종자정 홀더(100) 상에 종자정을 예를 들어 (000-1) 면으로 부착한다. 또한, 종자정 홀더(100) 상에 삽입 부재(800)를 부착하기 위해 슈가, 카본 페이스트 및 포토레지스트 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고 다양한 접착 물질을 이용하여 종자정 홀더(100) 상에 삽입 부재(800) 및 종자정(200)을 부착할 수 있다.Thereafter, the insertion member 800 is attached to the top surface of the seed crystal holder 100, and the seed crystal 200 is attached to the top surface of the insertion member 800 (S120). The seed crystal holder 100 is formed on one surface of the crucible lid 700, that is, the surface drawn inside the crucible. At this time, the seed crystal is attached to the seed crystal holder 100 by (000-1) plane, for example. In addition, any one of sugar, carbon paste, and photoresist may be used to attach the insertion member 800 to the seed crystal holder 100. Of course, the insertion member 800 and the seed crystal 200 may be attached onto the seed crystal holder 100 using various adhesive materials.

도 4를 이용하여 설명된 바와 같이 삽입 부재(800)는 종자정 홀더(100)와 종자정(200) 사이에 형성된다. 삽입 부재(800)는 열전도율이 낮은 탄탈륨을 호일의 형태로 형성하여 사용된다. 이는 도가니(300) 상부 및 전체의 온도구배를 감소시켜, 고품위의 단결정을 성장시킬 수 있다. 또한, 열전도율이 낮은 탄탈륨 호일을 종자정(200)과 종자정 홀더(100)사이에 위치시켰으므로, 도가니(300) 상부의 종자정(200)의 온도가 낮아지게 된다. 이는 도가니(300) 내부의 온도구배의 감소로 성장률이 증가하여 더 두꺼운 단결정이 성장되고, 도가니(300) 자체의 길이를 증가시키지 않고 내부 온도구배를 감소시켰기 때문에 단결정 성장 장치의 도가니(300) 외부 단열부재(400) 또한 구조 변경이나, 별도의 단열부재(400)가 필요하지 않다. 따라서 기존의 단결정 성장 장치의 단열부재(400)를 이용 할 수 있고, 일반적으로 이용되는 도가니(300)에 비하여 두껍고 고품위인 탄화규소 단결정을 제작할 수 있다.As described with reference to FIG. 4, the insertion member 800 is formed between the seed crystal holder 100 and the seed crystal 200. Insert member 800 is used to form a low thermal conductivity of tantalum in the form of a foil. This reduces the temperature gradient of the top and the whole of the crucible 300, it is possible to grow a high-quality single crystal. In addition, since the tantalum foil having a low thermal conductivity is positioned between the seed crystal 200 and the seed crystal holder 100, the temperature of the seed crystal 200 on the top of the crucible 300 is lowered. This is because the growth rate is increased due to the decrease in the temperature gradient inside the crucible 300 and the thicker single crystal is grown, and since the internal temperature gradient is reduced without increasing the length of the crucible 300 itself, the outside of the crucible 300 of the single crystal growth apparatus is increased. The heat insulating member 400 also does not require a structural change or a separate heat insulating member 400. Therefore, the heat insulating member 400 of the existing single crystal growth apparatus can be used, and thicker and higher quality silicon carbide single crystals can be manufactured than the crucible 300 which is generally used.

상기 도가니(300) 내에 원료(600)를 장입한 후, 삽입 부재(800)와 종자정(200)을 부착한 종자정 홀더(100)를 상기 도가니(300) 내에 인입하는 과정(S130)을 거친다. 이후, 상기 도가니(300) 내에 원료(600)를 승화시켜 상기 종자정(200) 상에 단결정을 성장시킨다(S140).After charging the raw material 600 into the crucible 300, the seed crystal holder 100 attached with the insertion member 800 and the seed crystal 200 is introduced into the crucible 300 (S130). . Thereafter, the raw material 600 is sublimated in the crucible 300 to grow a single crystal on the seed crystal 200 (S140).

도가니(300)의 내부공간의 하측에 원료(600)를 장입한 후에는, 소정의 온도 (예를 들어, 섭씨 1300도 내지 1500도)와 진공압력으로 소정의 시간 (예를 들어, 2 시간 내지 3시간) 동안 가열하여 도가니(300)에 포함된 불순물을 제거할 수 있다. 이어서, 불활성 가스(예를 들어, 아르곤(Ar) 가스)를 주입하여 도가니(300) 내부 및 도가니(300)와 단열부재(410,430) 사이에 남아있는 공기를 제거한다. 그리고, 압력을 대기압으로 높인 후, 유도 가열 코일(500)을 이용하여 도가니(300)를 소정의 온도(예를 들어, 섭씨2000도 내지 2400도)로 가열한다. 여기서, 대기압을 유지하는 이유는 결정 성장 초기에 원하지 않는 결정 다형의 발생을 방지하기 위함이다. 즉, 먼저 대기압을 유지하며 원료(600)를 성장 온도까지 승온시킨다. 이후, 성장장치 내부를 20mbar 내지 60mbar으로 감압하여 성장 압력으로 유지시키면서, 원료(600)를 승화시켜 단결정(300)을 성장시킨다.
After charging the raw material 600 to the lower side of the inner space of the crucible 300, at a predetermined temperature (for example, 1300 degrees Celsius to 1500 degrees) and a predetermined time (for example, 2 hours to 3 hours) can be removed to remove impurities contained in the crucible (300). Subsequently, an inert gas (eg, argon (Ar) gas) is injected to remove air remaining in the crucible 300 and between the crucible 300 and the heat insulating members 410 and 430. Then, after raising the pressure to atmospheric pressure, the crucible 300 is heated to a predetermined temperature (for example, 2000 to 2400 degrees Celsius) using the induction heating coil 500. Here, the reason for maintaining the atmospheric pressure is to prevent the occurrence of unwanted crystal polymorphism at the beginning of crystal growth. That is, the raw material 600 is first heated to a growth temperature while maintaining the atmospheric pressure. Subsequently, the single crystal 300 is grown by subliming the raw material 600 while maintaining the growth pressure by reducing the inside of the growth apparatus to 20 mbar to 60 mbar.

100 : 종자정 홀더 200 : 종자정
300 : 도가니 400 : 단열부재
410 : 제 1 단열재 420 : 석영관
430 : 제 2 단열재
500 : 유도 가열 코일 600 : 원료
700 : 도가니 뚜껑 800 : 삽입 부재100: seed crystal holder 200: seed crystal
300: crucible 400: heat insulating member
410: first heat insulating material 420: quartz tube
430 second insulation
500: induction heating coil 600: raw material
700: crucible lid 800: insertion member

Claims (6)

원료가 장입되도록 내부공간을 가지며, 상부가 개방된 도가니;
상기 도가니의 상부를 개폐하고 일면에 종자정 홀더가 설치되는 도가니 뚜껑;
상기 도가니 뚜껑 하부에 장착되며, 종자정이 부착되는 종자정 홀더;
상기 종자정 홀더와 종자정 사이에 형성되는 삽입 부재;
상기 도가니를 감싸는 단열부재; 및,
상기 도가니를 가열하는 유도 가열 코일을 포함하고,
상기 도가니 상부의 온도구배를 줄여주어 도가니 내부의 온도구배를 감소시켜 상기 종자정이 받는 온도 분포를 균일하게 하고 성장률이 증가하여 단결정의 두께가 증가하도록, 상기 삽입부재는 열전도율이 낮은 탄탈륨을 호일형태로 형성하여 상기 종자정 홀더와 상기 종자정 사이에 삽입하여 사용되는 단결정 성장 장치.
A crucible having an inner space for charging raw materials and having an open top;
A crucible lid that opens and closes the top of the crucible and is provided with a seed crystal holder on one surface;
A seed holder attached to a lower portion of the crucible lid and to which a seed crystal is attached;
An insertion member formed between the seed crystal holder and the seed crystal;
An insulation member surrounding the crucible; And
An induction heating coil for heating the crucible,
In order to reduce the temperature gradient in the upper part of the crucible to reduce the temperature gradient inside the crucible to uniform the temperature distribution of the seed crystal and increase the growth rate, the insert member has a low thermal conductivity tantalum in the form of a foil. The single crystal growth apparatus used to form and insert between the seed crystal holder and the seed crystal.
삭제delete 삭제delete 도가니가 형성된 단결정 성장 장치 및 종자정을 마련하는 과정;
상기 도가니 상부의 온도구배를 줄여주어 도가니 내부의 온도구배를 감소시켜 상기 종자정이 받는 온도 분포를 균일하게 하고, 성장률이 증가하여 단결정의 두께를 증가시키도록 열전도율이 낮은 탄탈륨을 호일형태로 형성하여 사용하는 삽입 부재를 종자정 홀더 상면에 부착하고 상기 삽입 부재 상면에 종자정을 부착하는 과정;
상기 도가니 내에 원료를 장입한 후 종자정 홀더를 상기 도가니 내에 인입하는 과정; 및
상기 도가니 내에 원료를 승화시켜 상기 종자정 상에 단결정을 성장시키는 과정을 포함하는 단결정 성장 방법.
Preparing a single crystal growth apparatus and seed crystal in which a crucible is formed;
By reducing the temperature gradient in the upper part of the crucible to reduce the temperature gradient inside the crucible to uniform temperature distribution received by the seed crystal, and to increase the growth rate of the thickness of the single crystal to form a tantalum low thermal conductivity in the form of foil Attaching an insertion member to an upper surface of the seed crystal holder and attaching a seed crystal to the upper surface of the insertion member;
Inserting a seed crystal holder into the crucible after charging the raw material into the crucible; And
And growing a single crystal on the seed crystal by sublimating a raw material in the crucible.
삭제delete 삭제delete
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