KR101671593B1

KR101671593B1 - 잉곳 성장장치의 리플렉터

Info

Publication number: KR101671593B1
Application number: KR1020140195279A
Authority: KR
Inventors: 오정근
Original assignee: 주식회사 티씨케이
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2016-11-01
Also published as: KR20160081438A

Abstract

본 발명은 잉곳 성장장치의 리플렉터에 관한 것으로, 상부측에서 외측으로 돌출되어 지지부에 얹히는 제1상부단을 가지는 아우터와, 상기 제1상부단의 상면 일부에 마련된 홈에 끼워지는 제2상부단을 가지는 이너와, 상기 아우터와 이너의 제1상부단과 제2상부단을 덮어, 열이 방출되는 것을 차단하는 상부단열부를 포함한다. 본 발명은 리플렉터의 상부에 결합되어 열방출을 차단하는 열차단부를 더 포함하여, 리플렉터를 통해 손실되는 열을 최소화함으로써, 용융로의 온도 유지가 용이하며, 온도의 유지를 위하여 공급하는 에너지의 양을 줄여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

잉곳 성장장치의 리플렉터{Reflector for ingot growth device}

본 발명은 잉곳 성장장치의 리플렉터에 관한 것으로, 더 상세하게는 열손실을 최소화한 잉곳 성장장치의 리플렉터에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 기판이나 사파이어 기판을 제조하는 방법으로 실리콘 또는 사파이어 용융물의 표면에 단결정 시드(seed)를 접촉시킨 상태에서, 그 시드를 상방으로 회전 인상하여 실리콘 또는 사파이어 잉곳(ingot)을 성장시키는 방법이 사용되고 있다.

이러한 잉곳 성장장치에는 성장되는 잉곳의 단열을 위하여 그 잉곳이 상향으로 통과하는 상하 통공이 마련된 리플렉터(reflector)를 사용하고 있다. 리플렉터는 열차폐를 위한 부품으로 몰리브덴이 함유된 합금 등을 사용하여 제작될 수 있다.

또한 사이에 공간이 마련되는 이중구조로 마련되어 있으며, 공개특허 10-2009-0070256호에 기재된 바와 같이 내측 리플렉터와 외측 리플렉터를 분리할 수 있는 구조가 일반적이다.

도 1은 종래 리플렉터의 단면 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 리플렉터는, 하부측의 통공의 직경이 상부측 통공의 직경에 비하여 더 작은 아우터(1)와, 상기 아우터(1)의 내측에 삽입되되 상기 아우터(1)의 내측면과는 이격되어 단열공간(3)을 제공하는 이너(2)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구조의 종래 리플렉터의 하부측에는 용융물이 담긴 도가니가 위치하며, 단결정 시드가 리플렉터의 상부측에서 이너(2)의 내측을 통해 용융물에 접촉된 상태에서 인상된다.

따라서 성장되는 잉곳은 상기 이너(2)의 내측을 상향으로 지나게 된다.

상기 이너(2)와 아우터(1)의 사이인 단열공간(3)에는 단열재가 충진되는 것이 보통이며, 이때 단열재가 노출되면 이물이 발생 될 수 있기 때문에 이너(2)와 아우터(1)는 상호 기밀을 유지하여 결합 된다.

도 2는 종래 리플렉터를 이용하여 잉곳을 성장할 때 열전달 경로를 보인 모식도이다.

도 2를 참조하면 상기 아우터(1)와 이너(2)는 각각 용융로(4)의 상부측에서 상기 아우터(1)의 상부 절곡부가 지지부(5)의 상부에 걸쳐진 상태로 고정되어 있다.

이때 상기 용융로(4)의 열은 아우터(1)를 통해 상향으로 전달되며, 상기 아우터(1)의 상부가 노출되어 있어 상기 열이 방출된다.

상기 아우터(1) 자체가 용융로(4)의 열을 외부로 전달하는 역할을 하기 때문에 용융로(4)의 온도를 유지하기 위해 사용되는 에너지의 양은 증가하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 리플렉터를 통해 용융로의 열이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있는 잉곳 성장장치의 리플렉터를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명 잉곳 성장장치의 리플렉터는, 상부측에서 외측으로 돌출되어 지지부에 얹히는 제1상부단을 가지는 아우터와, 상기 제1상부단의 상면 일부에 마련된 홈에 끼워지는 제2상부단을 가지는 이너와, 상기 아우터와 이너의 제1상부단과 제2상부단을 덮어, 열이 방출되는 것을 차단하는 상부단열부를 포함한다.

본 발명은, 리플렉터의 상부에 결합되어 열방출을 차단하는 열차단부를 더 포함하여, 리플렉터를 통해 손실되는 열을 최소화함으로써, 용융로의 온도 유지가 용이하며, 온도의 유지를 위하여 공급하는 에너지의 양을 줄여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 리플렉터의 단면 구성도이다.
도 2는 종래 리플렉터의 열전달 경로를 보인 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 리플렉터의 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 리플렉터 열전달 경로를 보인 모식도이다.

이하, 본 발명 잉곳 성장장치의 리플렉터에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 리플렉터의 단면 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 리플렉터는, 하부측의 통공의 직경이 상부측 통공의 직경에 비하여 더 작은 아우터(10)와, 상기 아우터(10)의 내측에 삽입되되 상기 아우터(10)의 내측면과는 이격되어 단열공간(30)을 제공하는 이너(20)와, 상기 아우터(10)와 이너(20)의 상부측을 덮는 중공된 링구조의 상부단열부(60)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 성장장치의 리플렉터의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 아우터(10)의 형상은 원통형 구조이되, 상부는 외측방향으로 돌출되는 상부단(11)이 마련되고, 하부는 내측방향으로 돌출되는 하부단(12)이 마련되어 있다. 상기 상부단(11)에는 상기 이너(20)의 상부단(21)이 안착될 수 있는 안착홈을 제공할 수 있다.

상기 아우터(10)의 하부단(12)에 의하여 하부측의 통공 직경이 상부측의 통공 직경에 비해 더 작게 구성된다.

상기 이너(20)는 상기 아우터(10)의 안쪽에 삽입 설치될 수 있도록 상기 아우터(10)에 비해서는 높이가 짧으며 직경도 더 작은 것으로 한다. 이너(20)의 상부는 외측으로 돌출된 상부단(21)이 마련되어 있으며, 상기 상부단(21)이 아우터(10)의 상부단(11)에 마련된 홈에 끼워지며, 하부단(22)은 아우터(10)의 하부단(12)에 접하여 고정이 된다.

이와 같은 구조에서 상기 아우터(10)의 상부단(11)과 이너(20)의 상부단(21)의 상부측에 상부단열부(60)가 위치한다.

상기 상부단열부(60)는 링형상이며, 내측에는 중공부(61)가 마련되어 있다. 상기 중공부(61)에는 단열재가 충진되어 단열효율을 높일 수 있다.

상부단열부(60)의 저면은 상기 아우터(10)의 상부단(11)가 노출되지 않도록 상기 아우터(10) 상부단(11)가 삽입되는 삽입홈(62)이 마련되어 있다. 상기 삽입홈(62)이 형성되지 않은 상부단열부(60)의 저면일부는 이후에 설명될 지지부에 밀착되도록 하여 상부단열부(60)와 지지부 사이의 공간에서 열이 방출되는 것을 막도록 한다.

도 4는 본 발명 잉곳 성장장치 리플렉터의 열전달 모식도이다.

도 4를 참조하면, 아우터(10)와 이너(20)의 하단부(12,22)는 실리콘 등이 용융된 용융로(40)에 가까이 위치하며, 상기 아우터(10)와 이너(20)의 상부단(11,21)는 지지부(50) 상에 얹혀져 고정된다.

이때 용융로(40)에서 발생한 열은 아우터(10)와 이너(20)에 전달되고, 그 열은 아우터(10)와 이너(20)의 상부측인 상부단(11,21)측으로 전도된다.

이때, 상기 아우터(10)와 이너(20)의 상부측인 상부단(11,21)는 상부단열부(60)에 의해 덮여있는 상태이며, 따라서 전도된 열이 방열되는 것을 최대한 차단할 수 있게 된다.

또한 앞서 설명한 바와 같이 상기 상부단열부(60)는 저면의 안쪽은 상기 아우터(10)와 이너(20)의 상부단(11,21)가 삽입되는 삽입홈(62)이 형성되고, 그 삽입홈(62)의 외측에 해당하는 상부단열부(60)의 저면 일부는 상기 지지부(50)의 상면에 밀착되어 열이 방출되는 것을 방지하게 된다.

따라서 본 발명은 리플렉터를 통해 용융로(40)의 열이 방출되는 것을 방지하여, 용융로(40)의 용융온도 유지가 용이하며, 열의 방출이 감소하여 용융로(40)의 온도 유지를 위한 에너지 공급량을 줄일 수 있어, 비용을 절감할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

10:아우터 11:상부단
12:하부단 20:이너
21:상부단 22:하부단
30:단열공간부 40:용융로
50:지지부 60:상부단열부
61:중공부 62:삽입홈

Claims

상부측에서 외측으로 돌출되어 지지부에 얹히는 제1상부단을 가지는 아우터와,
상기 제1상부단의 상면 일부에 마련된 홈에 끼워지는 제2상부단을 가지는 이너와,
상기 아우터와 이너의 제1상부단과 제2상부단을 덮어, 열이 방출되는 것을 차단하는 상부단열부로 이루어진 것을 특징으로 하고,
상기 상부단열부는, 중공부에 단열재가 충진된 중공된 링형 구조인 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치의 리플렉터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상부단열부의 저면은 상기 아우터의 제1상부단과, 상기 이너의 제2상부단이 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 삽입홈이 형성되지 않은 저면의 일부는 상기 지지부에 밀착되는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장장치의 리플렉터.