KR20130115807A - 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치 - Google Patents

종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130115807A
KR20130115807A KR1020120038469A KR20120038469A KR20130115807A KR 20130115807 A KR20130115807 A KR 20130115807A KR 1020120038469 A KR1020120038469 A KR 1020120038469A KR 20120038469 A KR20120038469 A KR 20120038469A KR 20130115807 A KR20130115807 A KR 20130115807A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seed crystal
seed
holder
support
crucible
Prior art date
Application number
KR1020120038469A
Other languages
English (en)
Inventor
허선
김지혜
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020120038469A priority Critical patent/KR20130115807A/ko
Publication of KR20130115807A publication Critical patent/KR20130115807A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/002—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B35/002—Crucibles or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02378—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

실시예에 따른 종자정 고정 장치는, 종자정 홀더; 상기 종자정 홀더를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대를 포함한다.
실시예에 따른 잉곳 제조 장치는, 원료를 수용하는 도가니; 및 상기 도가니 상부에 위치하는 종자정 고정 장치를 포함하고, 상기 종자정 고정 장치는 종자정 홀더; 상기 종자정 홀더를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대를 포함한다.

Description

종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치{SEED HOLDING APPARATUS AND APPARATUS FOR FABRICATING INGOT COMPRISING THE SAME}
본 기재는 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기, 전자 산업분야 및 기계부품 분야에 있어서의 소재의 중요도는 매우 높아 실제 최종 부품의 특성 및 성능지수를 결정하는 중요한 요인이 되고 있다.
탄화규소(SiC)는 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특징을 가지고 있다. 또한, 탄화규소는 4.6W/Cm℃ 정도의 우수한 열 전도도를 가지고 있으며, 직경 2인치 이상의 대구경의 기판으로서 생산 가능하다는 장점이 있다. 특히, 탄화규소 단결정 성장 기술이 현실적으로 가장 안정적으로 확보되어, 기판으로서 산업적 생산 기술이 가장 앞서있다.
탄화규소의 경우, 종자정을 사용하여 승화재결정법에 의해 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법이 제시되어 있다. 원료가 되는 탄화규소 분말을 도가니 내에 수납하고 그 상부에 종자정이 되는 탄화규소 단결정을 배치한다. 상기 원료와 종자정 사이에 온도구배를 형성함으로써 도가니 내의 원료가 종자정 측으로 확산되고 재결정화되어 단결정이 성장된다.
이러한 공정을 진행하기 위하여, 상기 단결정이 성장되는 종자정은 예를 들어 도가니 뚜껑과 같은 별도의 부재에 부착되는데, 종자정의 부착 상태에 따라 그 표면에 성장되는 단결정의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 종자정의 부착 공정은 매우 중요하다.
종래에는 상기 종자정을 종자정 홀더에 부착 시, 접착제를 이용하였다. 그러나 이러한 접착제를 이용할 경우, 단결정 성장 과정에서 상기 접착제에 포함된 물질이 상기 단결정에 침투하여 결함이 발생할 수 있다.
또한, 상기 종자정과 종자정 홀더 사이의 열팽창 계수 차이로 인해, 상기 단결정이 성장하면서 종자정이 탈착하는 현상이 발생할 수 있다.
따라서 단결정 성장 공정에 앞서서, 종자정과 종자정이 부착되는 종자정 홀더가 안정적으로 견고하게 부착되는 것이 요구된다. 또한, 상기 종자정이 안정적으로 성장할 수 있도록 상기 종자정 홀더에 부착되는 것이 중요하다.
실시예는 고품질의 단결정을 성장할 수 있는 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 종자정 고정 장치는, 종자정 홀더; 상기 종자정 홀더를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대를 포함한다.
실시예에 따른 잉곳 제조 장치는, 원료를 수용하는 도가니; 및 상기 도가니 상부에 위치하는 종자정 고정 장치를 포함하고, 상기 종자정 고정 장치는 종자정 홀더; 상기 종자정 홀더를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대를 포함한다.
실시예에 따른 종자정 고정 장치는 종자정 홀더; 상기 종자정 홀더를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대를 포함한다.
이에 따라, 실시예는 상기 종자정과 상기 종자정 홀더를 접착제 또는 설탕으로 접착하는 대신에, 상기 종자정 지지대를 이용하여 상기 종자정을 상기 종자정 홀더에 밀착 및 고정한다.
따라서, 단결정 성장 과정에서 상기 접착제에 포함된 물질이 상기 단결정에 침투하여 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 종자정 홀더는 탄탈륨, 몰리브덴 등 융점이 높고 기공율이 작은 재료를 포함하므로, 단결정 성장 과정에서 종자정 홀더의 기공에 의한 단결정의 결함을 방지할 수 있다.
즉, 종래 사용되던 흑연 종자정 홀더의 경우 상기 흑연에 포함되는 기공으로 인해 상기 단결정 성장시 미세 기공 등의 형성으로 인한 결함이 발생할 수 있었으나, 상기 탄탈륨 또는 몰리브덴 등의 경우에는 기공이 거의 없으므로, 상기 기공 등에 의해 단결정 성장시 발생할 수 있는 결함 등을 방지할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 종자정 고정 장치는 단결정 성장 공정에 앞서서, 종자정과 종자정이 부착되는 종자정 홀더가 안정적으로 견고하게 고정 및 밀착될 수 있고, 고품질의 단결정을 성장할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 종자정 고정 장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 종자정 고정 장치에 종자정이 고정된 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 종자정 고정 장치의 상면을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 종자정 고정 장치의 하면을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 잉곳 제조 장치의 단면도를 도시한 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 실시예에 따른 종자정 고정 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 종자정 고정 장치의 단면을 도시한 도면이고, 도 2는 실시예에 따른 종자정 고정 장치에 종자정이 고정된 단면을 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 종자정 고정 장치의 상면을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 종자정 고정 장치의 하면을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 종자정 고정 장치는 종자정 홀더(10); 상기 종자정 홀더(10)를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대(20)를 포함한다.
상기 종자정 홀더(10)는 단결정 성장을 위한 종자정을 고정시키는 장치이다. 상기 종자정 홀더(10)는 상기 종자정을 고정한 상태에서 단결정 성장 장치 내부에 수용될 수 있다.
상기 종자정 홀더(10)는 2200℃ 이상의 융점을 가지고, 기공율이 작은 재료를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 종자정 홀더(10)는 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물 또는 화합물로서는, 상기 탄탈륨 또는 몰리브덴을 포함하는 탄탈륨 카바이드(TaC), 질화탄탈륨(TaN), 몰리브덴 산화물 또는 몰리브덴 질화물 등을 포함할 수 있다. 그러나 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 종자정 홀더(10)는 2200℃ 이상의 융점을 가지고, 기공율이 작은 다양한 금속 재료를 포함할 수 있다.
종래에는, 상기 종자정 홀더로서, 고밀도의 흑연을 이용하였다. 그러나 흑연은 미세한 기공이 존재하기 때문에 이러한 기공으로 인해 상기 종자정 뒷면의 탄화규소 원자들이 승화되어 빠져나갈 수 있고, 빠져나간 부분들에 의해 미세한 기공(micropipe), 보이드(void) 등의 결합이 형성되는 원인이 발생할 수 있었다.
그러나, 실시예에 따른 종자정 홀더(10)는 기공이 거의 없고, 2200℃ 이상의 융점을 가지는 탄탈륨, 몰리브덴, 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물을 포함함으로써, 기공으로 인한 단결정 내에 결함이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 종자정 홀더(10)는 0.1㎜ 내지 20㎜의 두께를 가질 수 있다. 상기 종자정 홀더(10)의 두께가 0.1㎜ 미만이면 상기 종자정 홀더가 휠 수 있어 상기 종자정 홀더에 고정되는 종자정에 영향을 줄 수 있고, 상기 종자정 홀더(10)의 두께가 20㎜를 초과하게 되면 단결정 성장시 결정부의 온도를 정확히 측정할 수 없어 단결정의 다형변화(polytype)의 제어가 어려울 수 있다.
상기 종자정 지지대(20)는 상기 종자정 홀더(10)를 관통하고, 상기 종자정을 지지한다.
실시예에 따른 종자정 고정 장치는 상기 종자정 지지대(20)를 복수 개 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 종자정 지지대는 3개 이상 포함될 수 있다. 즉, 3개 이상의 종자정 지지대가 상기 종자정 홀더를 관통하여 상기 종자정을 지지할 수 있다.
상기 종자정 지지대(20)는 상기 종자정 홀더(10)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 종자정 지지대(20)는 탄탈륨, 몰리브덴, 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물 또는 화합물로서는, 상기 탄탈륨 또는 몰리브덴을 포함하는 탄탈륨 카바이드(TaC), 질화탄탈륨(TaN), 몰리브덴 산화물 또는 몰리브덴 질화물 등을 포함할 수 있다. 그러나 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 종자정 지지대(20)는 다양한 금속 재료를 포함할 수 있다. 또한, 상기 종자정 지지대(20)는 상기 종자정 홀더(10)와 달리 고밀도의 흑연도 포함할 수 있다.
상기 종자정 지지대는 상기 종자정 홀더를 관통하는 지지부(21) 및 상기 종자정을 고정하는 걸림부(22)를 포함할 수 있다. 상기 지지부(21)와 상기 걸림부(22)는 일체로 형성된다.
상기 종자정 지지대는 상기 종자정 홀더(10)를 관통한다. 즉, 상기 종자정 홀더(10)의 상기 지지부(21)는 상기 종자정 홀더(10)를 관통한다. 바람직하게는, 상기 지지부(21)는 상기 종자정 홀더(10)의 가장자리를 관통할 수 있다. 또한, 상기 지지부(21)는 상기 종자정 홀더(10)를 관통하여 상하 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 상기 종자정의 두께에 따라 상기 종자정 홀더(10)를 상하 방향으로 이동하여 상기 종자정을 상기 종자정 홀더(10)에 고정하고 밀착시킬 수 있다.
상기 걸림부(22)는 상기 지지부(21)가 연장하는 방향에 대해 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게는 상기 걸림부(22)는 상기 종자정 홀더(10)의 가장자리에서 안쪽 방향으로 연장될 수 있다. 상기 걸림부는 상기 종자정을 고정할 수 있다. 즉, 상기 걸림부에 의해 상기 종자정이 지지되고, 상기 지지부를 상하 방향으로 조절하여 상기 종자정을 상기 종자정 홀더(10)에 밀착시킬 수 있다.
상기 종자정 지지대(20)는 상기 종자정을 지지 및 고정할 정도의 두께를 가질 수 있다. 즉, 상기 종자정 지지대(20)는 매우 얇은 두께를 가질 수 있다. 상기 종자정 지지대의 두께가 굵게 되면, 상기 단결정의 손실(loss)이 발생하여 수율을 감소시킬 수 있으므로, 상기 종자정 지지대(20) 즉, 상기 지지부(21) 및 상기 걸림부(22)의 두께는 매우 얇을 수 있다. 또한, 상기 걸림부(22)의 길이도 상기 종자정이 지지되는 범위 내에서 매우 짧을 수 있다.
종래에는, 상기 종자정을 종자정 홀더에 부착 시, 접착제 또는 설탕을 이용하였다. 그러나 이러한 접착제 또는 설탕을 이용할 경우, 단결정 성장 과정에서 상기 접착제에 포함된 물질이 상기 단결정에 침투하여 결함이 발생할 수 있다. 또한, 상기 종자정과 종자정 홀더 사이의 열팽창 계수 차이로 인해, 상기 단결정이 성장하면서 종자정이 탈착되어 파손되는 현상이 발생할 수 있다.
이에 따라, 실시예는 상기 종자정과 상기 종자정 홀더를 상기 접착제 또는 설탕으로 접착하는 대신에, 상기 종자정 지지부를 이용하여 상기 종자정을 상기 종자정 홀더에 밀착 및 고정한다. 따라서, 단결정 성장 과정에서 상기 접착제에 포함된 물질이 상기 단결정에 침투하여 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 종자정 홀더는 탄탈륨, 몰리브덴 등 융점이 높고 기공율이 작은 재료를 포함하므로, 단결정 성장 과정에서 종자정 홀더의 기공에 의한 단결정의 결함을 방지할 수 있다. 즉, 종래 사용되던 흑연 종자정 홀더의 경우 상기 흑연에 포함되는 기공으로 인해 상기 단결정 성장시 미세 기공 등의 형성으로 인한 결함이 발생할 수 있었으나, 상기 탄탈륨 또는 몰리브덴 등의 경우에는 기공이 거의 없으므로, 상기 기공 등에 의해 단결정 성장시 발생할 수 있는 결함 등을 방지할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 종자정 고정 장치는 단결정 성장 공정에 앞서서, 종자정과 종자정이 부착되는 종자정 홀더가 안정적으로 견고하게 고정 및 밀착될 수 있고, 고품질의 단결정을 성장할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 상세하게 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 상기 종자정 고정 장치와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 실시예에 따른 잉곳 제조 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면 실시예에 따른 잉곳 제조 장치는 도가니(100), 상부 덮개(140), 종자정 홀더(10), 종자정 지지대(20), 포커싱 튜브(180), 단열재(200), 석영관(400) 및 발열 유도부(500)를 포함한다.
상기 도가니(100)는 원료(130)를 수용할 수 있다. 상기 원료(130)는 규소 및 탄소를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 원료(130)는 탄화규소 화합물을 포함할 수 있다. 상기 내부 도가니(100)는 탄화규소 분말(SiC powder) 또는 폴리카보실란(polycarbosilane) 을 수용할 수 있다.
상기 도가니(100)는 상기 원료(130)를 수용할 수 있도록 원통형의 형상을 가질 수 있다.
상기 도가니(100)는 탄화규소의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 도가니(100)는 흑연으로 제작될 수 있다.
또한, 도가니(100)는 흑연에 탄화규소의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질이 도포될 수도 있다. 여기서, 흑연 재질 상에 도포되는 상기 물질은, 탄화규소 단결정이 성장되는 온도에서 실리콘 및 수소에 대해 화학적으로 불활성인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 탄화물 또는 금속 질화물을 이용할 수 있다. 특히, Ta, Hf, Nb, Zr, W 및 V 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물 및 탄소를 포함하는 탄화물이 도포될 수 있다. 또한, Ta, Hf, Nb, Zr, W 및 V 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물 및 질소를 포함하는 질화물이 도포될 수 있다.
상기 도가니(100)의 상부에 상부 덮개(140)가 위치할 수 있다. 상기 상부 덮개(140)는 상기 도가니(100)를 밀폐시킬 수 있다. 상기 상부 덮개(140)는 다공성의 흑연을 포함할 수 있다. 또는, 상기 상부 덮개(140)는 얇은 흑연판에 다수의 구멍을 뚫어 형성할 수도 있다. 이는 미반응된 불순물 가스 및 캐리어 가스를 외부로 배출하기 위한 것으로, 상기 도가니(100) 내부의 압력을 조절하는 역할을 할 수 있다.
상기 상부 덮개(140)의 하단부에 종자정 고정 장치가 위치한다.
상기 종자정 고정 장치는, 종자정 홀더(10)와 종자정 지지대(20)를 포함한다.
상기 종자정(170)은 상기 종자정 고정 장치에 고정된다.
실시예 따른 종자정 고정 장치는 상기 종자정과 상기 종자정 홀더를 상기 접착제 또는 설탕으로 접착하는 대신에, 상기 종자정 지지부를 이용하여 상기 종자정을 상기 종자정 홀더에 밀착 및 고정한다. 또한, 상기 종자정 홀더는 탄탈륨, 몰리브덴 등 융점이 높고 기공율이 작은 재료를 포함한다. 따라서, 단결정 성장 과정에서 상기 접착제에 포함된 물질이 상기 단결정에 침투하여 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 단결정 성장 과정에서 종자정 홀더의 기공에 의한 단결정의 결함을 방지할 수 있다. 즉, 종래 사용되던 흑연 종자정 홀더의 경우 상기 흑연에 포함되는 기공으로 인해 상기 단결정 성장시 미세 기공 등의 형성으로 인한 결함이 발생할 수 있었으나, 상기 탄탈륨 또는 몰리브덴 등의 경우에는 기공이 거의 없으므로, 상기 기공 등에 의해 단결정 성장시 발생할 수 있는 결함 등을 방지할 수 있다.
상기 포커싱 튜브(180)는 상기 도가니(100) 내부에 위치한다. 상기 포커싱 튜브(180)는 단결정이 성장하는 부분에 위치할 수 있다. 상기 포커싱 튜브(180)는 승화된 탄화규소 가스의 이동통로를 좁게 하여 승화된 탄화규소의 확산을 상기 종자정(170)으로 집속시킬 수 있다. 이를 통해 단결정의 성장률을 높일 수 있다.
이어서, 상기 단열재(200)는 상기 도가니(100)를 둘러싼다. 상기 단열재(200)는 상기 도가니(100)의 온도를 결정 성장 온도로 유지하도록 한다. 상기 단열재(200)는 탄화규소의 결정 성장 온도가 매우 높기 때문에, 흑연 펠트를 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 단열재(200)는 흑연 섬유를 압착시켜 일정 두께의 원통형으로 제작된 흑연 펠트를 사용할 수 있다. 또한, 상기 단열재(200)는 복수의 층으로 형성되어 상기 도가니(100)를 둘러쌀 수 있다.
이어서, 상기 석영관(400)은 상기 도가니(100)의 외주면에 위치한다. 상기 석영관(400)은 상기 도가니(100)의 외주면에 끼워진다. 상기 석영관(400)은 상기 발열 유도부(500)에서 단결정 성장장치의 내부로 전달되는 열을 차단할 수 있다. 상기 석영관(400)은 내부가 빈 중공형의 관일 수 있다. 상기 석영관(400)의 내부 공간에 냉각수가 순환될 수 있다. 따라서, 상기 석영관(400)은 단결정의 성장 속도, 성장 크기 등을 보다 정확하게 제어할 수 있다.
상기 발열 유도부(500)는 상기 도가니(100)의 외부에 위치한다. 상기 발열 유도부(500)는 일례로, 고주파 유도 코일일 수 있다. 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 상기 도가니(100) 및 상기 도가니(100)를 가열할 수 있다. 즉, 상기 도가니(100)에 수용되는 상기 원료를 원하는 온도로 가열할 수 있다.
상기 발열 유도부(500)에서 유도 가열되는 중심 영역이 상기 도가니(100)의 중심부보다 낮은 위치에 형성된다. 따라서, 상기 도가니(100)의 상부 및 하부에 서로 다른 가열온도 영역을 갖는 온도구배가 형성된다. 즉, 발열 유도부(500)의 중심부인 핫존(hot zone, HZ)이 상기 도가니(100)의 중심에서 상대적으로 낮은 위치에 형성되어, 핫존(HZ)을 경계로 상기 도가니(100)의 하부의 온도가 상기 도가니(100) 상부의 온도보다 높게 형성된다. 또한, 상기 도가니(100)의 내부 중심부에서 외곽 방향을 따라 온도가 높게 형성된다. 이러한 온도구배로 인하여 탄화규소 원료의 승화가 일어나고, 승화된 탄화규소 가스가 상대적으로 온도가 낮은 종자정(170)의 표면으로 이동한다. 이로 인해, 상기 탄화규소 가스가 재결정되어 단결정으로 성장된다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 종자정 홀더;
    상기 종자정 홀더를 관통하고, 종자정을 지지하는 종자정 지지대를 포함하는 종자정 고정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 홀더는 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물을 포함하는 종자정 고정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 홀더의 두께는 0.1㎜ 내지 20㎜ 인 종자정 고정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 지지대는 복수 개인 종자정 고정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 지지대는 흑연, 탄탈륨, 몰리브덴, 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물을 포함하는 종자정 고정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 지지대는 상기 종자정 홀더의 가장자리를 관통하는 종자정 고정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 지지대는 상기 종자정 홀더를 관통하는 지지부 및 상기 종자정을 고정하는 걸림부를 포함하는 종자정 고정 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 걸림부는 상기 지지부가 연장하는 방향에 대해 수직한 방향으로 연장되는 종자정 고정 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 종자정 지지대는 상하 방향으로 이동가능한 종자정 고정 장치.
  10. 원료를 수용하는 도가니; 및
    상기 도가니 상부에 위치하고, 제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 따른 종자정 고정 장치를 포함하는 잉곳 제조 장치.
KR1020120038469A 2012-04-13 2012-04-13 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치 KR20130115807A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120038469A KR20130115807A (ko) 2012-04-13 2012-04-13 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120038469A KR20130115807A (ko) 2012-04-13 2012-04-13 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130115807A true KR20130115807A (ko) 2013-10-22

Family

ID=49635193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120038469A KR20130115807A (ko) 2012-04-13 2012-04-13 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130115807A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160058352A (ko) * 2014-11-14 2016-05-25 오씨아이 주식회사 잉곳 제조 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160058352A (ko) * 2014-11-14 2016-05-25 오씨아이 주식회사 잉곳 제조 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120138445A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20120140547A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20120135735A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20130014272A (ko) 잉곳 제조 장치
KR101841095B1 (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR101882318B1 (ko) 잉곳 제조 장치
KR20120121454A (ko) 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치
KR101897078B1 (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
US20140366807A1 (en) Apparatus for fabricating ingot and method of fabricating ingot
KR20130022596A (ko) 잉곳 제조 장치 및 원료 제공 방법
KR20130115807A (ko) 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치
KR20120140154A (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR20130000294A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20130033838A (ko) 잉곳 제조 장치
KR101886271B1 (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR101882317B1 (ko) 단결정 성장 장치 및 단결정 성장 방법
KR20130070479A (ko) 단결정 성장 장치
KR20130020488A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20120138112A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20130053743A (ko) 잉곳 제조 장치 및 이의 온도 제어 방법
KR20120119365A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20130000298A (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR20120135743A (ko) 잉곳 제조 장치 및 원료 제공 방법
CN111058094B (zh) SiC单晶制造装置
KR20130014273A (ko) 잉곳 제조 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid