KR20210050857A - Apparatus for measuring a ingot container and method of applying the same - Google Patents

Apparatus for measuring a ingot container and method of applying the same Download PDF

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KR20210050857A
KR20210050857A KR1020190135383A KR20190135383A KR20210050857A KR 20210050857 A KR20210050857 A KR 20210050857A KR 1020190135383 A KR1020190135383 A KR 1020190135383A KR 20190135383 A KR20190135383 A KR 20190135383A KR 20210050857 A KR20210050857 A KR 20210050857A
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • 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
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    • C30B35/002—Crucibles or containers

Abstract

An embodiment of the present invention relates to an ingot growth container measuring device and an ingot growth container measuring method. By measuring electromagnetic properties of an ingot growth container in advance, reproducibility of an ingot can be secured when the ingot is grown through induction heating of the ingot growth container. In addition, measurement of the electromagnetic properties of the ingot growth container can be performed in a quick and simplified method. To this end, the ingot growth container measuring device comprises a coil unit and a measuring means.

Description

잉곳성장용기 측정장치 및 잉곳성장용기 측정방법{APPARATUS FOR MEASURING A INGOT CONTAINER AND METHOD OF APPLYING THE SAME}Measuring device for ingot growth container and measuring method for ingot growth container {APPARATUS FOR MEASURING A INGOT CONTAINER AND METHOD OF APPLYING THE SAME}

구현예는 잉곳성장용기 측정장치, 이를 이용한 잉곳성장용기 측정방법 등에 관한 것이다.The embodiment relates to an ingot growth container measuring device, a method of measuring an ingot growth container using the same.

유도가열은 코일에 고주파 교류 전류를 공급하여, 코일의 내측에 배치된 피가열물의 전자유도 작용에 의해 발생되는 와전류에 의한 줄(Joule)열을 이용해서 가열하는 방식이다.Induction heating is a method of supplying a high-frequency alternating current to a coil and heating it using Joule heat caused by an eddy current generated by electromagnetic induction of an object to be heated disposed inside the coil.

유도가열 수단이 외측에 구비된 잉곳성장용기로 잉곳을 성장시킬 시, 잉곳성장용기의 무게(밀도), 열전도도, 전기 저항 등의 특성이 잉곳 성장에 상당한 영향을 줄 수 있다. 따라서, 유도가열 방식을 통해 가열되는 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 사전에 파악하고 선별하는 것이, 잉곳 성장의 재현성 확보에 있어 필요하다.When the ingot is grown with the ingot growth container provided with the induction heating means outside, characteristics such as weight (density), thermal conductivity, and electrical resistance of the ingot growth container may have a significant influence on the growth of the ingot. Therefore, it is necessary to grasp and select in advance the electromagnetic properties of the ingot growth vessel heated through the induction heating method in order to secure the reproducibility of the ingot growth.

전술한 배경기술은 발명자가 본 명세서에 개시된 내용의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 그 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 명세서에 개시된 내용을 출원하기 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information held by the inventor for derivation of the contents disclosed in this specification or acquired during the derivation process, and must be referred to as known technology disclosed to the general public prior to filing the contents disclosed in this specification. I can't.

관련 선행기술로, 한국 공개특허 10-2014-0104500에 개시된 "실리카 유리 도가니의 평가 방법, 실리콘 단결정의 제조 방법"이 있다.As a related prior art, there is "a method for evaluating a silica glass crucible, a method for producing a silicon single crystal" disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0104500.

구현예의 목적은 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 보다 간소화된 방법을 통해 측정하고 선별할 수 있는 잉곳성장용기 측정장치, 잉곳성장용기 측정방법 등을 제공하는 것에 있다.An object of the embodiment is to provide an ingot growth container measuring device, an ingot growth container measuring method, and the like capable of measuring and selecting the electromagnetic properties of the ingot growth container through a more simplified method.

구현예의 다른 목적은 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 측정하고 선별하여, 선별된 잉곳성장용기를 잉곳 성장에 적용 시 보다 향상된 재현성을 확보할 수 있도록 하는 데 있다.Another object of the embodiment is to measure and select the electromagnetic properties of the ingot growth container to ensure improved reproducibility when the selected ingot growth container is applied to ingot growth.

상기 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정장치는,In order to achieve the above object, the ingot growth vessel measuring apparatus according to an embodiment,

권취된 도선을 포함하는 코일부; 그리고A coil unit including a wound wire; And

상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단;을 포함하고,Including; measuring means electrically connected to the coil unit,

상기 계측수단은 상기 코일부에 측정용 전원을 인가하여 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 측정한다.The measuring means measures the electromagnetic properties of the ingot growth container by applying power for measurement to the coil unit.

일 실시예에 있어서, 상기 전자기적 물성은 상기 잉곳성장용기에 의하여 상기 코일부에 발생하는 유도기전력의 변화와 관련된 요소 또는 상기 잉곳성장용기의 저항과 관련된 요소를 포함할 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic properties may include an element related to a change in induced electromotive force generated in the coil unit by the ingot growing container or an element related to resistance of the ingot growing container.

일 실시예에 있어서, 상기 잉곳성장용기는 상기 코일부에 인가된 전원으로 유도되는 유도기전력이 미치는 범위 내에 배치될 수 있다.In one embodiment, the ingot growth vessel may be disposed within a range of the induced electromotive force induced by the power applied to the coil.

일 실시예에 있어서, 상기 코일부는 내측에 위치하는 수용공간을 갖고 상기 잉곳성장용기는 상기 수용공간에 위치할 수 있다.In one embodiment, the coil unit may have an accommodation space located inside, and the ingot growth container may be located in the accommodation space.

일 실시예에 있어서, 상기 코일부의 단면은 상기 잉곳성장용기의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께와 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향으로 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께를 갖고,In one embodiment, the cross-section of the coil part is a thickness in the x direction measured in the x direction, which is a direction parallel to the bottom or top surface of the ingot growth container, and a z direction perpendicular to the x direction in the lateral direction of the ingot growth container. Has the z-direction thickness measured at,

상기 코일부는 상기 x 방향 두께가 상기 z 방향 두께와 같거나 큰 원환코일형일 수 있다.The coil part may be of an annular coil type having a thickness in the x direction equal to or greater than the thickness in the z direction.

일 실시예에 있어서, 상기 코일부의 단면은 상기 잉곳성장용기의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께와 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향으로 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께를 갖고,In one embodiment, the cross-section of the coil part is a thickness in the x direction measured in the x direction, which is a direction parallel to the bottom or top surface of the ingot growth container, and a z direction perpendicular to the x direction in the lateral direction of the ingot growth container. Has the z-direction thickness measured at,

상기 코일부는 상기 z 방향 두께가 상기 x 방향 두께보다 큰 공심코일형일 수 있다.The coil part may be an air core coil type having a thickness in the z direction greater than the thickness in the x direction.

일 실시예에 있어서, 상기 수용공간의 길이는 100 mm 이상일 수 있다.In one embodiment, the length of the accommodation space may be 100 mm or more.

일 실시예에 있어서, 상기 잉곳성장용기는 잉곳 성장용 흑연 도가니일 수 있다.In one embodiment, the ingot growth container may be a graphite crucible for ingot growth.

일 실시예에 있어서, 상기 계측수단은 LCR 미터일 수 있다.In one embodiment, the measuring means may be an LCR meter.

일 실시예에 있어서, 상기 전자기적 물성은 상기 코일부의 등가직렬저항, 등가직렬인덕턴스 및 큐 인자로 이루어진 군 중 선택된 1종 이상일 수 있다.In an embodiment, the electromagnetic property may be at least one selected from the group consisting of equivalent series resistance, equivalent series inductance, and queue factor of the coil unit.

일 실시예에 있어서, 상기 전자기적 물성은 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와의 결정계수(R2)가 0.9 이상일 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic properties may have a DC current flowing through the ingot growth container when the ingot growth container is heated through an induction heating means, or a crystal coefficient (R 2 ) with respect to a related element of 0.9 or more.

일 실시예에 있어서, 상기 잉곳성장용기의 옆면은 둘레길이를 갖고,In one embodiment, the side surface of the ingot growth container has a circumferential length,

상기 둘레길이(mm)와 상기 코일부의 도선들의 단면적(mm2)의 비율은 100: 1.57 내지 161일 수 있다.The ratio of the circumferential length (mm) and the cross-sectional area (mm 2 ) of the conductors of the coil unit may be 100: 1.57 to 161.

일 실시예에 있어서, 상기 잉곳성장용기의 옆면은 둘레길이를 갖고,In one embodiment, the side surface of the ingot growth container has a circumferential length,

상기 둘레길이(mm)와 상기 도선의 두께(mm) 비는 100: 0.194 내지 1.09 일 수 있다.The ratio of the circumferential length (mm) to the thickness (mm) of the conductive wire may be 100: 0.194 to 1.09.

상기 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정방법은,In order to achieve the above object, the method for measuring an ingot growth vessel according to an embodiment,

권취된 도선을 포함하는 코일부에 잉곳성장용기를 배치하는 배치단계;An arrangement step of arranging an ingot growth vessel in a coil portion including a wound wire;

상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단을 통해 상기 코일부에 측정용 전원을 인가하고, 상기 코일부에 유도되는 전자기적 물성을 측정하는 측정단계;를 포함할 수 있다.And a measuring step of applying power for measurement to the coil unit through measuring means electrically connected to the coil unit, and measuring electromagnetic properties induced in the coil unit.

일 실시예에 있어서, 상기 전자기적 물성은 상기 잉곳성장용기에 의하여 상기 코일부에 발생하는 유도기전력의 변화와 관련된 요소 또는 상기 잉곳성장용기의 저항과 관련된 요소를 포함할 수 있다.In one embodiment, the electromagnetic properties may include an element related to a change in induced electromotive force generated in the coil unit by the ingot growing container or an element related to resistance of the ingot growing container.

일 실시예에 있어서, 상기 코일부는 내측에 위치하는 수용공간을 갖고, In one embodiment, the coil unit has an accommodation space located inside,

상기 배치단계에서 상기 잉곳성장용기는 상기 수용공간에 배치될 수 있다.In the arranging step, the ingot growth container may be disposed in the receiving space.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 잉곳성장용기는,In order to achieve the above object, the ingot growth container according to an embodiment,

흑연을 포함하고,Including graphite,

상기 원환코일형 잉곳성장용기 측정장치에 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가하여 측정한 등가직렬저항 값이 2.35 Ω 내지 4.56 Ω일 수 있다.The equivalent series resistance value measured by applying an AC power of 100 kHz and 0.1 A to the toroidal coil-type ingot growth vessel measuring device may be 2.35 Ω to 4.56 Ω.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 잉곳성장용기는,In order to achieve the above object, the ingot growth container according to an embodiment,

흑연을 포함하고,Including graphite,

상기 공심코일형 잉곳성장용기 측정장치에 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가하여 측정한 등가직렬저항 값이 3.50 Ω 내지 7.24 Ω일 수 있다.The equivalent series resistance value measured by applying an AC power of 100 kHz and 0.1 A to the air core coil-type ingot growth vessel measuring apparatus may be 3.50 Ω to 7.24 Ω.

일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정장치 및 잉곳성장용기 측정방법은, 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 비교적 간단한 방법으로 짧은 시간에 신뢰성 있게 측정할 수 있다. 또한, 잉곳성장용기의 유도가열을 통해 잉곳을 성장시킬 시, 잉곳성장용기가 갖는 저항 등 전자기적 물성과 이로 인하여 유도되는 열적 특성을 예측할 수 있고, 보다 유리한 특성을 갖는 잉곳성장용기를 선별할 수 있는 자료를 제공할 수 있다. 이에 따라 잉곳 성장의 재현성을 보다 신뢰성 있게 확보할 수 있다. 또한, 신속하고 간소화된 방법으로 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 측정할 수 있다.In the ingot growth container measuring apparatus and the ingot growth container measuring method according to an embodiment, the electromagnetic properties of the ingot growth container can be reliably measured in a short time by a relatively simple method. In addition, when growing the ingot through induction heating of the ingot growth container, it is possible to predict the electromagnetic properties such as resistance of the ingot growth container and the thermal characteristics induced thereby, and select the ingot growth container having more advantageous characteristics. You can provide materials that are available. Accordingly, reproducibility of ingot growth can be secured more reliably. In addition, it is possible to measure the electromagnetic properties of the ingot growth vessel in a quick and simplified method.

도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정장치의 일례들을 나타낸 개념도.
도 3은 실험예에서 잉곳성장용기의 유도가열 시 잉곳성장용기의 직류전류 값과, 원환코일에 유도된 전자기적 물성 값 과의 관계를 나타낸 그래프.
도 4는 실험예에서 잉곳성장용기의 유도가열 시 잉곳성장용기의 직류전류 값과, 공심코일에 유도된 전자기적 물성 값 과의 관계를 나타낸 그래프.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정장치의 코일부의 일례들과 그 단면을 나타낸 개념도.1 and 2 are conceptual diagrams showing examples of an ingot growth vessel measuring apparatus according to an embodiment.
3 is a graph showing the relationship between the DC current value of the ingot growth container and the electromagnetic property value induced in the toroidal coil during induction heating of the ingot growth container in the experimental example.
4 is a graph showing the relationship between the DC current value of the ingot growth container and the electromagnetic property value induced in the air core coil during induction heating of the ingot growth container in an experimental example.
5 and 6 are conceptual diagrams showing examples of coil units and cross-sections of the apparatus for measuring an ingot growth vessel according to an embodiment.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하나 이상의 구현예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 구현예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, one or more embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, implementations may be implemented in various different forms and are not limited to the embodiments described herein. Like reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.In the present specification, when a certain configuration "includes" other configurations, it means that other configurations may be further included rather than excluding other configurations unless otherwise specified.

본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다.In the present specification, when a certain component is "connected" with another component, this includes not only a case in which it is'directly connected', but also a case in which it is'connected with another component in the middle.'

본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.In this specification, the meaning that B is located on A means that B is located directly on A or B is located on A while another layer is located between them, and B is located so as to contact the surface of A. It is limited to that and is not interpreted.

본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.In the present specification, the term "combination of these" included in the expression of the Makushi form refers to a mixture or combination of one or more selected from the group consisting of the constituent elements described in the expression of the Makushi form, and the constituent elements It means to include one or more selected from the group consisting of.

본 명세서에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B"를 의미한다.In the present specification, the description of “A and/or B” means “A, B, or A and B”.

본 명세서에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 특별한 설명이 없는 한 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.In the present specification, terms such as “first”, “second” or “A” and “B” are used to distinguish the same terms from each other unless otherwise specified.

본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.In the present specification, the singular expression is interpreted as meaning including the singular or plural, which is interpreted in context, unless otherwise specified.

이하, 구현예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in more detail.

유도가열 방식을 적용하여 잉곳성장용기 내에서 잉곳을 성장시킬 시, 잉곳성장용기의 무게, 밀도, 열전도도, 전기저항 등의 특성이 잉곳 성장에 상당한 영향을 줄 수 있다. 또한, 복수 개의 잉곳성장용기들 중 각각의 잉곳성장용기마다 그 특성에 차이가 있는데, 비교적 쉽게 측정 가능한 무게만이 아니라 열전도도, 전기저항 특성 등에도 차이가 있고, 이러한 차이는 이를 활용해 성장시키는 잉곳의 성장 속도나 품질에 영향을 미칠 수 있다. 잉곳성장용기 자체의 열전도도, 전기저항 등의 특성은 직접 잉곳성장용기에 유도가열을 진행하면 확인할 수 있으나, 유도가열의 진행에는 상대적으로 오랜 시간이 소요되고, 잉곳성장용기 전체의 가열과 냉각 과정을 거쳐야 하므로 측정의 효율성이 떨어진다.When the ingot is grown in the ingot growth container by applying the induction heating method, characteristics such as weight, density, thermal conductivity, and electrical resistance of the ingot growth container can have a significant influence on the ingot growth. In addition, there is a difference in characteristics for each ingot growth container among the plurality of ingot growth containers, and there are differences in thermal conductivity and electrical resistance characteristics as well as relatively easily measurable weight. It can affect the growth rate or quality of the ingot. Characteristics such as thermal conductivity and electrical resistance of the ingot growth container itself can be checked by directly performing induction heating on the ingot growth container, but the induction heating process takes a relatively long time, and the heating and cooling process of the entire ingot growth container As it must go through, the efficiency of the measurement decreases.

발명자들은 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 사전에 비교적 간단한 방법으로 파악하여 잉곳 성장 시 충분한 재현성을 확보할 수 있도록 개발된, 잉곳성장용기 측정장치 및 잉곳성장용기 측정방법을 제시한다.The inventors propose an ingot growth container measuring device and an ingot growth container measuring method, developed to ensure sufficient reproducibility during ingot growth by grasping the electromagnetic properties of the ingot growth container in advance by a relatively simple method.

잉곳성장용기 측정장치(100a, 100b)Ingot growth vessel measuring device (100a, 100b)

일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정장치는,Ingot growth vessel measuring apparatus according to an embodiment,

권취된 도선을 포함하는 코일부(10); 그리고A coil unit 10 including a wound wire; And

상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단(300);을 포함하고,Including; measuring means 300 electrically connected to the coil unit,

상기 계측수단은 상기 코일부에 측정용 전원을 인가하여 잉곳성장용기(200)의 전자기적 물성을 측정한다.The measuring means measures the electromagnetic properties of the ingot growth container 200 by applying power for measurement to the coil part.

상기 전자기적 물성은 상기 잉곳성장용기(200)에 의하여 상기 코일부(10)에 발생하는 유도기전력의 변화량과 관련된 요소일 수 있다. 유도기전력은 자속의 변화에 의해 발생되는 기전력으로, 상기 코일부에 인가되는 측정용 전원이 교류전원일 경우, 발생되는 교번 자기장에 의해 상기 잉곳성장용기에 유도전류가 형성되고, 이로 인해 코일부에 유도기전력이 가해질 수 있다.The electromagnetic property may be a factor related to the amount of change in induced electromotive force generated in the coil unit 10 by the ingot growth container 200. The induced electromotive force is an electromotive force generated by a change in magnetic flux, and when the measurement power applied to the coil unit is an AC power source, an induced current is formed in the ingot growth vessel by the generated alternating magnetic field, and thus the coil unit Induced electromotive force can be applied.

상기 전자기적 물성은 또한 상기 잉곳성장용기(200)의 저항과 관련된 요소일 수 있다.The electromagnetic properties may also be a factor related to the resistance of the ingot growth vessel 200.

상기 전자기적 물성은 상기 계측수단(300)을 통해 특정 주파수 및 전압을 갖는 측정용 교류전원이 잉곳성장용기(200)가 내부에 수용된 코일부(10)에 인가될 시, 유도되는 것일 수 있다. 상기 측정용 교류전원의 주파수는 1 mHz 내지 200 kHz 일 수 있고, 10 Hz 내지 100 kHz 일 수 있다. 상기 측정용 교류전원의 전압은 5 mV 내지 5 V 일 수 있고, 10 mV 내지 5 V 일 수 있다. 상기 주파수 및 전압 범위에서 상기 코일부에 목적으로 하는 전자기적 물성이 나타나도록 효과적으로 유도할 수 있다.The electromagnetic properties may be induced when AC power for measurement having a specific frequency and voltage is applied to the coil unit 10 accommodated therein through the measuring means 300. The frequency of the AC power for measurement may be 1 mHz to 200 kHz, and may be 10 Hz to 100 kHz. The voltage of the AC power source for measurement may be 5 mV to 5 V, and may be 10 mV to 5 V. In the frequency and voltage range, it is possible to effectively induce the desired electromagnetic properties to appear in the coil unit.

상기 전자기적 물성은 일정 주파수 및 전압의 전원이 가해지는 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기의 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와 결정계수(R2)가 0.9 이상일 수 있고, 상기 결정계수는 0.95 이상일 수 있다. 상기 결정계수는 0.9999 이하일 수 있고, 0.999 이하일 수 있다. 또한, 상기 전자기적 물성은 상기 직류전류값과 선형적 관계일 수 있다. 상기 전자기적 물성이 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9 이상인 선형적 관계를 가지면, 잉곳 성장 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값이 유사한 값을 갖도록 잉곳성장용기를 선별할 수 있다. 또한, 상기 잉곳성장용기의 다른 물성(무게 등)을 고려하여 상기 잉곳성장용기를 통해 잉곳 성장 시 잉곳의 성장률 경향을 예측할 수 있고, 잉곳 성장의 재현성을 확보할 수 있다.The electromagnetic properties may have a DC current value of the ingot growth container or a factor related thereto and a crystal coefficient (R 2 ) of 0.9 or more when the ingot growth container is heated through an induction heating means to which power of a predetermined frequency and voltage is applied, and , The coefficient of determination may be 0.95 or more. The coefficient of determination may be 0.9999 or less, and may be 0.999 or less. In addition, the electromagnetic properties may have a linear relationship with the DC current value. If the electromagnetic properties have a linear relationship between the DC current value and the crystal coefficient of 0.9 or more, the ingot growth vessel may be selected so that the DC current flowing through the ingot growth vessel has a similar value during ingot growth. In addition, in consideration of other physical properties (weight, etc.) of the ingot growth container, it is possible to predict the growth rate trend of the ingot during ingot growth through the ingot growth container, and secure reproducibility of the ingot growth.

상기 전자기적 물성은 구체적으로 등가직렬저항(equivalent serial resistance), 등가직렬인덕턴스(equivalent serial inductance) 및 큐 인자(quality factor)로 이루어진 군 중 선택된 1종 이상일 수 있다. 통상 상기 등가직렬저항 또는 등가직렬인덕턴스는 커패시터 또는 인덕터가 포함된 회로의 특성 측정 시 사용되는 인자이나, 구현예에서는 잉곳성장용기가 수용된 코일부의 전자기적 물성을 측정하고자 상기 인자를 적용하였으며, 이를 통해 상기 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 측정하고자 하였다.Specifically, the electromagnetic properties may be at least one selected from the group consisting of equivalent serial resistance, equivalent serial inductance, and quality factor. Typically, the equivalent series resistance or equivalent series inductance is a factor used when measuring the characteristics of a circuit including a capacitor or an inductor, but in an embodiment, the factor was applied to measure the electromagnetic properties of the coil portion in which the ingot growth vessel was accommodated. Through this, it was intended to measure the electromagnetic properties of the ingot growth vessel.

상기 코일부(10)는 외측으로 인출된 인출선(12a, 12b)을 포함할 수 있고, 각각의 인출선은 상기 계측수단(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 인출선은 도선이 권취될 시 도선의 양단에 해당하는 것일 수 있다.The coil unit 10 may include lead lines 12a and 12b drawn outward, and each lead line may be electrically connected to the measuring means 300. The lead wire may correspond to both ends of the wire when the wire is wound.

상기 코일부(10)는 내측에 위치하는 수용공간(13)을 포함할 수 있다. 상기 수용공간의 길이(폭)은 100 mm 이상일 수 있고, 300 mm 이하일 수 있으나, 상기 잉곳성장용기가 수용되도록 하고 유도기전력을 가할 수 있는 길이라면 이에 제한하는 것은 아니다. 상기 코일부의 도선이 원형으로 권취될 시, 상기 수용공간(13)은 상기 잉곡성장용기의 밑면 또는 윗면과 대응되는 형상일 수 있고, 원형일 수 있다.The coil unit 10 may include an accommodation space 13 positioned inside. The length (width) of the accommodation space may be 100 mm or more and 300 mm or less, but is not limited thereto as long as the ingot growth container is accommodated and an induced electromotive force can be applied. When the conductor wire of the coil unit is wound in a circular shape, the receiving space 13 may have a shape corresponding to the bottom surface or the top surface of the ingok growth container, or may be circular.

상기 코일부(10)는 코일부 내부가 상기 잉곳성장용기(200)를 향하도록 배치할 수 있고, 상기 코일부에 측정용 교류전원을 인가 시 상기 잉곳성장용기에 전류가 유도될 수 있는 거리에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 코일부 내부의 비어있는 수용공간(13)에 잉곳성장용기가 수용되도록 배치될 수 있고, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 코일부와 잉곳성장용기가 소정 간격 이격된 상태일 수 있다. 즉, 상기 잉곳성장용기는 상기 코일부에 인가된 측정용 교류전원으로 유도되는 유도기전력이 미치는 범위 내에 배치될 수 있고, 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와 상기 전자기적 물성이 결정계수가 0.9 이상의 관계를 만족하도록 배치될 수 있다.The coil unit 10 may be disposed so that the inside of the coil unit faces the ingot growth container 200, and when an AC power for measurement is applied to the coil unit, a current may be induced in the ingot growth container. Can be placed. Specifically, the ingot growth container may be disposed to be accommodated in the empty accommodation space 13 inside the coil part, and as shown in FIGS. 5 and 6, the coil part and the ingot growth container are spaced apart by a predetermined distance. Can be That is, the ingot growth container may be disposed within a range of the induced electromotive force induced by the measuring AC power applied to the coil unit, and when the ingot growth container is heated through an induction heating means, the direct current flowing through the ingot growth container The current value or related factors and the electromagnetic properties may be arranged to satisfy a relationship of a crystal coefficient of 0.9 or more.

상기 코일부(10)는 도 5와 같이, 그 단면(AA′)이 상기 잉곳성장용기(200)의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께(Tx), 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향, 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께(Tz)를 가질 수 있다. 이때, 상기 코일부는 상기 x 방향 최대 두께가 상기 z 방향 두께와 같거나 큰 원환코일 형태일 수 있다.As shown in FIG. 5, the coil part 10 has a thickness (Tx) in the x direction measured in the x direction, in which the cross section AA′ is parallel to the bottom or top surface of the ingot growth vessel 200, and the ingot growth It may have a thickness (Tz) in the z direction measured in the side direction of the container and in the z direction perpendicular to the x direction. In this case, the coil part may be in the form of an annular coil having a maximum thickness in the x direction equal to or greater than the thickness in the z direction.

상기 코일부(10)의 x 방향 두께(Tx)는 상기 코일부 내에 수용된 잉곳성장용기의 외측으로 잉곳성장용기의 횡단면과 평행하게 발산하는 방향일 수 있다.The thickness (Tx) in the x direction of the coil unit 10 may be a direction that radiates outward from the ingot growing container accommodated in the coil unit in parallel with a cross section of the ingot growing container.

상기 코일부(10)가 상기 원환코일 형태일 시, x 방향 두께(Tx)는 상기 z 방향 두께(Tz) 대비 8 배 이상일 수 있고, 10 배 이상일 수 있다. 상기 x 방향 두께는 상기 z 방향 두께 대비 45 배 이하일 수 있고, 40 배 이하일 수 있다. 또한, 상기 코일부 도선의 권취횟수는 최초 권취도선(11)을 포함하여 5 회 이상일 수 있고, 45 회 이하일 수 있다. 상기 x 및 z 방향 두께 및 권취횟수를 만족하는 범위에서, 도선의 낭비 및 상기 결정계수의 저하를 방지할 수 있고, 더욱 신뢰성 있는 전자기적 물성 측정결과를 얻을 수 있다.When the coil part 10 is in the shape of the toroidal coil, the x-direction thickness Tx may be 8 times or more than the z-direction thickness Tz, and may be 10 times or more. The x-direction thickness may be 45 times or less than the z-direction thickness, and may be 40 times or less. In addition, the number of windings of the coil unit conductor may be 5 or more times including the first winding conductor 11, and may be 45 or less. In a range that satisfies the thickness and the number of windings in the x and z directions, it is possible to prevent wastage of the conductor wire and decrease in the crystal coefficient, and a more reliable electromagnetic property measurement result can be obtained.

상기 코일부(10)가 상기 원환코일 형태일 시, 상기 코일부의 내주면은 상기 잉곳성장용기(200)의 옆면(210)과 접할 수 있고, 상기 옆면과 소정 간격을 가질 수도 있다. 상기 코일부의 권취된 도선의 형상은 상기 잉곳성장용기의 옆면 형상과 실질적으로 동일할 수 있다.When the coil part 10 is in the shape of the toroidal coil, the inner circumferential surface of the coil part may contact the side surface 210 of the ingot growth container 200 and may have a predetermined distance from the side surface. The shape of the wound wire of the coil unit may be substantially the same as the shape of the side surface of the ingot growth container.

상기 코일부(10)가 상기 원환코일 형태일 시, 한 층의 원환코일이 마련되어 그 높이는 상기 도선의 두께와 동일할 수 있다. 상기 한 층의 원환코일은 최초 1회의 권취도선(11) 외주면을 따라 연속적으로 후속 도선이 권취되어 마련될 수 있으며, 최초 1회의 권취도선과 후속 권취도선은 동일 평면상에 위치할 수 있다. 동일 평면상에 상기 도선이 한 층으로 권취되어 원환코일이 마련된다 할지라도 일부 높이 편차가 발생할 수 있다.When the coil part 10 is in the shape of the toroidal coil, a layer of toroidal coils may be provided and the height may be the same as the thickness of the conducting wire. The toroidal coil of one layer may be provided by continuously winding subsequent conductors along the outer circumferential surface of the first winding conductor 11, and the first winding conductor and the subsequent winding conductor may be located on the same plane. Even if the conductor wire is wound in one layer on the same plane to form an annular coil, some height deviation may occur.

상기 코일부(10)가 상기 원환코일 형태일 시, 상기 한 층의 원환코일 상에 연속적으로 도선이 권취된 원환코일이 적층될 수도 있고, 원환코일 형태가 아닌 불규칙적으로 권취된 코일이 적층될 수도 있다.When the coil part 10 is in the shape of the toroidal coil, a toroidal coil in which a conductor is continuously wound on the one layer of toroidal coil may be stacked, or an irregularly wound coil instead of a toroidal coil may be stacked. have.

상기 코일부(10)가 상기 원환코일 형태일 시, 그 중심의 횡단면은 상기 잉곳성장용기(200)의 횡단면과 평행하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 코일부의 중심은 상기 잉곳성장용기의 최상부 또는 최하부에 배치될 수 있으나, 상기 코일부에 전자기적 물성이 유도되는 위치라면 이에 제한하는 것은 아니다.When the coil part 10 is in the shape of the toroidal coil, a cross-section of its center may be arranged to be parallel to the cross-section of the ingot growth container 200. In this case, the center of the coil unit may be disposed at the top or bottom of the ingot growth vessel, but the coil unit is not limited thereto as long as it is a position in which electromagnetic properties are induced.

또한, 상기 코일부는 도 6과 같이, 그 단면(BB′)이 상기 잉곳성장용기(200)의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께(Tx), 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향, 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께(Tz)를 가질 수 있다. 이때, 상기 z 방향 두께는 상기 x 방향 두께보다 큰 공심코일 형태일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the cross section BB′ is the thickness in the x direction (Tx) measured in the x direction, which is a direction parallel to the bottom or top surface of the ingot growth container 200, It may have a thickness (Tz) in the z direction measured in the lateral direction and in the z direction perpendicular to the x direction. In this case, the z-direction thickness may be in the form of an air core coil larger than the x-direction thickness.

상기 코일부(10)가 상기 공심코일 형태일 시, 상기 코일부의 내주면이 잉곳성장용기(200)의 옆면(210)에 접하도록 배치될 수 있고, 상기 잉곳성장용기와 소정 간격을 두며 코일부 내부에 수용되도록 배치될 수 있다.When the coil part 10 is in the form of the air core coil, the inner circumferential surface of the coil part may be disposed to contact the side surface 210 of the ingot growth container 200, and the coil part is spaced apart from the ingot growth container. It can be arranged to be accommodated inside.

상기 코일부(10)가 상기 공심코일 형태일 시, 코일부의 내주면 형상이 상기 잉곳성장용기 옆면(210) 형상과 대응되도록 할 수 있다.When the coil part 10 is in the form of the air core coil, the shape of the inner circumferential surface of the coil part may correspond to the shape of the side surface 210 of the ingot growth container.

상기 코일부(10)가 상기 공심코일 형태일 시, 상기 x 방향 두께(Tx)는 코일부 내부에 수용된 잉곳성장용기의 외측으로 잉곳성장용기의 횡단면과 평행하게 발산하는 방향일 수 있다.When the coil part 10 is in the form of the air core coil, the x-direction thickness Tx may be a direction that radiates outward from the ingot growth container accommodated in the coil part in parallel with the cross section of the ingot growth container.

상기 코일부(10)가 상기 공심코일 형태일 시, 상기 z 방향 두께(Tz)는 상기 x 방향 두께(Tx) 대비 5 배 이상일 수 있고, 10 배 이상일 수 있다. 상기 z 방향 두께는 상기 x 방향 두께 대비 50 배 이하일 수 있고, 40 배 이하일 수 있다. 또한, 상기 코일부 도선의 권취횟수는 10 회 이상일 수 있고, 12 회 이상일 수 있고, 15회 이상일 수 있다. 상기 도선의 권취횟수는 50 회 이하일 수 있고, 45 회 이하일 수 있고, 40 회 이하일 수 있다. 상기 두께 및 권취횟수 범위를 갖는 코일부를 통해, 상기 전자기적 물성 측정 신뢰도를 높이도록 하고, 도선의 낭비를 최소화하도록 하며, 상기 결정계수 값이 0.9 이상이 되도록 할 수 있다.When the coil part 10 is in the form of the air core coil, the z-direction thickness Tz may be 5 times or more than the x-direction thickness Tx, and may be 10 times or more. The z-direction thickness may be 50 times or less than the x-direction thickness, and may be 40 times or less. In addition, the number of windings of the conductor wire of the coil unit may be 10 or more, 12 or more, and 15 or more. The number of turns of the wire may be 50 or less, 45 or less, and 40 or less. Through the coil unit having the thickness and the number of windings in the range, the reliability of measuring the electromagnetic properties is increased, the waste of the wire is minimized, and the coefficient of determination may be 0.9 or more.

상기 코일부(10)의 도선은 50 가닥 이상, 2000 가닥 이하의 소선을 꼬아 형성된 선을 피복하여 마련될 수 있고, 상기 소선 또한 피복된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 도선은 리츠선(litz wire)일 수 있다. 상기 소선의 직경은 0.05 mm 이상일 수 있고, 0.08 mm 이상일 수 있다. 상기 소선의 직경은 0.2 mm 이하일 수 있고, 0.125 mm 이하일 수 있다. 상기 가닥 및 직경 범위에서 도선의 가공과정이 간소화될 수 있고, 표피효과로 인한 에너지 손실을 최소화할 수 있다.The conductor wire of the coil unit 10 may be provided by covering a wire formed by twisting 50 or more and 2000 or less wires, and the wire may also be coated. Specifically, the conducting wire may be a litz wire. The diameter of the wire may be 0.05 mm or more, and may be 0.08 mm or more. The diameter of the wire may be 0.2 mm or less, and may be 0.125 mm or less. In the range of the strands and diameters, the process of processing the wire can be simplified, and energy loss due to the skin effect can be minimized.

상기 도선의 직경은 상기 잉곳성장용기의 둘레, 상기 소선의 직경 및 가닥 수에 따라 달라질 수 있다.The diameter of the conducting wire may vary depending on the circumference of the ingot growth vessel, the diameter of the wire, and the number of strands.

상기 잉곳성장용기(200)는 횡단면이 일정한 통 형상일 수 있고, 외경(Do)이 일정한 형상일 수 있고, 외경(Do)과 내경을 가지며 내부공간을 포함하되 상부가 개방된 형태일 수 있다.The ingot growth vessel 200 may have a cylindrical shape having a constant cross section, a constant outer diameter Do, an outer diameter Do and an inner diameter, and may include an inner space, but may have an open top.

상기 잉곳성장용기(200)의 옆면은 둘레길이를 가질 수 있고, 상기 둘레길이(mm)와 상기 코일부(10)의 도선들의 단면적(mm2)의 비율은 100:1.57 내지 161일 수 있고, 100:2.35 내지 121일 수 있다. 상기 코일부의 도선들의 단면적이란 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 코일부를 이루는 도선들 각각의 단면적들에서 피복부를 제외한 도선부의 합을 의미하고, 상기 코일부의 중심으로부터 외부로 향하는 어느 한 면의 영역에서 상기 도선들 각각의 단면적들의 합일 수 있다. 또한, 상기 잉곳성장용기의 옆면 둘레길이(mm)와 상기 도선의 두께(mm) 비율은 100:0.194 내지 1.09일 수 있고, 100:0.291 내지 0.82일 수 있다. 상기 비율 범위에서 목적으로 하는 잉곳성장용기의 전자기적 물성이 용이하게 측정되도록 할 수 있고, 측정된 전자기적 물성이 상기 직류전류 값과 결정계수(R2)가 0.9 이상인 선형적 관계를 이루도록 할 수 있다.The side surface of the ingot growth container 200 may have a circumferential length, and a ratio of the circumferential length (mm) to the cross-sectional area (mm 2 ) of the conductors of the coil unit 10 may be 100:1.57 to 161, and 100:2.35 to 121. The cross-sectional area of the conductive wires of the coil part means the sum of the conductive wire parts excluding the covering part from the cross-sectional areas of each of the wires forming the coil part, as shown in FIGS. It may be the sum of cross-sectional areas of each of the conductors in a region on one side. In addition, the ratio of the circumferential length (mm) of the side surface of the ingot growth vessel to the thickness (mm) of the conductive wire may be 100:0.194 to 1.09, and 100:0.291 to 0.82. In the above ratio range, the electromagnetic properties of the target ingot growth vessel can be easily measured, and the measured electromagnetic properties can achieve a linear relationship with the DC current value and the coefficient of determination (R 2) of 0.9 or more. have.

상기 잉곳성장용기(200)는 잉곳 성장용 흑연 도가니일 수 있고, 탄화규소 잉곳 성장용 흑연 도가니일 수 있다.The ingot growth vessel 200 may be a graphite crucible for ingot growth, or a graphite crucible for silicon carbide ingot growth.

상기 계측수단(300)은 내부에 잉곳성장용기가 수용된 상기 코일부에 기술한 주파수 및 전압의 교류전원을 인가할 수 있고, 상기 교류전원을 인가 시 유도되는 등가직렬저항, 등가직렬인덕턴스, 큐 인자 등을 측정할 수 있다. 상기 계측수단은 구체적으로 LCR 미터일 수 있다.The measuring means 300 may apply AC power of the frequency and voltage described to the coil unit in which the ingot growth container is accommodated, and equivalent series resistance, equivalent series inductance, and queue factor induced when the AC power is applied. Etc. can be measured. Specifically, the measuring means may be an LCR meter.

잉곳성장용기 측정방법Method of measuring ingot growth vessel

일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정방법은,Ingot growth container measurement method according to an embodiment,

권취된 도선을 포함하는 코일부에 잉곳성장용기를 배치하는 배치단계;An arrangement step of arranging an ingot growth vessel in a coil portion including a wound wire;

상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단을 통해 상기 코일부에 측정용 전원을 인가하고, 상기 코일부에 유도되는 전자기적 물성을 측정하는 측정단계;를 포함한다.And a measuring step of applying power for measurement to the coil unit through measuring means electrically connected to the coil unit, and measuring electromagnetic properties induced in the coil unit.

일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정방법에 있어서, 상기 배치단계는 상기 코일부에 피측정물인 잉곳성장용기를 배치하는 단계이다.In the method for measuring an ingot growth container according to an embodiment, the arranging step is a step of disposing an ingot growth container, which is an object to be measured, in the coil part.

상기 배치단계는 상기 코일부 내부가 상기 잉곳성장용기를 향하도록 배치할 수 있고, 상기 코일부에 측정용 교류전원을 인가 시 상기 잉곳성장용기에 전류가 유도될 수 있는 거리에 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 코일부 내부의 비어있는 수용공간에 잉곳성장용기가 수용되도록 배치할 수 있고, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 코일부와 잉곳성장용기가 소정 간격 이격되도록 배치할 수 있다. 즉, 상기 잉곳성장용기는 상기 코일부에 인가되는 측정용 교류전원으로 유도되는 요도기전력이 미치는 범위 내에 배치될 수 있고, 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와 상기 전자기적 물성이 결정계수가 0.9 이상의 선형적 관계를 만족하도록 배치될 수 있다.The arranging step may be arranged so that the inside of the coil part faces the ingot growth container, and when an AC power for measurement is applied to the coil part, it may be disposed at a distance at which current can be induced in the ingot growth container. Specifically, the ingot growth container may be disposed to be accommodated in the empty accommodation space inside the coil part, and the coil part and the ingot growth container may be disposed to be spaced apart by a predetermined distance as shown in FIGS. 5 and 6. That is, the ingot growth vessel may be disposed within the range of the urinary electromotive force induced by the measuring AC power applied to the coil unit, and the direct current flowing through the ingot growth vessel when the ingot growth vessel is heated through an induction heating means. The current value or related factors and the electromagnetic properties may be arranged to satisfy a linear relationship with a coefficient of determination of 0.9 or more.

상기 배치단계의 코일부는 기술한 바와 동일하다.The coil part in the arrangement step is the same as described above.

상기 배치단계에서 상기 코일부가 상기 원환코일 형태일 시, 상기 코일부의 내주면은 상기 잉곳성장용기의 옆면과 접할 수 있고, 상기 옆면과 소정 간격을 가질 수도 있다.In the arrangement step, when the coil part is in the shape of the toroidal coil, the inner circumferential surface of the coil part may contact the side surface of the ingot growth container, and may have a predetermined distance from the side surface.

상기 배치단계에서 상기 코일부가 상기 공심코일 형태일 시, 상기 코일부의 내주면은 상기 잉곳성장용기의 옆면과 접할 수 있고, 상기 옆면과 소정 간격을 두며 코일부 내부 수용공간에 배치되도록 할 수 있다.In the arrangement step, when the coil part is in the form of the air core coil, the inner circumferential surface of the coil part may be in contact with the side surface of the ingot growth container, and may be disposed in the receiving space inside the coil part at a predetermined distance from the side surface.

상기 배치단계의 잉곳성장용기 및 이와 코일부와의 관계는 기술한 바와 동일하다.The relationship between the ingot growth container and the coil unit in the arrangement step is the same as described above.

일 실시예에 따른 잉곳성장용기 측정방법에 있어서, 상기 측정단계는 상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단을 통해, 특정 주파수 및 전압의 측정용 교류전원을 인가하고, 상기 코일부에 유도되는 전자기적 물성을 측정하는 단계이다.In the measuring method of the ingot growth vessel according to an embodiment, the measuring step is to apply an AC power source for measuring a specific frequency and voltage through a measuring means electrically connected to the coil unit, and electromagnetically induced in the coil unit. This is the step of measuring physical properties.

상기 측정단계의 전자기적 물성은 상기 잉곳성장용기에 의하여 상기 코일부에 발생하는 유도기전력의 변화와 관련된 요소 또는 상기 잉곳성장용기의 저항과 관련된 요소를 포함할 수 있고, 기술한 바와 동일하다.The electromagnetic properties of the measuring step may include an element related to a change in induced electromotive force generated in the coil unit by the ingot growing container or an element related to resistance of the ingot growing container, and are the same as described above.

상기 측정단계의 전자기적 물성은 일정 주파수 및 전압의 전원이 가해지는 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와 결정계수(R2)가 0.9 이상의 선형적 관계일 수 있고, 기술한 바와 동일하다.The electromagnetic properties of the measuring step are the DC current value flowing through the ingot growth container when the ingot growth container is heated through an induction heating means to which a power of a certain frequency and voltage is applied, or a factor related thereto and a crystal coefficient (R 2 ). It may be a linear relationship of 0.9 or more, and is the same as described.

상기 측정단계의 측정용 교류전원의 조건은 기술한 바와 동일할 수 있다.The conditions of the AC power source for measurement in the measurement step may be the same as described above.

잉곳성장용기(200)Ingot growth container (200)

일 실시예에 따른 잉곳성장용기(200)는,Ingot growth container 200 according to an embodiment,

흑연을 포함하고,Including graphite,

원환코일형 잉곳성장용기 측정장치(100a)에 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가하여 측정한 등가직렬저항 값이 1.5 Ω 내지 7.3 Ω일 수 있다.An equivalent series resistance value measured by applying an AC power of 100 kHz and 0.1 A to the toroidal coil-type ingot growth vessel measuring apparatus 100a may be 1.5 Ω to 7.3 Ω.

상기 원환코일형 잉곳성장용기 측정장치(100a)는, 기술한 바와 같이 원환코일 형태의 코일부(10)가 포함된 잉곳성장용기 측정장치일 수 있다.The toroidal coil-type ingot growth container measuring device 100a may be an ingot growth container measuring device including the toroidal coil-shaped coil unit 10 as described above.

상기 원환코일 형태의 코일부(10)는 도 5에 도시한 바와 같이 그 단면(AA′)이 상기 잉곳성장용기(200)의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께(Tx), 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향, 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께(Tz)를 가질 수 있다. 이때, 상기 코일부는 상기 x 방향 최대 두께가 상기 z 방향 두께와 같거나 클 수 있다. 구체적으로, 상기 코일부의 상기 x 방향 두께:상기 z 방향 두께 비는 1:14일 수 있고, 권취횟수는 14 회일 수 있다. 상기 코일부를 이루는 도선은 0.1 mm 직경의 소선이 750 가닥 꼬여 피복된 3.5 mm 직경의 리츠선일 수 있다.As shown in FIG. 5, the toroidal coil-shaped coil portion 10 has a thickness in the x direction measured in the x direction in which the cross section AA′ is parallel to the bottom or top surface of the ingot growth vessel 200 ( Tx), a side surface direction of the ingot growth container, and a z-direction thickness (Tz) measured in a z-direction perpendicular to the x-direction. In this case, the maximum thickness in the x direction may be equal to or greater than the thickness in the z direction. Specifically, the x-direction thickness of the coil part: the z-direction thickness ratio may be 1:14, and the number of windings may be 14 times. The conducting wire forming the coil part may be a 3.5 mm diameter Litz wire coated by twisting 750 strands of 0.1 mm diameter wire.

상기 잉곳성장용기(200)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 횡단면이 일정한 통 형상일 수 있고, 외경(Do)이 일정한 형상일 수 있고, 외경(Do)과 내경을 가지며 내부공간을 포함하되 상부가 개방된 형태일 수 있다.1 and 2, the ingot growth vessel 200 may have a cylindrical shape having a constant cross section, an outer diameter Do may be a constant shape, have an outer diameter Do and an inner diameter, and have an inner space. Included, but may have an open top.

상기 잉곳성장용기(200)의 외경(Do)이 200 mm 내지 220 mm이고, 외경에서 내경 방향으로 두께가 10 mm 내지 30 mm인 경우, 상기 잉곳성장용기가 코일부(10) 내부에 접하며 수용된 상태에서 상기 원한코일형 잉곳성장용기 측정장치로 측정한 등가직렬저항(Rs) 값은 2.25 Ω 내지 4.56 Ω일 수 있고, 2.7 Ω 내지 4.02 Ω 일 수 있으며, 2.99 Ω 내지 3.65 Ω 일 수 있다. 또한, 상기 원한코일형 잉곳성장용기 측정장치로 측정한 등가직렬인덕턴스(Ls) 값은 27.44 μH 내지 47.83 μH일 수 있고, 32.93 μH 내지 42.09 μH일 수 있으며, 36.59 μH 내지 38.26 μH일 수 있다. 상기 측정된 등가직렬저항 값 또는 등가직렬인덕턴스 값은, 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와의 결정계수(R2)가 0.9 이상인 선형적 관계일 수 있다. 이를 통해, 상기 측정된 잉곳성장용기는 측정 결과값에 따라 잉곳성장 시 유사한 직류전류 값을 나타낼 수 있도록 선별될 수 있다.When the outer diameter (Do) of the ingot growth container 200 is 200 mm to 220 mm, and the thickness is 10 mm to 30 mm in the direction from the outer diameter to the inner diameter, the ingot growth container is in contact with the inside of the coil part 10 and is accommodated. The equivalent series resistance (Rs) value measured by the desired coil-type ingot growth vessel measuring device may be 2.25 Ω to 4.56 Ω, 2.7 Ω to 4.02 Ω, and 2.99 Ω to 3.65 Ω. In addition, the equivalent serial inductance (Ls) value measured by the desired coil-type ingot growth vessel measuring device may be 27.44 μH to 47.83 μH, 32.93 μH to 42.09 μH, and 36.59 μH to 38.26 μH. The measured equivalent series resistance value or equivalent series inductance value is a DC current value flowing through the ingot growth container when heating the ingot growth container through an induction heating means, or a coefficient of determination (R 2 ) of 0.9 or more with an element related thereto. It can be a linear relationship. Through this, the measured ingot growth container may be selected to display a similar DC current value during ingot growth according to the measurement result value.

또한, 일 실시예에 따른 잉곳성장용기(200)는,In addition, the ingot growth container 200 according to an embodiment,

흑연을 포함하고,Including graphite,

공심코일형 잉곳성장용기 측정장치(100b)에 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가하여 측정한 등가직렬저항 값이 3.50 Ω 내지 7.24 Ω일 수 있다.The equivalent series resistance value measured by applying an AC power of 100 kHz and 0.1 A to the air core coil-type ingot growth vessel measuring apparatus 100b may be 3.50 Ω to 7.24 Ω.

상기 공심코일형 잉곳성장용기 측정장치(100b)는, 기술한 바와 같이 공심코일 형태의 코일부(10)가 포함된 잉곳성장용기 측정장치일 수 있다.The air core coil-type ingot growth vessel measuring apparatus 100b may be an ingot growth vessel measuring apparatus including the air core coil-shaped coil portion 10 as described above.

상기 공심코일 형태의 코일부(10)는 도 6에 도시한 바와 같이 그 단면(BB′)이 상기 잉곳성장용기(200)의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께(Tx), 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향, 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께(Tz)를 가질 수 있다. 이때, 상기 z 방향 두께는 상기 x 방향 두께보다 클 수 있다. 구체적으로, z 방향 두께:상기 x 방향 두께 비는 1:27일 수 있고, 권취횟수는 27 회 일 수 있다. 상기 코일부를 이루는 도선은 0.1 mm 직경의 소선이 750 가닥 꼬여 피복된 3.5 mm 직경의 리츠선일 수 있다.As shown in FIG. 6, the air core coil-shaped coil portion 10 has a thickness in the x direction measured in the x direction in which the cross section BB′ is parallel to the bottom or top surface of the ingot growth vessel 200 ( Tx), a side surface direction of the ingot growth container, and a z-direction thickness (Tz) measured in a z-direction perpendicular to the x-direction. In this case, the z-direction thickness may be greater than the x-direction thickness. Specifically, the z-direction thickness: the x-direction thickness ratio may be 1:27, and the number of windings may be 27 times. The conducting wire forming the coil part may be a 3.5 mm diameter Litz wire coated by twisting 750 strands of 0.1 mm diameter wire.

상기 잉곳성장용기(200)의 구체적 형태는 기술한 바와 같다.The specific shape of the ingot growth container 200 is as described.

상기 잉곳성장용기(200)의 외경(Do)이 200 mm 내지 220 mm이고, 외경에서 내경 방향으로 두께가 10 mm 내지 30 mm인 경우, 상기 잉곳성장용기가 코일부(10) 내부에 접하며 수용된 상태에서 상기 원한코일형 잉곳성장용기 측정장치로 측정한 등가직렬저항(Rs) 값은 3.50 Ω 내지 7.24 Ω일 수 있고, 4.19 Ω 내지 6.37 Ω 일 수 있으며, 4.65 Ω 내지 5.79 Ω 일 수 있다. 또한, 상기 원환코일형 잉곳성장용기 측정장치로 측정한 등가직렬인덕턴스(Ls) 값은 74.42 μH 내지 120.6 μH일 수 있고, 89.30 μH 내지 111.67 μH일 수 있으며, 99.22 μH 내지 101.52 μH일 수 있다. 상기 등가직렬저항 값 또는 등가직렬인덕턴스 값은 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와의 결정계수(R2)가 0.9 이상인 선형적 관계일 수 있다. 이를 통해, 상기 측정된 잉곳성장용기는 측정 결과값에 따라 잉곳성장 시 유사한 직류전류 값을 나타낼 수 있도록 선별될 수 있다.When the outer diameter (Do) of the ingot growth container 200 is 200 mm to 220 mm, and the thickness is 10 mm to 30 mm in the direction from the outer diameter to the inner diameter, the ingot growth container is in contact with the inside of the coil part 10 and is accommodated. The equivalent series resistance (Rs) value measured by the desired coil-type ingot growth vessel measuring device may be 3.50 Ω to 7.24 Ω, 4.19 Ω to 6.37 Ω, and 4.65 Ω to 5.79 Ω. In addition, the equivalent serial inductance (Ls) value measured by the toroidal coil-type ingot growth vessel measuring device may be 74.42 μH to 120.6 μH, 89.30 μH to 111.67 μH, and 99.22 μH to 101.52 μH. The equivalent series resistance value or equivalent series inductance value is a linear relationship in which the DC current flowing through the ingot growth container when heating the ingot growth container through an induction heating means or a coefficient of determination (R 2 ) with the related element is 0.9 or more. Can be Through this, the measured ingot growth container may be selected to display a similar DC current value during ingot growth according to the measurement result value.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

원환코일 형태의 코일부(10)가 구비된 잉곳성장용기 측정장치(100a) 준비Preparation of an ingot growth vessel measuring device 100a provided with a coil part 10 in the form of an annular coil

도 1에 도시한 바와 같이, 잉곳성장용기로 외경(Do)이 210 mm, 내경이 190 mm인 흑연 도가니를 준비하고, 원환코일 내주면이 상기 도가니의 외주면과 접하고, 14 회의 도선 권취횟수를 가지며, 동일 평면상에 위치하도록 하는 원환코일 형태의 코일부를 마련하였다. 상기 도선은 0.1 mm 직경의 소선이 750 가닥 꼬여 피복된 3.5 mm 직경의 리츠선을 사용하였다. 상기 원환코일의 내경은 210 mm, 외경은 325 mm이었고, 상기 도가니의 저면과 평행한 방향인, 상기 원환코일의 x 방향 두께는 잉곳성장용기 옆면 높이방향과 평행한 z 방향 두께 대비 14 배 였다. 또한, 상기 도가니의 둘레길이와 리츠선의 직경 비율은 100:0.58이었다.As shown in Fig. 1, a graphite crucible having an outer diameter (Do) of 210 mm and an inner diameter of 190 mm is prepared as an ingot growth container, and the inner peripheral surface of the annular coil is in contact with the outer peripheral surface of the crucible, and has a number of windings of the conductor wire 14 times, A coil part in the form of an annular coil to be positioned on the same plane was provided. The lead wire was a 3.5 mm diameter Litz wire coated by twisting 750 strands of 0.1 mm diameter wire. The inner diameter of the annular coil was 210 mm, the outer diameter was 325 mm, and the thickness in the x direction of the annular coil, which is a direction parallel to the bottom surface of the crucible, was 14 times the thickness in the z direction parallel to the height direction of the side surface of the ingot growth vessel. In addition, the ratio of the circumferential length of the crucible to the diameter of the Litz wire was 100:0.58.

상기 원환코일을 이루는 리츠선의 양단부인 인출선(12a, 12b)을 LCR 미터(HIOKI 3522-50)와 연결하였고, 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가 시 상기 코일부의 전자기적 물성(등가직렬저항, 등가직렬인덕턴스, 큐 인자 중 어느 하나) 값이 0이 되도록 영점을 조정하였다. 상기 영점 조정 전 상기 코일부의 등가직렬인덕턴스 값은 35.1 uH이었고, 등가직렬저항은 51.1 mΩ이었다.Lead wires 12a, 12b, which are both ends of the Ritz wire forming the annular coil, were connected to an LCR meter (HIOKI 3522-50), and when AC power of 100 kHz and 0.1 A is applied, the electromagnetic properties of the coil part (equivalent series The zero point was adjusted so that the value of any one of resistance, equivalent series inductance, and cue factor) became 0. Before the zero point adjustment, the equivalent series inductance value of the coil part was 35.1 uH, and the equivalent series resistance was 51.1 mΩ.

공심코일 형태의 코일부(10)가 구비된 잉곳성장용기 측정장치(100b) 준비Preparation of an ingot growth vessel measuring device (100b) equipped with an air core coil-shaped coil part (10)

잉곳성장용기로 외경(Do)이 210 mm, 내경이 190 mm인 흑연 도가니를 준비하고, 공심코일 형태이고, 내주면이 상기 도가니의 외주면과 실질적으로 접하면서 대응되도록 하며, 27 회의 도선 권취횟수를 갖는 코일부를 마련하였다. 상기 도선은 0.1 mm 직경의 소선이 750 가닥 꼬여 피복된 3.5 mm 직경의 리츠선을 사용하였다. 상기 공심코일의 내경은 211 mm, 외경은 224 mm였고, 상기 잉곳성장용기의 옆면 높이방향과 평행한, 상기 공심코일의 z 방향 두께는 상기 도가니의 저면과 평행한 x 방향 두께 대비 27 배 였다. 또한, 상기 도가니의 둘레길이와 리츠선의 직경 비율은 100:0.58이었다.A graphite crucible having an outer diameter (Do) of 210 mm and an inner diameter of 190 mm is prepared as an ingot growth vessel, and the inner circumferential surface is in contact with the outer circumferential surface of the crucible substantially and corresponds to it. A coil part was provided. The lead wire was a 3.5 mm diameter Litz wire coated by twisting 750 strands of 0.1 mm diameter wire. The inner diameter of the air core coil was 211 mm, the outer diameter was 224 mm, and the thickness of the air core coil in the z direction parallel to the height direction of the side surface of the ingot growth vessel was 27 times the thickness in the x direction parallel to the bottom surface of the crucible. In addition, the ratio of the circumferential length of the crucible to the diameter of the Litz wire was 100:0.58.

상기 공심코일을 이루는 리츠선 양단부인 인출선(12a, 12b)을 LCR 미터(HIOKI 3522-50)와 연결하였고, 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가 시 상기 코일부의 전자기적 물성(등가직렬저항, 등가직렬인덕턴스, 큐 인자 중 어느 하나) 값이 0이 되도록 영점을 조정하였다. 상기 영점 조정 전 상기 코일부의 등가직렬인덕턴스 값은 131 uH이었고, 등가직렬저항은 1.03 mΩ이었다.Lead wires 12a and 12b, which are both ends of the Ritz wire forming the air core coil, were connected to an LCR meter (HIOKI 3522-50), and when AC power of 100 kHz and 0.1 A is applied, the electromagnetic properties of the coil part (equivalent series The zero point was adjusted so that the value of any one of resistance, equivalent series inductance, and cue factor) became 0. Before the zero point adjustment, the equivalent series inductance value of the coil part was 131 uH, and the equivalent series resistance was 1.03 mΩ.

잉곳성장용기의 전자기적 물성 측정 1Measurement of electromagnetic properties of ingot growth vessel 1

내부공간을 가지고, 외경(Do) 105 mm를 갖고, 표 1 및 표 2의 무게를 갖는 원통형의 흑연 잉곳성장용기(200)의 외주면 최하부에, 상기 준비된 잉곳성장용기 측정장치(100a)에서 원환코일 형태의 코일부 내주면이 도 1과 같이 접하도록 하였다. LCR 미터를 통해 상기 코일부에 100 kHz, 0.1 A의 교류전원을 인가하고, 유도되는 등가직렬저항(Rs), 등가직렬인덕턴스(Ls) 및 큐 인자(Q)를 측정하였다. 측정 소요시간은 대략 20초였다.At the bottom of the outer circumferential surface of the cylindrical graphite ingot growth container 200 having an inner space, an outer diameter (Do) of 105 mm, and having the weight of Table 1 and Table 2, a circular coil in the prepared ingot growth container measuring device 100a The inner circumferential surface of the coil part of the shape was brought into contact as shown in FIG. 1. An AC power of 100 kHz, 0.1 A was applied to the coil through an LCR meter, and the induced equivalent series resistance (Rs), equivalent series inductance (Ls), and queue factor (Q) were measured. The measurement time required was approximately 20 seconds.

잉곳성장용기의 전자기적 물성 측정 2Measurement of electromagnetic properties of ingot growth vessel 2

상기 측정 1의 잉곳성장용기(200)를 상기 준비된 잉곳성장용기 측정장치(100b)에서 공심코일 형태의 코일부 내부에 소정 간격(52.5 mm)으로 수용되도록 하였다. LCR 미터를 통해 상기 코일부에 100 kHz, 0.1 A의 교류전원을 인가하고, 유도되는 등가직렬저항(Rs), 등가직렬인덕턴스(Ls) 및 큐 인자(Q)를 측정하였다. 측정 소요시간은 대략 20초였다.The ingot growth container 200 of Measurement 1 was accommodated at a predetermined interval (52.5 mm) inside the coil part in the form of an air core in the prepared ingot growth container measuring apparatus 100b. An AC power of 100 kHz, 0.1 A was applied to the coil through an LCR meter, and the induced equivalent series resistance (Rs), equivalent series inductance (Ls), and queue factor (Q) were measured. The measurement time required was approximately 20 seconds.

측정된 잉곳성장용기를 통한 탄화규소 잉곳 성장, 성장률 측정Silicon carbide ingot growth and growth rate measurement through the measured ingot growth vessel

표 1 및 표 2의 잉곳성장용기 내부공간 하부에 탄화규소 원료를 장입하였고, 상부에 탄화규소 종자정을 배치하였다. 상기 잉곳성장용기를 밀폐하고, 그 외부를 가열 코일이 구비된 반응챔버 내에 배치하였다.A silicon carbide raw material was charged in the lower portion of the inner space of the ingot growth vessel of Tables 1 and 2, and a silicon carbide seed crystal was disposed on the upper portion. The ingot growth vessel was sealed, and the outside thereof was placed in a reaction chamber equipped with a heating coil.

상기 잉곳성장용기 내부공간을 감압하여 진공 분위기로 조절하고, 아르곤 가스를 주입하여 상기 내부공간이 대기압에 도달하도록 한 다음, 다시 내부공간을 감압시켰다. 동시에, 상기 가열코일에 전원을 인가하여 내부공간의 온도를 5~10 ℃/min의 승온 속도로 2500 ℃의 온도까지 승온시켰고, 5 torr의 압력 조건 하에서 100 시간 동안 탄화규소 원료와 대향하는 탄화규소 종자정 면에 탄화규소 잉곳을 성장시켰다. 이때, 잉곳성장용기의 직류전류 값과 잉곳 성장률은, 성장장비를 이용하여 성장공정시 잉곳성장용기의 하부온도 기준 2200~2400 ℃ 내에서 잉곳 성장공정과 동일한 전원을 인가하여 측정 및 확인하였다.The internal space of the ingot growth vessel was decompressed to adjust to a vacuum atmosphere, and argon gas was injected to allow the internal space to reach atmospheric pressure, and then the internal space was depressurized again. At the same time, power was applied to the heating coil to raise the temperature of the internal space to a temperature of 2500 ℃ at a heating rate of 5 to 10 ℃/min, and silicon carbide facing the silicon carbide raw material for 100 hours under a pressure condition of 5 torr. A silicon carbide ingot was grown on the seed face. At this time, the DC current value and the ingot growth rate of the ingot growth container were measured and confirmed by applying the same power as the ingot growth process within 2200 ~ 2400 °C based on the lower temperature of the ingot growth container during the growth process using the growth equipment.

구분division 무게(g)Weight(g) 원환코일에 유도된 값Value induced in toroidal coil 공심코일에 유도된 값Value induced in the air core coil 직류
전류
(A)direct current
electric current
(A) 성장률
(mm/hr)Growth rate
(mm/hr) Ls(uH)Ls(uH) Rs(Ω)Rs(Ω) QQ Ls(uH)Ls(uH) Rs(Ω)Rs(Ω) QQ 실시예 1Example 1 55545554 37.1537.15 3.453.45 6.766.76 100.38100.38 5.325.32 11.8411.84 4141 153153 실시예 2Example 2 55565556 37.4337.43 3.373.37 6.966.96 100.3100.3 5.295.29 11.8911.89 4040 150150 실시예 3Example 3 56005600 37.7737.77 3.23.2 7.47.4 100.85100.85 4.994.99 12.6812.68 3737 164164 실시예 4Example 4 57325732 37.9937.99 3.083.08 7.747.74 101.08101.08 4.824.82 13.1613.16 3636 142142 실시예 5Example 5 57625762 38.0638.06 3.093.09 7.747.74 101.19101.19 4.834.83 13.1413.14 3636 138138 실시예 6Example 6 57705770 38.0438.04 3.083.08 7.767.76 101.32101.32 4.774.77 13.3313.33 3636 159159 실시예 7Example 7 57745774 38.0838.08 3.073.07 7.787.78 101.32101.32 4.784.78 13.3213.32 3636 124124 실시예 8Example 8 57765776 38.0238.02 3.073.07 7.777.77 101.34101.34 4.794.79 13.2713.27 3636 158158 실시예 9Example 9 57845784 38.1138.11 3.033.03 7.897.89 101.45101.45 4.714.71 13.5113.51 35.535.5 147147 실시예 10Example 10 57885788 37.9637.96 3.073.07 7.777.77 101.4101.4 4.764.76 13.3713.37 3636 165165 실시예 11Example 11 58085808 38.2138.21 2.992.99 88 101.47101.47 4.664.66 13.6613.66 3535 148148 실시예 12Example 12 58085808 38.2638.26 33 8.038.03 101.52101.52 4.674.67 13.6513.65 34.534.5 159159 실시예 13Example 13 58105810 38.1938.19 33 7.987.98 101.46101.46 4.674.67 13.6213.62 3535 138138 실시예 14Example 14 58385838 36.8236.82 3.653.65 6.336.33 99.4199.41 5.795.79 10.7710.77 4444 116116 실시예 15Example 15 58425842 38.0838.08 3.043.04 7.877.87 101.43101.43 4.694.69 13.5713.57 3535 137137

(Ls:등가직렬인덕턴스, Rs:등가직렬저항, Q:큐 인자)(Ls: equivalent series inductance, Rs: equivalent series resistance, Q: queue factor)

구분division 무게(g)Weight(g) 원환코일에 유도된 값Value induced in toroidal coil 공심코일에 유도된 값Value induced in the air core coil 직류
전류
(A)direct current
electric current
(A) 성장률
(mm/hr)Growth rate
(mm/hr) Ls(uH)Ls(uH) Rs(Ω)Rs(Ω) QQ Ls(uH)Ls(uH) Rs(Ω)Rs(Ω) QQ 실시예 16Example 16 58425842 36.5936.59 3.73.7 6.216.21 99.3899.38 5.795.79 10.7710.77 4343 121121 실시예 17Example 17 58445844 36.6936.69 3.73.7 6.246.24 99.3899.38 5.85.8 10.7610.76 4444 113113 실시예 18Example 18 58565856 38.1438.14 3.043.04 7.877.87 101.41101.41 4.674.67 13.6313.63 3535 138138 실시예 19Example 19 58665866 38.1538.15 3.023.02 7.927.92 101.52101.52 4.654.65 13.7113.71 3535 142142 실시예 20Example 20 58665866 36.5636.56 3.743.74 6.146.14 99.2299.22 5.915.91 10.5410.54 4444 9494 실시예 21Example 21 58805880 36.8436.84 3.593.59 6.456.45 99.4499.44 5.725.72 10.9110.91 4343 103103 실시예 22Example 22 58825882 36.6136.61 3.713.71 6.196.19 99.2299.22 5.915.91 10.5410.54 4444 9898 실시예 23Example 23 58925892 36.8436.84 3.623.62 6.396.39 99.699.6 5.715.71 10.9610.96 4343 107107 실시예 24Example 24 58945894 36.7936.79 3.683.68 6.276.27 99.399.3 5.815.81 10.7310.73 4444 105105 실시예 25Example 25 59225922 36.7936.79 3.643.64 6.346.34 99.5599.55 5.745.74 10.8810.88 43.543.5 108108 실시예 26Example 26 59265926 36.9736.97 3.593.59 6.476.47 99.6399.63 5.655.65 11.0611.06 4343 101101 실시예 27Example 27 59345934 36.7136.71 3.633.63 6.356.35 99.4499.44 5.775.77 10.8110.81 4343 102102 실시예 28Example 28 59505950 36.9536.95 3.593.59 6.476.47 99.7799.77 5.635.63 11.1211.12 4343 9999 실시예 29Example 29 59545954 36.7436.74 3.633.63 6.356.35 99.4899.48 5.775.77 10.8310.83 43.543.5 9494 실시예 30Example 30 59545954 36.9936.99 3.563.56 6.526.52 99.899.8 5.595.59 11.2111.21 42.542.5 103103

(Ls:등가직렬인덕턴스, Rs:등가직렬저항, Q:큐 인자)(Ls: equivalent series inductance, Rs: equivalent series resistance, Q: queue factor)

표 1, 2 및 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 원환코일에 유도된 Ls 값은 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9834인 선형적 관계를 나타내었고(도 3 (a)), 상기 원환코일에 유도된 Rs 값은 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9915인 선형적 관계를 나타내었으며(도 3 (b)), 상기 원환코일에 유도된 Q 값은 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9924인 선형적 관계를 나타내었다(도 3 (c)).Referring to Tables 1 and 2 and FIGS. 3 and 4, the Ls value induced in the annular coil exhibited a linear relationship between the DC current value and the crystal coefficient of 0.9834 (FIG. 3 (a)), and the annular coil The value of Rs induced in represents a linear relationship between the DC current value and the coefficient of determination of 0.9915 (Fig. 3 (b)), and the Q value induced in the circular coil is a linear value of the DC current and the coefficient of determination of 0.9924. Showed the relationship (Fig. 3 (c)).

또한, 상기 공심코일에 유도된 Ls 값은 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9841인 선형적 관계를 나타내었고(도 4 (a)), 상기 공심코일에 유도된 Rs 값은 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9907인 선형적 관계를 나타내었으며(도 4 (b)), 상기 공심코일에 유도된 Q 값은 상기 직류전류 값과 결정계수가 0.9922인 선형적 관계를 나타내었다(도 4 (c)).In addition, the Ls value induced in the air core coil showed a linear relationship between the DC current value and the determination coefficient of 0.9841 (Fig. 4 (a)), and the Rs value induced in the air core coil was determined with the DC current value. A linear relationship with a coefficient of 0.9907 was shown (Fig. 4(b)), and the Q value induced in the air core coil showed a linear relationship with the DC current value and a crystal coefficient of 0.9922 (Fig. 4 (c)). .

즉, 상기 원환코일 및 공심코일에 유도된 Ls, Rs 및 Q 값은 상기 직류전류값과 결정계수가 0.98 이상인 선형적 관계를 나타내는 것을 알 수 있고, 이를 통해 복수 개의 잉곳성장용기들을 유도가열을 통한 잉곳 성장에 적용 시, 유사한 잉곳성장용기 직류전류 값을 나타낼 수 있도록 선별할 수 있음을 확인하였다.That is, it can be seen that the Ls, Rs, and Q values induced in the toroidal coil and the air core coil represent a linear relationship between the DC current value and the crystal coefficient of 0.98 or more, and through this, a plurality of ingot growth vessels through induction heating When applied to ingot growth, it was confirmed that it can be selected to display a similar ingot growth vessel DC current value.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present It belongs to the scope of rights of

10: 코일부 100a, 100b: 잉곳성장용기 측정장치
11: 최초 권취도선 12a, 12b: 인출선
200: 잉곳성장용기 210: 잉곳성장용기 외주면
300: 계측수단10: coil unit 100a, 100b: ingot growth vessel measuring device
11: First winding conductor 12a, 12b: leader line
200: ingot growth container 210: outer peripheral surface of ingot growth container
300: measuring means

Claims (16)

권취된 도선을 포함하는 코일부; 그리고
상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단;을 포함하고,
상기 계측수단은 상기 코일부에 측정용 전원을 인가하여 잉곳성장용기의 전자기적 물성을 측정하는, 잉곳성장용기 측정장치.
A coil unit including a wound wire; And
Including; measuring means electrically connected to the coil unit,
The measuring means measures electromagnetic properties of the ingot growing container by applying a measuring power to the coil part.
 제1항에 있어서,
상기 전자기적 물성은, 상기 잉곳성장용기에 의하여 상기 코일부에 발생하는 유도기전력의 변화와 관련된 요소 또는 상기 잉곳성장용기의 저항과 관련된 요소를 포함하는, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 1,
The electromagnetic properties include an element related to a change in induced electromotive force generated in the coil unit by the ingot growing container or an element related to resistance of the ingot growing container.
 제1항에 있어서,
상기 잉곳성장용기는 상기 코일부에 인가된 전원으로 유도되는 유도기전력이 미치는 범위 내에 배치되는, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 1,
The ingot growth container measuring apparatus is disposed within a range of the induced electromotive force induced by the power applied to the coil part.
 제1항에 있어서,
상기 코일부는 내측에 위치하는 수용공간을 갖고,
상기 잉곳성장용기는 상기 수용공간에 위치하는, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 1,
The coil unit has an accommodation space located inside,
The ingot growth container is located in the receiving space, ingot growth container measuring device.
 제4항에 있어서,
상기 코일부의 단면은,
상기 잉곳성장용기의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께와 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향으로 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께를 갖고,
상기 코일부는 상기 x 방향 두께가 상기 z 방향 두께와 같거나 큰 원환코일형인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 4,
The cross section of the coil part is,
It has a thickness in the x direction measured in the x direction, which is a direction parallel to the bottom or top surface of the ingot growth container, and a thickness in the z direction, measured in the z direction perpendicular to the x direction in the lateral direction of the ingot growth container,
The coil unit is of an annular coil type having the thickness in the x direction equal to or greater than the thickness in the z direction.
 제4항에 있어서,
상기 코일부의 단면은,
상기 잉곳성장용기의 저면 또는 상면과 평행한 방향인 x 방향에서 측정한 x 방향 두께와 상기 잉곳성장용기의 옆면 방향으로 상기 x 방향과 수직한 z 방향에서 측정한 z 방향 두께를 갖고,
상기 코일부는 상기 z 방향 두께가 상기 x 방향 두께보다 큰 공심코일형인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 4,
The cross section of the coil part is,
It has a thickness in the x direction measured in the x direction, which is a direction parallel to the bottom or top surface of the ingot growth container, and a thickness in the z direction, measured in the z direction perpendicular to the x direction in the lateral direction of the ingot growth container,
The coil part is an air core coil type having a thickness in the z direction greater than the thickness in the x direction, an ingot growth container measuring apparatus.
 제4항에 있어서,
상기 수용공간의 길이는 100 mm 이상인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 4,
The length of the receiving space is 100 mm or more, ingot growth vessel measuring device.
 제1항에 있어서,
상기 전자기적 물성은 상기 코일부의 등가직렬저항, 등가직렬인덕턴스 및 큐 인자로 이루어진 군 중 선택된 1종 이상인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 1,
The electromagnetic property is at least one selected from the group consisting of equivalent series resistance, equivalent series inductance, and Q factor of the coil unit, ingot growth vessel measuring apparatus.
 제1항에 있어서,
상기 전자기적 물성은 유도가열 수단을 통해 상기 잉곳성장용기를 가열할 시 잉곳성장용기에 흐르는 직류전류 값 또는 이와 관련된 요소와의 결정계수(R2)가 0.9 이상인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 1,
The electromagnetic properties of the ingot growth container when heating the ingot growth container through an induction heating means, the value of the direct current flowing through the ingot growth container or a crystal coefficient (R 2 ) of the related element is 0.9 or more, ingot growth container measuring apparatus.
 제4항에 있어서,
상기 잉곳성장용기의 옆면은 둘레길이를 갖고,
상기 둘레길이(mm)와 상기 코일부의 도선들의 단면적(mm2)의 비율은 100:1.57 내지 161인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method of claim 4,
The side surface of the ingot growth container has a circumference length,
The ratio of the circumferential length (mm) and the cross-sectional area (mm 2 ) of the conductors of the coil unit is 100:1.57 to 161, an ingot growth container measuring apparatus.
 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 잉곳성장용기의 옆면은 둘레길이를 갖고,
상기 둘레길이(mm)와 상기 도선의 두께(mm) 비는 100:0.194 내지 1.09 인, 잉곳성장용기 측정장치.
The method according to claim 5 or 6,
The side surface of the ingot growth container has a circumference length,
The ratio of the circumferential length (mm) and the thickness (mm) of the conductive wire is 100:0.194 to 1.09.
 권취된 도선을 포함하는 코일부에 잉곳성장용기를 배치하는 배치단계;
상기 코일부와 전기적으로 연결된 계측수단을 통해 상기 코일부에 측정용 전원을 인가하고, 상기 코일부에 유도되는 전자기적 물성을 측정하는 측정단계;를 포함하는, 잉곳성장용기 측정방법.
An arrangement step of arranging an ingot growth vessel in a coil portion including a wound wire;
A measuring step of applying power for measurement to the coil unit through measuring means electrically connected to the coil unit, and measuring electromagnetic properties induced in the coil unit; including, measuring method for an ingot growth vessel.
 제12항에 있어서,
상기 전자기적 물성은, 상기 잉곳성장용기에 의하여 상기 코일부에 발생하는 유도기전력의 변화와 관련된 요소 또는 상기 잉곳성장용기의 저항과 관련된 요소를 포함하는, 잉곳성장용기 측정방법.
The method of claim 12,
The electromagnetic properties include an element related to a change in induced electromotive force generated in the coil unit by the ingot growing container or an element related to resistance of the ingot growing container.
 제12항에 있어서,
상기 코일부는 내측에 위치하는 수용공간을 갖고,
상기 배치단계에서 상기 잉곳성장용기는 상기 수용공간에 배치되는, 잉곳성장용기 측정방법.
The method of claim 12,
The coil unit has an accommodation space located inside,
In the arranging step, the ingot growth container is disposed in the accommodation space.
 흑연을 포함하고,
제5항에 따른 잉곳성장용기 측정장치에 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가하여 측정한 등가직렬저항 값이 2.35 Ω 내지 4.56 Ω인, 잉곳성장용기.
Including graphite,
An ingot growth container having an equivalent series resistance value of 2.35 Ω to 4.56 Ω measured by applying an AC power of 100 kHz and 0.1 A to the ingot growth container measuring device according to claim 5.
 흑연을 포함하고,
제6항에 따른 잉곳성장용기 측정장치에 100 kHz 및 0.1 A의 교류전원을 인가하여 측정한 등가직렬저항 값이 3.50 Ω 내지 7.24 Ω인, 잉곳성장용기.
Including graphite,
An ingot growth container having an equivalent series resistance value of 3.50 Ω to 7.24 Ω measured by applying an AC power of 100 kHz and 0.1 A to the ingot growth container measuring device according to claim 6.
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