CN112748155A - 含石墨物品的测量方法、测量装置以及晶锭生长系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测量含石墨物品的与感应加热特性有关的物性的测量方法、测量装置以及晶锭生长系统。测量方法包括:配置步骤,在包括卷绕的导线的线圈部配置含石墨物品;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。所述测量方法等测量晶锭生长容器、绝热材料等含石墨物品的电磁物性并提供挑选所需的资料,从而能够确保进一步提高晶锭生长的再现性。

Description

含石墨物品的测量方法、测量装置以及晶锭生长系统
技术领域
本发明涉及含石墨物品的测量方法、测量装置、晶锭生长系统(METHOD OFMEASURING A GRAPHITE ARTICLE,APPARATUS FOR A MEASURMENT,AND INGOT GROWINGSYSTEM)等。本发明涉及晶锭生长容器测量装置、利用该装置的晶锭生长容器测量方法等。本发明涉及绝热材料测量装置、利用该装置的绝热材料测量方法等。
背景技术
感应加热是指,向线圈供给高频交流电流,利用通过电磁感应作用产生的涡电流产生的焦耳(joule)热来加热被加热物的方式。
在通过具有感应加热构件和绝热材料的装置使晶锭生长时,晶锭生长容器、绝热材料各自的重量(密度)、导热率、电阻等特性会对晶锭生长产生很大的影响。因此,预先了解通过感应加热方式加热的晶锭生长容器和/或绝热材料的电磁物性,对确保晶锭生长的再现性而言是必要的。
上述背景技术是发明人为本说明书中公开的内容的推导而拥有的技术信息或在推导过程中获取的技术信息,从而不一定是在申请说明书公开的内容之前向公众公开的已知技术。
作为相关的现有技术,有韩国公开专利第10-2014-0104500号中公开的“石英玻璃坩埚的评价方法、单晶硅的制备方法”。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,提供用于测量含石墨物品的与感应加热特性有关的物性的测量方法、测量装置、晶锭生长系统等。
本发明的另一目的在于,提供能够以更简化的方法测量晶锭生长容器的电磁物性并进行挑选的晶锭生长容器测量装置、晶锭生长容器测量方法等。另外,本发明的另一目的在于,测量晶锭生长容器的电磁物性并进行挑选,将所挑选的晶锭生长容器应用于晶锭生长时,能够确保更加提高的再现性。
本发明的又一目的在于,提供能够以更简化的方法测量绝热材料的电磁物性的绝热材料测量装置、绝热材料测量方法。另外,本发明的又一目的在于,测量绝热材料的电磁物性,以此为基础应用于晶锭生长时,能够确保更加提高的再现性。
用于解决问题的手段
为了实现所述目的,一实施例的测量方法包括如下步骤来测量含石墨物品的与感应加热特性有关的物性:配置步骤,在包括卷绕的导线的线圈部配置含石墨物品;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。
所述电磁物性可包括与基于所述含石墨物品在所述线圈部产生的感应电动势的变化有关的要素或者与所述含石墨物品的电阻有关的要素。
所述电磁物性可以是选自由所述线圈部的等效串联电阻、等效串联电感以及品质因子组成的组中的至少一者。
所述含石墨物品可具有大致圆筒形的外形。
所述含石墨物品可以是晶锭生长容器和/或绝热材料。
所述晶锭生长容器的截面实质上为圆或者椭圆形状,且所述晶锭生长容器具有内部空间。所述晶锭生长容器的截面实质上为圆或者椭圆形状,且所述晶锭生长容器具有内部空间,可以为下端封闭,上端开放的圆筒形。
所述绝热材料的截面实质上为圆或者椭圆形状,所述绝热材料的上端和下端可开放。另外,所述绝热材料的截面实质上为圆或者椭圆形状,所述绝热材料的上端和下端可封闭。
所述线圈部可具有位于内侧的容纳空间。
所述晶锭生长容器可配置于所述容纳空间。
所述绝热材料可配置于所述线圈部的外侧。
所述容纳空间的长度可以为100mm以上。
可根据测量方法以不同的方式测量所述容纳空间的长度,与底面实质上平行地测量,以圆形或者圆筒形的线圈部的内径为基准进行测量。另外,根据测量的高度,所述容纳空间的长度有所不同时,以最长的长度为基准。所述线圈部的截面为圆形的情况下,将所述容纳空间的直径视为所述容纳空间的长度。
所述线圈部的内径的周长(单位:mm)与所述线圈部的导线的截面积(单位:mm2)的比例可以为100:1.57至100:161。
所述线圈部的截面具有:在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述x方向厚度大于或等于所述z方向厚度的环形线圈型。
所述环形线圈型的线圈部的内径的周长(单位:mm)与所述导线的厚度(mm)比可以为100:0.194至100:1.09。
所述含石墨物品是晶锭生长容器,向所述环形线圈型的线圈施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值可以为2.35Ω至4.56Ω。
所述线圈部的截面具有:在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈型。
所述空心线圈型的线圈部的内径的周长(单位:mm)与所述导线的厚度(mm)比可以为100:0.194至100:1.09。
所述含石墨物品是晶锭生长容器,向所述空心线圈型的线圈部施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值可以为3.50Ω至7.24Ω。
所述含石墨物品是绝热材料,向所述空心线圈型的线圈部施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述绝热材料的等效串联电阻值可以为10.57Ω至14.16Ω。
另一实施例的测量装置包括:线圈部,包括卷绕的导线;以及计测构件,与所述线圈部电连接,所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量含石墨物品的电磁物性,所述电磁物性是与感应加热特性有关的物性。
所述电磁物性可以是选自由所述线圈部的等效串联电阻、等效串联电感以及品质因子组成的组中的一者以上。
所述线圈部可具有位于内侧的容纳空间。
所述晶锭生长容器可配置于所述容纳空间。
所述绝热材料可配置于所述线圈部的外侧。
所述容纳空间的长度可以为100mm以上。
可根据测量方法以不同的方式测量所述容纳空间的长度,与底面实质上平行地测量,以圆形或者圆筒形的线圈部的内径为基准进行测量。另外,根据测量的高度,所述容纳空间的长度有所不同时,以最长的长度为基准。所述线圈部的截面为圆形的情况下,将所述容纳空间的直径视为所述容纳空间的长度。
所述线圈部的内径的周长(单位:mm)与所述线圈部的导线的截面积(单位:mm2)的比例可以为100:1.57至100:161。
所述线圈部的截面具有:在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述x方向厚度大于或等于所述z方向厚度的环形线圈型。
所述环形线圈型的线圈部的内径的周长(单位:mm)与所述导线的厚度(mm)比可以为100:0.194至100:1.09。
所述含石墨物品是晶锭生长容器,向所述环形线圈型的线圈施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值可以为2.35Ω至4.56Ω。
所述线圈部的截面具有:在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈型。
所述空心线圈型的线圈部的内径的周长(单位:mm)与所述导线的厚度(mm)比可以为100:0.194至100:1.09。
所述含石墨物品是晶锭生长容器,向所述空心线圈型的线圈部施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值可以为3.50Ω至7.24Ω。
所述含石墨物品是绝热材料,向所述空心线圈型的线圈部施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述绝热材料的等效串联电阻值可以为10.57Ω至14.16Ω。
又一实施例的晶锭生长系统是包括含石墨物品以及加热构件来使碳化硅晶锭生长的系统,所述含石墨物品是晶锭生长容器或者绝热材料,所述晶锭生长容器包括:本体,具有用于配置原料的内部空间;以及碳化硅晶种,配置于本体的上部或者本体上,所述含石墨物品具有通过测量装置测量的作为电磁间接特性值的等效串联电阻值,施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值为3.50Ω至7.24Ω,施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述绝热材料的等效串联电阻值可以为10.57Ω至14.16Ω。
所述碳化硅晶锭可以以100mm/hr以上的速度诱导生长。
为了实现所述目的,一实施例的晶锭生长容器测量装置包括:线圈部,包括卷绕的导线;以及计测构件,与所述线圈部电连接,所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量晶锭生长容器的电磁物性。
所述电磁物性可包括与通过所述晶锭生长容器在所述线圈部产生的感应电动势的变化有关的要素或者与所述晶锭生长容器的电阻有关的要素。
所述晶锭生长容器可配置在通过施加到所述线圈部的电源而感应的感应电动势到达的范围内。
所述线圈部具有位于内侧的容纳空间,所述晶锭生长容器可位于所述容纳空间。
所述线圈部的截面具有:在与所述晶锭生长容器的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述晶锭生长容器的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述x方向厚度大于或等于所述z方向厚度的环形线圈型。
所述线圈部的截面具有:在与所述晶锭生长容器的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述晶锭生长容器的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈型。
所述容纳空间的长度可以为100mm以上。
所述晶锭生长容器可以为晶锭生长用石墨坩埚。
所述计测构件可以为LCR表。
所述电磁物性可以是选自由所述线圈部的等效串联电阻、等效串联电感以及品质因子组成的组中的一者以上。
所述电磁物性与通过感应加热构件加热所述晶锭生长容器时在晶锭生长容器流动的直流电流值或者与此有关的要素的决定系数R2可以为0.9以上。
所述晶锭生长容器的侧面的周长(mm)与所述线圈部的导线的截面积(mm2)的比例可以为100:1.57至100:161。
所述晶锭生长容器的侧面的周长(mm)与所述导线的厚度(mm)比为100:0.194至100:1.09。
为了实现所述目的,一实施例的晶锭生长容器测量方法可包括:配置步骤,在包括卷绕的导线的线圈部配置晶锭生长容器;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。
为了实现所述目的,一实施例的晶锭生长容器包含石墨,向所述环形线圈型晶锭生长容器测量装置施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的等效串联电阻值可以为2.35Ω至4.56Ω。
为了实现所述目的,一实施例的晶锭生长容器包含石墨,向所述空心线圈型晶锭生长容器测量装置施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的等效串联电阻值可以为3.50Ω至7.24Ω。
为了实现所述目的,本发明的绝热材料测量装置可包括:线圈部,包括卷绕的导线;以及计测构件,与所述线圈部电连接,所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量绝热材料的电磁物性。
所述电磁物性可以包括与通过所述绝热材料在所述线圈部产生的感应电动势的变化有关的要素或者与所述绝热材料的电阻成正比的要素。
所述绝热材料可配置在通过施加到所述线圈部的电源而感应的感应电动势到达的范围内。
所述线圈部具有位于内侧的容纳空间,所述绝热材料可包围所述线圈部的外侧来形成。
所述线圈部的截面具有:在与所述绝热材料的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及在所述绝热材料的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,所述线圈部可以是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈型。
所述电磁物性可以是选自所述线圈部的等效串联电阻、等效串联电感以及品质因子中一者以上。
本发明的绝热材料测量方法可包括:配置步骤,与包括卷绕的导线的线圈部相邻地配置绝热材料;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。
本发明的晶锭生长用绝热材料包括:晶锭生长容器;以及绝热材料,包围所述晶锭生长容器的外表面,向所述绝热材料测量装置施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的等效串联电阻值可以为10.57Ω至14.16Ω。
发明效果
本发明的含石墨物品的测量方法、测量装置、晶锭生长系统等在短时间内能够以较简单的方法可靠地测量含石墨物品的电磁特性。
应用测量方法等,在短时间内能够以较简单的方法可靠地测量晶锭生长容器的电磁物性。另外,能够提供如下资料:通过晶锭生长容器的感应加热使晶锭生长时,能够预测晶锭生长容器所具有的电阻等电磁物性和基于此感应的热特性,能够挑选具有更有利的特性的晶锭生长容器。由此能够更可靠地确保晶锭生长的再现性。另外,能够以简化的方法迅速地测量晶锭生长容器的电磁物性。
另外,应用测量方法等,在短时间内能够以较简单的方法可靠地测量绝热材料的电磁物性。另外,通过晶锭生长容器的感应加热使晶锭生长时,能够预测晶锭生长容器以及绝热材料具有的电阻、电磁物性以及基于此感应的热特性,能够提供关于具有更有利的特性的绝热材料的资料。由此,能够确保晶锭生长的再现性,能够以简化的方法迅速地测量绝热材料的电磁物性。
附图说明
图1和图2是示出一实施例的晶锭生长容器测量装置的一例的概念图。
图3A、图3B、图3C是示出试验例中晶锭生长容器在感应加热时晶锭生长容器的直流电流值与在环形线圈感应的电磁物性值的关系的图表。
图4A、图4B、图4C是示出试验例中晶锭生长容器在感应加热时晶锭生长容器的直流电流值与在空心线圈感应的电磁物性值的关系的图表。
图5和图6是示出一实施例的晶锭生长容器测量装置的线圈部的一例和其截面的概面图。
图7是示出本发明的线圈部、绝热材料以及晶锭生长容器的配置的立体图。
图8是放大图7的线圈部的截面BB’的局部放大图。
图9是示出本发明的绝热材料测量装置的立体图。
图10是示出实施例和比较例中测量的绝热材料的等效串联电阻值与绝热材料的重量的关系的图表。
图11是示出实施例和比较例的通过绝热材料使碳化硅晶锭生长时的平均生长率的图表。
图12是以截面说明晶锭生长装置(生长部)的结构的概念图。
图13示出晶锭生长系统的结构和电磁特性的测量(细实线)、数据流(双实线)以及实物晶锭生长容器的移动(粗实线)的框图。
附图标记说明
10:线圈部 100a、100b:测量装置
11:初始卷绕导线 12、12a、12b:引出线
13:线圈部内周面 200:晶锭生长容器、被绝热体
210:晶锭生长容器外周面、被绝热体外周面
300:计测构件 400:绝热材料
具体实施方式
以下,参考附图来对本发明的实施例进行详细说明,以使本发明所属技术领域的普通技术人员容易地实施本发明。但是,本发明可通过多种不同的实施方式实现,并不限定于在本说明书中所说明的实施例。在说明书全文中,对于相似的部分标注了相同的附图标记。
在本说明书中,除非另有说明,否则某一结构“包括”另一结构时,这意味着还可以包括其他结构而不排除其他结构。
在本说明书中,当某一结构“连接”到另一结构时,这不仅包括“直接连接”的情形,还包括“通过在其间连接其他结构而连接”的情形。
在本说明书中,B位于A上意味着B直接与A相接触或在B和A之间设置有其他层的情况下B位于A上,而不能限定地解释为B与A的表面相接触。
在本说明书中,马库什形式的表达所包含的术语“它们的组合”表示选自由马库什形式的表达中所记载的多个结构要素组成的组中的一个以上的混合或组合,表示包括选自由所述多个结构要素组成的组中的一个以上。
在本说明书中,“A和/或B”的记载表示“A或B或者A和B”。
在本说明书中,除非另有说明,否则“第一”、“第二”或“A”、“B”等术语用于区分相同的术语。
在本说明书中,除非在语句中明确表示不同的含义,否则单数的表达包括复数的表达。
在晶锭生长中应用几种含石墨物品,它们的电磁特性对生长的晶锭影响大,但大多情况下即使是具有相同形状或重量的物品,也具有不同的电磁特性,因此妨碍确保晶锭生长的再现性。
例示说明晶锭生长容器和/或绝热材料。应用感应加热方式,在晶锭生长容器内使晶锭生长时,晶锭生长容器和/或包围其的绝热材料的重量、密度、导热率、电阻等特性可能会对晶锭生长具有相当大的影响。
在多个晶锭生长容器中,每个晶锭生长容器的特性都有所差异,除了较容易测量的重量有所差异,导热率、电阻特性等也有所差异,这种差异会对利用晶锭生长容器进行生长的晶锭的生长速度或品质有影响。晶锭生长容器自身的导热率、电阻等特性只要直接在晶锭生长容器进行感应加热即可确认,但进行感应加热耗费相对较长的时间,需要经过晶锭生长容器整体的加热和冷却过程,因此测量效率低。
另外,绝热材料各自的特性有所差异,除了较容易测量的重量有所差异,导热率、电阻特性等也有所差异,这种差异在晶锭生长时会对速度或品质有所影响。绝热材料各自的导热率、电阻等只要进行感应加热即可确认,但进行感应加热耗费相对较长的时间,需要经过绝热材料和/或晶锭生长容器的加热和冷却过程,因此测量效率低,而且在感应加热过程中绝热材料的性能也有可能发生变化。
发明人提出晶锭生长容器测量装置以及晶锭生长容器测量方法,以较简单的方法预先掌握晶锭生长容器的电磁物性,从而在晶锭生长时能够确保充分的再现性。另外,发明人提出绝热材料测量装置以及绝热材料测量方法,以较简单的方法预先掌握晶锭生长容器绝热材料的电磁物性,从而在晶锭生长时能够确保充分的再现性。
测量装置
一实施例的测量装置包括:线圈部,包括卷绕的导线;以及计测构件,与所述线圈部电连接,所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量含石墨物品的电磁物性。所述电磁物性是与感应加热特性有关的物性。
图1和图2是示出一实施例的晶锭生长容器测量装置的一例的概念图,图3A、图3B、图3C是示出试验例中晶锭生长容器的感应加热时晶锭生长容器的直流电流值与在环形线圈感应的电磁物性值的关系的图表。图4A、图4B、图4C是示出试验例中晶锭生长容器的感应加热时晶锭生长容器的直流电流值与在空心线圈感应的电磁物性值的关系的图表,图5和图6是示出一实施例的晶锭生长容器测量装置的线圈部的一例和其截面的概念图。
以下,作为含石墨物品以晶锭生长容器为例示,参照所述附图,对本发明进行详细说明。
一实施例的晶锭生长容器测量装置100a、100b包括:线圈部10,包括卷绕的导线;以及计测构件300,与所述线圈部电连接,所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量晶锭生长容器200的电磁物性。
所述电磁物性可以是与基于所述晶锭生长容器200在所述线圈部10产生的感应电动势的变化量有关的要素。感应电动势是因磁通量的变化而产生的电动势,在向所述线圈部施加的测量用电源为交流电源时,通过产生的交变磁场,在所述晶锭生长容器中形成感应电流,由此会向线圈部施加感应电动势。
所述电磁物性也可以是与所述晶锭生长容器200的电阻有关的要素。
所述电磁物性可以是通过所述计测构件300将具有特定频率和电压的测量用交流电源施加到内部容纳有晶锭生长容器200的线圈部10时感应的电磁物性。所述测量用交流电源的频率可以是1mHz至200kHz,也可以是10Hz至100kHz。所述测量用交流电源的电压可以是5mV至5V,也可以是10mV至5V。在所述频率和电压范围内,能够有效地感应,以使所述线圈部显现目标电磁物性。
所述电磁物性与在通过施加规定频率和电压的电源的感应加热构件来加热所述晶锭生长容器时晶锭生长容器的直流电流值或与此有关的要素的决定系数R2可以为0.9以上,所述决定系数也可以为0.95以上。所述决定系数可以为0.9999以下,也可以为0.999以下。另外,所述电磁物性可以与所述直流电流值为线性关系。若所述电磁物性与所述直流电流值具有决定系数为0.9以上的线性关系,则能够挑选晶锭生长时在晶锭生长容器流动的直流电流值具有类似值的晶锭生长容器。另外,考虑到所述晶锭生长容器的其他物性(重量等),通过所述晶锭生长容器能够预测晶锭生长时晶锭的生长率趋势,能够确保晶锭生长的再现性。
具体地,所述电磁物性可以是选自由等效串联电阻(equivalent serialresistance)、等效串联电感(equivalent serial inductance)以及品质因子(qualityfactor)组成的组中的一者以上。通常,所述等效串联电阻或者等效串联电感是包括电容器或者电感器的电路的特性测量时使用的因子,在本发明中,为了测量容纳有晶锭生长容器的线圈部的电磁物性而应用所述因子,由此测量所述晶锭生长容器的电磁物性。
所述线圈部10可包括向外侧引出的引出线12a、12b,各引出线可以与所述计测构件300电连接。所述引出线可以相当于卷绕导线时的导线的两端。
所述线圈部10可包括位于内侧的容纳空间13。所述容纳空间的长度(宽度)可以为100mm以上,且可以为300mm以下,但只要容纳所述晶锭生长容器以能够施加感应电动势则没有限制。所述线圈部的导线以圆形卷绕时,所述容纳空间13可以为与所述晶锭生长容器的底面或者上表面对应的形状,可以为圆形。
所述线圈部10可配置成线圈部内部朝向所述晶锭生长容器200,可配置在向所述线圈部施加测量用交流电源时电流能够感应至所述晶锭生长容器的距离。具体地,可配置成晶锭生长容器容纳于所述线圈部内部的中空的容纳空间13,如图5和图6所示,所述线圈部和晶锭生长容器可以为隔开预定间隔的状态。即,所述晶锭生长容器可以配置在通过施加到所述线圈部的测量用交流电源感应的感应电动势到达的范围内,可配置成,通过感应加热构件加热所述晶锭生长容器时,在晶锭生长容器中流动的直流电流值或者与此有关的要素与所述电磁物性满足决定系数为0.9以上的关系。
如图5所示,所述线圈部10的截面AA’可以具有在与所述晶锭生长容器200的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度Tx、在所述晶锭生长容器的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度Tz。此时,所述线圈部可以是所述x方向最大厚度大于或等于所述z方向厚度的大环形线圈形状。
所述线圈部10的x方向厚度Tx可以是向容纳于所述线圈部内的晶锭生长容器的外侧与晶锭生长容器的横截面平行地发散的方向。
所述线圈部10为所述环形线圈形状时,x方向厚度Tx可以为所述z方向厚度Tz的8倍以上,也可以10倍以上。所述x方向厚度可以为所述z方向厚度的45倍以下,也可以为40倍以下。另外,所述线圈部导线的卷绕次数包括初始卷绕导线11可以为5圈以上且45圈以下。在满足所述x方向厚度和z方向厚度以及卷绕次数的范围内,能够防止导线的浪费以及所述决定系数的降低,能够获得更具可靠性的电磁物性测量结果。
所述线圈部10为所述环形线圈形状时,所述线圈部的内周面可以与所述晶锭生长容器200的侧面210接触,也可以与所述侧面隔开预定间隔。所述线圈部的卷绕的导线的形状可以实质上与所述晶锭生长容器的侧面形状相同。
所述线圈部10为所述环形线圈形状时,设置一层的环形线圈,其高度可以与所述导线的厚度相同。所述一层的环形线圈可以沿最初1圈的卷绕导线11外周面,后续导线连续卷绕设置,最初1圈的卷绕导线与后续卷绕导线可以位于同一平面上。即使在同一平面上所述导线卷绕一层来设置成环形线圈,部分也可能产生高度偏差。
所述线圈部10为所述环形线圈形状时,在所述一层的环形线圈上可以层叠导线连续卷绕的环形线圈,也可以层叠以非环形线圈形状的不规则方式卷绕的线圈。
所述线圈部10为所述环形线圈形状时,其中心的横截面可配置成与所述晶锭生长容器200的横截面平行。此时,所述线圈部的中心可以配置在所述晶锭生长容器的最上部或者最下部,但只要是在所述线圈部感应电磁物性的位置,则没有限制。
另外,如图6所示,所述线圈部的截面BB’可以具有在与所述晶锭生长容器200的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度Tx、在所述晶锭生长容器的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度Tz。此时,可以是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈形状。
所述线圈部10为所述空心线圈形状时,可以配置成所述线圈部的内周面与晶锭生长容器200的侧面210接触,也可以配置成与所述晶锭生长容器隔开预定间隔地将所述晶锭生长容器容纳于线圈部内部。
所述线圈部10为所述空心线圈形状时,线圈部的内周面形状可以与所述晶锭生长容器侧面210形状对应。
所述线圈部10为所述空心线圈形状时,所述x方向厚度Tx可以是向容纳于线圈部内部的晶锭生长容器的外侧与晶锭生长容器的横截面平行地散发的方向。
所述线圈部10为所述空心线圈形状时,所述z方向厚度Tz可以为所述x方向厚度Tx的5倍以上,也可以是10倍以上。所述z方向厚度可以是所述x方向厚度的50倍以下,也可以是40倍以下。另外,所述线圈部导线的卷绕次数可以是10圈以上,也可以是12圈以上,也可以是15圈以上。所述导线的卷绕次数可以是50圈以下,也可以是45圈以下,也可以是40圈以下。通过具有所述厚度以及卷绕次数范围的线圈部,提高所述电磁物性的测量可靠性,并使导线的浪费最少,能够使所述决定系数值为0.9以上。
所述线圈部10的导线可以通过将50根以上且2000根以下的素线绞成的线进行包覆来形成,所述素线也可以被包覆。具体地,所述导线可以是绞合线(litz wire)。所述素线的直径可以是0.05mm以上,也可以是0.08mm以上。所述素线的直径可以是0.2mm以下,也可以是0.125mm以下。在上述根数和直径范围内,能够简化导线的加工过程,能够使因趋肤效应导致的能量损耗最少。
所述导线的直径可根据所述晶锭生长容器的周长、所述素线的直径以及根数有所不同。
所述晶锭生长容器200可以是规定横截面的筒形状,外径DO可以为规定形状,可以为具有外径DO和内径并包括内部空间且上部开放的形状。
所述晶锭生长容器200的侧面的周长(mm)与所述线圈部10的导线的截面积(mm2)的比例可以为100:1.57至100:161,也可以为100:2.35至100:121。如图5和图6所示,所述线圈部的导线的截面积是指,在构成所述线圈部的导线各自的截面积减去包覆部的导线部之和,可以是在从所述线圈部的中心朝向外部的任一面的区域上所述导线各自的截面积之和。另外,所述晶锭生长容器的侧面周长(mm)与所述导线的厚度(mm)的比例可以为100:0.194至100:1.09,也可以为100:0.291至100:0.82。在所述比例范围内,能够容易测量目标晶锭生长容器的电磁物性,能够使测量的电磁物性与所述直流电流值实现决定系数R2为0.9以上的线性关系。
所述晶锭生长容器200可以是晶锭生长用石墨坩埚,也可以是碳化硅晶锭生长用石墨坩埚。
所述计测构件300能够向内部容纳有晶锭生长容器的所述线圈部施加如前所述的频率和电压的交流电源,能够测量施加所述交流电源时感应的等效串联电阻、等效串联电感、品质因子等。具体地,所述计测构件可以是LCR表。
图7是示出本发明的线圈部、绝热材料以及晶锭生长容器的配置的立体图,图8是放大图7的线圈部的截面BB’的局部放大图。图9是示出本发明的绝热材料测量装置的立体图,图10是示出实施例和比较例中测量的绝热材料的等效串联电阻值与绝热材料的重量的关系的图表,图11是示出实施例和比较例的通过绝热材料使碳化硅晶锭生长时平均生长率的图表。
以下,作为含石墨物品以绝热材料为例示,参照所述附图,对本发明进行更详细的说明。
一实施例的绝热材料测量装置包括:线圈部10,包括卷绕的导线;以及计测构件300,与所述线圈部电连接,所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量绝热材料400的电磁物性。
所述电磁物性可以是与通过所述绝热材料在所述线圈部10产生的感应电动势的变化量有关的要素。感应电动势是因磁通量的变化而产生的电动势,在向所述线圈部施加的测量用电源为交流电源时,通过产生的交变磁场在所述绝热材料中形成感应电流,由此可向线圈部施加感应电动势。
所述电磁物性也可以是与所述绝热材料400的电阻成正比的要素。
所述电磁物性可以是通过所述计测构件300将具有特定频率和电压的测量用交流电源施加到线圈部10时感应的电磁物性。
此时,所述绝热材料400可以位于所述线圈部的外侧。所述线圈部可以位于支撑体的外表面,作为例示,所述支撑体可以是被绝热体200。在应用作为所述支撑体使用被绝热体的绝热材料测量装置的情况下,能够更容易确认实际与被绝热体一同配置时的绝热材料的电磁特性。
所述测量用交流电源的频率可以为1mHz至200kHz,也可以为10Hz至100kHz。所述测量用交流电源的电压可以为5mV至5V,可以为10mV至5V。在所述频率和电压范围内,能够有效地感应,以使所述线圈部显现目标电磁物性。
具体地,所述电磁物性可以是选自等效串联电阻(equivalent serialresistance)、等效串联电感(equivalent serial inductance)以及品质因子(qualityfactor)中的一者以上。通常,所述等效串联电阻或者等效串联电感是测量包括电容器或者电感器的电路的特性测量时使用的因子,在本发明中,为了测量与绝热材料400相邻配置的线圈部的电磁物性而应用所述因子,由此更快且有意义地测量所述绝热材料的电磁物性。
所述线圈部10可包括向外侧引出的引出线12a、12b,各引出线可以与所述计测构件300电连接。所述引出线可以相当于卷绕导线时的导线的两端。
所述线圈部10可包括位于内侧的容纳空间13。所述容纳空间的长度(宽度)可以为100mm以上,且可以为300mm以下,但只要使所述被绝热体200对应且能够施加感应电动势则没有限制。所述线圈部的导线可以卷绕成容纳空间的截面成为圆形,所述容纳空间13可以为具有能够容纳所述被绝热体的大小的圆筒形。
所述线圈部10可以包括位于外侧的配置空间(未图示)。所述配置空间是配置所述绝热材料的空间。所述配置空间中可以配置以规定形状成型的绝热材料,只要是感应电动势到达的范围,则该大小或形状没有限制。所述绝热材料用作晶锭生长用的情况下,所述绝热材料可以具有包围作为被绝热体的坩埚的本体的形状,作为例示可以具有圆筒形状。所述线圈部的导线卷绕为圆形时,所述配置空间可以为所述线圈部的外侧面或者所述绝热材料的内侧面对应的形状,作为例示,可以为圆筒形。
所述线圈部10可以配置成线圈部与所述绝热材料400的一表面并排设置。作为例示,所述线圈部可以与绝热材料的侧面并排设置,绝热材料的底面或者上表面可以与线圈部并排设置。
可配置在向所述线圈部施加测量用交流电源时电流能够感应至所述绝热材料的距离。具体地,被绝热体200可位于所述线圈部内部的中空的容纳空间13,在所述线圈部的外部可以隔开预定间隔设置所述绝热材料。即,所述绝热材料可配置在通过施加到所述线圈部的测量用交流电源感应的感应电动势到达的范围内。
如图7和图8所示,所述线圈部10的截面BB’可以具有在与所述绝热材料400的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度Tx、在所述绝热材料的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度Tz。此时,可以是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的大空心线圈形状。
所述线圈部10可以配置成内周面13与所述被绝热体200的侧面接触,可配置于所述被绝热体与绝热材料400之间的间隔中。
所述线圈部10的内周面13形状可以是与所述被绝热体200的侧面形状对应的形状。
所述线圈部10的x方向厚度Tx可以是向所述绝热材料400的外侧与横截面平行地发散的方向。
所述线圈部10的z方向厚度Tz可以是所述x方向厚度Tx的5倍以上,也可以是10倍以上。所述z方向厚度可以是所述x方向厚度的50倍以下,也可以是40倍以下。另外,所述线圈部导线的卷绕次数可以是10圈以上,也可以是12圈以上,也可以是15圈以上。所述导线的卷绕次数可以是50圈以下,也可以是45圈以下,也可以是40圈以下。通过具有所述厚度和卷绕次数范围的线圈部,提高所述电磁物性的测量可靠性,并使导线的浪费最少。
所述线圈部10的导线可以通过将50根以上且2000根以下的素线绞成的线进行包覆来形成,所述素线也可以被包覆。具体地,所述导线可以是绞合线(litz wire)。所述素线的直径可以是0.05mm以上,也可以是0.08mm以上。所述素线的直径可以是0.2mm以下,也可以是0.125mm以下。在上述根数和直径范围内,能够简化导线的加工过程,能够使因趋肤效应导致的能量损耗最少。
所述导线的直径可根据所述被绝热体200和绝热材料400的周长、所述素线的直径以及根数有所不同。
所述被绝热体200可以是规定横截面的筒形状,外径D0可以为规定形状,可以为具有外径和内径并包括内部空间且上部开放的形状。
所述绝热材料400可以是规定横截面的筒形状,可以是规定内径D1的形状,可以为具有外径和内径并包括内部空间且上部和下部开放的形状。可以在所述绝热材料的内部空间配置所述被绝热体200,在所述绝热材料与被绝热体之间可具有预定间隔。
作为例示,所述被绝热体200可以是可通过外部的加热构件加热的被加热体,可以是可通过感应加热构件加热的晶锭生长容器。所述被绝热体可以是晶锭生长用石墨坩埚,也可以是碳化硅晶锭生长用石墨坩埚。
所述绝热材料400可以包括碳基毡,具体地,可以包含石墨毡、人造丝基石墨毡或沥青基石墨毡。
所述绝热材料400能够应用于用于碳化硅晶锭生长的晶锭生长装置。具体地,能够应用于如下的晶锭生长装置,所述晶锭生长装置包括:晶锭生长容器200,具有内部空间;绝热材料400,配置于所述晶锭生长容器的外表面并包围所述晶锭生长容器;加热构件,调节所述晶锭生长容器的温度;反应腔室,内部包括被所述绝热材料包围的晶锭生长容器;抽真空装置,与所述反应腔室内部连接,用于调节反应腔室内部的真空度;管道,与所述反应腔室内部连接,以使气体流入反应腔室内部;以及质量流量控制器,用于控制所述气体流入。
所述计测构件300能够向内部设置有被绝热体200且外部设置有绝热材料400的线圈部施加如前所述的频率和电压的交流电源,能够测量施加所述交流电源时感应的等效串联电阻、等效串联电感、品质因子等。具体地,所述计测构件可以是LCR表。
利用通过所述计测构件300测量的所述绝热材料的电磁物性值,与重量等的其他计测构件一同或分别地,挑选具有类似的电磁物性的绝热材料,将该绝缘材料用作晶锭生长容器的绝热材料,从而晶锭生长时能够确保再现性。
测量方法
一实施例的测量方法包括:配置步骤,在包括卷绕的导线的线圈部配置含石墨物品;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性,由此测量含石墨物品的与感应加热特性有关的物性。
作为测量方法的例示,分别说明晶锭生长容器测量方法和绝热材料测量方法。
一实施例的晶锭生长容器测量方法包括:配置步骤,在包括卷绕的导线的线圈部配置晶锭生长容器;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。
所述配置步骤是在所述线圈部配置作为被测物的晶锭生长容器的步骤。
在所述配置步骤中,可以配置成所述线圈部内部朝向所述晶锭生长容器,可以配置在向所述线圈部施加测量用交流电源时电流能够感应至所述晶锭生长容器的距离。具体地,可以配置成晶锭生长容器容纳于所述线圈部内部的中空的容纳空间,如图5和图6所示,可以配置成所述线圈部与晶锭生长容器隔开预定间隔。即,所述晶锭生长容器可以配置在通过施加到所述线圈部的测量用交流电源感应的感应电动势到达的范围内,可配置成,通过感应加热构件加热所述晶锭生长容器时,在晶锭生长容器中流动的直流电流值或者与此有关的要素与所述电磁物性满足决定系数为0.9以上的线性关系。
所述线圈部可以与如上所述的线圈部相同。
所述线圈部为所述环形线圈形状时,所述线圈部的内周面可以与所述晶锭生长容器的侧面接触,也可以与所述侧面具有预定间隔。
所述线圈部为所述空心线圈形状时,所述线圈部的内周面可以与所述晶锭生长容器的侧面接触,可以与所述侧面隔开预定间隔,所述晶锭生长容器配置于线圈部内部容纳空间。
晶锭生长容器以及晶锭生长容器与线圈部的关系与如前所述相同。
所述测量步骤是如下步骤:通过与所述线圈部电连接的计测构件,施加特定频率和电压的测量用交流电源,并测量在所述线圈部感应的电磁物性。
所述测量步骤的电磁物性可以包括与通过所述晶锭生长容器在所述线圈部产生的感应电动势的变化有关的要素或者与所述晶锭生长容器的电阻有关的要素,与如前所述相同。
所述测量步骤的电磁物性可以与通过施加规定频率和电压的电源的感应加热构件加热所述晶锭生长容器时在晶锭生长容器流动的直流电流值或者与此有关的要素具有决定系数R2为0.9以上的线性关系,与如前所述相同。
所述测量步骤的测量用交流电源的条件与如前所述相同。
一实施例的绝热材料的测量方法包括:配置步骤,与包括卷绕的导线的线圈部10相邻地配置绝热材料400;以及测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件300向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。
所述配置步骤是在所述线圈部10配置作为被测物的绝热材料400的步骤。在所述配置步骤中,在所述线圈部外部可以与所述线圈部隔开预定间隔设置所述绝热材料400。在所述配置步骤中,可以在所述线圈部内部还设置被绝热体200。
所述配置步骤的所述线圈部10可以配置在施加测量用交流电源时电流能够感应至所述绝热材料400的距离。具体地,所述绝热材料400可以配置在所述线圈部外部。与此同时,可以配置成所述被绝热体200容纳于所述线圈部内部的中空的容纳空间13或者不进行如上配置。
所述配置步骤的线圈部10的特征如上所述。
在所述配置步骤中,所述线圈部10为空心线圈形状时,所述线圈部的内周面13可以与所述被绝热体200的侧面接触,可以与所述侧面隔开预定间隔且所述被绝热体配置于线圈部内部容纳空间13。而且,所述绝热材料400可以与所述线圈部的外周面隔开预定间隔,且配置于线圈部外部。
所述配置步骤的被绝热体200和绝热材料400的特征如前所述。
所述测量步骤是如下步骤:通过与所述线圈部10电连接的计测构件300,施加特定频率和电压的测量用交流电源,并测量在所述线圈部感应的电磁物性。具体地,所述测量步骤的测量用交流电源的频率可以是1mHz至200kHz,也可以是10Hz至100kHz。所述测量用交流电源的电压可以是5mV至5V,也可以是10mV至5V。在所述频率和电压范围内,能够有效地感应,以使所述线圈部显现目标电磁物性。
所述测量步骤的电磁物性可以包括与通过所述绝热材料400产生的感应电动势的变化有关的要素或者与所述绝热材料的电阻成正比的要素,该要素如前所述。
所述测量步骤的测量用交流电源的条件如前所述。
晶锭生长容器
一实施例的晶锭生长容器200包含石墨,向环形线圈型晶锭生长容器测量装置100a施加100kHz以及0.1A的交流电源,来测量的等效串联电阻值可以为1.5Ω至7.3Ω。
如前所述,所述环形线圈型晶锭生长容器测量装置100a可以为包括环形线圈形状的线圈部10的晶锭生长容器测量装置。
如图5所示,所述环形线圈形状的线圈部10的截面AA’可以具有在与所述晶锭生长容器200的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度Tx、在所述晶锭生长容器的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度Tz。此时,所述线圈部的所述x方向最大厚度可以大于或等于所述z方向厚度。具体地,所述线圈部的所述x方向厚度与所述z方向厚度比可以为14:1,卷绕次数可以为14圈。构成所述线圈部的导线可以是将750根的0.1mm直径的素线绞合并被包覆而成的3.5mm直径的绞合线。
如图1和图2所示,所述晶锭生长容器200可以是规定横截面的筒形状,外径DO可以为规定形状,可以为具有外径DO和内径并包括内部空间且上部开放的形状。
所述晶锭生长容器200的外径实质上与所述线圈部内径的周长相同。这种情况下能够进一步提高测量的准确度。
所述晶锭生长容器200的外径DO为200mm至220mm,从外径到内径方向的厚度为10mm至30mm时,在所述晶锭生长容器与线圈部10内部接触并被容纳的状态下通过所述环形线圈型晶锭生长容器测量装置测量的等效串联电阻Rs值可以为2.25Ω至4.56Ω,也可以为2.7Ω至4.02Ω,也可以为2.99Ω至3.65Ω。另外,通过所述环形线圈型晶锭生长容器测量装置测量的等效串联电感Ls值可以为27.44μH至47.83μH,也可以为32.93μH至42.09μH,也可以为36.59μH至38.26μH。测量的所述等效串联电阻值或者等效串联电感值可以与通过感应加热构件加热所述晶锭生长容器时在晶锭生长容器流动的直流电流值或者与此有关的要素具有决定系数R2为0.9以上的线性关系。由此,能够根据测量结果值以晶锭生长时能够呈现出类似的直流电流值的方式对所测量的晶锭生长容器进行挑选。
另外,一实施例的晶锭生长容器200包含石墨,向空心线圈型晶锭生长容器测量装置100b施加100kHz以及0.1A的交流电源,来测量的等效串联电阻值可以为3.50Ω至7.24Ω。
如前所述,所述空心线圈型晶锭生长容器测量装置100b可以为包括空心线圈形状的线圈部10的晶锭生长容器测量装置。
如图6所示,所述空心线圈形状的线圈部10的截面BB’可以具有在与所述晶锭生长容器200的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度Tx、在所述晶锭生长容器的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度Tz。此时,所述z方向厚度可以大于所述x方向厚度。具体地,z方向厚度与所述x方向厚度比可以为27:1,卷绕次数可以为27圈。构成所述线圈部的导线可以是将750根的0.1mm直径的素线绞合并被包覆而成的3.5mm直径的绞合线。
所述晶锭生长容器200的具体方式如前所述。
所述晶锭生长容器200的外径实质上可以与所述线圈部内径的周长相同。这种情况下能够进一步提高测量的准确度。
所述晶锭生长容器200的外径DO为200mm至220mm,从外径到内径方向的厚度为10mm至30mm时,在所述晶锭生长容器与线圈部10内部接触并被容纳的状态下通过所述环形线圈型晶锭生长容器测量装置测量的等效串联电阻Rs值可以为3.50Ω至7.24Ω,也可以为4.19Ω至6.37Ω,也可以为4.65Ω至5.79Ω。另外,通过所述环形线圈型晶锭生长容器测量装置测量的等效串联电感Ls值可以为74.42μH至120.6μH,也可以为89.30μH至111.67μH,也可以为99.22μH至101.52μH。所述等效串联电阻值或者等效串联电感值可以与通过感应加热构件加热所述晶锭生长容器时在晶锭生长容器流动的直流电流值或者与此有关的要素具有决定系数R2为0.9以上的线性关系。由此,能够根据测量结果值以晶锭生长时能够呈现出类似的直流电流值的方式对所测量的晶锭生长容器进行挑选。
绝热材料
一实施例的晶锭生长用绝热材料包括圆筒形状的绝热材料400,所述圆筒形状的绝热材料400包围晶锭生长容器的外表面且与所述晶锭生长容器的外表面形状对应,向上述的绝热材料测量装置施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的等效串联电阻值可以为10.57Ω至14.16Ω。
如前所述,所述绝热材料测量装置可以是包括空心线圈形状的线圈部10的绝热材料测量装置。
如图7和图8所示,所述空心线圈形状的线圈部10的截面BB’可以具有在与所述绝热材料400的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度Tx、在所述绝热材料的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度Tz。此时,所述z方向厚度可以大于所述x方向厚度。具体地,z方向厚度与所述x方向厚度比可以为27:1,卷绕次数可以为27圈。构成所述线圈部的导线可以是将750根的0.1mm直径的素线绞合并被包覆而成的3.5mm直径的绞合线。
所述晶锭生长容器200以及绝热材料400的具体方式如前所述。
所述晶锭生长容器200的外径D0为150mm至180mm,从内径到外径方向的厚度为10mm至30mm时,在所述晶锭生长容器与线圈部10内部接触并被容纳的状态下以及绝热材料位于所述线圈部外部的状态下通过所述绝热材料测量装置施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的等效串联电阻Rs值可以为10.57Ω至14.16Ω,也可以为11.95Ω至12.87Ω。
晶锭生长系统
图12是以截面说明晶锭生长装置(生长部)的结构的概念图,图13是以晶锭生长系统的结构和电磁特性的测量(细实线)、数据流(双实线)以及实物晶锭生长容器的移动(粗实线)示出的框图。参照附图,对晶锭生长系统进行更详细的说明。
本发明的晶锭生长系统是包括含石墨物品以及加热构件,来使碳化硅晶锭生长的系统,所述含石墨物品是晶锭生长容器或者绝热材料,所述晶锭生长容器包括:本体,具有用于配置原料的内部空间;以及碳化硅晶种,配置于本体的上部或者本体上,所述含石墨物品具有通过测量装置测量的电磁特性值即等效串联电阻值。
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值可以为3.50Ω至7.24Ω。所述值以通过空心线圈型测量装置测量的值为基准。
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述绝热材料的等效串联电阻值可以为10.57Ω至14.16Ω。所述值以应用空心线圈型测量装置并且在线圈部的内部配置晶锭生长容器且在线圈的外部配置绝热材料的状态下测量的值为基准。
所述碳化硅晶锭可以以100mm/hr以上的速度诱导生长。
本发明的晶锭生长系统1000包括:测量部1,测量晶锭生长容器的间接特性等;预测部2,对通过测量部获得的信息进行运算并显示;以及生长部3,应用具有所预测的结果值的晶锭生长容器来使晶锭生长。所述测量部还可测量晶锭生长容器的重量等。
测量部1包括晶锭生长容器200和晶锭生长容器测量装置100a、100b,它们之间可以互相收发电磁信号。
预测部2包括:运算部30,负责信息的存储和以预定的方式进行的运算;以及输出部40,用于显示运算的结果。运算部只要可以进行数据存储和数据运算,则没有限制,输出部只要能够显示输出值则没有限制。作为例示,可以应用计算机和显示器。预测部可以将在测量部测量的电磁特性转换为作为直接特性的晶锭生长容器或者绝热材料的电阻等值,并且能够预测晶锭的生长速度等。所述转换是指,提示与积累到数据库的重量和由测量部测量的电磁特性对应的直接特性的运算。所述预测是指,在未设定与积累到数据库的重量和由测量部测量的电磁特性对应的直接特性时,通过以下式1和式2进行的运算。
生长部3包括晶锭生长容器200以及加热构件600来使晶锭100生长。
所述加热构件诱导所述内部空间成为晶体生长气氛,所述原料P蒸汽移送至所述晶种而沉积,营造晶体生长气氛,以形成从所述晶种生长的晶锭,并且诱导晶锭生长。
所述晶锭生长容器200包括:本体210,具有用于配置原料P的内部空间;以及晶种,配置于本体的上部或者本体上。
所述晶种可通过盖220被支撑。
所述晶锭生长容器或者所述本体具有通过施加作为测量电源的交流电源来确认的电磁间接特性值,所述间接特性值是与直接特性具有高关联关系的值。
所述电磁间接特性值包括等效串联电阻值,所述等效串联电阻值与通过所述加热构件加热所述晶锭生长容器时在晶锭生长容器流动的直流电流值具有决定系数为0.9以上的关联关系。
所述等效串联电阻值通过晶锭生长容器测量装置来确定,在所述晶锭生长容器测量装置中配置有包括卷绕的导线的线圈部。
根据对通过环形线圈型晶锭生长容器测量装置测量的所述晶锭生长容器的重量和间接特性进行运算的以下式1的Pr或者式2的Pl值也可以预测生长率等特性。
[式1]
Figure BDA0002751050160000261
[式2]
Figure BDA0002751050160000262
具体地,基于式1的Pr值为6.05以下,或者基于式2的Pl值为7.2以下时,可具有优秀的晶锭生长率。作为例示,可呈现出大致100mm/hr以上的晶锭生长率。
所述Pr值可以为6.0以下。所述Pr值可以为5.8以下。所述Pr值可以为5.7以下。所述Pr值可以为4.8以上。所述Pr值可以为5.1以上。
所述Pl值可以为7.0以下。所述Pl值可以为6.8以下。所述Pl值可以为6.0以上。所述Pl值可以为6.2以上。所述Pl值可以为6.5以上。所述Pl值可以为6.5至6.7。
该情况下,可具有更优异的晶锭生长率,作为例示,晶锭生长率可以为110至130mm/hr以上。
由此,对于测量的所述晶锭生长容器,通过根据测量结果值而具有有利于晶锭生长的特性的晶锭生长容器诱导晶锭生长,从而可更有效率地制备晶锭。
根据对通过空心线圈型晶锭生长容器测量装置测量的所述晶锭生长容器的重量和间接特性进行运算的下述式1的Pr或者式2的Pl值也可预测生长率等特性。
[式1]
Figure BDA0002751050160000271
[式2]
Figure BDA0002751050160000272
具体地,在基于式1的Pr值为9.46以下或者基于式2的Pl值为18.5以下的情况下晶锭生长率会更优异,作为例示,可具有100mm/hr以上的晶锭生长率。
所述Pr值可以为8.91以下。所述Pr值可以为8.42以下。所述Pr值可以为8.30以下。所述Pr值可以为7.0以上。所述Pr值可以为8.0以上。
所述Pl值可以为18.1以下。所述Pl值可以为16.8以上。所述Pl值可以为17.1以上。所述Pl值可以为17.3以上。所述Pl值可以为17.4至18.1。
该情况下可以具有更优异的晶锭生长率,作为例示,晶锭生长率可以为110至130mm/hr以上。
由此,对于测量的所述晶锭生长容器,通过根据测量结果值而具有有利于晶锭生长的特性的晶锭生长容器诱导晶锭生长,从而可更有效率地制备晶锭。
晶锭制备方法
晶锭制备方法包括:准备步骤,在具有内部空间的晶锭生长容器200中隔开配置原料物质P和籽晶(晶种);生长步骤,调节所述内部空间的温度、压力以及气氛,从而使所述原料物质升华,在所述籽晶上使晶锭100生长;以及冷却步骤,冷却所述晶锭生长容器来回收所述晶锭。
所述晶锭可以是碳化硅晶锭。
所述原料物质可包含碳源以及硅源,作为例示,可包含碳化硅颗粒。
所述籽晶(晶种)可以为碳化硅籽晶。
所述籽晶(晶种)可以为4H碳化硅籽晶。
所述生长步骤可以在具有100sccm至300sccm的流量的惰性气体气氛中进行。
所述冷却步骤可以在具有1sccm至250sccm的流量的惰性气体气氛中进行。
所述晶锭生长容器的导热率可以为120W/mK以下。
可以对经过所述冷却步骤回收的晶锭进行切割、抛光以及表面研磨处理,以设置成晶圆。
所述准备步骤的原料物质P可以以具有碳源和硅源的粉末形状应用,并且可以应用将所述粉末彼此颈缩(necking)处理的原料或者通过将其表面碳化处理的碳化硅粉末等。
所述准备步骤的晶锭生长容器200可以是适合于晶锭的生长反应的容器,具体地,可以使用石墨坩埚。例如,所述晶锭生长容器可包括:本体210,包括内部空间和开口部;以及盖220,与所述开口部对应,来封闭所述内部空间。所述盖还可以包括与所述盖一体或者分开的籽晶支架,而可以通过所述籽晶支架固定籽晶,使得籽晶与原料物质能够相向。
所述准备步骤的晶锭生长容器可具有如上说明的特征。
进一步地,所述晶锭生长容器可以具有后述的导热率特性等。
所述准备步骤的晶锭生长容器200的导热率可以为120W/mK以下,且可以为85W/mK以上。所述晶锭生长容器的导热率小于85W/mK的情况下,晶锭生长时晶锭生长容器的温度梯度变得过大,从而晶锭的裂纹发生可能性会增加,晶锭内部的应力会增加。所述晶锭生长容器的导热率超过120W/mK时,感应加热时电流减少,内部发热温度也减少,存在晶锭生长率降低的风险,会增加杂质。
应用具有所述导热率范围的晶锭生长容器,可以稳定地实现所述晶锭生长容器的温度梯度,通过后续步骤制备的晶锭能够实现目标机械特征。
所述准备步骤的晶锭生长容器200可以被绝热材料400包围而被固定,由所述绝热材料包围的晶锭生长容器可容纳于如石英管的反应腔室500中。通过所述绝热材料以及设置在反应腔室外部的加热构件600能够控制所述晶锭生长容器的内部空间的温度。
所述加热构件600可以是线圈形状的感应加热构件。若向所述感应加热构件供给高频的交流电流,则在所述晶锭生长容器200产生涡电流,可以基于由此通过晶锭生长容器的电阻产生的焦热来加热晶锭生长容器的内部空间。
所述准备步骤的绝热材料400的孔隙率可以为72%至95%,可以为75%至93%,可以为80%至91%。当采用满足所述孔隙率的绝热材料时,可以进一步减少所生长的晶锭的裂纹的产生。
所述准备步骤的绝热材料400的抗压强度可以为0.2Mpa以上,可以为0.48Mpa以上,可以为0.8MPa以上。并且,所述绝热材料的抗压强度可以为3MPa以下,可以为2.5MPa以下。当所述绝热材料具有这样的抗压强度时,其热/机械稳定性优异,并且灰烬(ash)的发生概率降低,从而可以制备质量更优异的碳化硅晶锭。
所述准备步骤的绝热材料400在2000℃下的导热率可以为1.79W/mK以下,也可以为1.24W/mK以下。所述绝热材料在2000℃下的导热率可以为0.3W/mK以上,也可以为0.48W/mK以上。通过具有所述导热率范围的绝热材料,阻断晶锭生长时所述晶锭生长容器200的放热的同时能够形成晶锭生长容器的稳定的温度梯度。
所述准备步骤的绝热材料400的密度可以为0.13g/cc以上,也可以为0.17g/cc以上。所述绝热材料的密度可以为0.28g/cc以下,也可以为0.24g/cc以下。通过具有所述密度范围的绝热材料,能够抑制所制备的晶锭产生弯曲和扭曲。
所述准备步骤的反应腔室500可以包括:抽真空装置700,连接到反应腔室的内部,用于调节反应腔室内部的真空度;管道810,连接到反应腔室的内部,用于将气体引入反应腔室内部;以及质量流量控制器800,用于进行控制。通过这些,可以在后续的生长步骤和冷却步骤中调节惰性气体的流量。
所述生长步骤是如下步骤:通过调节所述内部空间的温度、压力以及气氛来使所述原料物质P升华,从而在所述籽晶使碳化硅晶锭100生长。
所述生长步骤可以通过使用所述加热单元600加热所述晶锭生长容器200和晶锭生长容器的内部空间来进行,并且,可以在进行所述加热的同时或另外对内部空间减压以调节压力,并注入惰性气体以诱导碳化硅晶体的生长。
所述生长步骤可以在2000℃至2600℃的温度和1托至200托的压力条件下进行,在所述温度以及压力范围内能够更有效率地制备碳化硅晶锭。
作为例示,所述生长步骤在所述晶锭生长容器200上部以及下部的温度为2100℃至2500℃,所述晶锭生长容器的内部空间的压力为1托至50托的条件下进行,也可以在上部以及下部的温度为2150℃至2350℃,所述晶锭生长容器的内部空间的压力为1托至30托的条件下进行。将所述温度和压力条件应用于所述生长步骤时能够制备更高品质的碳化硅晶锭。
在所述生长步骤中,可以以1℃/min至10℃/min的升温速度、5℃/min至10℃/min的升温速度进行升温直到所述温度范围,可包括升温速度相对低的预先生长过程和升温速度高的生长进行过程。
在所述生长步骤中,可向所述晶锭生长容器200内部加入预定流量的惰性气体。作为例示,所述惰性气体可实现从所述原料物质P到所述籽晶方向的流动。此时,所述生长步骤可以在具有100sccm至300sccm的流量的惰性气体气氛下进行,也可以在具有150sccm至250sccm的流量的惰性气体气氛下进行。若所述流量小于100sccm,则因所述原料物质的升华量减少可能会导致杂质含量增加,若所述流量超过300sccm,则晶锭的生长速度过快,可能会导致晶锭品质下降。在所述流量范围内进行生长步骤,以形成所述晶锭生长容器以及内部空间的稳定的温度梯度,容易实现所述原料物质的升华,从而有助于晶锭能够实现目标机械特性。
例示地,所述生长步骤的惰性气体可以为氩气、氦气及它们的混合气体,还可以包括少量的氮气。
所述冷却步骤是在预定冷却速度和惰性气体流量条件下冷却所生长的碳化硅晶锭的步骤。
在所述冷却步骤中,可以以1℃/min至10℃/min的速度进行冷却,可以以3℃/min至9℃/min的速度进行冷却。在所述冷却步骤中,可以以5℃/min至8℃/min的速度进行冷却。
与所述生长步骤同样地,在所述冷却步骤中,可向所述晶锭生长容器200内部加入预定流量的惰性气体。作为例示,所述惰性气体可实现从所述原料物质P到所述碳化硅籽晶方向的流动。此时,所述冷却步骤可以在具有1sccm至300sccm的流量的惰性气体气氛下进行,也可以在具有10sccm至250sccm的流量的惰性气体气氛下进行。若所述流量小于1sccm,则晶锭的冷却效率下降,晶锭生长容器的温度梯度过大,可能会导致晶锭的裂纹产生率以及晶锭内部应力增加。若所述流量超过300sccm,则冷却速度过度增加,可能会导致晶锭的裂纹产生率以及晶锭内部应力增加。在所述流量范围内进行冷却步骤,以形成所述晶锭生长容器以及内部空间的稳定的温度梯度,容易地实现所述晶锭的冷却,从而能够实现目标机械特性。
所述生长步骤的惰性气体流量Fg与冷却步骤的惰性气体的流量Fc的比Fg/Fc可以为0.33至30,也可以为0.6至25,也可以为0.6至6。通过具有这种流量比,生长以及冷却工序时实现平缓的流量变化,从而有助于生长以及冷却的碳化硅晶锭具有更优异的机械特性等。
所述冷却步骤可以与所述晶锭生长容器200的内部空间的压力调节同时进行,或压力调节可以与所述冷却步骤分别进行。所述压力调节可以以使所述内部空间中的压力最大为800托的方式进行。
所述冷却步骤的回收可通过切割与所述籽晶接触的晶锭的后面来进行。这样回收的晶锭可通过后续的过程加工成晶圆形态。
以下,通过具体实施例对本发明进一步具体说明。以下实施例仅仅是有助于理解本发明的例示,本发明的范围不限于此。
实施例A
实施例A-1:准备具有环形线圈形状的线圈部10的晶锭生长容器测量装置100a
如图1所示,作为晶锭生长容器,准备外径DO为210mm,内径为190mm的石墨坩埚,设置环形线圈形状的线圈部,所述环形线圈内周面与所述坩埚的外周面接触,且具有14圈的导线卷绕次数,且位于同一平面。所述导线使用将750根的0.1mm直径的素线绞合并被包覆而成的3.5mm直径的绞合线。所述环形线圈的内径为210mm,且外径为325mm,与所述坩埚的底面平行的方向即所述环形线圈的x方向厚度为与晶锭生长容器侧面高度方向平行的z方向厚度的14倍。另外,所述坩埚的周长与绞合线的直径比例为100:0.58。
将作为构成所述环形线圈的绞合线的两端部的引出线12a、12b与LCR表(HIOKI3522-50)连接,以施加100kHz以及0.1A的交流电源时所述线圈部的电磁物性(等效串联电阻、等效串联电感、品质因子中的任一者)的值成为0的方式调整零点。所述零点调整前所述线圈部的等效串联电感值为35.1uH,等效串联电阻为51.1mΩ。
实施例A-2:准备具有空心线圈形状的线圈部10的晶锭生长容器测量装置100b
作为晶锭生长容器,准备外径DO为210mm,内径为190mm的石墨坩埚,设置线圈部,所述线圈部为空心线圈形状,内周面与所述坩埚的外周面实质上接触并对应,且具有27圈的导线卷绕次数。所述导线使用将750根的0.1mm直径的素线绞合并被包覆而成的3.5mm直径的绞合线。所述空心线圈的内径为211mm,外径为224mm,与所述晶锭生长容器的侧面高度方向平行的所述空心线圈的z方向厚度为与所述坩埚的底面平行的x方向厚度的27倍。另外,所述坩埚的周长与绞合线的直径比例为100:0.58。
将作为构成所述空心线圈的绞合线两端部的引出线12a、12b与LCR表(HIOKI3522-50)连接,以施加100kHz以及0.1A的交流电源时所述线圈部的电磁物性(等效串联电阻、等效串联电感、品质因子中的任一者)的值成为0的方式调整零点。所述零点调整前所述线圈部的等效串联电感值为131uH,等效串联电阻为1.03mΩ。
实施例A-3:晶锭生长容器的电磁物性测量1
如图1所示,在具有内部空间,外径DO为105mm,且具有表1和表2的重量的圆筒形的石墨晶锭生长容器200的外周面最下部接触已准备的所述晶锭生长容器测量装置100a中环形线圈形状的线圈部内周面。通过LCR表向所述线圈部施加100kHz、0.1A的交流电源,来测量感应的等效串联电阻Rs、等效串联电感Ls以及品质因子Q。测量所需时间大约为20秒。
实施例A-4:晶锭生长容器的电磁物性测量2
将所述测量1的晶锭生长容器200以预定间隔(52.5mm)容纳于已准备的所述晶锭生长容器测量装置100b中的空心线圈形状的线圈部内部。通过LCR表向所述线圈部施加100kHz、0.1A的交流电源,来测量感应的等效串联电阻Rs、等效串联电感Ls以及品质因子Q。测量所需时间大约为20秒。
实施例A-5:基于测量的晶锭生长容器的碳化硅晶锭生长、生长率测量
在表1和表2的晶锭生长容器的内部空间下部装入碳化硅原料,且上部配置有碳化硅籽晶。密封所述晶锭生长容器,配置在外部具有加热线圈的反应腔室内。
对所述晶锭生长容器的内部空间进行减压来调节为真空气氛,注入氩气,以使所述内部空间成为大气压后,再对内部空间进行减压。同时,向所述加热线圈施加电源,将内部空间的温度以5~10℃/min的升温速度升温至2500℃的温度,在5托的压力条件下,在与碳化硅原料相向的碳化硅籽晶面使碳化硅晶锭生长100小时。此时,晶锭生长容器的直流电流值和晶锭生长率,通过在利用生长设备进行生长工序时晶锭生长容器的下部温度基准2200~2400℃内施加与晶锭生长工序相同的电源,来测量并确认。
[表1]
Figure BDA0002751050160000341
(Ls:等效串联电感,Rs:等效串联电阻,Q:品质因子)
[表2]
Figure BDA0002751050160000351
(Ls:等效串联电感,Rs:等效串联电阻,Q:品质因子)
参照表1、2、图3A、图3B、图3C以及图4A、图4B、图4C,在所述环形线圈感应的Ls值与所述直流电流值呈现决定系数为0.9834的线性关系(图3A)。在所述环形线圈感应的Rs值与所述直流电流值呈现决定系数为0.9915的线性关系(图3B)。另外,在所述环形线圈感应的Q值与所述直流电流值呈现决定系数为0.9924的线性关系(图3C)。另外,在所述空心线圈感应的Ls值与所述直流电流值呈现决定系数为0.9841的线性关系(图4A)。在所述空心线圈感应的Rs值与所述直流电流值呈现决定系数为0.9907的线性关系(图4B)。另外,在所述空心线圈感应的Q值与所述直流电流值呈现决定系数为0.9922的线性关系(图4C)。这表明预测的准确度很高。
即,可知,在所述环形线圈以及空心线圈感应的Ls、Rs以及Q值与所述直流电流值呈现决定系数为0.98以上的线性关系,由此确认到,将多个晶锭生长容器应用于基于感应加热的晶锭生长时,能够以能够呈现出类似的晶锭生长容器直流电流值的方式进行挑选。
实施例B
实施例B-1:准备空心线圈形状的线圈部、晶锭生长装置
设置具有25圈的导线卷绕次数且空心线圈形状的线圈部。所述导线使用将750根的0.1mm直径的素线绞合并被包覆而成的3.5mm直径的绞合线。所述线圈部的内径为172mm,外径为180mm,与待测量的圆筒形绝热材料的侧面高度方向平行的所述线圈部的z方向厚度为与所述绝热材料的底面平行的x方向厚度的25倍。
将作为所述线圈部的绞合线两端部的引出线12a、12b与LCR表(HIOKI 3522-50)连接,以施加100kHz以及0.1A的交流电源时所述线圈部的电磁物性(等效串联电阻、等效串联电感、品质因子中的任一者)的值成为0的方式调整零点。所述零点调整前所述线圈部的等效串联电感值为131uH,等效串联电阻为4.01Ω。
实施例B-2:基于测量电磁物性并挑选的绝热材料的晶锭生长
如图9所示,在具有内部空间且具有180mm的外径D0的圆筒形的石墨晶锭生长容器与包围该石墨晶锭生长容器且具有表3的重量的绝热材料的内周面之间配置已准备的所述绝热材料测量装置的线圈部。通过LCR表向所述线圈部施加100kHz、0.1A的交流电源,来测量感应的等效串联电阻Rs、等效串联电感Ls以及品质因子Q。测量所需时间大约为20秒。
之后,在由具有11.88Ω至12.87Ω的等效串联电阻测量值的绝热材料包围的晶锭生长容器内部的上部配置碳化硅籽晶,在下部配置碳化硅原料粉末。密封所述晶锭生长容器,配置在外部具有加热线圈的反应腔室内。
对所述晶锭生长容器的内部空间进行减压来调节为真空气氛,注入氩气,以使所述内部空间成为大气压后,再对内部空间进行减压。同时,向所述加热线圈施加电源,将内部空间的温度以5~10℃/min的升温速度升温至2500℃的温度,在5托的压力条件下,在与碳化硅原料相向的碳化硅籽晶面使碳化硅晶锭生长100小时。此时,将碳化硅晶锭的平均生长率示于表3。
实施例B-3:基于未测量电磁物性的任意绝热材料的晶锭生长
除了应用由未测量所述电磁物性的任意绝热材料包围的晶锭生长容器以外,与所述实施例相同地进行,来使碳化硅晶锭生长,此时,将碳化硅晶锭的平均生长率示于表3。
[表3]
Figure BDA0002751050160000371
Rs(Ω)*:等效串联电阻
从表3以及图11可以确认,通过由具有11.88Ω至12.87Ω的等效串联电阻测量值的绝热材料包围的晶锭生长容器使碳化硅晶锭生长的实施例1至实施例15呈现出0.12μm/hr至0.14μm/hr的生长率。相反,通过由未测量电磁物性的任意绝热材料包围的晶锭生长容器使碳化硅晶锭生长的比较例1至比较例3呈现出0.04μm/hr的生长率。
实施例B-4:绝热材料的重量与所述绝热材料测量装置的测量值的关联关系比较
将所述实施例以及比较例中测量的绝热材料的等效串联电阻值与绝热材料的重量间的关联关系示于图10。参照该图,可知绝热材料的重量与测量的等效串联电阻值具有决定系数R2为0.5728的微弱的关联关系。确认到,仅通过重量来挑选绝热材料,由该绝热材料使晶锭生长时,如所述比较例的结果所示,确保晶锭生长再现性存在困难。
通过所述绝热材料测量装置挑选具有类似电磁物性的绝热材料,将该绝热材料用作晶锭生长容器的绝热材料,能够实现有效的晶锭生长。
实施例C
(基于晶锭生长容器的碳化硅晶锭生长、生长率测量)
将与实施例A相同的实施例1至30的结果与Pr、Pl值一同示于以下表4和表5。具体地,在晶锭生长容器的内部空间下部装入碳化硅原料P,在上部配置碳化硅籽晶。密封所述晶锭生长容器200,配置在外部具有加热线圈600的反应腔室500内。
利用抽真空装置700,对所述晶锭生长容器的内部空间进行减压来调节为真空气氛,注入氩气,以使所述内部空间成为大气压后,再对内部空间进行减压。同时,向所述加热线圈施加电源,将内部空间的温度以5~10℃/min的升温速度升温至2500℃的温度,在5托的压力条件下,在与碳化硅原料相向的碳化硅籽晶面使碳化硅晶锭生长100小时。内部压力的调节通过流量控制器800和与其连接的管道810来进行。
此时,晶锭生长容器的直流电流值和晶锭生长率是通过在利用生长设备进行生长工序时在晶锭生长容器的下部温度基准2200至2400℃内施加与晶锭生长工序相同的电源来测量并确认。Pr、Pl值通过上述式1和式2来评价。
[表4]
Figure BDA0002751050160000391
[表5]
Figure BDA0002751050160000392
参照表4和表5确认到,未充分确保关于电磁间接特性的数据的情况下,通过求出Pr值或Pl值,利用该些值某种程度上能够预测晶锭的生长率的趋势,虽然图中未示出,呈现出0.83以上的线性结果,很高的程度上能够进行预测,能够进行有效率的工序。
以上,对本发明的优选实施例进行了详细说明,但本发明的权利范围不限于此,本发明所属技术领域的普通技术人员利用由权利要求书定义的本发明的基本概念来实施的多种变形及改良形式也属于本发明的权利范围之内。

Claims (19)

1.一种含石墨物品的测量方法,测量含石墨物品的与感应加热特性有关的物性,包括:
配置步骤,在包括卷绕的导线的线圈部配置含石墨物品;以及
测量步骤,通过与所述线圈部电连接的计测构件向所述线圈部施加测量用电源,来测量在所述线圈部感应的电磁物性。
2.根据权利要求1所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述电磁物性,包括与基于所述含石墨物品在所述线圈部产生的感应电动势的变化有关的要素或者与所述含石墨物品的电阻有关的要素。
3.根据权利要求1所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述电磁物性,是选自由所述线圈部的等效串联电阻、等效串联电感以及品质因子组成的组中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述含石墨物品是晶锭生长容器和/或绝热材料。
5.根据权利要求4所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述线圈部具有位于内侧的容纳空间,
所述晶锭生长容器配置于所述容纳空间,
所述绝热材料配置于所述线圈部的外侧。
6.根据权利要求5所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述容纳空间的长度为100mm以上。
7.根据权利要求1所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述线圈部的内径的周长与所述线圈部的导线的截面积的比例为100:1.57至100:161,其中,所述周长的单位为mm,所述截面积的单位为mm2
8.根据权利要求1所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述线圈部的截面具有:
在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及
在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,
所述线圈部是所述x方向厚度大于或等于所述z方向厚度的环形线圈型。
9.根据权利要求8所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述环形线圈型的线圈部的内径的周长与所述导线的厚度比为100:0.194至100:1.09,其中所述周长的单位是mm,且所述厚度的单位是mm。
10.根据权利要求8所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述含石墨物品是晶锭生长容器,
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值为2.35Ω至4.56Ω。
11.根据权利要求1所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述线圈部的截面具有:
在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及
在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,
所述线圈部是所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈型。
12.根据权利要求11所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述空心线圈型的线圈部的内径的周长与所述导线的厚度比为100:0.194至100:1.09,其中所述周长的单位是mm,且所述厚度的单位是mm。
13.根据权利要求11所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述含石墨物品是晶锭生长容器,
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值为3.50Ω至7.24Ω。
14.根据权利要求11所述的含石墨物品的测量方法,其中,
所述含石墨物品是绝热材料,
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述绝热材料的等效串联电阻值为10.57Ω至14.16Ω。
15.一种测量装置,包括:
线圈部,包括卷绕的导线;以及
计测构件,与所述线圈部电连接,
所述计测构件向所述线圈部施加测量用电源来测量含石墨物品的电磁物性,
所述电磁物性是与感应加热特性有关的物性。
16.根据权利要求15所述的测量装置,其中,
所述电磁物性,是选自由所述线圈部的等效串联电阻、等效串联电感以及品质因子组成的组中的一者以上。
17.根据权利要求15所述的测量装置,其中,
所述线圈部的截面具有:
在与所述含石墨物品的底面或者上表面平行的方向即x方向上测量的x方向厚度;以及
在所述含石墨物品的侧面方向即与所述x方向垂直的z方向上测量的z方向厚度,
所述线圈部是所述x方向厚度大于或等于所述z方向厚度的环形线圈型或者所述z方向厚度大于所述x方向厚度的空心线圈型。
18.一种晶锭生长系统,所述晶锭生长系统包括含石墨物品以及加热构件来使碳化硅晶锭生长,
所述含石墨物品是晶锭生长容器或者绝热材料,
所述晶锭生长容器包括:本体,具有用于配置原料的内部空间;以及碳化硅晶种,配置于所述本体的上部或者所述本体上,
所述含石墨物品具有通过测量装置测量的作为电磁间接特性值的等效串联电阻值,
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述晶锭生长容器的等效串联电阻值为3.50Ω至7.24Ω,
施加100kHz以及0.1A的交流电源来测量的所述绝热材料的等效串联电阻值为10.57Ω至14.16Ω。
19.根据权利要求18所述的晶锭生长系统,其中,
所述碳化硅晶锭以100mm/hr以上的速度诱导生长。
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