KR101003075B1 - Method and Apparatus for growth of silicon carbide single crystal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도가니 상하부의 수직온도구배뿐만 아니라 도가니 하부에서의 초기-말기 온도차를 제어하여 직경 3인치 이상의 대구경의 SiC 단결정을 안정적으로 성장시킴과 함께 재현성이 담보되는 SiC 단결정 성장방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 SiC 단결정 성장방법은 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U) 및 도가니 내의 성장압력(PC)의 조절을 통해 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 제어하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method and apparatus for growing SiC single crystal with stable reproducibility and stable growth of large-diameter SiC single crystals having a diameter of 3 inches or more by controlling not only the vertical temperature gradient at the top and bottom of the crucible but also the initial-end temperature difference at the bottom of the crucible. In the SiC single crystal growth method according to the present invention, the temperature difference (ΔT FI ) between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible is controlled by controlling the temperature difference (ΔT BU ) at the bottom and the top of the crucible and the growth pressure (P C ) in the crucible. It is characterized by controlling.

SiC, 단결정, 성장장치, 수직온도구배 SiC, single crystal, growth device, vertical temperature gradient

Description

SiC 단결정 성장방법 및 장치{Method and Apparatus for growth of silicon carbide single crystal}SiC single crystal growth method and apparatus {Method and Apparatus for growth of silicon carbide single crystal}

본 발명은 SiC 단결정 성장방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도가니 상하부의 수직온도구배뿐만 아니라 도가니 하부에서의 초기-말기 온도차를 제어하여 직경 3인치 이상의 대구경의 SiC 단결정을 안정적으로 성장시킴과 함께 재현성이 담보되는 SiC 단결정 성장방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for growing SiC single crystal, and more particularly, to stably grow a large diameter SiC single crystal having a diameter of 3 inches or more by controlling not only the vertical temperature gradient at the top and bottom of the crucible but also the initial-end temperature difference at the bottom of the crucible. The present invention relates to a method and apparatus for growing SiC single crystal, which is reproducible.

차세대 반도체 소자 재료로써 SiC, GaN, AlN, ZnO 등의 광대역 반도체 재료가 유망한 것으로 기대되고 있다. 그러나, 이들 광대역 반도체 재료 중 현재 단결정 잉곳(ingot) 성장 기술이 확보되어 직경 2인치 이상의 대구경의 기판으로서의 생산이 가능한 것은 SiC 단결정 재료뿐이다. As next-generation semiconductor device materials, broadband semiconductor materials such as SiC, GaN, AlN, and ZnO are expected to be promising. However, among these broadband semiconductor materials, only SiC single crystal materials can be produced as a single-crystal ingot growth technology and can be produced as a large-diameter substrate having a diameter of 2 inches or more.

특히, SiC는 1500℃ 이하에서 열적 안정성이 우수하고 산화성 분위기에서의 안정성도 뛰어나며, 4.6W/cm℃ 정도의 큰 열전도도를 갖고 있기 때문에 고온에서 장시간 안정성이 요구되는 환경 하에서는 GaAs 또는 GaN과 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반 도체보다 훨씬 유용할 것으로 기대된다. Particularly, since SiC has excellent thermal stability at 1500 ° C or lower and excellent stability in an oxidizing atmosphere, and has a large thermal conductivity of about 4.6W / cm ° C, III such as GaAs or GaN is required in an environment requiring long-term stability at high temperature. It is expected to be much more useful than the Group-V compound semiconductor.

SiC는 비록 전자이동도가 실리콘(Si)에 비해 작으나, 에너지 밴드갭(energy bandgap)이 실리콘의 2∼3배 정도이고 동작 한계온도가 650℃임에 따라, 동작 한계온도가 200℃ 이하인 실리콘에 비하여 동작 한계온도가 훨씬 높다는 장점이 있다. 또한, 화학적 및 기계적으로 강하여 극한 환경에서도 사용할 수 있는 소자로 제작이 가능하다. Although SiC has a smaller electron mobility than silicon (Si), the energy bandgap is about 2 to 3 times that of silicon and the operating limit temperature is 650 ° C. Compared with this, the operating limit temperature is much higher. In addition, it is possible to manufacture a device that can be used in extreme environments because it is chemically and mechanically strong.

이러한 재료의 본질적인 물성 차이에 기인한 소자의 성능 한계는 JFOM(Johnson's Figure of Merit), KFOM(Keyes' Figure of Merit), BFOM(Baliga's Figure of Merit) 및 BHFFOM(Baliga's High Frequency Figure of Merit)과 같은 여러 가지의 지표계수를 비교해 보면 쉽게 파악할 수 있다. 예를 들어, 높은 주파수와 대전력의 응용의 이점을 나타내는 JFOM은 트랜지스터의 전력과 주파수의 한계를 항복전압과 포화전자 이동속도로부터 비교계수로서 SiC가 실리콘(Si)에 비해 600배 이상이다. The performance limitations of the device due to the intrinsic physical properties of these materials are such as Johnson's Figure of Merit (JFOM), Keyes' Figure of Merit (KFOM), Baliga's Figure of Merit (BFOM), and Baliga's High Frequency Figure of Merit (BHFFOM). Comparing the various index coefficients can easily identify them. For example, JFOM, which shows the advantages of high frequency and high power applications, compares the power and frequency limits of transistors from breakdown voltage and saturation electron transfer rate, and SiC is over 600 times that of silicon (Si).

이와 같이 우수한 물성을 갖는 SiC를 이용한 소자가 현재 하루가 다르게 발표되면서 SiC의 응용범위 및 그 파급효과가 매우 빠른 속도로 광범위해지고 있다. 일 예로, SiC는 자동차 또는 우주항공 등의 고온 집적회로, 내방사능 소자, Ⅲ-Ⅴ-Ⅳ-Ⅵ 연계소자, 초정밀 멤스(MEMS) 소자, 엑스레이(X-ray) 마스크, 자외선(UV) 탐사기, 청색 발광소자(LED) 등에 응용되고 있다. As the device using SiC having such excellent physical properties is announced differently each day, the scope of application and its ramifications of SiC are rapidly expanding. For example, SiC is a high temperature integrated circuit such as automobile or aerospace, radiation resistant device, III-V-IV-VI interconnection device, ultra-precision MEMS device, X-ray mask, ultraviolet (UV) probe, It is applied to a blue light emitting element (LED).

한편, 상술한 바와 같은 응용분야에 안정적으로 적용되고 수율을 증대하기 위해서는 직경 3인치 이상의 대구경의 고품질 단결정의 성장이 요구된다. On the other hand, in order to be stably applied to the above-described applications and increase the yield, the growth of high-quality single crystals of large diameter of 3 inches or more is required.

종래의 SiC 단결정 성장장치의 경우, 한국등록특허공보 제485023호 및 'Growth-Induced structure defects in SiC PVT Boules (ICSCRM 2001, Materials Science Forum Vols. 389-393 (2002)pp. 385-390)'을 살펴보면, 흑연 도가니 내에 SiC 원료를 위치시키고 흑연 도가니 상부에 SiC 시드(seed)를 장착시킨 상태에서 SiC 원료가 위치한 부분의 온도를 SiC 시드 부분보다 높게 함으로써 SiC 시드 상에 SiC 단결정이 성장되도록 하는 방법을 택하고 있다. In the case of a conventional SiC single crystal growth apparatus, Korean Patent Publication No. 485023 and ' Growth-Induced structure defects in SiC PVT Boules (ICSCRM 2001, Materials Science Forum Vols. 389-393 (2002) pp. 385-390) In the present invention, the SiC raw material is placed in the graphite crucible and the SiC seed is mounted on the graphite crucible so that the SiC single crystal is grown on the SiC seed by raising the temperature of the portion where the SiC raw material is located to be higher than the SiC seed part. I choose.

이와 같은 종래의 SiC 단결정 성장장치에 있어서, SiC 단결정의 품질을 제어하는 방법으로서 도가니 상부에서 하부에 걸친 수직온도구배를 조절하는 방법을 적용하고 있다. 그러나, 도가니 상하부의 수직온도구배를 조절하여 단결정의 품질을 제어하는 것은 비교적 소구경인 2인치 이하의 SiC 단결정 성장에는 적합하나, 직경 3인치 이상의 SiC 단결정 성장시에는 단결정 내에 폴리타입 도메인(polytype domain) 등의 결함이 발생되는 문제를 수직온도구배 제어만으로 해결하기에는 어려움이 있다. 이는, 3인치 이상의 대구경의 SiC 단결정 성장시에는 도가니 상하부의 수직온도구배 이외에도 또 다른 변수의 제어가 요구됨을 반증하는 결과라 할 수 있다. In such a conventional SiC single crystal growth apparatus, a method of controlling the vertical temperature gradient from the top of the crucible to the bottom is applied as a method of controlling the quality of the SiC single crystal. However, controlling the quality of single crystals by controlling the vertical temperature gradients in the top and bottom of the crucible is suitable for the growth of SiC single crystals with a relatively small diameter of less than 2 inches, but in the growth of SiC single crystals with diameters of 3 inches or more, the polytype domains within the single crystals. It is difficult to solve the problem of defects such as the vertical temperature gradient control alone. This can be said to prove that when a large-diameter SiC single crystal growth of 3 inches or more, in addition to the vertical temperature gradient at the top and bottom of the crucible, another variable control is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 도가니 상하부의 수직온도구배뿐만 아니라 도가니 하부에서의 초기-말기 온도차를 제어하여 직경 3인치 이상의 대구경의 SiC 단결정을 안정적으로 성장시킴과 함께 재현성이 담보되는 SiC 단결정 성장방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by controlling the initial-end temperature difference at the bottom of the crucible as well as the vertical temperature gradient of the upper and lower crucibles to stably grow a large diameter SiC single crystal of 3 inches or more in diameter and reproducibility It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for growing this SiC single crystal.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SiC 단결정 성장방법은 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U) 및 도가니 내의 성장압력(PC)의 조절을 통해 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 제어하는 것을 특징으로 한다. SiC single crystal growth method according to the present invention for achieving the above object between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible through the control of the temperature difference (ΔT BU ) and the growth pressure (P C ) in the bottom of the crucible It is characterized by controlling the temperature difference ΔT FI .

상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U)는 0.1∼50℃/cm로 제어되며, 상기 성장압력(PC)은 1∼100Torr로 제어될 수 있다. 또한, 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 0.1∼10.0℃/hr로 제어하는 것을 특징으로 한다. The temperature difference ΔT BU between the bottom and the top of the crucible may be controlled at 0.1 to 50 ° C./cm, and the growth pressure P C may be controlled to 1 to 100 Torr. In addition, the temperature difference ΔT FI between the beginning of the process and the end of the process at the bottom of the crucible is characterized by controlling to 0.1 to 10.0 ° C / hr.

본 발명에 따른 SiC 단결정 성장장치는 도가니, 반응 챔버 및 히팅 수단을 포함하여 이루어지는 SiC 단결정 성장장치에 있어서, 상기 도가니는 선택적으로 착 탈 가능한 복수의 단위 도가니로 구성되고, 각각의 단위 도가니는 도가니 수직 방향의 단면적이 서로 다르며, 상기 히팅 수단은 상기 반응 챔버의 둘레를 따라 구비되어 상기 도가니의 수직 방향을 따라 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 한다. SiC single crystal growth apparatus according to the present invention is a SiC single crystal growth apparatus comprising a crucible, a reaction chamber and heating means, wherein the crucible is composed of a plurality of unit crucibles that are selectively removable, each unit crucible vertical Direction cross-sectional area is different from each other, the heating means is provided along the circumference of the reaction chamber is characterized in that the vertical movement of the crucible is possible to move up and down.

상기 SiC 단결정 성장장치를 이용한 SiC 단결정 성장방법은 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U) 및 도가니 내의 성장압력(PC)의 조절을 통해 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 0.1∼10.0℃/hr로 제어하는 것을 특징으로 하며, 상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U)는 0.1∼50℃/cm로 제어되며, 상기 성장압력(PC)은 1∼100Torr로 제어될 수 있다. The SiC single crystal growth method using the SiC single crystal growth apparatus has a temperature difference (ΔT FI) between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible by controlling the temperature difference (ΔT BU ) at the bottom and the top of the crucible and the growth pressure (P C ) in the crucible. ) Is controlled to 0.1 ~ 10.0 ℃ / hr, the temperature difference (ΔT BU ) between the lower and the top of the crucible is controlled to 0.1 ~ 50 ℃ / cm, the growth pressure (P C ) is 1 to 100 Torr Can be controlled.

상기 각각의 단위 도가니는 서로 밀착되어 구비되고, 상기 각각의 단위 도가니의 측면과 외부면의 두께는 동일하거나 서로 다를 수 있으며, 상기 각각의 단위 도가니의 측면의 두께는 단면적이 가장 큰 단위 도가니의 내경의 1/2보다 작을 수 있다. 또한, 상기 각각의 단위 도가니의 측면 또는 외부면의 두께는 1∼100mm이고, 상기 각각의 단위 도가니 중 단면적이 가장 작은 단위 도가니의 내경은 51mm보다 크다. Each unit crucible is provided in close contact with each other, the thickness of the side and the outer surface of each of the unit crucible may be the same or different, the thickness of the side of each unit crucible is the inner diameter of the unit crucible with the largest cross-sectional area It may be less than 1/2 of. In addition, the thickness of the side or outer surface of each unit crucible is 1 to 100 mm, and the inner diameter of the unit crucible having the smallest cross-sectional area among each unit crucible is larger than 51 mm.

상기 각각의 단위 도가니 중 단면적이 가장 작은 단위 도가니의 SiC 원료 내에 발열체가 더 구비될 수 있으며, 상기 발열체는 1∼100mm의 두께와 1mm∼도가니 내경 이하의 직경 또는 길이를 갖는다. 또한, 상기 발열체는 등방성 흑연, 이방성 흑연, 카본 복합재료(Carbon composite) 중 어느 하나 또는 SiC가 코팅된 등방성 흑연, SiC가 코팅된 이방성 흑연, SiC가 코팅된 카본 복합재료 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 탄화물 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 질화물로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 발열체는 디스크(disk), 로드(rod), 다면체, 파이프 등의 형태로 이루어질 수 있다. A heating element may be further provided in the SiC raw material of the unit crucible having the smallest cross-sectional area among the unit crucibles, and the heating element has a thickness of 1 to 100 mm and a diameter or length of 1 mm to a crucible inner diameter or less. In addition, the heating element is any one of isotropic graphite, anisotropic graphite, carbon composite material or isotropic graphite coated with SiC, anisotropic graphite coated with SiC, carbon composite material coated with SiC or Ta, Nb Any one of W, Mo, Hf, Zr, V, or a carbide containing one or more of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V or one of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V It may be composed of a nitride containing the above. Here, the heating element may be in the form of a disk, a rod, a polyhedron, a pipe, or the like.

상기 히팅 수단의 이동시, 상기 도가니의 최하부는 상기 히팅 수단의 전체 수직거리의 1/2 지점보다 높게 상승되지 않으며, 상기 히팅 수단의 상하 이동시, 상기 히팅 수단의 최상부와 상기 도가니의 최상부 사이의 수직 거리는 0∼150mm 내에 포함된다. When the heating means moves, the bottom of the crucible does not rise higher than 1/2 of the total vertical distance of the heating means, and when the heating means moves up and down, the vertical distance between the top of the heating means and the top of the crucible is It is contained within 0-150 mm.

상기 도가니의 둘레는 상부 단열재, 하부 단열재 및 외부 단열재가 더 구비되며, 상기 상부 단열재, 하부 단열재는 각각 상기 도가니의 상부, 하부에 구비되며, 상기 외부 단열재는 상기 도가니의 측부 및 상기 상부 단열재, 하부 단열재의 측부를 감싸도록 구비된다. 상기 하부 단열재는 1∼400mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. The circumference of the crucible is further provided with an upper heat insulating material, a lower heat insulating material and an outer heat insulating material, wherein the upper heat insulating material and the lower heat insulating material are respectively provided on the upper and lower portions of the crucible, and the external heat insulating material is the side of the crucible and the upper heat insulating material and the lower heat insulating material. It is provided to surround the side of the heat insulating material. It is preferable that the lower insulation has a thickness of 1 to 400 mm.

또한, 본 발명에 따른 SiC 단결정 성장장치는 도가니, 반응 챔버 및 히팅 수단을 포함하여 이루어지는 SiC 단결정 성장장치에 있어서, 상기 도가니는, 상기 도가니의 내부 공간을 정의하는 최외각의 단위 도가니와, 상기 최외각의 단위 도가니 내에 선택적으로 착탈 가능한 <하나 또는 복수의 단위 측면 부재>와 <하나 또는 복수의 단위 하부면 부재>로 구성되거나, 상기 <하나 또는 복수의 단위 측면 부재> 또는 상기 <하나 또는 복수의 단위 하부면 부재>만으로 구성되며, 상기 히팅 수단은 상기 반응 챔버의 둘레를 따라 구비되어 상기 도가니의 수직 방향을 따라 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 한다. In addition, the SiC single crystal growth apparatus according to the present invention comprises a crucible, a reaction chamber and a heating means, wherein the crucible includes an outermost unit crucible defining an inner space of the crucible, and the outermost crucible. It consists of <one or more unit side member> and <one or more unit lower surface member> selectively detachable in an outer unit crucible, or the said <one or more unit side member> or said <one or more Unit lower surface member> only, the heating means is provided along the circumference of the reaction chamber is characterized in that the vertical movement of the crucible can be moved up and down.

상기 각각의 단위 측면 부재의 두께는 단면적이 가장 큰 단위 도가니의 내경의 1/2보다 작으며, 상기 각각의 단위 측면 부재 또는 단위 하부면의 두께는 1∼100mm이다. 또한, 상기 각각의 단위 측면 부재 중 단면적이 가장 작은 단위 측면 부재의 내경은 51mm보다 크다. The thickness of each unit side member is less than 1/2 of the inner diameter of the unit crucible having the largest cross-sectional area, and the thickness of each unit side member or unit lower surface is 1 to 100 mm. Further, the inner diameter of the unit side member having the smallest cross-sectional area among the unit side members is larger than 51 mm.

본 발명에 따른 SiC 단결정 성장방법 및 장치는 다음과 같은 효과가 있다. SiC single crystal growth method and apparatus according to the present invention has the following effects.

도가니 상하부의 수직온도구배뿐만 아니라 도가니 하부에서의 초기-말기 온도차를 제어하여 3인치 이상의 대구경의 SiC 단결정을 안정적으로 성장시킬 수 있다. It is possible to stably grow a large-diameter SiC single crystal of 3 inches or more by controlling the initial temperature-end temperature difference in the lower part of the crucible as well as the vertical temperature gradient in the upper and lower parts of the crucible.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장방법 및 장치를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장방법을 설명하기에 앞서, 이를 구현하기 위한 SiC 단결정 성장장치에 대해 먼저 살펴보기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장장치의 단면 구성도이다. Hereinafter, a method and apparatus for growing SiC single crystal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to describing the SiC single crystal growth method according to an embodiment of the present invention, a SiC single crystal growth apparatus for implementing the same will be described first. 1 is a cross-sectional view of a SiC single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장장치는 도가니(110), 단열재, 반응 챔버(130) 및 히팅 수단(140)을 포함하여 이루어진 다. As shown in FIG. 1, the SiC single crystal growth apparatus according to the exemplary embodiment includes a crucible 110, a heat insulating material, a reaction chamber 130, and a heating means 140.

상기 도가니(110)는 SiC 단결정 성장이 이루어지는 반응 공간을 제공하는 것으로서, 도가니(110)의 하단에는 분말 상태의 SiC 원료(111)가 구비되고 도가니(110)의 상단에는 단결정의 상태의 SiC 시드(112)가 구비된다. 여기서, 상기 도가니(110)는 일 실시예로 원통형 또는 사각통 등의 일정 길이의 내부 공간을 갖는 형태로 구성될 수 있으며, 흑연(C) 재질로 이루어질 수 있다. The crucible 110 is to provide a reaction space in which SiC single crystal growth occurs, and the bottom of the crucible 110 is provided with a SiC raw material 111 in a powder state, and the top of the crucible 110 is a SiC seed in a single crystal state ( 112 is provided. Here, the crucible 110 may be configured in a form having an internal space of a predetermined length, such as a cylindrical or square barrel in one embodiment, it may be made of a graphite (C) material.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 도가니(110)는 복수의 단위 도가니로 구성된다. 각각의 단위 도가니는 도가니 수직 방향의 단면적이 서로 다르도록 설계되어, 단면적이 가장 큰 도가니 내에 단면적이 작아지는 순서대로 각각의 단위 도가니가 내장되도록 구성하는 것이 바람직하다. 원통형의 도가니를 예로 하면, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 단면적이 가장 큰 단위 도가니(201) 내에 서로 다른 단면적을 갖는 단위 도가니(201)들이 단면적이 작아지는 순서대로 구비됨을 확인할 수 있다. 이 때, 각각의 단위 도가니(201)는 서로 밀착되도록 구성하는 것이 바람직하며, 각각의 단위 도가니(201)의 내부 공간을 정의하는 외벽의 두께는 동일하거나 서로 다르게 설계할 수 있다. 일 예로, 각각의 단위 도가니(201)의 외벽 두께(t)는 최외각 단위 도가니(301)의 내경(D)의 1/2를 벗어나지 않는 범위 내에서 1∼100mm로 설계할 수 있다. 한편, 상기 각각의 단위 도가니(201)는 선택적으로 착탈 가능하며, 또한 가장 작은 단위 도가니(201)의 직경은 3인치 이상의 단결정 성장을 위해 51mm 이상으로 설계되는 것이 바람직하다. On the other hand, the crucible 110 according to an embodiment of the present invention is composed of a plurality of unit crucibles. Each unit crucible is preferably designed so that the cross-sectional area of the crucible vertical direction is different from each other, so that each unit crucible is embedded in the order of decreasing cross-sectional area in the crucible having the largest cross-sectional area. Taking a cylindrical crucible as an example, it can be seen that unit crucibles 201 having different cross-sectional areas are provided in order of decreasing cross-sectional area in the unit crucible 201 having the largest cross-sectional area as shown in FIGS. 2A and 2B. At this time, each unit crucible 201 is preferably configured to be in close contact with each other, the thickness of the outer wall defining the inner space of each unit crucible 201 can be designed to be the same or different. For example, the outer wall thickness t of each unit crucible 201 may be designed to be 1 to 100 mm within a range not deviating from 1/2 of the inner diameter D of the outermost unit crucible 301. Meanwhile, each of the unit crucibles 201 is selectively detachable, and the smallest unit crucible 201 is preferably designed to have a diameter of 51 mm or more for single crystal growth of 3 inches or more.

상기 각각의 단위 도가니(201)는, 도 2에 도시한 바와 같이 측면과 바닥면을 모두 구비하는 형태로 구성되는 것 이외에 측면과 바닥면이 개별적으로 구성되는 것도 가능하다. 즉, 각각의 단위 도가니(201)는 단위 측면 부재(310)와 단위 바닥면 부재(320)의 조합으로 이루어지거나, 단위 측면 부재(310) 또는 단위 바닥면 부재(320)만으로도 구성될 수 있다. 도면을 참고하면 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 도가니(110)의 내부 공간을 정의하는 최외각의 단위 도가니(301) 내에 적어도 하나 이상의 단위 측면 부재(310), 적어도 하나 이상의 단위 바닥면 부재(320)가 상기 단위 도가니(201)의 측면, 바닥면에 각각 구비되는 형태를 갖는다. 이 때, 상기 단위 도가니(201)의 측면 또는 하부면에만 각각 단위 측면 부재(310), 단위 하부면 부재가 구비될 수 있으며 또는 상기 측면과 하부면 모두에 상기 단위 측면 부재(310) 및 단위 하부면 부재가 구비될 수 있다. 여기서, 각각의 단위 측면 부재(310) 및 단위 하부면 부재는 그 두께가 동일하거나 서로 다를 수 있는데 일 예로, 각각의 단위 측면 부재(310)의 두께(t)는 최외각 단위 도가니(301)의 내경(D)의 1/2를 벗어나지 않는 범위 내에서 1∼100mm로 설계할 수 있으며, 각각의 단위 하부면 부재의 두께는 최외각 단위 도가니(301)의 높이의 1/2를 벗어나지 않는 범위 내에서 1∼100mm로 설계할 수 있다. 그리고, 상기 각각의 단위 측면 부재(310) 및 단위 하부면 부재는 상기 단위 도가니(201)와 마찬가지로 선택적으로 착탈 가능하다. Each of the unit crucibles 201 may be configured to have both side and bottom surfaces as shown in FIG. 2. That is, each unit crucible 201 may be made of a combination of the unit side member 310 and the unit bottom member 320, or may be configured of only the unit side member 310 or the unit bottom member 320. Referring to the drawings, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, at least one unit side member 310 and at least one unit bottom surface in an outermost unit crucible 301 defining an inner space of the crucible 110. The member 320 has a form provided on the side and bottom of the unit crucible 201, respectively. In this case, the unit side member 310 and the unit lower surface member may be provided only on the side or bottom surface of the unit crucible 201, or the unit side member 310 and the unit lower surface may be provided on both the side and the bottom surface. The face member may be provided. Here, each unit side member 310 and the unit lower surface member may have the same or different thickness, for example, the thickness t of each unit side member 310 is the outermost unit crucible 301 It can be designed from 1 to 100mm within a range not deviating 1/2 of the inner diameter (D), the thickness of each unit lower surface member is within a range not deviating 1/2 of the height of the outermost unit crucible 301 Can be designed from 1 to 100mm. Each of the unit side member 310 and the unit lower surface member may be selectively detached similarly to the unit crucible 201.

이와 같이, 도가니(110)를 복수의 단위 도가니(201)로 구성하거나 단위 측면 부재(310) 및 단위 하부면 부재를 구비시키는 방법을 통해 도가니(110)의 측면 및 하부면의 두께를 선택적으로 조절하는 이유는, 도가니(110) 내부의 온도 정확히는 도가니(110) 내부의 상부(TU)와 하부(TB) 사이의 온도차(ΔTB-U) 제어를 제어하기 위함이며, 이와 같은 도가니(110) 내부의 상부(TU)와 하부(TB) 사이의 온도차(ΔTB-U) 제어는 본 발명의 핵심 특징 중 하나인 도가니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차(ΔTF-I)를 제어함에 있어 중요한 인자로 작용한다. 도가니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차(ΔTF-I) 제어에 대해서는 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장방법에서 상세히 설명하기로 한다. As such, the thickness of the side and bottom surfaces of the crucible 110 is selectively adjusted through a method in which the crucible 110 is composed of a plurality of unit crucibles 201 or provided with a unit side member 310 and a unit bottom surface member. The reason is that the temperature inside the crucible 110 is precisely to control the temperature difference ΔT BU between the upper part T U and the lower part T B inside the crucible 110, and the same inside the crucible 110. The control of the temperature difference (ΔT BU ) between the upper (T U ) and the lower (T B ) of is between the beginning of the process (T I ) and the end (T F ) at the bottom of the crucible 110, which is one of the key features of the present invention. It is an important factor in controlling the temperature difference (ΔT FI ). Control of the temperature difference ΔT FI between the initial stage of the process (T I ) and the terminal stage (T F ) under the crucible 110 will be described in detail in the SiC single crystal growth method according to an embodiment of the present invention described later.

한편, 상기 단열재는 상기 도가니(110) 내의 열의 외부로 방출되는 것을 차단함과 함께 외부의 열을 흡수하는 역할을 수행하는 것으로서, 세부적으로 상부 단열재(121), 하부 단열재(122), 외부 단열재(123)로 구분된다. 상기 상부 단열재(121), 하부 단열재(122)는 각각 상기 도가니(110)의 상부, 하부에 구비되며, 상기 외부 단열재(123)는 상기 도가니(110)의 측부 및 상기 상부 단열재(121), 하부 단열재(122)의 측부를 감싸도록 구비된다. 여기서, 상기 상부 단열재(121) 및 하부 단열재(122)의 일부분에는 상기 상부 단열재(121) 및 하부 단열재(122)를 관통하는 일정 직경의 관통부(121a)(122a)가 구비되는데 이는 도가니(110) 상부 및 하부의 온도 측정을 위함이다. 또한, 상기 하부 단열재(122)는 가변적으로 두께 조절이 가능한데 이와 같이 하부 단열재(122)의 두께를 가변적으로 설정하는 이유는 도가니 내의 수직온도구배를 제어하기 위함이며, 상기 하부 단열재(122)는 1∼400mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.On the other hand, the heat insulator serves to absorb the heat of the outside while preventing the heat released to the outside of the crucible 110, in detail the upper heat insulating material 121, the lower heat insulating material 122, the external heat insulating material ( 123). The upper heat insulating material 121 and the lower heat insulating material 122 are provided at the upper and lower portions of the crucible 110, respectively, and the external heat insulating material 123 is the side of the crucible 110 and the upper heat insulating material 121 and the lower part. It is provided to surround the side of the heat insulating material (122). Here, a part of the upper heat insulating material 121 and the lower heat insulating material 122 is provided with through parts 121a and 122a having a predetermined diameter penetrating the upper heat insulating material 121 and the lower heat insulating material 122, which is a crucible 110. ) To measure the temperature of the upper and lower parts. In addition, the lower heat insulating material 122 is variable in thickness control. The reason for setting the thickness of the lower heat insulating material 122 in this way is to control the vertical temperature gradient in the crucible, and the lower heat insulating material 122 is 1 It is preferable to have a thickness of ˜400 mm.

상기 반응 챔버(130)는 상기 도가니(110) 및 단열재의 장착 공간을 제공하는 것으로서, 일 실시예로 석영관(quartz tube)으로 구성될 수 있으며, 양단에는 도가니(110)의 상부 및 하부의 온도를 측정하기 위한 윈도우(window)(131)가 구비된다. 여기서, 상기 윈도우(131)는 오염을 대비하여 2중 구조로 구현할 수도 있다. The reaction chamber 130 is to provide a mounting space for the crucible 110 and the heat insulator, in one embodiment it may be composed of a quartz tube, both ends of the temperature of the top and bottom of the crucible 110 A window 131 is provided for measuring. Here, the window 131 may be implemented in a double structure in preparation for contamination.

상기 히팅 수단(140)은 상기 반응 챔버(130)의 둘레를 따라 구비되어 상기 도가니(110)를 가열하는 역할을 수행하는 것으로서, 고주파 유도 코일 등으로 구성될 수 있으며, 도면에 도시하지 않았지만 별도의 승강 수단을 통해 상하 이동이 가능하다. 상기 히팅 수단(140)의 상하 이동시, 히팅 수단(140)의 최상부와 상기 도가니(110)의 최상부 사이의 수직 거리는 0∼150mm 내에서 제어되는 것이 바람직하며, 도가니(110)의 최하부가 히팅 수단(140)의 전체 수직거리의 1/2 지점을 넘어서도록 상승되지는 않아야 한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 히팅 수단(140)은 고주파 유도 코일로 구현됨을 기술하였으나, 저항 가열 방식도 동일하게 적용 가능하다. 저항 가열 방식이 적용되는 경우, 상기 도가니가 상하로 이동될 수 있다. The heating means 140 is provided along the circumference of the reaction chamber 130 to serve to heat the crucible 110, and may be configured as a high frequency induction coil, etc., although not shown in the drawing Up and down movement is possible through the lifting means. When the vertical movement of the heating means 140, the vertical distance between the top of the heating means 140 and the top of the crucible 110 is preferably controlled within 0 ~ 150mm, the bottom of the crucible 110 is the heating means ( It shall not be raised beyond one half of the total vertical distance of 140). Here, in the embodiment of the present invention, the heating means 140, but described as being implemented as a high frequency induction coil, resistance heating method is equally applicable. When a resistive heating method is applied, the crucible may be moved up and down.

상기 승강수단을 통해 상기 히팅 수단(140)을 상하로 이동시키는 이유는 상기 도가니(110)를 복수의 단위 도가니(201)로 구성하는 이유와 마찬가지로, 도가 니(110) 내의 온도를 제어하기 위함이고 궁극적으로 도가니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차(ΔTF-I) 제어를 수행하기 위한 수단으로서 이에 대한 설명 역시 후술하기로 한다. The reason for moving the heating means 140 up and down through the lifting means is to control the temperature in the crucible 110, similarly to the reason that the crucible 110 is composed of a plurality of unit crucibles 201. Ultimately, as a means for performing a temperature difference ΔT FI control between the initial stage of the process (T I ) and the terminal stage (T F ) under the crucible 110, a description thereof will be described later.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장장치를 구성하는 도가니(110), 단열재, 반응 챔버(130), 히팅 수단(140)에 설명하였는데, 상기 구성요소 이외에 온도 측정장치, 가스 공급장치, 가스 공급 제어장치, 진공장치 등이 더 구비되나 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The crucible 110, the heat insulating material, the reaction chamber 130, and the heating means 140 constituting the SiC single crystal growth apparatus according to the embodiment of the present invention have been described above, in addition to the above components, a temperature measuring device and a gas supply device. A gas supply control device and a vacuum device are further provided, but detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장장치의 동작 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장방법을 설명하기로 한다. Next, the operation of the SiC single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above, that is, the SiC single crystal growth method according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 따른 SiC 단결정 성장방법의 핵심 특징은 도가니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차(ΔTF-I)를 제어함에 있고, 이를 통해 3인치 이상의 SiC 단결정 성장시 폴리타입 도메인(polytype domain) 등의 결함 발생을 최소화하여 고품질의 SiC 단결정 성장을 구현할 수 있게 된다. 종래 기술의 설명에서 기술한 바와 같이 2인치 이상의 SiC 단결정 성장시에는 도가니(110) 내의 수직온도구배의 제어만으로도 SiC 단결정의 품질을 조절할 수 있으나, 3인치 이상의 SiC 단결정 성장시에는 수직온도구배의 제어만으로는 안정적인 품질을 담보할 수 없으며, 이에 본 출원인은 다양한 시뮬레이션 및 실험을 통해 수직온도구배 이외에 도가 니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차(ΔTF-I)가 SiC 단결정의 품질에 중요한 인자로 작용함을 확인하였다. A key feature of the SiC single crystal growth method according to the present invention is to control the temperature difference (ΔT FI ) between the initial process (T I ) and the end (T F ) at the bottom of the crucible 110, through which SiC single crystal of 3 inches or more It is possible to implement high quality SiC single crystal growth by minimizing defects such as polytype domains during growth. As described in the description of the prior art, the quality of the SiC single crystal can be controlled only by controlling the vertical temperature gradient in the crucible 110 when growing the SiC single crystal of 2 inches or more, but the vertical temperature gradient is controlled when growing the SiC single crystal of 3 inches or more. It is not possible to guarantee stable quality alone, and thus, through various simulations and experiments, the Applicant, in addition to the vertical temperature gradient, the temperature difference (ΔT FI ) between the initial process (T I ) and the end (T F ) at the bottom of the crucible 110. Was found to be an important factor in the quality of SiC single crystals.

도가니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차(ΔTF-I)는 두 가지 인자에 의해 제어된다. 하나는, 도가니(110) 내부의 상부(TU)와 하부(TB) 사이의 온도차(ΔTB-U)이며 다른 하나는, 도가니(110) 내의 성장압력(PC)이다. 이하에서, 설명의 편의상 도가니(110) 하부에서의 공정 초기(TI)와 말기(TF) 사이의 온도차는 ΔTF-I, 도가니(110) 내부의 상부(TU)와 하부(TB) 사이의 온도차는 ΔTB-U로 약칭하기로 한다. The temperature difference ΔT FI between the process initiation T I and the end T F at the bottom of the crucible 110 is controlled by two factors. One is the temperature difference ΔT BU between the upper portion T U and the lower portion T B in the crucible 110, and the growth pressure P C in the crucible 110 is the other. Hereinafter, for convenience of description, the temperature difference between the initial stage of the process (T I ) and the end (T F ) at the bottom of the crucible 110 is ΔT FI , between the top (T U ) and the bottom (T B ) inside the crucible 110. The temperature difference of is abbreviated as ΔT BU .

이와 같이, ΔTF-I는 성장압력(PC)과 ΔTB-U에 의해 제어되는데, 먼저 성장압력(PC)의 조절을 통한 ΔTF-I 제어를 설명하면 다음과 같다. As described above, ΔT FI is controlled by the growth pressure P C and ΔT BU . First, ΔT FI control by adjusting the growth pressure P C will be described.

성장압력(PC)은 가스 공급 제어장치, 진공장치 등을 통해 조절이 가능하며 SiC 단결정 성장공정 진행시에도 조절이 가능한 것으로서, 도가니(110) 내의 성장압력(PC)이 높아지게 되면 도가니(110) 내의 SiC 원료(111)의 반응 속도가 느려지게 되고 이에 따라, 생성되는 반응가스(SiC2, Si, Si2C, Si2)의 양이 줄어들게 되어 SiC 원료(111)의 탄화율이 저하된다. 이와 같이 SiC 원료(111)의 탄화율이 저하됨에 따라 도가니(110) 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차인 ΔTF-I는 작아지게 된다. The growth pressure (P C ) can be adjusted through a gas supply control device, a vacuum device, etc., and can be adjusted even during the SiC single crystal growth process. When the growth pressure (P C ) in the crucible 110 is increased, the crucible 110 can be adjusted. The reaction rate of the SiC raw material 111 in the () is slowed, thereby reducing the amount of reaction gas (SiC 2 , Si, Si 2 C, Si 2 ) generated to reduce the carbonization rate of the SiC raw material 111 . As such, as the carbonization rate of the SiC raw material 111 is lowered, ΔT FI, which is a temperature difference between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible 110, becomes small.

반대로, 도가니(110) 내의 성장압력(PC)이 낮아지게 되면 SiC 원료(111)의 반응 속도가 빨라지게 되고 이에 따라, 반응가스(SiC2, Si, Si2C, Si2)의 양이 많아지게 되어 SiC 원료(111)의 탄화율이 증가되며, SiC 원료(111)의 탄화율 증가에 의해 ΔTF-I는 커지게 된다. On the contrary, when the growth pressure P C in the crucible 110 is lowered, the reaction rate of the SiC raw material 111 is increased, and accordingly, the amount of the reaction gases SiC 2 , Si, Si 2 C, and Si 2 is increased. Since the carbonization rate of the SiC raw material 111 is increased by increasing the number, the ΔT FI is increased by increasing the carbonization rate of the SiC raw material 111.

다음으로, ΔTB-U 조절을 통한 ΔTF-I 제어에 대해 설명하기로 한다. Next, ΔT FI control through ΔT BU adjustment will be described.

SiC 단결정 성장을 위해 기본적으로 SiC 원료(111)가 위치하는 도가니(110) 하부의 온도를 SiC 시드(112)가 위치하는 도가니(110) 상부보다 높게 설정해야 하는데, 도가니(110)의 수직온도구배 제어 즉, 도가니(110) 상부와 하부 사이의 온도차(ΔTB-U) 제어에 의해 SiC 단결정의 품질이 영향을 받게 된다. For SiC single crystal growth, the temperature of the bottom of the crucible 110 in which the SiC raw material 111 is positioned should be set higher than the top of the crucible 110 in which the SiC seed 112 is located, and the vertical temperature gradient of the crucible 110 is increased. Control, that is, the quality of the SiC single crystal is affected by the temperature difference ΔT BU control between the top and bottom of the crucible 110.

ΔTB-U가 크다는 것은 도가니(110) 하부와 상부의 온도차가 크다는 것을 의미하고, 높은 온도차에 의해 SiC 원료(111)의 반응 속도가 빨라지게 되어 반응가스(SiC2, Si, Si2C, Si2)의 양이 많아지게 되며, 이에 따라 SiC 원료(111)의 탄화율의 증가와 함께 ΔTF-I는 커지게 된다. A large ΔT BU means that the temperature difference between the bottom and the top of the crucible 110 is large, and the reaction temperature of the SiC raw material 111 is increased by the high temperature difference, so that the reaction gas (SiC 2 , Si, Si 2 C, Si 2 ) is increased. ), The amount of ΔT FI increases with the increase in the carbonization rate of the SiC raw material 111.

반대로, ΔTB-U가 작다는 것은 도가니(110) 하부와 상부의 온도차가 작다는 것을 의미하고, 낮은 온도차에 의해 SiC 원료(111)의 반응 속도가 느려지게 되어 반응가스(SiC2, Si, Si2C, Si2)의 양이 적어지게 되며, 최종적으로 SiC 원료(111)의 탄화율의 감소와 함께 ΔTF-I는 작아지게 된다. On the contrary, the smaller ΔT BU means that the temperature difference between the lower part and the upper part of the crucible 110 is smaller, and the reaction rate of the SiC raw material 111 is lowered due to the lower temperature difference, thereby causing the reaction gases SiC 2 , Si, Si 2 to be reduced. The amount of C and Si 2 ) decreases, and finally, ΔT FI decreases with decreasing carbonization rate of the SiC raw material 111.

한편, ΔTB-U의 제어는 상술한 바와 같은 복수의 단위 도가니(201) 또는 히팅 수단(140)의 상하이동을 통해 제어 가능하다. 먼저 복수의 단위 도가니(201)를 통한 제어 방법을 살펴보면, 일반적으로 도가니(110) 외벽의 두께가 두꺼울수록 도가니(110) 내부의 온도는 상승하고 도가니(110) 외벽의 두께가 작을수록 도가니(110) 내부의 온도는 하강하는 특성을 갖는데, 본 발명은 이와 같은 특성을 이용하여 높은 온도가 요구되는 부위는 단위 도가니(201)를 배치하여 온도 상승을 유도하고 낮은 온도가 요구되는 부위는 단위 도가니(201)의 배치를 최소화하여 온도 하강을 유도한다. 예를 들어, 도가니(110) 하부의 온도 상승이 요구되면 상대적으로 하부면의 외벽 두께가 두꺼운 단위 도가니(201)를 배치하거나 또는 일정 수 이상의 단위 하부면 부재를 배치하고, 도가니(110) 측부의 온도 상승이 요구되면 상대적으로 측면의 외벽 두께가 두꺼운 단위 도가니(201)를 배치하거나 일정 수 이상의 단위 측면 부재(310)를 배치하여 궁극적으로 도가니(110) 하부와 상부 사이의 온도차를 제어할 수 있게 된다. On the other hand, the control of ΔT BU can be controlled through the shangdong of the plurality of unit crucible 201 or the heating means 140 as described above. First, referring to a control method using a plurality of unit crucibles 201, in general, the thicker the thickness of the outer wall of the crucible 110 is, the temperature inside the crucible 110 is increased and the smaller the thickness of the outer wall of the crucible 110 is the crucible 110. The internal temperature has a characteristic of falling, and the present invention utilizes such characteristics to arrange a unit crucible 201 in a portion where a high temperature is required to induce a temperature increase, and a portion of a unit crucible in which a low temperature is required. Minimize the placement of 201) to induce a temperature drop. For example, if the temperature of the lower portion of the crucible 110 is required, the unit crucible 201 having a relatively thick outer wall thickness of the lower surface is disposed or a predetermined number of unit lower surface members are disposed, and the crucible 110 side portion is disposed. If a temperature increase is required, a unit crucible 201 having a relatively thick outer wall thickness may be disposed or a number of unit side members 310 may be arranged to ultimately control the temperature difference between the bottom and the top of the crucible 110. do.

다음으로, 히팅 수단(140)의 승강을 통한 ΔTB-U 제어를 살펴보면, 도가니(110)가 상대적으로 히팅 수단(140)의 중앙부에 위치할수록 도가니(110) 상부의 온도가 상승하고, 도가니(110)가 상대적으로 히팅 수단(140)의 상단부에 가까운 곳에 위치할수록 도가니(110) 상부의 온도가 저하되는 특성을 이용하여 도가니(110) 하부와 상부 사이의 온도차를 제어할 수 있게 된다. Next, referring to ΔT BU control through the lifting of the heating means 140, the temperature of the upper portion of the crucible 110 rises as the crucible 110 is positioned relatively at the center of the heating means 140, and the crucible 110 is located. Is relatively located near the upper end of the heating means 140, it is possible to control the temperature difference between the lower and the top of the crucible 110 by using the characteristic that the temperature of the upper portion of the crucible 110 is lowered.

복수의 단위 도가니(201) 및 히팅 수단(140)의 승강을 통한 ΔTB-U 제어 이외에, 상기 도가니(110) 내의 SiC 원료(111) 안에 발열체를 구비시키는 방법을 통해 ΔTB-U를 제어할 수도 있다. 즉, SiC 원료(111) 더미 내에 발열체를 구비시킴으로써 도가니(110) 하부의 온도를 상승시킬 수 있으며 궁극적으로 ΔTB-U를 제어할 수 있게 된다. 이 경우, SiC 원료(111) 내에는 1∼100mm의 두께와 1mm∼도가니(110) 내경 이하의 직경을 갖는 발열체가 장입될 수 있으며, 상기 발열체는 등방성 흑연, 이방성 흑연, 카본 복합재료(Carbon composite) 중 어느 하나 또는 SiC가 코팅된 등방성 흑연, SiC가 코팅된 이방성 흑연, SiC가 코팅된 카본 복합재료 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 탄화물 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 질화물로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 발열체는 디스크(disk), 로드(rod), 다면체, 파이프 등의 형태로 이루어질 수 있다. 이에 부가하여, 상기 하부 단열재(122)의 두께 조절을 통해서도 ΔTB-U 제어를 제어할 수도 있다. In addition to controlling the ΔT BU by elevating the plurality of unit crucibles 201 and the heating means 140, the ΔT BU may be controlled by providing a heating element in the SiC raw material 111 in the crucible 110. That is, by providing a heating element in the SiC raw material (111) pile it is possible to increase the temperature of the lower portion of the crucible 110 and ultimately to control the ΔT BU . In this case, a heating element having a thickness of 1 to 100 mm and a diameter of 1 mm to less than the inner diameter of the crucible 110 may be charged in the SiC raw material 111. The heating element may be isotropic graphite, anisotropic graphite, or carbon composite material. ) Or any one of SiC coated isotropic graphite, SiC coated anisotropic graphite, SiC coated carbon composite material or Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V or Ta, Nb It may be composed of a carbide containing at least one of W, Mo, Hf, Zr, V or a nitride containing at least one of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V. Here, the heating element may be in the form of a disk, a rod, a polyhedron, a pipe, or the like. In addition, the ΔT BU control may also be controlled by adjusting the thickness of the lower insulation 122.

이상 살펴본 바와 같이, ΔTF-I는 성장압력(PC)과의 관계에서 반비례의 특성을 갖고 있으며, ΔTB-U와의 관계에서는 비례의 특성을 갖음을 알 수 있다. 그러나, 이는 성장압력(PC) 또는 ΔTB-U를 독립적으로 적용하였을 때의 특성이며 성장압력(PC) 인자와 ΔTB-U 인자를 함께 적용하였을 때에는 성장압력(PC) 인자, ΔTB-U 인자 대비 ΔTF-I의 반비례, 비례 특성은 둔화, 증가될 수 있다. As described above, it can be seen that ΔT FI has an inverse characteristic in relation to the growth pressure P C and a proportional characteristic in relation to ΔT BU . However, this is a characteristic when the growth pressure (P C ) or ΔT BU is applied independently, and when the growth pressure (P C ) and ΔT BU factors are applied together, ΔT compared to the growth pressure (P C ) factor and ΔT BU factor. Inversely, the proportional characteristic of FI can be slowed down and increased.

본 발명은 성장압력(PC) 인자, ΔTB-U 인자 대비 ΔTF-I의 반비례, 비례 특성에 기반하고 성장압력(PC), ΔTB-U를 선택적으로 제어함으로써 최적의 ΔTF-I를 도출하였다. 본 발명에 따른 최적의 ΔTF-I는 0.1∼10.0℃/hr이고, 이 때 성장압력(PC)은 1∼100Torr 사이에서 제어되며 또한, ΔTB-U는 0.1∼50℃/cm 사이에서 제어된다. 상기 ΔTB-U의 제어는 전술한 바와 같이 복수의 단위 도가니(201), 단위 측면 부재(310), 단위 하부면 부재 등에 의한 도가니(110)의 측면 및 하부면 두께 조절을 통해 제어되거나 히팅 수단(140)의 상하 조절 또는 SiC 원료(111) 내의 발열체 조절 등을 통해 가능하게 된다. The present invention derives the optimal ΔT FI by selectively controlling the growth pressure (P C ) and ΔT BU based on the inverse and proportional characteristics of ΔT FI relative to the growth pressure (P C ) factor and ΔT BU factor. The optimum ΔT FI according to the invention is 0.1 to 10.0 ° C / hr, at which time the growth pressure P C is controlled between 1 and 100 Torr and ΔT BU is controlled between 0.1 and 50 ° C / cm. As described above, the control of the ΔT BU is controlled through the side and bottom surface thickness adjustment of the crucible 110 by the plurality of unit crucibles 201, the unit side member 310, the unit bottom surface member, or the heating means 140. Control of the heating element in the SiC raw material 111 or the like.

상기 최적의 ΔTF-I에서 상한의 수치를 10.0℃/hr로 설정한 이유는, ΔTF-I가 10.0℃/hr를 초과하는 경우 단결정의 중심 또는 가장자리에 폴리타입 도메인이 발생하거나 크랙이 발생될 뿐만 아니라, 결정 내부에 응력이 발생되어 마이크로 파이프(micropipe), 전위(dislocation) 등의 결함이 증가되기 때문이다. The reason why the upper limit value is set to 10.0 ° C./hr at the optimal ΔT FI is that not only polytype domains or cracks occur at the center or edge of the single crystal when ΔT FI exceeds 10.0 ° C./hr, This is because stress is generated inside the crystal, and defects such as micropipes and dislocations increase.

이상, 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장방법은 ΔTF-I 제어를 통해 궁극적으로 폴리타입 도메인(polytype domain)의 생성을 최소화하여 고품질의 대구경 SiC 단결정 성장이 가능함을 특징으로 하는데, ΔTB-U와 ΔTF-I 그리고 폴리타입 도메인의 생성 사이의 상관관계를 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 ΔTB-U와 ΔTF-I 그리고 폴리타입 도메인의 생성 사이의 상관관계를 나타낸 그래프이다. As described above, the SiC single crystal growth method according to an embodiment of the present invention is characterized in that the high-quality large-diameter SiC single crystal growth is possible by ultimately minimizing the generation of a polytype domain through ΔT FI control. The correlation between ΔT BU , ΔT FI and the generation of polytype domains is as follows. 4 is a graph showing the correlation between ΔT BU and ΔT FI and the generation of polytype domains.

도 4에 도시한 바와 같이, ΔTB-U와 ΔTF-I가 모두 크면 ΔTB-U가 큼으로 인해 SiC 원료(111)의 탄화가 급격하게 이루어지고 그에 따라, 단위 시간당 SiC 시드(112)로 공급되는 반응가스의 양이 풍부해진다. 그 결과, SiC 단결정 성장 속도가 빨라지게 되며 결정 내의 폴리타입 불안정성에 영향을 끼쳐 결정의 중앙에 폴리타입 도메인이 잘 형성된다(도 4의 '△' 표시 부분 참조). As shown in FIG. 4, when both ΔT BU and ΔT FI are large, carbonization of the SiC raw material 111 is rapidly performed due to large ΔT BU , and thus, of the reaction gas supplied to the SiC seed 112 per unit time. The amount is abundant. As a result, the SiC single crystal growth rate is increased and the polytype instability in the crystal is affected, so that the polytype domain is well formed in the center of the crystal (see 'Δ' in FIG. 4).

한편, ΔTB-U와 ΔTF-I가 모두 작으면 SiC 원료(111)에서 SiC 시드(112)로 공급되는 반응가스의 양이 충분치 않아 성장속도가 매우 낮다. 그 이유는, SiC 원료(111)의 탄화는 적절하게 이루어지고 단위 시간당 생성되는 반응가스의 양 또한 적절하지만 낮은 ΔTB-U로 인해 반응가스가 도가니(110) 상부로 이동하기 위한 추진력이 부족하기 때문이다. 그 결과, 성장속도는 낮고 오히려 SiC 시드(112) 표면에 역승화(reverse sublimation)가 발생되어 SiC 시드(112) 표면이 탄화된다. 이와 같은 SiC 시드(112) 표면의 탄화는 마이크로파이프(micropipes) 등의 결함 발생이 촉진되고 마이크로파이프 등으로부터의 폴리타입 도메인 생성 가능성이 높아지게 된다(도 4의 '□' 표시 부분 참조). On the other hand, if both ΔT BU and ΔT FI are small, the growth rate is very low because the amount of reaction gas supplied from the SiC raw material 111 to the SiC seed 112 is not sufficient. The reason for this is that the carbonization of the SiC raw material 111 is performed properly and the amount of reaction gas generated per unit time is also appropriate, but due to the low ΔT BU , the driving force for moving the reaction gas to the top of the crucible 110 is insufficient. . As a result, the growth rate is low and rather reverse sublimation occurs on the surface of the SiC seed 112 so that the surface of the SiC seed 112 is carbonized. Such carbonization of the surface of the SiC seed 112 facilitates the occurrence of defects such as micropipes and the likelihood of generating polytype domains from the micropipes and the like (see the '□' portion of FIG. 4).

마지막으로, ΔTB-U가 매우 높거나 낮음에도 불구하고 ΔTF-I가 적절하면 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같은 폴리타입 도메인이 없는 대구경의 SiC 단결정을 성장 시킬 수 있다. 이는 ΔTF-I가 적절함으로 인해 반응가스의 공급이 충분하다는 것을 반증한다. Finally, even if ΔT BU is very high or low, if ΔT FI is appropriate, large diameter SiC single crystals without polytype domains as shown in FIGS. 5 and 6 can be grown. This proves that the supply of reaction gas is sufficient due to the appropriate ΔT FI .

도 4의 그래프를 통해 확인한 바와 같이, ΔTB-U와 ΔTF-I의 관계를 절대적인 비례 관계를 갖는 것이 아니라, 앞서 살펴본 바와 같이 성장압력(PC)의 인자에 의해 가변되며, ΔTB-U와 성장압력(PC)의 조절을 통해 최적의 ΔTF-I를 도출해 낼 수 있음을 확인할 수 있다. As confirmed through the graph of FIG. 4, the relationship between ΔT BU and ΔT FI does not have an absolute proportional relationship, but as described above, it is changed by a factor of the growth pressure P C , and ΔT BU and the growth pressure P It can be seen that the optimal ΔT FI can be derived by adjusting C ).

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장장치의 단면 구성도.1 is a cross-sectional view of a SiC single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도가니의 분리 사시도. Figure 2a is an exploded perspective view of the crucible according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a의 결합 단면도.2B is a cross sectional view of FIG. 2A;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도가니의 구성도. 3a and 3b is a block diagram of a crucible according to another embodiment of the present invention.

도 4는 ΔTB-U와 ΔTF-I 그리고 폴리타입 도메인의 생성 사이의 상관관계를 나타낸 그래프. 4 is a graph showing the correlation between ΔT BU and ΔT FI and the generation of polytype domains.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SiC 단결정 성장장치에 의해 제조된 SiC 단결정의 사진.5 and 6 are photographs of SiC single crystals produced by the SiC single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

110 : 도가니 111 : SiC 원료110: crucible 111: SiC raw material

112 : SiC 시드 113 : SiC 단결정112 SiC seed 113 SiC single crystal

121 : 상부 단열재 121a, 122a : 관통부121: upper insulation 121a, 122a: through part

122 : 하부 단열재 123 : 외부 단열재122: lower insulation 123: external insulation

130 : 반응 챔버 131 : 윈도우130: reaction chamber 131: window

140 : 히팅 수단140: heating means

Claims (34)

도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB -U) 및 도가니 내의 성장압력(PC)의 조절을 통해 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF -I)를 제어하는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. The temperature difference ΔT F -I between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible is controlled by adjusting the temperature difference ΔT B -U at the bottom and the top of the crucible and the growth pressure P C in the crucible. SiC single crystal growth method. 제 1 항에 있어서, 상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U)는 0.1∼50℃/cm로 제어되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법.The SiC single crystal growth method according to claim 1, wherein the temperature difference ΔT BU between the bottom and the top of the crucible is controlled at 0.1 to 50 ° C / cm. 제 1 항에 있어서, 상기 성장압력(PC)은 1∼100Torr로 제어되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. The SiC single crystal growth method according to claim 1, wherein the growth pressure P C is controlled at 1 to 100 Torr. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 0.1∼10.0℃/hr로 제어하는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. The SiC single crystal growth method according to any one of claims 1 to 3, wherein a temperature difference (ΔT FI ) between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible is controlled at 0.1 to 10.0 ° C / hr. 도가니, 반응 챔버 및 히팅 수단을 포함하여 이루어지는 SiC 단결정 성장장치에 있어서, In the SiC single crystal growth apparatus comprising a crucible, a reaction chamber and a heating means, 상기 도가니는 선택적으로 착탈 가능한 복수의 단위 도가니로 구성되고, 각각의 단위 도가니는 도가니 수직 방향의 단면적이 서로 다르며, The crucible is composed of a plurality of unit crucibles selectively detachable, each unit crucible is different from each other in the cross-sectional area of the crucible vertical direction, 상기 히팅 수단은 상기 반응 챔버의 둘레를 따라 구비되어 상기 도가니의 수직 방향을 따라 상하 이동이 가능하며,The heating means is provided along the circumference of the reaction chamber is capable of vertical movement in the vertical direction of the crucible, 상기 도가니 내의 성장압력(Pc)을 조절하는 가스 공급 제어장치 또는 진공장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.SiC single crystal growth apparatus further comprises a gas supply control device or a vacuum device for adjusting the growth pressure (Pc) in the crucible. 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 단위 도가니는 서로 밀착되어 구비되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 5, wherein each of the unit crucibles is provided in close contact with each other. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 단위 도가니 중 단면적이 가장 작은 단위 도가니의 내경은 51mm보다 큰 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 5, wherein an inner diameter of each of the unit crucibles having the smallest cross-sectional area is greater than 51 mm. 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 단위 도가니 중 단면적이 가장 작은 단위 도가니에 구비되는 SiC 원료 내에 발열체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The SiC single crystal growth apparatus according to claim 5, wherein a heating element is further provided in the SiC raw material provided in the unit crucible having the smallest cross-sectional area among the unit crucibles. 제 11 항에 있어서, 상기 발열체는 1∼100mm의 두께와, 1mm 이상 도가니 내경 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 11, wherein the heating element has a thickness of 1 to 100 mm and a diameter of 1 mm or more and a crucible inner diameter or less. 제 11 항에 있어서, 상기 발열체는 등방성 흑연, 이방성 흑연, 카본 복합재 료(Carbon composite) 중 어느 하나 또는 SiC가 코팅된 등방성 흑연, SiC가 코팅된 이방성 흑연, SiC가 코팅된 카본 복합재료 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 탄화물 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 질화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The method of claim 11, wherein the heating element is any one of isotropic graphite, anisotropic graphite, carbon composite or isotropic graphite coated with SiC, anisotropic graphite coated with SiC, carbon composite material coated with SiC Or carbides containing any one of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V or at least one of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V or Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr SiC single crystal growth apparatus, characterized in that consisting of a nitride containing one or more of V. 제 5 항에 있어서, 상기 히팅 수단의 이동시, 상기 도가니의 최하부는 상기 히팅 수단의 전체 수직거리의 1/2 지점보다 높게 상승되지 않는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. 6. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 5, wherein the lowermost part of the crucible does not rise higher than 1/2 of the total vertical distance of the heating means when the heating means moves. 제 5 항에 있어서, 상기 히팅 수단의 상하 이동시, 상기 히팅 수단의 최상부와 상기 도가니의 최상부 사이의 수직 거리는 0∼150mm 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The SiC single crystal growth apparatus according to claim 5, wherein the vertical distance between the top of the heating means and the top of the crucible is included within 0 to 150 mm when the heating means moves up and down. 도가니, 반응 챔버 및 히팅 수단을 포함하여 이루어지는 SiC 단결정 성장장치에 있어서, In the SiC single crystal growth apparatus comprising a crucible, a reaction chamber and a heating means, 상기 도가니는, The crucible is 상기 도가니의 내부 공간을 정의하는 최외각의 단위 도가니와, An outermost unit crucible defining an inner space of the crucible, 상기 최외각의 단위 도가니 내에 선택적으로 착탈 가능한 <하나 또는 복수의 단위 측면 부재>와 <하나 또는 복수의 단위 하부면 부재>로 구성되거나, 상기 <하나 또는 복수의 단위 측면 부재> 또는 상기 <하나 또는 복수의 단위 하부면 부재>만으로 구성되며, <1 or a plurality of unit side members> and <one or a plurality of unit lower surface members> which are selectively removable in the outermost unit crucible, or the <one or more unit side members> or the <one or Consists of a plurality of unit lower surface members>, 상기 히팅 수단은 상기 반응 챔버의 둘레를 따라 구비되어 상기 도가니의 수직 방향을 따라 상하 이동이 가능하며, The heating means is provided along the circumference of the reaction chamber is capable of vertical movement in the vertical direction of the crucible, 상기 도가니 내의 성장압력(Pc)을 조절하는 가스 공급 제어장치 또는 진공장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.SiC single crystal growth apparatus further comprises a gas supply control device or a vacuum device for adjusting the growth pressure (Pc) in the crucible. 제 16 항에 있어서, 상기 각각의 단위 측면 부재의 두께는 단면적이 가장 큰 단위 도가니의 내경의 1/2보다 작은 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The SiC single crystal growth apparatus according to claim 16, wherein the thickness of each unit side member is smaller than half of the inner diameter of the unit crucible having the largest cross-sectional area. 제 16 항에 있어서, 상기 각각의 단위 측면 부재 또는 단위 하부면의 두께는 1∼100mm인 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 16, wherein the thickness of each unit side member or unit bottom surface is 1 to 100 mm. 제 16 항에 있어서, 상기 각각의 단위 측면 부재 중 단면적이 가장 작은 단위 측면 부재의 내경은 51mm보다 큰 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growing apparatus according to claim 16, wherein an inner diameter of the unit side member having the smallest cross-sectional area of each unit side member is larger than 51 mm. 제 16 항에 있어서, 상기 최외각의 단위 도가니에 구비되는 SiC 원료 내에 발열체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The SiC single crystal growth apparatus according to claim 16, further comprising a heating element in a SiC raw material provided in the outermost unit crucible. 제 20 항에 있어서, 상기 발열체는 1∼100mm의 두께와, 1mm 이상 도가니 내경 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 20, wherein the heating element has a thickness of 1 to 100 mm and a diameter of 1 mm or more and a crucible inner diameter or less. 제 20 항에 있어서, 상기 발열체는 등방성 흑연, 이방성 흑연, 카본 복합재료(Carbon composite) 중 어느 하나 또는 SiC가 코팅된 등방성 흑연, SiC가 코팅된 이방성 흑연, SiC가 코팅된 카본 복합재료 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 어느 하나 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 탄화물 또는 Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V 중 하나 이상이 포함된 질화물로 구성되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The method of claim 20, wherein the heating element is any one of isotropic graphite, anisotropic graphite, carbon composite or isotropic graphite coated with SiC, anisotropic graphite coated with SiC, carbon composite material coated with SiC Or carbides containing any one of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V or at least one of Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr, V or Ta, Nb, W, Mo, Hf, Zr SiC single crystal growth apparatus, characterized in that consisting of a nitride containing one or more of V. 제 16 항에 있어서, 상기 히팅 수단의 이동시, 상기 도가니의 최하부는 상기 히팅 수단의 전체 수직거리의 1/2 지점보다 높게 상승되지 않는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The SiC single crystal growth apparatus according to claim 16, wherein, when the heating means moves, the lowermost part of the crucible does not rise higher than 1/2 of the total vertical distance of the heating means. 제 16 항에 있어서, 상기 히팅 수단의 상하 이동시, 상기 히팅 수단의 최상부와 상기 도가니의 최상부 사이의 수직 거리는 0∼150mm 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.The SiC single crystal growth apparatus according to claim 16, wherein the vertical distance between the top of the heating means and the top of the crucible is included within 0 to 150 mm when the heating means moves up and down. 제 5 항 또는 제 16 항에 있어서, 상부 단열재, 하부 단열재 및 외부 단열재가 더 구비되며, The method according to claim 5 or 16, further provided with an upper insulation, a lower insulation and an outer insulation, 상기 상부 단열재, 하부 단열재는 각각 상기 도가니의 상부, 하부에 구비되며, 상기 외부 단열재는 상기 도가니의 측부 및 상기 상부 단열재, 하부 단열재의 측부를 감싸도록 구비되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치. The upper heat insulating material and the lower heat insulating material are respectively provided on the upper and lower portions of the crucible, the external heat insulating material is SiC single crystal growth apparatus, characterized in that provided to surround the sides of the crucible and the upper heat insulating material, the lower heat insulating material. 제 25 항에 있어서, 상기 하부 단열재는 1∼400mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장장치.27. The SiC single crystal growing apparatus according to claim 25, wherein the lower heat insulating material has a thickness of 1 to 400 mm. 제 5 항의 SiC 단결정 성장장치를 이용한 SiC 단결정 성장방법에 있어서, In the SiC single crystal growth method using the SiC single crystal growth apparatus of claim 5, 상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U) 및 도가니 내의 성장압력(PC)의 조절을 통해 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 제어하는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. SiC single crystal growth characterized by controlling the temperature difference (ΔT FI ) between the beginning and end of the process at the bottom of the crucible by adjusting the temperature difference (ΔT BU ) of the lower and upper crucible and the growth pressure (P C ) in the crucible Way. 제 27 항에 있어서, 상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U)는 0.1∼50℃/cm로 제어되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법.28. The method of claim 27, wherein the temperature difference ΔT BU between the bottom and the top of the crucible is controlled at 0.1 to 50 ° C / cm. 제 27 항에 있어서, 상기 성장압력(PC)은 1∼100Torr로 제어되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. The SiC single crystal growth method according to claim 27, wherein the growth pressure P C is controlled at 1 to 100 Torr. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 0.1∼10.0℃/hr로 제어하는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. The SiC single crystal growth method according to any one of claims 27 to 29, wherein a temperature difference ΔT FI between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible is controlled at 0.1 to 10.0 ° C / hr. 제 16 항의 SiC 단결정 성장장치를 이용한 SiC 단결정 성장방법에 있어서, In the SiC single crystal growth method using the SiC single crystal growth apparatus of claim 16, 상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U) 및 도가니 내의 성장압력(PC)의 조절을 통해 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 제어하는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. SiC single crystal growth characterized by controlling the temperature difference (ΔT FI ) between the beginning and end of the process at the bottom of the crucible by adjusting the temperature difference (ΔT BU ) of the lower and upper crucible and the growth pressure (P C ) in the crucible Way. 제 31 항에 있어서, 상기 도가니 하부와 상부의 온도차(ΔTB-U)는 0.1∼50℃/cm로 제어되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법.32. The method of claim 31, wherein the temperature difference ΔT BU between the bottom and the top of the crucible is controlled at 0.1 to 50 ° C / cm. 제 31 항에 있어서, 상기 성장압력(PC)은 1∼100Torr로 제어되는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. 32. The method of claim 31 wherein the growth pressure P C is controlled to 1 to 100 Torr. 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도가니 하부에서의 공정 초기와 공정 말기 사이의 온도차(ΔTF-I)를 0.1∼10.0℃/hr로 제어하는 것을 특징으로 하는 SiC 단결정 성장방법. The SiC single crystal growth method according to any one of claims 31 to 33, wherein a temperature difference ΔT FI between the beginning and the end of the process at the bottom of the crucible is controlled at 0.1 to 10.0 ° C / hr.
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