KR101333668B1 - 단결정 성장로의 자동 씨딩시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단결정 성장로의 자동 씨딩시스템에 관한 것으로, 도가니의 외측에 다수 가열 영역으로 분할되어 배치되는 적어도 하나 이상의 개별 발열체와, 도가니의 멜트 상면을 감시하는 감시장치와, 감시장치의 정보를 입력받아 상기 개별 발열체의 전원공급을 제어하는 대류제어장치 및 대류제어장치로부터 멜트 대류제어가 완료되었다는 신호를 수신받아 종자결정을 자동으로 상하 이송시켜 단결정 성장을 자동으로 수행하는 자동씨딩장치로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명은 성장로 상부에 배치된 복수의 광학 프로브에 의해 영역별로 멜트의 대류 유동 상태와 온도를 감시하여 단결정 성장과정과 대류 유동정보를 얻을 수 있으며, 대류 유동정보에 의하여 도가니 주위에 복수 설치된 개별 발열체를 독립적으로 제어하여 영역별로 적절한 대류 유동이 일어나도록 제어할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 대류제어장치에 의해 성장로 내부의 멜트 대류가 정상적으로 이루어질 경우 자동씨딩장치에 의해 종자결정이 부착된 로드가 자동으로 하강, 승강하면서 단결정을 성장시킴으로써 단결정 성장의 작업성이 개선되며 고품질의 단결정 잉곳을 얻을 수 있는 효과가 발생한다.
이에 따라, 본 발명은 성장로 상부에 배치된 복수의 광학 프로브에 의해 영역별로 멜트의 대류 유동 상태와 온도를 감시하여 단결정 성장과정과 대류 유동정보를 얻을 수 있으며, 대류 유동정보에 의하여 도가니 주위에 복수 설치된 개별 발열체를 독립적으로 제어하여 영역별로 적절한 대류 유동이 일어나도록 제어할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 대류제어장치에 의해 성장로 내부의 멜트 대류가 정상적으로 이루어질 경우 자동씨딩장치에 의해 종자결정이 부착된 로드가 자동으로 하강, 승강하면서 단결정을 성장시킴으로써 단결정 성장의 작업성이 개선되며 고품질의 단결정 잉곳을 얻을 수 있는 효과가 발생한다.
Description
본 발명은 단결정 성장로의 자동 씨딩시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사파이어 단결정 잉곳트(Ingot)를 제조하는 성장로의 멜트 대류를 자동으로 제어하는 동시에 그 멜트 대류제어에 따라 단결정 성장(SEEDING)을 자동으로 수행할 수 있도록 한 성장로의 자동 씨딩시스템에 관한 것이다.
사파이어는 알루미나(Al2O3)를 2050℃ 이상의 온도에서 용융시킨 후, 종자결정을 침지하여 냉각 응고과정에서 단결정으로 성장시켜 인공적으로 제조되고 있다.
현재 인공 사파이어는 LED(Light Emitting Diodes) 반도체 기판재료로 가장 많이 쓰이며, LED는 높은 휘도, 장수명(50,000 시간 이상), 저 에너지 소모 등 발광효율의 장점으로 백열등과 할로겐 램프 등 기존조명을 대체하고자 하는 노력이 전세계적으로 급속히 확산되고 있으며, 그 수요가 폭발적으로 증가하는 추세이다.
산업적인 인공 사파이어의 제조방법으로는 키로플러스(Kyropoulos)법, 쵸크랄스키(Czochralski)법, 열교환(HEM)법 등이 있으며, 사파이어가 LED 반도체 기판재료로 사용되기 위해서는 결정 내부결함이 없는 고품질이 요구된다.
쵸크랄스키 법은 석영, 이리듐 도가니에서 원료를 가열 용융시킨 후 단결정 종자를 멜트 내에 담근 후 소정의 속도로 회전시키면서 인상시켜 단결정을 성장시키는 방법으로 주로 Si, Ge 단결정 등 반도체 산업에서 널리 사용되어 왔다. 하지만 사파이어 등 산화물계는 반도체 재료에 비해 열전도도가 낮고 탄성계수가 높아서 성장시 열응력에 의해 깨지는 일이 잦아 단결정 잉곳트는 쵸크랄스키 법의 적용이 극히 곤란하다.
키로플러스법은 쵸크랄스키법과 유사하지만, 고품질의 대구경 사파이어 단결정 성장이 가능한 대표적인 방법으로 알려져 있으며, 쵸크랄스키법에 비해 상대적으로 결함이 적고, 장비 가격이 싸고 낮은 생산비용이 소요된다는 장점을 가진다. 또한, 단결정을 성장시킬 때 단결정을 회전시키지 않고 인상하는 방법이다.
키로플러스법은, 원료인 고순도의 알루미나를 용융 도가니에 장입하고, 가열수단을 이용하여 알루미나를 융점이상으로 가열하여 용융시킨 후, 종 결정이 달린 종자 결정(Seed Ingot)을 하강시켜, 종자 결정을 멜트 표면에 접촉시킨 후, 인상수단을 이용하여 인상시키면 융점이하로 서서히 냉각되면서 알루미나 단결정, 즉, 사파이어 단결정을 얻게 된다(이를 씨딩작업(SEEDING)이라 한다.).
그러나 키로플러스법을 이용하여 단결정 사파이어를 성장 육성시키기 위해서는 알루미나 용해온도 이상에서 사용가능한 용융 도가니 및 가열수단, 고진공장치 및 고진공압을 유지하기 위한 진공시스템, 단결정 잉곳트를 인상하기 위한 인상장치 및 제어수단, 단결정 육성과정에서 멜트(Melt)의 온도분포를 균일하게 유지하는 온도제어수단 등이 상호 유기적으로 최적화되어야 한다.
특히, 키로플러스 성장로에 의한 단결정 제조에 있어서 단결정 성장에 치명적인 영향을 주는 변수는 멜트의 온도 구배 및 고온 영역(Hot Zone)의 상황에 따라 수시로 변동하는 대류 및 내부온도이다.
종래의 전형적인 키로플러스 성장로에서 전체 도가니의 열전달은 열차폐로 사용되는 몰리브덴 열차폐 세트와 도가니를 둘러싼 단열 블록들의 기하학적 변수에 큰 영향을 받는다. 열차폐는 도가니와 성장 중인 결정에 최적의 온도분포를 가진 고온 영역이 형성되도록 디자인되며, 도가니의 내부 온도분포는 멜트의 유동구조를 결정하고 결정 형상에 영향을 미친다. 결정을 둘러싸고 있는 발열체의 온도 역시 결정형상에 영향을 미치고 결정 내부의 열응력을 결정한다.
도 1(a, b)는 종래의 단일 발열체가 성장로를 둘러싸고 있는 키로플러스 성장로(GF)의 초기 멜트 표면의 온도분포(a)와 대류현상(b)을 모식적으로 나타낸 것이다. 멜트 유동(MF) 또는 대류운동은 중력과 온도구배에 의한 밀도차에 의한 자연대류가 지배적이며, 결정성장이 진행되는 동안 층류가 형성된다. 대류(MF)에 의한 멜트(FM) 거동을 보면, 도가니 벽체영역에서 상승하여 도가니 중심에 위치한 단결정 하부의 하강점에서 중앙부로 하강하는 루프형태로 순환하는 형태를 나타낸다. 이때, 하강점이 도가니 단면의 중심부에 위치하고, 하강점에 단결정(SC)과 접촉되어 단결정 성장이 진행된다.
도 2는 종래의 키로플러스 성장로(GF)를 개략적으로 나타낸 것으로, 키로플러스 공정의 특성상 단결정(SC) 성장은 고온하의 폐쇄된 진공 분위기에서 이루어지며, 성장로(GF)는 열차폐물(TI) 및 분위기 조절 챔버(EC)에 겹겹이 둘러싸여 있어서 성장 중 결정의 온도분포나 멜트(FM)의 대류 등 내부에서 일어나는 현상에 대한 정보가 제한적이다. 따라서, 또한, 종래의 가열방식은 단일 발열체(SH)가 단순히 도가니(CR) 전체를 둘러싸서 성장로(GF) 온도를 제어하고 있다.
따라서, 종래의 단일 발열체(SH)로 된 성장로(GF)에서는 성장로(GF) 전체의 온도를 제어하기 때문에 유동장에 변화를 주는 멜트(FM) 존(Zone)마다의 온도분포 및 도가니 내부의 대류 유동구조 등의 공정변수를 바람직한 방향으로 제어할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 유동장의 변화와 이에 따르는 결정성장 거동을 관찰하기 어렵다는 단점이 있다.
그리고, 종래의 키로플러스법을 이용한 씨딩작업은 성장로 내부의 멜트 대류상황을 작업자가 확인한 후 종자결정(SEED)을 하강시켜 멜트에 접촉시키고 융점 이하로 냉각하며 인상하여 단결정을 수동으로 성장시켰다.
아울러 작업자는 수시로 변동하는 멜트의 내부온도와 대류를 지속적으로 확인하여 적절한 내부온도와 대류가 이루어졌다고 판단되는 시점을 찾아 단결정 성장작업을 실시했다.
그러나, 상기와 같이 작업자의 육안 확인을 통해 수동으로 단결정을 성장시키는 종래 방법은 고온영역의 온도구배에 따라 대류가 수시로 변동되므로 정밀한 단결정 성장이 매우 어렵고 작업자의 경험, 숙련도에 따라 생성된 단결정의 품질이 달라지는 등 단결정 성장작업의 표준공정을 설정하기 어렵다는 단점을 가지고 있었다.
그리고, 작업자가 성장로 내부를 지속적으로 관찰하여 단결정 성장작업을 하는데에는 물리적 한계가 있어 균일한 품질의 단결정을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단결정 성장과정 중의 멜트(FM) 상태와 온도를 작업자가 수동으로 관찰하고 단결정 성장작업을 하지 않고 멜트 상태와 온도를 자동으로 관찰하여 멜트 대류를 자동으로 제어하고 단결정 성장작업이 자동으로 이루어지도록 한 단결정 성장로의 자동 씨딩시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 관찰된 멜트(FM) 상태와 온도분포로부터 멜트(FM)의 대류상태를 제어하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 도가니의 외측에 다수 가열 영역으로 분할되어 배치되는 적어도 하나 이상의 개별 발열체와, 도가니의 멜트(FM) 상면을 감시하는 감시장치와, 감시장치의 정보를 입력받아 상기 개별 발열체의 전원공급을 제어하는 대류제어장치 및 상기 대류제어장치에 의해 멜트의 대류상태가 최적의 상태로 제어되면 종자결정을 자동으로 하강, 상승시켜 단결정 성장작업을 자동으로 수행하는 자동씨딩장치를 포함하여 이루어진다.
상기 개별 발열체는 존(Zone) 영역별로 멜트 대류 유동을 제어하기 위하여, 도가니 주변에 방사상으로 배치된 적어도 하나 이상의 저항 발열체이며, 도가니의 저면 영역과, 도가니 측면 영역, 도가니 상단부 영역으로 구분 배치되어 상기 감시장치와 상기 대류제어장치와 연동되어 각기 독립적으로 개별제어되는 것이 바람직하다.
상기 감시장치는 성장로 외부에 방사상으로 적어도 하나 이상의 광학 프로브가 배치 설치되며, 광학 프로브의 광신호는 스캐너를 개재하여 디지털 카메라와, 광학 온도계에 전달된다. 디지털 카메라의 영상신호는 비전 시스템에 의해 처리되고, 광학 온도계의 출력은 자동 온도제어기에 입력된다.
광학 프로브는 열차폐물을 고려하여 도가니 상부에 위치하는 첨단부분에 적외선 밴드통과 광학 필터와 냉각수단이 장착되는 것이 바람직하다.
대류제어장치는 상기 개별 발열체를 독립적으로 제어하는 전원 제어장치와, 상기 디지털 카메라의 영상신호를 처리하는 비전 시스템으로 이루어진다.
전원 제어장치는 비전 시스템의 영상출력을 분석하여 얻은 각 영역의 대류 유동상태 정보와. 광학 온도계의 온도 정보를 포함하는 변수를 분석하여 최적의 대류 유동이 되도록 개별 발열체를 독립적으로 제어한다.
마지막으로, 자동씨딩장치는 수신부, 씨딩제어부 및 구동부로 구성되어 대류제어장치로부터 멜트 대류제어가 완료되었다는 신호가 수신되면 종자결정이 부착된 로드를 하강, 상승시켜 단결정을 자동으로 성장시킨다.
이에 따라, 본 발명은 성장로 상부에 배치된 복수의 광학 프로브에 의해 영역별로 멜트의 대류 유동 상태와 온도를 감시하여 단결정 성장과정과 대류 유동정보를 얻을 수 있으며, 대류 유동정보에 의하여 도가니 주위에 복수 설치된 개별 발열체를 독립적으로 제어하여 영역별로 적절한 대류 유동이 일어나도록 제어할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 대류제어장치에 의해 성장로 내부의 멜트 대류가 정상적으로 이루어질 경우 자동씨딩장치에 의해 종자결정이 부착된 로드가 자동으로 하강, 승강하면서 단결정을 성장시킴으로써 단결정 성장의 작업성이 개선되며 고품질의 단결정 잉곳을 얻을 수 있는 효과가 발생한다.
도 1은 종래의 단일 발열체가 성장로를 둘러싸고 있는 키로플러스 성장로의 초기 멜트(FM) 표면의 온도분포(a)와 대류현상(b)의 모식도.
도 2는 종래 키로플러스 성장로의 개략적인 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 키로플러스 성장로의 개략적인 측단면도.
도 4는 도 3의 절단선 A-A'의 단면도(a) 및 B-B'의 단면도(b).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 키로플러스 성장로의 감시장치 및 대류제어장치의 개략인 블록도.
도 2는 종래 키로플러스 성장로의 개략적인 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 키로플러스 성장로의 개략적인 측단면도.
도 4는 도 3의 절단선 A-A'의 단면도(a) 및 B-B'의 단면도(b).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 키로플러스 성장로의 감시장치 및 대류제어장치의 개략인 블록도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 키로플러스 성장로(NGF)의 개략적인 측단면도로서, 종래의 키로플러스 성장로(NGF)와 다른 점은, 광학 프로브(230)와, 개별 발열체(100)가 배치 설치되어 있다는 것이다.
그리고 도 4(a)는 도 3의 절단선 A-A'의 단면도로서 개별 발열체(100)가 배치 설치된 것을 나타낸 것이고, 도 4(a)는 절단선 B-B'의 단면도를 나타낸 것으로 광학 프로브(230)가 배치 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 개별 발열체(100)는 도가니 외측 상단부, 측면 및 저면에 각각 분할되어 설치되며, 도가니(CR) 저부 중심영역에 설치된 전원공급 중앙단자(110)와, 중앙단자(110)로부터 방사상으로 도가니(CR) 저부 외측 수평방향으로 확장되어 도가니(CR) 벽체외부를 따라 수직방향으로 상부까지 연장되어 성장로(NGF) 상부에 방사상으로 배치된 상부 개별단자(120: T1~Tn)에 연결되어, 각기 독립적으로 제어된다.
즉, 개별 발열체(100)는 도가니(CR)의 저면 외부 중앙영역의 중앙단자(110)와 상단부의 개별단자(120: T1~Tn) 사이에 도가니(CR)를 감싸면서 방사상으로 배치되어 전기적으로 연결된다. 저면의 중앙단자(110)는 서로 묶여져 단일 전원 공급선이 되고, 개별단자(120: T1~Tn)들은 개별단자(120: T1~Tn)에 연결된 각각의 개별 발열체(100)를 선택적으로 가열하기 위해 서로 분리되어 각기 독립적인 전원공급을 받는다.
상기에서는 개별 발열체의 전원공급을 도가니 저면의 중앙단자에서 모든 개별 발열체에 전원을 공급하는 것으로 설명하였으나 상단부 및 측면의 개별 발열체와 저면의 개별 발열체를 각각 독립적으로 분리하여 전원을 공급할 수도 있다.
광학 프로브(230)는 도시된 바와 같이, 도가니(CR) 상부에 방사상으로 배치 설치된다. 이는, 도가니(CR)의 상부가 열차폐물(TI)로 덮여져 있고, 도가니(CR)의 상부 중심 영역에는 단결정(SC)을 지지 인상하는 지지봉이 설치되어 있기 때문에, 이들 장애물을 피하여 멜트(FM) 상부면의 관찰시야를 확보하기 위하여 도가니 상단부에 설치된다. 그러나 광학 프로브(230)는 성장로(NGF)의 구조에 따라서 상부에서 도가니(CR) 상부까지 비스듬하게 또는 ㄱ-자 형상으로 꺾이게 하여 방사상으로 배치할 수도 있다.
또한, 광학 프로브(230)는 멜트(FM) 상부면의 유동상태와 온도분포를 선명하게 관찰하기 위하여 도가니(CR) 상부에 위치하는 첨단부분에 적외선 밴드통과 광학 필터(미도시)와, 그리고 첨단부분이 고온에 장시간 노출되기 때문에 질소가스와 같은 가스를 통과시키는 냉각수단(미도시)이 마련되는 것이 바람직하다.
그리고 광학 프로브(230)는 온도를 측정하는 광섬유와, 멜트(FM) 상부면의 유동상태의 화상을 관찰하는 광섬유 다발(242)로 이루어진다. 물론 광섬유 다발(242)의 첨단부에는 영상을 집광하는 집광렌즈(미도시)가 설치된다.
도 5는 감시장치(200) 및 대류제어장치(300)의 개략인 블록도를 나타낸 것이다.도시된 바와 같이, 감시장치(200)는 스캐너(240)와, 스캐너(240)로부터의 분기된 신호를 각기 입력받는 광학 온도계(210)와 디지탈 카메라(220), 디지탈 카메라(220)의 영상신호를 입력받아 영상처리하는 비전 시스템(250), 광학 온도계(210)의 온도정보와 비전 시스템(250)의 영상처리 정보를 입력받는 자동 온도제어기(310), 자동 온도제어기(310)의 출력신호에 따라, 개별 발열체(100)의 개별단자(T1~Tn) 전원을 제어하는 전원 제어장치(330)로 이루어진다.
스캐너(240)는 각 광학 프로브(230)로부터 광섬유 다발(242)이 연장 연결되며, 광섬유 다발(242) 단부의 광신호는 모터에 의해 회전하는 회전 반사경(244)의 회전에 의해 순차적으로 스캔되고, 스캔된 광신호는 도중에 분기되어 광학 온도계(210) 및 디지털 카메라(220)에 각각 전달된다.
디지탈 카메라(220)에 전달된 광신호는 디지털 영상신호로 포착되어 비전 시스템(250)에 입력된다. 비전 시스템(250)에 입력된 디지탈 영상신호는 광학 프로부(230)가 설치된 시야 영역의 휘도와 색상정보로부터 온도분포와 표면 유속, 온도구배 등을 각 영역별로 비교 분석하여 각 영역의 대류 유동상태를 계량화하여 자동 온도제어기(310)에 보낸다. 한편, 광학 온도계(210)에 전달된 광신호는 온도값으로 수치화되어 자동 온도제어기(310)에 입력된다.
자동 온도제어기(310)에 입력된 각 영역의 계량화된 대류 유동상태의 값과 온도값은 미리 실험식으로 구한 제어식에 적용되어 개별 발열체(100)를 제어해야할 값을 계산 출력하여 개별단자(T1~Tn) 전원을 제어하는 전원 제어장치(330)에 입력시킨다.
전원 제어장치(330)는 자동 온도제어기(310)로부터 입력되는 제어값에 따라, 예를 들어 개별 발열체(100)가 AC전원을 사용하는 경우, 트라이악 등의 위상을 제어하거나 DC전원인 경우에는 인버터를 사용하여 주파수 폭 변조장치(PWM)를 제어한다. 위상이 제어된 AC전원, 혹은 PWM 인버터 출력은 개별단자(T1~Tn)를 통하여 각각의 개별 발열체(100)를 독립적으로 제어하게 된다.
따라서, 전원 제어장치(330)는 비전 시스템(250)의 영상출력을 분석하여 얻은 각 영역의 대류상태 정보와. 광학 온도계(210)의 각 영역의 온도 정보를 포함하는 변수를 분석하여 최적의 대류 유동이 되도록 개별 발열체(100)가 독립적으로 제어된다.
마지막으로, 자동씨딩장치(미도시)는 상기 대류제어장치(300)에 의해 성장로 내부의 멜트 대류가 최적의 상태로 제어되면 상기 대류제어장치로부터 대류제어가 완료되었다는 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부의 신호에 따라 종자결정이 부착된 로드를 하강, 상승시키도록 구동부를 제어하는 씨딩제어부와, 상기 씨딩제어부의 제어에 따라 종자결정이 부착된 로드를 자동으로 하강, 상승시키는 구동부로 이루어진다.
상기 자동씨딩장치의 수신부는 상기 대류제어장치(300)와 근거리통신망인 이더넷(ethernet)으로 연결되어 멜트대류제어가 완료되면 상기 대류제어장치로부터 완료신호를 수신한다.
그리고, 상기 자동씨딩장치의 구동부는 모터의 구동으로 단결정 종자가 부착된 로드를 상하 이송시키는 구성으로 종래 여러 기술분야에서 사용되는 자동 상하이송기구를 적용하면 된다.
지금까지 상술한 실시예는 금속 산화물인 알루미나를 원료로 하는 사파이어 제조에 관한 것이었지만, 본 발명의 핵심인 광학 프로브(230)를 성장로(NGF) 내에 방사상으로 복수 설치하여 멜트(FM)의 영역(Zone)별 온도와 영상정보를 얻어 대류 유동상태와 온도를 실시간으로 감시하고, 얻어진 대류 유동상태의 정보로부터 적절한 대류 유동상태가 되도록 분할된 개별 발열체를 개별제어하고 멜트 대류제어에 따라 단결정 종자를 자동으로 하강, 상승시킴으로써 단결정 성장을 자동으로 수행한다는 기술사상은 대구경 반도체 등의 결정 성장로(GF)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
GF: 성장로(종래) NGF: 성장로(본 발명)
CR: 도가니 SC: 단결정
FM: 멜트 MF: 멜트 유동
TI: 열차폐물 EC: 분위기 조절 챔버
SH: 단일 발열체
100: 개별 발열체 110: 중앙단자
T1~-Tn: 개별단자
200: 감시 장치 210: 광학 온도계
220: 디지탈 카메라 230: 광학 프로브
OP1~OPn: 광학 프로브 1~n
240: 스캐너 242: 광섬유 다발
244: 회전 반사경 250: 비전 시스템
300: 대류제어장치 310: 자동 온도제어기
T1~Tn: 개별 발열체 제어 출력 330: 전원 제어장치
CR: 도가니 SC: 단결정
FM: 멜트 MF: 멜트 유동
TI: 열차폐물 EC: 분위기 조절 챔버
SH: 단일 발열체
100: 개별 발열체 110: 중앙단자
T1~-Tn: 개별단자
200: 감시 장치 210: 광학 온도계
220: 디지탈 카메라 230: 광학 프로브
OP1~OPn: 광학 프로브 1~n
240: 스캐너 242: 광섬유 다발
244: 회전 반사경 250: 비전 시스템
300: 대류제어장치 310: 자동 온도제어기
T1~Tn: 개별 발열체 제어 출력 330: 전원 제어장치
Claims (7)
- 진공 챔버 및 진공 시스템과, 상기 진공 챔버 내에 설치된 도가니와, 상기 도가니를 둘러싼 단열 시스템, 상기 도가니에 장입된 원료를 용융시키고, 용융된 멜트를 소정 온도로 가열 유지시키는 가열 시스템, 상기 멜트 상면 중앙에 종자 결정을 침지하여 인상하면서 단결정을 육성하는 키로플러스 성장로에 있어서,
상기 도가니의 외측에 다수 가열 영역으로 분할되어 배치되며, 각각이 감시장치와 대류제어장치와 연동되어 독립적으로 제어되는 적어도 하나 이상의 개별 발열체와,
상기 성장로 외부에 적어도 하나 이상 설치되는 광학 온도계 및 디지털 카메라와, 상기 광학 온도계 및 디지털 카메라로부터 연장되어 상기 성장로의 상부에 적어도 하나 이상 방사상으로 배치 설치되는 광학 프로브와, 상기 광학 온도계의 출력 및 디지털 카메라의 영상출력을 스캔하여 출력하는 스캐너로 이루어져 상기 도가니의 멜트 상면을 감시하는 감시장치와,
상기 디지털 카메라의 영상신호를 처리하는 비전 시스템과, 상기 비전 시스템의 영상출력을 분석하여 얻은 각 영역의 대류상태 정보와 상기 광학 온도계의 각 영역의 온도 정보를 포함하는 변수를 분석하여 최적의 대류 유동이 되도록 상기 개별 발열체를 독립적으로 제어하는 전원 제어장치로 이루어져 상기 개별 발열체의 전원공급을 제어하는 대류제어장치와,
상기 대류제어장치로부터 멜트 대류의 제어가 완료되었다는 신호를 수신하여 종자결정을 자동으로 하강, 상승시켜 단결정을 성장시키는 자동씨딩장치를 포함하는 단결정 성장로의 자동 씨딩시스템.
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2013
- 2013-06-26 KR KR1020130073638A patent/KR101333668B1/ko active IP Right Grant
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