KR101446717B1 - Ingot having single crystal, apparatus and method for manufacturing the ingot - Google Patents

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Abstract

실시예의 단결정 잉곳 제조 장치는, 용융액 수용하는 도가니와, 도가니를 가열하는 히터와, 히터와 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재 및 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버를 포함한다.The single crystal ingot manufacturing apparatus of the embodiment includes a crucible for housing a melt, a heater for heating the crucible, a heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt, And a neck cover which is lifted and lowered in conjunction with lifting and lowering.

Description

단결정 잉곳, 그 잉곳의 제조 장치 및 방법{Ingot having single crystal, apparatus and method for manufacturing the ingot}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single crystal ingot, an apparatus and a method for manufacturing the ingot,

실시예는 단결정 잉곳, 그 잉곳의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a single crystal ingot, an apparatus and a method for producing the ingot.

도 1은 기존의 단결정 잉곳 제조 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional single crystal ingot manufacturing apparatus.

도 1의 단결정 잉곳 제조 장치는 도가니(10), 종결정(30), 열 차폐부(42, 44), 히터(heater)(50), 와이어(wire)(62) 및 인상 모터(motor)(64)로 구성된다.1 includes crucible 10, seed crystal 30, heat shields 42 and 44, a heater 50, a wire 62 and a motor (not shown) 64).

쵸크랄스키(Czochralski)법에 의한 실리콘(silicon) 단결정의 제조 방법에 의하면, 도가니(10) 내에 폴리 실리콘을 채운 후, 히터(50)에 의해 도가니(10)를 가열하여 폴리 실리콘을 용융하여 실리콘 용융액(20)을 생성한다. 이후, 종결정(30)을 실리콘 용융액(20)에 접촉시킨 후, 종결정(30)에 연결된 와이어(62)를 인상 모터(64)에 의해 회전시키면서 끌어올려 넥(neck)부를 형성하고, 이후 종결정(30)을 더 인상하여 숄더(shoulder)부 및 정 지름의 직경부(또는, 직동부)를 순차적으로 형성하여 단결정 잉곳의 육성을 완성한다. 이때, 열 차폐부(42, 44)는 용융액(20)과, 도가니(10)와, 히터(50)로부터 발생하는 복사열을 차단하는 역할을 한다.According to the method of manufacturing a silicon single crystal by the Czochralski method, polysilicon is filled in the crucible 10, and then the crucible 10 is heated by the heater 50 to melt the polysilicon, Thereby producing a melt 20. Thereafter, after the seed crystal 30 is brought into contact with the silicon melt 20, the wire 62 connected to the seed crystal 30 is pulled up by the pull motor 64 to form a neck portion, The seed crystal 30 is further pulled up to form a shoulder portion and a diameter portion (or a straight portion) of a constant diameter in order to complete the growth of the single crystal ingot. At this time, the heat shielding portions 42 and 44 serve to cut off radiant heat generated from the melt 20, the crucible 10, and the heater 50.

종결정(30)을 용융액(20)에 접촉하는 순간에 급격한 온도차에 의한 열 충격으로 종결정(30)의 하단부에 고밀도로 슬립 전위가 도입된다. 무전위 실리콘 단결정 잉곳을 성장하기 위해서는 이러한 슬립 전위를 제거하는 넥킹(necking) 공정이 필수적이다. 데시(Dash)에 의해 개발된 넥킹 공정은 직경이 약 3 ㎜ 내지 4 ㎜ 정도로 가늘고, 길이는 약 100 ㎜ 이상의 넥 부위를 형성하는 것으로 이루어진다.A slip dislocation is introduced at a high density at the lower end of the seed crystal 30 by thermal shock caused by a sudden temperature difference at the moment when the seed crystal 30 is brought into contact with the melt 20. [ In order to grow the electroluminescence silicon single crystal ingot, a necking process to eliminate such slip dislocation is essential. The necking process developed by Dash consists of a neck having a diameter of about 3 mm to 4 mm and a length of about 100 mm or more.

실리콘 단결정 잉곳의 직경이 커지고, 성장하는 단결정 잉곳의 중량이 증가함에 따라 3 ㎜ 내지 4 ㎜의 작은 직경을 갖는 넥부가 파손되어 단결정 잉곳이 낙하하는 등의 중대한 사고가 유발될 수 있다. 특히, 단결정 잉곳이 대구경과 및 고 중량화됨에 따라 이러한 넥부의 파손 문제가 더욱 심각해지고 있다.As the diameter of the silicon single crystal ingot becomes larger and the weight of the growing single crystal ingot increases, the neck portion having a small diameter of 3 mm to 4 mm may be broken and serious accident such as falling of the single crystal ingot may be caused. Particularly, as the monocrystalline ingot becomes larger in diameter and larger in weight, the problem of breakage of the neck portion becomes more serious.

실시예는 두꺼운 직경의 무전위화된 넥부를 갖는 단결정 잉곳을 제공한다.The embodiment provides a monocrystalline ingot having a non-electrified neck portion of a thick diameter.

다른 실시예는 상기 단결정 잉곳을 제조하는 단결정 잉곳 제조 장치 및 방법을 제공한다.Another embodiment provides an apparatus and a method for producing a single crystal ingot for producing the single crystal ingot.

실시예의 단결정 잉곳 제조 장치는, 용융액 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 히터와 상기 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재; 및 상기 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 상기 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버를 포함한다.The single crystal ingot manufacturing apparatus of the embodiment comprises: a crucible for containing a melt; A heater for heating the crucible; A heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt; And a neck cover surrounding the finishing portion at an upper portion of the crucible and moving up and down in conjunction with lifting and lowering of the finishing portion at a predetermined interval.

상기 단결정 잉곳 제조 장치는, 상기 소정 구간 내에서 상기 넥 커버의 승강 경로를 가이드하는 가이드부를 더 포함한다. 상기 가이드부는 상기 소정 구간을 정의하는 양단부 중 상기 도가니에 가까운 단부에서 내측으로 돌출되어 상기 승강 경로를 제한하는 스토퍼를 포함한다.The single crystal ingot manufacturing apparatus further includes a guide portion for guiding a lifting path of the neck cover within the predetermined section. The guide portion includes a stopper protruding inwardly from an end portion near the crucible of the both ends defining the predetermined section to restrict the lifting path.

상기 넥 커버는 상기 종결정부에 의해 받쳐지며 상기 종결정부와 연결된 와이어가 관통하는 관통 홀을 갖는 제1 영역과 가장 자리로부터 외측으로 돌출되어 상기 스토퍼에 걸리는 제2 영역을 갖는 탑부; 상기 탑부로부터 연장된 측부; 및 상기 측부로부터 내측으로 돌출되어 상기 종결정부를 에워싸며 상기 종결정부가 출입하는 개구를 형성하는 버텀부를 포함한다. 상기 버텀부의 두께는 상기 측부로부터 내측으로 갈수록 감소할 수 있다.The neck cover has a first region supported by the terminating portion and having a through hole through which a wire connected to the terminating portion penetrates, and a second region protruding outward from the edge to be engaged with the stopper; A side portion extending from the top portion; And a bottom portion protruding inwardly from the side portion to surround the finishing portion and form an opening through which the finishing portion enters and leaves. The thickness of the bottom portion may decrease from the side portion toward the inside.

상기 넥 커버는 상기 열 차폐 부재에 의해 정의되는 오프닝에 인입 가능하다.The neck cover is insertable into an opening defined by the heat shielding member.

상기 제2 영역의 돌출된 부분이 상기 스토퍼에 걸릴 때, 상기 넥 커버의 버텀부와 상기 열 차폐 부재는 열 차폐막을 형성한다.When the protruding portion of the second region is caught by the stopper, the bottom portion of the neck cover and the heat shielding member form a heat shielding film.

상기 단결정 잉곳 제조 장치는, 상기 열 차폐막이 형성된 동안, 상기 종결정부를 상기 용융액에 디핑하여 상기 단결정 잉곳의 넥부가 육성되도록 제어하는 제어부를 더 포함한다. 상기 제어부는 상기 넥부의 육성이 종료될 때 상기 종결정부를 인상하여 상기 넥 커버를 리프트시킬 수 있다.The single crystal ingot manufacturing apparatus further includes a control section for controlling the neck portion of the single crystal ingot to be grown by dipping the finishing section into the melt while the heat shielding film is formed. And the controller may lift the neck cover to lift the neck cover when the growth of the neck portion is terminated.

상기 넥 커버의 탑부와 측부의 재질은 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있고, 상기 넥 커버의 상기 버텀부의 재질은 M/I(단량체 대 개시제) 1.0 ppma이하인 물질을 포함할 수 있다. 상기 넥 커버의 상기 버텀부의 재질은 Pyrolytic Graphite Coated Graphite 또는 Pyrolytic Boron Nitride Coated Graphite를 포함할 수 있다.The material of the top and sides of the neck cover may comprise a metal or a metal oxide and the material of the bottom of the neck cover may comprise a material with M / I (monomer to initiator) of 1.0 ppma or less. The material of the bottom portion of the neck cover may include Pyrolytic Graphite Coated Graphite or Pyrolytic Boron Nitride Coated Graphite.

상기 단결정 잉곳 제조 장치는, 상기 도가니, 상기 히터, 상기 열 차폐 부재 및 상기 넥 커버를 수용하는 반응 챔버를 더 포함하고, 상기 가이드부는 상기 반응 챔버와 일체로 형성될 수 있다.The single crystal ingot manufacturing apparatus may further include a reaction chamber for accommodating the crucible, the heater, the heat shielding member, and the neck cover, and the guide portion may be formed integrally with the reaction chamber.

다른 실시예에 의하면, 용융액 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 히터와 상기 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재; 및 상기 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 상기 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치에 의해 수행되는 단결정 잉곳 제조 방법은, 상기 용융액을 생성하는 단계; 상기 종결정부와 상기 넥 커버를 함께 상기 소정 구간만큼 하강시키는 단계; 상기 하강된 넥 커버가 고정된 상태에서 상기 종결정부를 더 하강시켜 상기 용융액에 디핑시킨 후 상기 종결정부를 인상하여 넥부를 육성하는 단계; 및 상기 넥부를 육성한 후에, 상기 종결정부와 상기 넥 커버를 함께 인상하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, a crucible for containing a melt; A heater for heating the crucible; A heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt; And a neck cover which surrounds the finishing section at an upper portion of the crucible and moves up and down in conjunction with the lifting and lowering of the finishing section at a predetermined section, the single crystal ingot manufacturing method performed by the single crystal ingot manufacturing apparatus includes: ; Lowering the end stop and the neck cover together by the predetermined interval; Further lowering the finishing unit in a state where the lowered neck cover is fixed, dipping the finishing unit in the melt, and pulling up the finishing unit to nourish the neck portion; And raising the neck portion, and then raising the neck portion and the neck portion together.

또 다른 실시예에 의하면, 용융액 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 히터와 상기 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재; 및 상기 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 상기 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치에 의해 제조된 단결정 잉곳은, 상기 넥 커버에 의해 포위된 상기 종결정부가 상기 용융액에 디핑되어 육성되며, 5.5 ㎜ 이상의 직경을 갖고 무전위인 넥부를 포함한다.According to another embodiment, a crucible for containing a melt; A heater for heating the crucible; A heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt; And a neck cover which surrounds the finishing section at an upper portion of the crucible and which is lifted and lowered in conjunction with the lifting and lowering of the finishing section at a predetermined section. The single crystal ingot manufactured by the single crystal ingot manufacturing apparatus includes: And a neck portion having a diameter of 5.5 mm or more and a non-electric potential, which is dipped and fired in the melt.

상기 단결정 잉곳은 상기 넥부에 아래에 육성된 숄더부; 및 상기 숄더부의 아래에 육성되며, 300 ㎜ 이상의 직경을 갖는 직경부를 더 포함할 수 있다.Wherein the single crystal ingot has a shoulder portion beneath the neck portion; And a diameter portion having a diameter of 300 mm or more, which is raised below the shoulder portion.

실시예에 따른 단결정 잉곳, 그 잉곳의 제조 장치 및 방법은 열 차폐 부재의 오프닝으로 인입된 넥 커버에 의해 포위된 종결정의 온도가 보온된 상태에서 종결정을 용융액에 디핑함으로써 무전위이며 5.5 ㎜ 이상의 큰 직경을 갖는 넥부와 300 ㎜ 이상의 큰 직경을 갖는 직경부를 포함하는 단결정 잉곳을 육성할 수 있으며, 복수의 층으로 넥 커버를 구현함으로써 넥부를 형성할 때 종결정이 더욱 보온되도록 하여 보다 두껍고 무전위화된 넥부를 육성할 수 있다.A single crystal ingot according to an embodiment, an apparatus and a method for manufacturing the ingot, by dipping the seed crystal into the melt while keeping the temperature of the termination defined by the neck cover brought in by the opening of the heat shield member warmed, It is possible to grow a single crystal ingot including a neck portion having a large diameter and a diameter portion having a large diameter of 300 mm or more. By embodying a neck cover with a plurality of layers, it is possible to heat the seed crystal further when forming the neck portion, The neck portion can be cultivated.

도 1은 기존의 단결정 잉곳 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예에 의한 도 2의 넥 커버 및 가이드부를 확대 도시한 단면도를 나타낸다.
도 4 (a)는 도 3에 예시된 탑부의 평면도를 나타내고, 도 4 (b)는 도 3에 도시된 'A' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.
도 5는 실시예에 의한 두꺼운 직경의 무전위 실리콘 단결정 넥부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6a 내지 도 6h는 도 5에 예시된 방법이 수행됨에 따라 넥 커버가 이동함을 보이는 도 2에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치의 도면이다.
도 7은 실시예에 의한 단결정 잉곳의 단면도를 나타낸다.1 is a view showing a conventional single crystal ingot manufacturing apparatus.
2 is a view showing a single crystal ingot manufacturing apparatus according to an embodiment.
Fig. 3 is an enlarged sectional view of the neck cover and guide portion of Fig. 2 according to the embodiment.
Fig. 4 (a) is a plan view of the top portion shown in Fig. 3, and Fig. 4 (b) is an enlarged sectional view of the portion 'A' shown in Fig.
5 is a flowchart for explaining a method of forming a thick-diameter non-conductive silicon single crystal neck portion according to an embodiment.
6A-6H are views of the single crystal ingot manufacturing apparatus illustrated in FIG. 2, wherein the neck cover moves as the method illustrated in FIG. 5 is performed.
7 is a cross-sectional view of a single crystal ingot according to an embodiment.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

도 2는 실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치(100)를 나타내는 도면이다.Fig. 2 is a view showing a single crystal ingot manufacturing apparatus 100 according to the embodiment.

도 2를 참조하면, 단결정 잉곳 제조 장치(100)는 도가니(110), 지지 회전축(132), 히터(134), 단열부(136), 반응 챔버(138), 열 차폐 부재(140), 넥 커버(neck cover)(150A), 가이드부(160), 종결정(seed)부(170), 와이어(180), 인상 구동부(182) 및 제어부(184)를 포함한다.2, the single crystal ingot manufacturing apparatus 100 includes a crucible 110, a supporting rotary shaft 132, a heater 134, a heat insulating portion 136, a reaction chamber 138, a heat shield member 140, And includes a neck cover 150A, a guide portion 160, a seed portion 170, a wire 180, a pull-up driving portion 182, and a control portion 184.

실시예에 의한 단결정 잉곳 제조 장치(100)는 쵸크랄스키(Czochralski)법에 의해 단결정 잉곳을 육성한다.The single crystal ingot manufacturing apparatus 100 according to the embodiment grows a single crystal ingot by the Czochralski method.

반응 챔버(138)는 도가니(110), 지지 회전축(132), 히터(134), 단열부(136), 열 차폐 부재(140), 넥 커버(150A), 가이드부(160), 종결정부(170) 및 와이어(180)를 수용하는 역할을 한다.The reaction chamber 138 includes a crucible 110, a support rotation shaft 132, a heater 134, a heat insulating portion 136, a heat shield member 140, a neck cover 150A, a guide portion 160, 170 and the wire 180, respectively.

도가니(110)는 단결정 잉곳을 육성시키기 위한 용융액을 수용하는 역할을 한다. 실리콘 용융액(130)을 담는 도가니(110)는 안쪽(112)은 석영으로 되어 있고, 바깥쪽(114)은 흑연 또는 탄소로 된 이중 구조를 가질 수 있다. 제어부(184)의 제어 하에, 히터(134)는 도가니(110)를 가열하는 역할을 한다. The crucible 110 serves to receive a melt for growing a single crystal ingot. The crucible 110 for containing the silicon melt 130 may have a double structure in which the inside 112 is made of quartz and the outside 114 is made of graphite or carbon. Under the control of the control unit 184, the heater 134 serves to heat the crucible 110.

종결정부(170)는 종결정(seed) 웨이트(weight)(172), 종결정 척(chuck)(174) 및 종결정(176)을 포함할 수 있지만, 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지의 변형과 응용이 가능함은 물론이다.The termination portion 170 may include a seed weight 172, a seed crystal chuck 174 and a seed crystal 176, but the embodiment is not so limited, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

종결정(176)을 실리콘 용융액(130)에 접촉 또는 침지시킬 때, 인상 구동부(182)에 의해 종결정(176)을 회전시 발생하는 진동 등에 의한 흔들림이 있다. 이러한 흔들림으로 인해 인상 구동부(182)의 회전 중심축과 종결정(176)의 회전 중심축이 서로 어긋날 수 있다. 이를 방지하기 위해, 종결정 웨이트(172)는 와이어(180)의 끝단에 고정 결합되어 무게를 주는 역할을 한다. 종결정 척(174)은 종결정 웨이트(172)의 하부에 결합되고 종결정(176)을 일부 수용하여 결합시키는 역할을 한다. 종결정(176)은 종결정 척(174)에 일단이 착탈 가능하게 결합되고 실리콘 용융액(130)에 그(176)의 하단부가 디핑(deeping)된다.When the seed crystals 176 are brought into contact with or immersed in the silicon melt 130, there is fluctuation due to vibration or the like generated when the seed crystal 176 is rotated by the pull- The rotation center axis of the pull-up driving unit 182 and the rotation center axis of the seed crystal 176 may be displaced from each other. In order to prevent this, the seed crystal weight 172 is fixedly coupled to the end of the wire 180 and serves to weight it. The seed crystal 174 is coupled to the lower portion of the seed crystal weight 172 and serves to partially receive and couple the seed crystal 176. The seed crystal 176 is detachably coupled to the seed crystal chuck 174 at one end and is deeply dipped into the silicon melt 130 at the lower end of the seed crystal 176.

열 차폐 부재(140)는 히터(134)와 실리콘 용융액(130)으로부터의 복사열이 단결정 잉곳으로 전달되는 것을 차단한다. 즉, 열 차폐 부재(140)는 열이 단결정 잉곳으로 전달되는 경로를 차단하여, 복사열에 의한 단결정 잉곳의 가열을 방지할 수 있다. 이와 같이, 열 차폐 부재(140)는 단결정 잉곳의 냉각 열 이력에 큰 영향을 미친다. 게다가, 열 차폐 부재(140)는 용융액(130)의 온도 변동을 억제하는 역할도 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 열 차폐 부재(140)는 단결정 잉곳과 도가니(110) 사이에서 단결정 잉곳을 에워싸도록 배치될 수 있다. 또한, 오프닝(144)은 용융액(130)의 표면에 대해 열 차폐 부재(140)의 내경에 해당하며, 용융액(130)의 복사열이 열 차폐 부재(140)에 의한 차단없이 상부로 전달되는 영역이다.The heat shield member 140 blocks radiation heat from the heater 134 and the silicon melt 130 from being transferred to the single crystal ingot. That is, the heat shielding member 140 cuts off the path through which the heat is transferred to the single crystal ingot, thereby preventing heating of the single crystal ingot by radiant heat. As described above, the heat shielding member 140 greatly affects the cooling heat history of the single crystal ingot. In addition, the heat shield member 140 also functions to suppress the temperature fluctuation of the melt 130. In order to perform this role, the heat shield member 140 may be arranged to surround the single crystal ingot between the single crystal ingot and the crucible 110. [ The opening 144 corresponds to the inner diameter of the heat shield member 140 with respect to the surface of the melt 130 and is a region where radiant heat of the melt 130 is transmitted to the upper portion without being blocked by the heat shield member 140 .

단열부(136)는 히터(134)로부터의 열이 반응 챔버(138)의 외부로 진행하는 것을 차단하는 역할을 한다. 예를 들어, 단열부(136)는 펠트(felt) 소재로 구현될 수 있다.The heat insulating portion 136 serves to prevent the heat from the heater 134 from advancing to the outside of the reaction chamber 138. For example, the heat insulating portion 136 may be formed of a felt material.

제어부(184)의 제어 하에, 인상 구동부(182)는 와이어(180)를 풀어 용융액(130)의 표면의 대략 중심부에 종결정(176)의 선단을 접촉 또는 침지시킨다. 지지축 구동부(미도시)는 도가니(110)의 지지 회전축(132)을 화살표와 같은 방향으로 회전시킨다. 동시에, 인상 구동부(182)는 와이어(180)에 의해 종결정(176)을 화살표 방향으로 회전시키면서 인상하여 단결정 잉곳이 육성되도록 한다. 이때, 단결정 잉곳을 인상하는 속도(V)와 온도 구배(G, △G)를 조절하여 원주 형상의 단결정 잉곳이 완성될 수 있다.Under the control of the control unit 184, the pull-up driving unit 182 releases the wire 180 to contact or immerse the tip of the seed crystal 176 at the approximate center of the surface of the melt 130. The support shaft driving unit (not shown) rotates the support rotation shaft 132 of the crucible 110 in the direction of the arrow. At the same time, the pull-up driving unit 182 pulls the seed crystal 176 while rotating the seed crystal 176 in the direction of the arrow by the wire 180, so that the single crystal ingot is grown. At this time, the circumferential single crystal ingot can be completed by controlling the speed (V) and the temperature gradient (G,? G) for pulling up the single crystal ingot.

도 3은 실시예에 의한 도 2의 넥 커버(150A) 및 가이드부(160)를 확대 도시한 단면도를 나타낸다.3 is an enlarged cross-sectional view of the neck cover 150A and the guide portion 160 of FIG. 2 according to the embodiment.

실시예에 의하면, 넥 커버(150A)는 도가니(110)의 상부에서 종결정부(170)를 포위하며, 소정 구간에서 종결정부(170)의 승강과 연동하여 승강한다. 가이드부(160)는 소정 구간 내에서 넥 커버(150A)의 승강 경로를 가이드하는 역할을 한다.According to the embodiment, the neck cover 150A surrounds the terminating portion 170 at the upper portion of the crucible 110 and moves up and down in conjunction with the lifting and lowering of the terminating portion 170 at a predetermined section. The guide portion 160 serves to guide the lifting path of the neck cover 150A within a predetermined section.

도 2 및 도 3을 참조하면, 가이드부(160)는 몸체(162) 및 스토퍼(stopper)(164)를 포함한다. 몸체(162)의 양단부(160A, 160B)는 소정 구간(L)을 정의한다. 스토퍼(164)는 소정 구간(L)을 정의하는 양단부(160A, 160B) 중 도가니(110)에 가까운 단부(160B)에서 내측으로 돌출되어 형성되어 있으며, 넥 커버(150A)의 승강 경로를 제한한다. 가이드부(160)는 도 2에 예시된 바와 같이 반응 챔버(138)와 일체로 형성될 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 즉, 가이드부(160)는 반응 챔버(138)와 별개로 형성될 수도 있으며, 또한, 가이드부(160)는 넥 커버(150A)의 승강 경로를 가이드하기 위한 다양한 형태로 구현될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the guide portion 160 includes a body 162 and a stopper 164. Both ends 160A and 160B of the body 162 define a predetermined section L. [ The stopper 164 protrudes inward from an end portion 160B near the crucible 110 of both end portions 160A and 160B defining a predetermined section L and limits a lifting path of the neck cover 150A . The guide portion 160 may be formed integrally with the reaction chamber 138 as illustrated in FIG. 2, but is not limited thereto. That is, the guide portion 160 may be formed separately from the reaction chamber 138, and the guide portion 160 may be formed in various forms for guiding the lifting path of the neck cover 150A.

넥 커버(150A)는 탑(top)부(152), 측부(154) 및 버텀(bottom)부(156)를 포함한다. 탑부(152)는 제1 및 제2 영역(152A, 152B)로 구분될 수 있다. 제1 영역(152A)은 종결정부(170)에 의해 받쳐지며, 종결정부(170)와 연결된 와이어(180)가 관통하는 관통 홀(158)을 갖는다. 제1 영역(152A)이 종결정부(170)에 의해 받쳐지기 위해서, 관통 홀(158)의 폭(W1)은 종결정 웨이트(172)의 상단의 폭(W2)보다 더 작다. 제2 영역(152B)은 탑부(152)의 가장 자리로부터 외측으로 돌출되어 하강시에 스토퍼(160B)에 걸리는 돌출부를 갖는다.The neck cover 150A includes a top portion 152, a side portion 154, and a bottom portion 156. [ The top portion 152 can be divided into first and second regions 152A and 152B. The first region 152A is supported by the terminating portion 170 and has a through hole 158 through which the wire 180 connected to the terminating portion 170 passes. The width W1 of the through hole 158 is smaller than the width W2 of the top end of the seed crystal weight 172 so that the first region 152A is supported by the termination portion 170. [ The second region 152B has a protrusion that protrudes outward from the edge of the top portion 152 and catches on the stopper 160B at the time of lowering.

전술한 바와 같이, 가이드부(160)의 돌출된 스토퍼(164)에 탑부(152)의 제2 영역(152B)의 돌출부가 걸리기 때문에, 넥 커버(150A)가 소정 구간(L)보다 더 하강됨이 저지될 수 있다. 그러나, 스토퍼(164) 및 제2 영역(152B)의 돌출부 각각은 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같은 형상에 국한되지 않고, 넥 커버(150A)이 하강을 저지하기 위해 다양한 형상으로 구현될 수도 있다.The protrusion of the second region 152B of the top portion 152 is caught by the protruded stopper 164 of the guide portion 160 so that the neck cover 150A is lowered further than the predetermined section L Can be inhibited. However, each of the protrusions of the stopper 164 and the second region 152B is not limited to the shape as illustrated in Figs. 2 and 3, and the neck cover 150A may be implemented in various shapes have.

측부(154)는 탑부(152)의 제1 영역(152A)의 단부로부터 연장된다. 버텀부(156)는 측부(154)로부터 내측으로 돌출되어 종결정부(170)를 에워싸며 종결정부(170)가 출입하는 개구(156A)를 형성한다. 이때, 버텀부(156)의 두께는 측부(154)로부터 내측으로 갈수록 감소할 수 있다. 넥 커버(150A)는 열 차폐 부재(140)에 의해 정의되는 오프닝(144)에 인입 가능하다. 이를 위해, 버텀부(156)의 폭은 오프닝(144)의 폭 이하일 수 있다.The side portion 154 extends from the end of the first region 152A of the top portion 152. The bottom portion 156 protrudes inwardly from the side portion 154 to enclose the terminating portion 170 and form an opening 156A through which the terminating portion 170 enters and exits. At this time, the thickness of the bottom portion 156 may decrease from the side portion 154 toward the inside. The neck cover 150A is receivable in the opening 144 defined by the heat shield member 140. To this end, the width of the bottom portion 156 may be less than or equal to the width of the opening 144.

도 4 (a)는 도 3에 예시된 탑부(152)의 평면도를 나타내고, 도 4 (b)는 도 3에 도시된 'A' 부분을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.Fig. 4 (a) is a plan view of the tower 152 shown in Fig. 3, and Fig. 4 (b) is a sectional view showing an enlarged view of the portion 'A' shown in Fig.

도 3, 도 4 (a) 및 도 4 (b)를 참조하면, 탑부(152)의 제1 영역(152A)은 와이어(160)가 관통되는 와이어 홀(158)을 갖는다. 또한, 탑부(152)는 지지판(152-1), 베어링(152-2) 및 부싱(152-4)을 포함한다.Referring to FIGS. 3, 4A and 4B, the first region 152A of the top portion 152 has a wire hole 158 through which the wire 160 passes. The top portion 152 also includes a support plate 152-1, a bearing 152-2, and a bushing 152-4.

베어링(152-2)은 부싱(152-4)의 외주에 배치되며, 베어링 볼(152-2A), 내륜(152-2B) 및 외륜(152-2C)을 포함한다.The bearing 152-2 is disposed on the outer periphery of the bushing 152-4 and includes a bearing ball 152-2A, an inner ring 152-2B and an outer ring 152-2C.

부싱(152-4)은 와이어 홀(158)을 형성하며 와이어(180)와 서로 격리되어 있다. 이로 인해, 종결정 웨이트(172)가 부싱(152-4)으로 인입되기 이전까지, 와이어(180)가 회전 운동한다고 하더라도 부싱(152-4)은 회전 운동을 하지 않는다.The bushing 152-4 forms a wire hole 158 and is isolated from the wire 180. [ Thus, the bushing 152-4 does not rotate even if the wire 180 rotates until the seed crystal weight 172 is drawn into the bushing 152-4.

이후, 종결정 웨이트(172)가 도 4 (b)에 예시된 바와 같이 부싱(152-4)으로 인입된 후, 부싱(152-4)은 종결정 웨이트(172)와 일체로 베어링(152-2)의 내륜(152-2B)과 함께 회전 운동을 하면서 종결정 웨이트(172)와 일체로 함께 수직 상방으로 이동할 수 있. 즉, 넥 커버(150A)가 수직 상방으로 종결정부(170)과 함께 이동할 수 있다.Thereafter, after the seed crystal weight 172 is drawn into the bushing 152-4 as illustrated in Fig. 4 (b), the bushing 152-4 is pushed into the bearing 152- 2 together with the seed crystal weight 172 while rotating together with the inner ring 152-2B of the seed crystal 172. [ That is, the neck cover 150A can move vertically upward together with the terminating portion 170. [

전술한 동작을 위해, 부싱(152-4)은 제1 세그먼트(152-4A) 및 제2 세그먼트(152-4B)를 포함할 수 있다. 제1 세그먼트(152-4A)는 종결정 웨이트(172)의 상부가 인입되는 부분이고, 제2 세그먼트(152-4B)는 제1 세그먼트(152-4A)의 위에 제1 세그먼트(152-4A)와 일체로 연장 배치되어, 와이어 홀(158)을 형성하는 부분이다.For the above-described operation, the bushing 152-4 may include a first segment 152-4A and a second segment 152-4B. The first segment 152-4A is the portion into which the upper portion of the seed crystal weight 172 is drawn and the second segment 152-4B is the portion in which the first segment 152-4A is placed on the first segment 152-4A. So as to form the wire hole 158. The wire-

이때, 제1 세그먼트(152-4A)의 내벽(153)은 경사지게 형성되어, 종결정 웨이트(172)의 상부가 부싱(152-4)으로 인입되는 것을 유도하여 안착시킬 수 있다. 즉, 제1 세그먼트(152-4A)의 내벽(153)이 경사짐으로써, 종결정 웨이트(172)의 상단과 탑부(152)의 부싱(152-4)이 결합할 때 진동이 억제되고 정확한 포지셔닝(positioning) 즉, 정확한 결합이 가능하게 된다.At this time, the inner wall 153 of the first segment 152-4A is inclined so that the upper portion of the seed crystal weight 172 can be guided into the bushing 152-4 to be seated. That is, since the inner wall 153 of the first segment 152-4A is inclined, the vibration is suppressed when the upper end of the seed crystal weight 172 and the bushing 152-4 of the tower portion 152 are engaged, (positioning), that is, accurate coupling becomes possible.

탑부(152)는 도 4 (b)에 예시된 바와 같이 베어링 커버(152-3)를 더 포함할 수 있다. 베어링 커버(152-3)는 지지판(152-1)의 상부와 베어링(152-2)의 상부에 걸쳐서 배치될 수 있다.The top portion 152 may further include a bearing cover 152-3 as illustrated in Fig. 4 (b). The bearing cover 152-3 may be disposed over the upper portion of the support plate 152-1 and the upper portion of the bearing 152-2.

일반적으로 실리콘 단결정 웨이퍼의 주요 품질 항목으로서 산소 농도가 큰 부분을 차지하고 있으며, 이러한 실리콘 단결정 성장 시의 산소 농도를 제어하기 위하여 도가니(110)의 회전, 챔버(138) 내부의 압력 조건 등 다양한 인자들을 조절할 수 있다. 특히, 산소 농도를 제어하기 위하여 단결정 잉곳 제조 장치(100)의 챔버(138)의 상측에서 그(138)의 내부로 아르곤 가스 같은 캐리어 가스를 주입하여 하부로 배출한다. 이때, 도 4 (a)에 예시된 바와 같이 지지판(152-1)은 캐리어 가스의 흐름을 허용하는 복수의 가스 홀(157-1 ~ 157-4)을 포함할 수 있다.In order to control the oxygen concentration at the time of growing the silicon single crystal, various factors such as the rotation of the crucible 110 and the pressure condition inside the chamber 138 are used as the main quality items of the silicon single crystal wafers Can be adjusted. Particularly, in order to control the oxygen concentration, a carrier gas such as argon gas is injected from the upper side of the chamber 138 of the single crystal ingot manufacturing apparatus 100 into the inside of the chamber 138 and discharged to the lower portion. At this time, as illustrated in Fig. 4 (a), the support plate 152-1 may include a plurality of gas holes 157-1 to 157-4 that allow the flow of the carrier gas.

전술한 구성을 갖는 넥 커버(150A)에서 탑부(152)의 제2 영역(152B)의 돌출된 부분이 스토퍼(164)에 걸릴 때, 넥 커버(150A)의 버텀부(156)와 열 차폐 부재(140)는 열 차폐막(142)을 형성할 수 있다.When the protruding portion of the second region 152B of the top portion 152 in the neck cover 150A having the above-described configuration is caught by the stopper 164, the bottom portion 156 of the neck cover 150A and the heat- (140) may form the heat shielding film (142).

전술한 역할을 수행하기 위해, 넥 커버(150A)의 탑부(152)와 측부(154)의 재질은 스테인레스강(stainless steel)과 같이 고온에서 안정성을 갖는 금속을 포함할 수도 있고 금속 산화물을 포함할 수도 있다. 또한, 넥 커버(150A)의 버텀부(156)의 재질은 높은 열 반사율을 갖고 고온 안정성을 가지며 높은 순도를 갖는 물질일 수 있다. 버텀부(156)는 M/I(단량체 대 개시제) 1.0 ppma이하인 물질 예를 들어, PGCG(Pyrolytic Graphite Coated Graphite) 또는 PBNCG(Pyrolytic Boron Nitride Coated Graphite)을 포함할 수 있다.The material of the top portion 152 and the side portion 154 of the neck cover 150A may include a metal that is stable at high temperatures such as stainless steel and may include a metal oxide It is possible. In addition, the material of the bottom portion 156 of the neck cover 150A may be a material having high heat reflectance, high temperature stability, and high purity. The bottom portion 156 may include a material having a M / I (monomer-initiator) of 1.0 ppma or less, for example, Pyrolytic Graphite Coated Graphite (PGCG) or Pyrolytic Boron Nitride Coated Graphite (PBNCG).

도 5는 실시예에 의한 두꺼운 직경의 무전위 실리콘 단결정 넥부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.5 is a flowchart for explaining a method of forming a thick-diameter non-conductive silicon single crystal neck portion according to an embodiment.

도 5에 예시된 두꺼운 직경의 무전위 실리콘 단결정 넥부를 형성하기 위한 방법은 도 2에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치(100)에서 수행될 수 있다.The method for forming the thick-diameter non-woven silicon single crystal neck portion illustrated in Fig. 5 can be performed in the single crystal ingot manufacturing apparatus 100 illustrated in Fig.

도 6a 내지 도 6h는 도 5에 예시된 방법이 수행됨에 따라 넥 커버(150A)가 이동함을 보이는 도 2에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치(100)의 도면이다.6A-6H are views of the single crystal ingot fabrication apparatus 100 illustrated in FIG. 2 in which the neck cover 150A moves as the method illustrated in FIG. 5 is performed.

도 6a에 예시된 바와 같이, 도가니(110) 내에 실리콘의 고순도 다결정 원료(130A)를 투입하고, 히터(134)에 의해 융점 온도 이상으로 도가니(110)를 가열하여, 도 6b에 예시된 바와 같이 다결정 원료(130A)를 실리콘 용융액(130)으로 변화시킨다(제202 단계).6A, a high purity polycrystalline silicon material 130A of silicon is charged into the crucible 110 and the crucible 110 is heated to a temperature not lower than the melting point temperature by the heater 134, as shown in FIG. 6B The polycrystalline raw material 130A is changed to the silicon melt 130 (Step 202).

제202 단계 후에, 도 6c에 예시된 바와 같이 종결정부(170)와 넥 커버(150A)를 함께 소정 구간(L)만큼 하강시켜 넥 커버(150A)의 위치를 넥킹 공정을 위해 세팅시킨다(제204 단계). 도 6a 및 도 6b에 예시된 바와 같이 종결정부(170)가 하강하기 이전에, 넥 커버(150A)의 탑부(152)의 저면은 종결정부(170)에 의해 받쳐져서 고정된다. 그러나, 종결정부(170)를 하강시킬 때, 도 6c에 예시된 바와 같이 넥 커버(150A)는 종결정부(170)와 연동되어 소정 거리(L)만큼 동시에 하강한다.After step 202, the terminating part 170 and the neck cover 150A are lowered together by a predetermined section L as illustrated in FIG. 6C to set the position of the neck cover 150A for the necking process step). The bottom surface of the top portion 152 of the neck cover 150A is supported and fixed by the terminating portion 170 before the terminating portion 170 is lowered as illustrated in Figures 6A and 6B. 6C, the neck cover 150A is concurrently lowered by a predetermined distance L in association with the terminating portion 170. In this case,

제204 단계 후에, 도 2에 예시된 바와 같은 열 차폐막(142)이 형성된 상태에서, 제어부(184)의 제어 하에, 인상 구동부(182)는 와이어(180)를 이용하여 종결정(176)을 도 6d에 예시된 바와 같이 더 하강시켜 용융액(130)에 디핑시킨 후 도 6e에 예시된 바와 같이 종결정부(170)를 인상하여 넥부를 육성한다(제206 단계). 제206 단계가 수행되는 동안, 넥 커버(150A)는 스토퍼(164)에 의해 고정되어 있다. 넥부를 육성할 때, 넥 커버(150A)의 버텀부(156)와 용융액(130) 사이의 온도가 1000 ℃ 이상 바람직하게는, 1200 ℃ 이상으로 되도록, 제어부(184)는 히터(134)의 발열을 제어할 수 있다. 또한, 넥부를 육성할 때, 넥 커버(150A)의 버텀부(156)와 용융액(130) 사이의 온도 분포에 의한 열 스트레스가 2 Mpa 이하 바람직하게는, 1.5 MPa 이하로 되도록, 제어부(184)는 히터(134)의 발열량을 조절할 수 있다. 또한, 넥부를 육성할 때, 종결정부(170)가 도 6e에 예시된 바와 같이 인상되는 속도는 4.0 ㎜/min 이하 바람직하게는, 2.0 ㎜/min 이하일 수 있다.After the operation 204, the pull-up driving unit 182 drives the seed crystal 176 using the wire 180 under the control of the control unit 184 in a state in which the heat shielding film 142 as illustrated in FIG. 2 is formed The molten liquid 130 is further dipped into the molten liquid 130 as illustrated in FIG. 6D, and then the neck portion is raised by lifting the finishing portion 170 as illustrated in FIG. 6E (Step 206). While step 206 is performed, the neck cover 150A is fixed by the stopper 164. The controller 184 controls the temperature of the neck portion of the neck cover 150A so that the temperature between the bottom portion 156 of the neck cover 150 and the melt 130 is 1000 ° C or more, Can be controlled. When the neck portion is to be raised, the controller 184 controls the thermal stress caused by the temperature distribution between the bottom portion 156 of the neck cover 150A and the melt 130 to be 2 MPa or less, preferably 1.5 MPa or less, The amount of heat generated by the heater 134 can be controlled. 6E, the speed at which the finishing unit 170 is pulled up as illustrated in Fig. 6E may be 4.0 mm / min or less, preferably 2.0 mm / min or less.

제206 단계에서 넥부를 육성한 후에, 도 6f 내지 도 6h에 예시된 바와 같이, 제어부(184)는 인상 구동부(182)를 제어하여 와이어(180)를 통해 종결정부(170)와 넥 커버(150A)를 함께 인상시켜 단결정 잉곳의 숄더부를 육성한다(제208 단계).6F to 6H, the controller 184 controls the pull-up driving unit 182 to drive the end closure 170 and the neck cover 150A through the wire 180, Is pulled up together to grow the shoulder portion of the single crystal ingot (Step 208).

즉, 넥부를 도 6e에 예시된 바와 같이 육성한 후에, 도 6f에 예시된 바와 같이 숄더부를 육성하기 시작한다. 이때, 종결정 웨이트(172)의 상부면은 탑부(152)의 저면에 접촉된다.That is, after the neck portion is raised as illustrated in Fig. 6E, the shoulder portion is started to be raised as illustrated in Fig. 6F. At this time, the upper surface of the seed crystal weight 172 is brought into contact with the bottom surface of the tower portion 152.

이후, 도 6g에 예시된 바와 같이 계속해서 숄더부를 육성하기 위해 종결정부(170)를 인상하는 동안 넥 커버(150A)는 동시에 인상된다. 여기서, 종결정부(170)와 넥 커버(150A)를 함께 인상하는 속도는 0.3 ㎜/min 내지 1.0 ㎜/min일 수 있다. 또한, 넥부를 육성한 후에, 도 6f에 예시된 바와 같이 종결정부(170)와 넥 커버(150A)를 동시에 인상하는 시점에 발생 가능한 미세한 진동(vibration)을 억제하기 위해 제어부(184)는 자기장 인가부(미도시)를 제어하여, 도가니(110)에 1000 가우스(G) 이상 바람직하게는, 2000 G 내지 5000 G의 수평 자기장을 인가할 수 있다.Thereafter, the neck cover 150A is lifted at the same time while lifting the finishing portion 170 to continue to grow the shoulder portion as illustrated in Fig. 6G. Here, the speed at which the end portion 170 and the neck cover 150A are pulled together may be 0.3 mm / min to 1.0 mm / min. 6F, the control unit 184 controls the rotation of the neck cover 150A by applying a magnetic field to the neck cover 150A, A horizontal magnetic field of 1000 Gauss (G) or more, preferably 2000 G to 5000 G, can be applied to the crucible 110 by controlling the portion (not shown).

이후, 도 6h에 예시된 바와 같이 직경부가 육성됨에 따라, 넥 커버(150A)는 종결정부(170)에 의해 도 6a 및 도 6b에 예시된 원래의 위치로 리프트된다.Thereafter, as the diameter portion is raised as illustrated in Fig. 6H, the neck cover 150A is lifted by the terminating portion 170 to the original position illustrated in Figs. 6A and 6B.

도 7은 실시예에 의한 단결정 잉곳의 단면도를 나타낸다.7 is a cross-sectional view of a single crystal ingot according to an embodiment.

전술한 바와 같이, 도 2에 예시된 단결정 잉곳 제조 장치에 의해 도 5에 예시된 단결정 잉곳 제조 방법을 수행함으로써, 도 7에 예시된 바와 같은 단결정 잉곳(120)이 육성 제조될 수 있다.As described above, by performing the single crystal ingot manufacturing method illustrated in Fig. 5 by the single crystal ingot manufacturing apparatus illustrated in Fig. 2, the monocrystalline ingot 120 illustrated in Fig. 7 can be grown and manufactured.

도 7을 참조하면, 단결정 잉곳(120)은 넥부(122), 숄더부(124) 및 직경부(또는, body부 또는 직동부)(126)를 포함할 수 있다. 넥부(122)는 종결정(176)의 아래에 육성되고, 숄더부(124)는 넥부(122)의 아래에 육성되고, 직경부(126)는 숄더부(124)의 아래에 육성될 수 있다.7, the single crystal ingot 120 may include a neck portion 122, a shoulder portion 124, and a diameter portion (or a body portion or a straight portion) The neck portion 122 is raised below the seed crystal 176 and the shoulder portion 124 is raised below the neck portion 122 and the diameter portion 126 can be raised beneath the shoulder portion 124 .

도 1을 참조하면, 기존의 경우 종결정(30)이 용융액(20)에 디핑되는 동안 종결정(30)과 용융액(20) 사이의 온도차로 인해 열 충격이 발생하고, 이로 인하여 종결정(30)에 슬립 전위가 도입될 수 있다.1, thermal shock occurs due to a temperature difference between the seed crystal 30 and the melt 20 while the seed crystal 30 is dipped in the melt 20, A slip dislocation may be introduced.

반면에, 실시예에 의하면, 열 차폐 부재(140)의 오프닝(144)으로 인입된 넥 커버(150A)에 의해 포위된 종결정(176)의 온도가 보온된 상태에서 종결정(176)이 용융액(130)에 디핑되어 넥부(122)가 육성된다. 따라서, 종결정(176)의 온도가 높아져서 종결정(176) 선단이 용융액(130) 표면에 접촉할 때 열 충격이 현저히 감소하므로, 슬립 전위의 발생이 방지될 수 있다. 따라서, 실시예에 의한 단결정 잉곳(120)의 넥부(122)는 무전위이며 5.5 ㎜ 이상의 직경을 가질 수 있다.On the other hand, according to the embodiment, in the state where the temperature of the seed crystals 176 surrounded by the neck cover 150A led into the opening 144 of the heat shield member 140 is kept warm, (130) to grow the neck portion (122). Therefore, when the temperature of the seed crystal 176 becomes high and the tip of the seed crystal 176 contacts the surface of the melt 130, the thermal shock is significantly reduced, so that the occurrence of the slip dislocation can be prevented. Accordingly, the neck 122 of the single crystal ingot 120 according to the embodiment is non-conductive and can have a diameter of 5.5 mm or more.

또한, 단결정 잉곳(120)이 대구경 및 고중량이라고 할지라도, 실시예에 의하면 넥부(122)의 직경이 두껍게 형성되기 때문에, 넥부(122)가 파손되어 단결정 잉곳(120)이 낙하될 위험성이 해소될 수 있다. 이로 인해, 실시예의 단결정 잉곳(120)에서 직경부(126)는 예를 들어 300 ㎜ 이상의 대구경을 가질 수 있다.Even if the single crystal ingot 120 has a large diameter and a heavy weight, since the diameter of the neck 122 is increased according to the embodiment, the risk that the neck 122 is broken and the single crystal ingot 120 falls down is solved . For this reason, in the single crystal ingot 120 of the embodiment, the diameter portion 126 can have a large diameter of, for example, 300 mm or more.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

110: 도가니 120: 단결정 잉곳
122: 넥부 124: 숄더부
126: 직경부 130: 용융액
132: 지지 회전축 134: 히터
136: 단열부 138: 반응 챔버
140: 열 차폐 부재 150A: 넥 커버
152: 탑부 152-1: 지지판
152-2: 베어링 152-3: 베어링 커버
152-4: 부싱 154: 측부
156: 버텀부 160: 가이드부
170: 종결정부 172: 종결정 웨이트
174: 종결정 척 176: 종결정
180: 와이어 182: 인상 구동부
184: 제어부110: Crucible 120: Monocrystalline ingot
122: neck portion 124: shoulder portion
126: diameter part 130: melt
132: support rotating shaft 134: heater
136: adiabatic part 138: reaction chamber
140: Heat shield member 150A: Neck cover
152: top portion 152-1:
152-2: Bearing 152-3: Bearing cover
152-4: Bushing 154: Side
156: a bottom portion 160:
170: terminating end 172: longitudinal deciding weight
174: Specification Chuck 176: Specification
180: wire 182: pull-
184:

Claims (14)

용융액 수용하는 도가니;
상기 도가니를 가열하는 히터;
상기 히터와 상기 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재;
상기 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 상기 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버; 및
상기 소정 구간 내에서 상기 넥 커버의 승강 경로를 가이드하는 가이드부를 포함하고,
상기 가이드부는
상기 소정 구간을 정의하는 양단부 중 상기 도가니에 가까운 단부에서 내측으로 돌출되어 상기 승강 경로를 제한하는 스토퍼를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.A crucible for containing a melt;
A heater for heating the crucible;
A heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt;
A neck cover surrounding the terminating portion at an upper portion of the crucible and moving up and down in conjunction with lifting and lowering of the finishing portion at a predetermined interval; And
And a guide portion for guiding the lifting path of the neck cover within the predetermined section,
The guide portion
And a stopper protruding inward from an end portion near the crucible of both ends defining the predetermined section to restrict the elevating path. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 넥 커버는
상기 종결정부에 의해 받쳐지며 상기 종결정부와 연결된 와이어가 관통하는 관통 홀을 갖는 제1 영역과 가장 자리로부터 외측으로 돌출되어 상기 스토퍼에 걸리는 제2 영역을 갖는 탑부;
상기 탑부로부터 연장된 측부; 및
상기 측부로부터 내측으로 돌출되어 상기 종결정부를 에워싸며 상기 종결정부가 출입하는 개구를 형성하는 버텀부를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.2. The apparatus according to claim 1, wherein the neck cover
A top portion supported by the terminating portion and having a first region having a through hole through which a wire connected to the terminating portion penetrates and a second region protruding outward from the edge to be caught by the stopper;
A side portion extending from the top portion; And
And a bottom portion protruding inwardly from the side portion to surround the finishing portion and form an opening through which the finishing portion enters and exits. 제4 항에 있어서, 상기 버텀부의 두께는 상기 측부로부터 내측으로 갈수록 감소하는 단결정 잉곳 제조 장치.5. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the thickness of the bottom portion decreases from the side toward the inside. 제4 항에 있어서, 상기 제2 영역의 돌출된 부분이 상기 스토퍼에 걸릴 때, 상기 넥 커버의 버텀부와 상기 열 차폐 부재는 열 차폐막을 형성하는 단결정 잉곳 제조 장치.5. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 4, wherein when the protruding portion of the second region is caught by the stopper, the bottom portion of the neck cover and the heat shielding member form a heat shielding film. 제6 항에 있어서, 상기 열 차폐막이 형성된 동안, 상기 종결정부를 상기 용융액에 디핑하여 상기 단결정 잉곳의 넥부가 육성되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.7. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising a control section for controlling the neck portion of the single crystal ingot to be grown by dipping the finishing section in the melt while the heat shielding film is formed. 제7 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 넥부의 육성이 종료될 때 상기 종결정부를 인상하여 상기 넥 커버를 리프트시키는 단결정 잉곳 제조 장치.8. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the controller lifts the neck cover by pulling up the finisher when the growth of the neck portion is finished. 제4 항에 있어서, 상기 넥 커버의 탑부와 측부의 재질은 금속 또는 금속 산화물을 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.5. The single crystal ingot manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the material of the top portion and the side portion of the neck cover includes a metal or a metal oxide. 제4 항에 있어서, 상기 넥 커버의 상기 버텀부의 재질은 M/I(단량체 대 개시제) 1.0 ppma이하인 물질을 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.5. The apparatus according to claim 4, wherein the material of the bottom portion of the neck cover comprises a material having an M / I (monomer-initiator) of 1.0 ppma or less. 제10 항에 있어서, 상기 넥 커버의 상기 버텀부의 재질은 Pyrolytic Graphite Coated Graphite 또는 Pyrolytic Boron Nitride Coated Graphite를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치.11. The apparatus of claim 10, wherein the material of the bottom portion of the neck cover comprises Pyrolytic Graphite Coated Graphite or Pyrolytic Boron Nitride Coated Graphite. 용융액 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 히터와 상기 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재; 상기 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 상기 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버; 및 상기 소정 구간 내에서 상기 넥 커버의 승강 경로를 가이드하며 상기 소정 구간을 정의하는 양단부 중 상기 도가니에 가까운 단부에서 내측으로 돌출되어 상기 승강 경로를 제한하는 스토퍼를 포함하는 가이드부를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치에 의해 수행되는 단결정 잉곳 제조 방법에 있어서,
상기 용융액을 생성하는 단계;
상기 종결정부와 상기 넥 커버를 함께 상기 소정 구간만큼 하강시키는 단계;
상기 하강된 넥 커버가 고정된 상태에서 상기 종결정부를 더 하강시켜 상기 용융액에 디핑시킨 후 상기 종결정부를 인상하여 넥부를 육성하는 단계; 및
상기 넥부를 육성한 후에, 상기 종결정부와 상기 넥 커버를 함께 인상하는 단계를 포함하는 단결정 잉곳 제조 방법.A crucible for containing a melt; A heater for heating the crucible; A heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt; A neck cover surrounding the terminating portion at an upper portion of the crucible and moving up and down in conjunction with lifting and lowering of the finishing portion at a predetermined interval; And a guide portion including a stopper protruding inwardly from an end portion of the opposite end portion that guides the lifting path of the neck cover within the predetermined section and defines the predetermined section and limits the lifting path. A method of producing a single crystal ingot performed by an apparatus,
Producing the melt;
Lowering the end stop and the neck cover together by the predetermined interval;
Further lowering the finishing unit in a state where the lowered neck cover is fixed, dipping the finishing unit in the melt, and pulling up the finishing unit to nourish the neck portion; And
And after pulling up the neck portion, pulling up the end portion and the neck cover together. 용융액 수용하는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 히터와 상기 용융액으로부터의 복사열을 차단하는 열 차폐 부재; 상기 도가니의 상부에서 종결정부를 포위하며, 소정 구간에서 상기 종결정부의 승강과 연동하여 승강하는 넥 커버; 및 상기 소정 구간 내에서 상기 넥 커버의 승강 경로를 가이드하며 상기 소정 구간을 정의하는 양단부 중 상기 도가니에 가까운 단부에서 내측으로 돌출되어 상기 승강 경로를 제한하는 스토퍼를 포함하는 가이드부를 포함하는 단결정 잉곳 제조 장치에 의해 제조된 단결정 잉곳에 있어서,
상기 넥 커버에 의해 포위된 상기 종결정부가 상기 용융액에 디핑되어 육성되며, 5.5 ㎜ 이상의 직경을 갖고 무전위인 넥부를 포함하는 단결정 잉곳.A crucible for containing a melt; A heater for heating the crucible; A heat shielding member for shielding radiant heat from the heater and the melt; A neck cover surrounding the terminating portion at an upper portion of the crucible and moving up and down in conjunction with lifting and lowering of the finishing portion at a predetermined interval; And a guide portion including a stopper protruding inwardly from an end portion of the opposite end portion that guides the lifting path of the neck cover within the predetermined section and defines the predetermined section and limits the lifting path. In the single crystal ingot produced by the apparatus,
And a neck portion having a diameter of 5.5 mm or more and a non-electric potential, wherein the finishing portion surrounded by the neck cover is dipped in the melt to be grown. 제13 항에 있어서, 상기 단결정 잉곳은
상기 넥부에 아래에 육성된 숄더부; 및
상기 숄더부의 아래에 육성되며, 300 ㎜ 이상의 직경을 갖는 직경부를 더 포함하는 단결정 잉곳.14. The method of claim 13, wherein the monocrystalline ingot
A shoulder portion beneath the neck portion; And
And a diameter portion having a diameter of 300 mm or more, which is grown under the shoulder portion.
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