KR101540570B1 - 단결정 성장용 도가니, 및 이를 포함하는 단결정 성장 장치 - Google Patents

단결정 성장용 도가니, 및 이를 포함하는 단결정 성장 장치 Download PDF

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Abstract

실시 예는 단결정을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용하는 제1 도가니; 서로 이격하는 2 이상의 분할 부분들로 이루어지고, 상기 제1 도가니를 수용하는 몸체를 갖는 제2 도가니; 및 일단은 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나에 결합하고, 나머지 다른 일단은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나에 결합하는 가변형 스페이서를 포함하며, 상기 가변형 스페이서는 접히고 펴지는 구조이다.

Description

단결정 성장용 도가니, 및 이를 포함하는 단결정 성장 장치{A CRUCIBLE FOR GROWING A SINGLE CRYSTAL AND SINGLE CRYSTAL GROWER INCLUDING THE SAME}
실시 예는 도가니 및 이를 포함하는 단결정 성장 장치에 관한 것이다.
챔버(chamber) 내의 도가니에 다결정 원료 물질(예컨대, 실리콘)을 넣고, 도가니를 가열하여 도가니 내에 다결정 원료 물질을 용융시키고, 용융액에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 종자 결정을 상승시키면서 원하는 지름의 단결정을 성장시킬 수 있다.
단결정을 성장시키기 위해서는 다결정 원료 물질을 용융시키기 위한 도가니가 필요하다. 도가니는 원료 물질을 수용하는 석영 도가니, 및 석영 도가니를 수용하는 흑연 도가니를 포함할 수 있다.
외측에 위치하는 흑연 도가니의 열 팽창 계수는 내측에 위치하는 석영 도가니의 열 팽창 계수보다 크다. 따라서 도가니가 냉각될 때에서는 외측의 흑연 도가니가 더 빨리 그리고 더 많이 수축될 수 있으며, 석영 도가니는 흑연 도가니의 수축에 의한 내부 응력을 받아 파손될 수 있다. 이러한 내부 응력에 의한 석영 도가니의 파손을 막기 위하여 분할된 도가니가 사용될 수 있다.
도 12는 일반적인 2 분할된 흑연 도가니 내의 석영 도가니를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 히터(905)에 의하여 2분할된 흑연 도가니(910) 내에 석영 도가니(920)가 가열될 수 있고, 가열된 석영 도가니(920) 내의 용융액(Melt)에서는 대류가 일어날 수 있다.
그런데 히터(905)로부터 나오는 열(901)이 흑연 도가니(910)의 분할면들(911,912) 사이의 공간으로 유입되어 석영 도가니(920)의 변형을 일으킬 수 있고, 석영 도가니(920)의 변형된 부분(930)에 의하여 석영 도가니(920) 내의 용융액의 대류가 방해를 받을 수 있다. 결국 석영 도가니(920) 내의 용융액의 대류가 원활하지 못하게 될 수 있고, 이는 단결정의 이상 성장을 유발할 수 있다.
실시 예는 도가니의 변형, 및 단결정의 비이상적 성장을 방지하고, 안정적인 단결정 생산이 가능한 단결경 성장용 도가니 및 이를 포함하는 단결정 성장 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 단결정 성장용 도가니는 단결정을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용하는 제1 도가니; 서로 이격하는 2 이상의 분할 부분들로 이루어지고, 상기 제1 도가니를 수용하는 몸체를 갖는 제2 도가니; 및 일단은 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나에 결합하고, 나머지 다른 일단은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나에 결합하는 가변형 스페이서를 포함하며, 상기 가변형 스페이서는 접히고 펴지는 구조이다.
상기 가변형 스페이서는 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나로부터 나머지 다른 하나로 향하는 방향으로 접히고 펴지는 차단 시트를 포함할 수 있다.
상기 차단 시트는 서로 연결되는 복수의 서브 차단 시트들을 포함할 수 있으며, 이웃하는 2개의 서브 차단 시트들 사이에는 경계선이 존재하고, 상기 경계선과 수직한 방향으로 상기 차단 시트는 접히고 펴질 수 있다.
상기 가변형 스페이서는 상기 차단 시트의 일단과 연결되고, 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 결합하는 제1 고정부; 및 상기 차단 시트의 나머지 다른 일단과 연결되고, 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 결합하는 제2 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 고정부는 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 결합하는 적어도 하나의 제1 결합 돌기를 가질 수 있으며, 상기 제2 고정부는 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 결합하는 적어도 하나의 제2 결합 돌기를 가질 수 있다.
상기 단결정용 도가니는 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 제1 고정부 사이, 및 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 제2 고정부 사이를 부착시키는 접착 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 가변형 스페이서는 상기 이웃하는 2개의 서브 차단 시트들의 연결을 보강하는 적어도 하나의 보강 부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 보강 부재는 상기 경계선을 기준으로 2개의 영역으로 구분되고, 상기 경계선의 일 측에 위치하는 상기 보강 부재의 제1 영역은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 결합하고, 상기 경계선의 타 측에 위치하는 상기 보강 부재의 제2 영역은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 결합할 수 있다.
상기 가변형 스페이서는 상기 복수의 서브 차단 시트들을 서로 연결하도록 상기 차단 시트의 일면에 형성되는 적어도 하나의 보강선을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 도가니는 석영으로 이루어지고, 상기 제2 도가니는 흑연으로 이루어질 수 있다.
상기 차단 시트는 펠트(felt) 재질일 수 있다.
실시 예에 따른 단결정 성장 장치는 챔버(chamber); 상기 챔버 내부에 배치되고, 단결정을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용하는 도가니; 상기 도가니과 이격되도록 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 도가니를 가열하는 발열체(heater)를 포함하며, 상기 도가니는 상술한 실시 예일 수 있다.
실시 예는 도가니의 변형, 및 단결정의 비이상적 성장을 방지하고, 안정적인 단결정 생산이 가능할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 단결정 성장 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 도가니의 분리 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 도가니의 일부 확대도를 나타내다.
도 4는 도 3에 도시된 가변형 스페이서의 평면도를 나타낸다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 도가니의 일부 확대도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 가변형 스페이서 및 접착 부재의 평면도를 나타낸다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 도가니의 일부 확대도를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 가변형 스페이서의 평면도를 나타낸다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 도가니의 일부 확대도를 나타낸다.
도 10은 도 9에 도시된 가변형 스페이서의 평면도를 나타낸다.
도 11은 다른 실시 예에 따른 도가니의 분해 사시도를 나타낸다.
도 12는 일반적인 2 분할된 흑연 도가니 내의 석영 도가니를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 도가니 및 이를 포함하는 단결정 성장 장치를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 단결정 성장 장치(100)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 단결정 성장 장치(100)는 챔버(chamber, 110), 도가니(Crucible, 120), 도가니 지지대(102), 발열체(heater, 140), 단열재(150), 및 인상 수단(160)을 포함한다.
챔버(110)는 단결정(I)을 성장시키기 위한 공간이다.
도가니(120)는 챔버(110) 내부에 배치될 수 있고, 단결정(I)을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용할 수 있다.
도가니 지지대(130)는 도가니(120) 하부에 위치하고, 도가니(120)를 지지할 수 있다.
발열체(140)는 도가니(120)의 외주면과 이격되도록 챔버(110) 내에 배치된다. 발열체(140)는 도가니(120)를 가열할 수 있다.
발열체(140)에 의하여 발생하는 열에 의하여 도가니(120)가 가열되고, 도가니(120)의 온도가 올라갈 수 있다. 그리고 도가니(120)의 온도가 올라감에 따라 도가니(120) 내에 수용된 다결정 덩어리인 원료 물질은 용융액(M)이 될 수 있다.
단열재(150)는 챔버(110)의 내벽과 발열체(140) 사이에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부의 열이 챔버(110) 외부로 빠져나가는 것을 차단할 수 있다.
인상 수단(160)은 챔버(110) 상단의 외부에 위치할 수 있고, 챔버(110) 내부에서 도가니(120) 위로 성장되는 단결정(I)을 인상시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 도가니(120)의 분리 사시도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 도가니(120)는 제1 도가니(122), 제2 도가니(124), 및 가변형 스페이서(126)을 포함한다.
제1 도가니(122)는 용융액(M)을 수용할 수 있으며, 용융액의 오염을 방지하기 위하여 석영으로 이루어질 수 있다. 제1 도가니(122)는 용기 형상일 수 있다.
제2 도가니(124)는 2 이상 분할된 몸체를 가질 수 있으며, 분할된 몸체는 제1 도가니(122)를 둘러쌀 수 있고, 제1 도가니(122)에 밀착되어 제1 도가니(122)를 지지할 수 있다. 제2 도가니(124)는 흑연으로 이루어질 수 있다.
예컨대, 제2 도가니(124)는 서로 이격하는 2 이상의 분할 부분들(210a, 210b)을 포함하는 몸체를 가질 수 있으며, 몸체는 제1 도가니(122)를 수용하도록 제1 도가니(122)의 외주면에 접할 수 있고, 분할된 부분들(210a, 210b) 각각의 내주면은 제1 도가니(122)의 외주면과 밀착할 수 있다.
제2 도가니(124)의 형상은 제1 도가니(122)를 수용할 수 있도록 제1 도가니(122)와 일치 또는 상응하는 형상일 수 있다.
가변형 스페이서(126)는 제2 도가니(124)의 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 사이에 배치되며, 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 사이의 공간을 차단할 수 있다.
가변형 스페이서(126)의 일단은 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 어느 하나에 결합할 수 있고, 가변형 스페이서(126)의 나머지 다른 일단은 이웃하는 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 나머지 다른 하나에 결합될 수 있다.
예컨대, 가변형 스페이서(126)의 일단은 제1 분할 부분(예컨대, 210a)의 제1 분할면에 결합될 수 있고, 가변형 스페이서(126)의 나머지 다른 일단은 제1 분할 부분(210a)과 이웃하는 제2 분할 부분(210b)의 제1 분할면에 결합될 수 있다.
이때 제1 분할 부분(예컨대, 210a)의 제1 분할면은 제1 분할 부분의 일 측면 일 수 있고, 제2 분할 부분(210b)의 제1 분할면은 제2 분할 부분의 일 측면일 수 있으며, 제1 분할 부분(예컨대, 210a)의 제1 분할면과 제2 분할 부분(210b)의 제1 분할면은 서로 마주보거나 또는 서로 대응할 수 있다.
가변형 스페이서(126)는 제2 도가니(124)의 팽창 또는 수축에 따라 접히거나 또는 펴지는 구조일 수 있다.
가열에 의하여 제2 도가니(124)가 팽창하고, 이웃하는 분할 부분들(예컨대, 210a,210b) 사이의 이격 거리가 감소할 때에는 가변형 스페이서(126)는 접힐 수 있다. 반면에 냉각에 의하여 제2 도가니(124)가 수축하고, 이웃하는 분할 부분들(예컨대, 210a,210b) 사이의 이격 거리가 증가할 때는, 가변형 스페이서(126)은 펴질 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 도가니(120)의 일부 확대도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 가변형 스페이서(126)의 평면도를 나타낸다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 가변형 스페이서(126)는 제1 고정부(322), 제2 고정부(324), 및 제1 고정부(322)와 제2 고정부(324) 각각과 연결되고 접히고 펴지는 차단 시트(310)를 포함할 수 있다.
제1 고정부(322)는 차단 시트(310)의 일단과 연결되고, 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 어느 하나와 결합할 수 있다.
제2 고정부(324)는 차단 시트(310)의 나머지 다른 일단과 연결되고, 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 나머지 다른 하나와 결합할 수 있다.
제1 고정부(322) 및 제2 고정부(324)는 차단 시트(310)가 제2 도가니의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b)에 안정적으로 결합할 수 있는 공간 또는 강도를 제공할 수 있다.
예컨대, 제1 고정부(322)는 적어도 하나의 제1 결합 돌기(예컨대, 332, 334)를 가질 수 있고, 제1 결합 돌기(예컨대, 332, 334)는 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 어느 하나의 분할면(예컨대, 351)과 결합할 수 있다.
그리고 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 어느 하나의 분할면(예컨대, 351)에는 적어도 하나의 제1 결합 돌기(예컨대, 332, 334)와 결합할 수 있는 적어도 하나의 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
또한 제2 고정부(324)는 적어도 하나의 제2 결합 돌기(예컨대, 336, 338)를 가질 수 있고, 제2 결합 돌기(예컨대, 336, 338)는 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 나머지 다른 하나의 분할면(예컨대, 352)과 결합할 수 있다.
그리고 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 나머지 다른 하나의 분할면(예컨대, 352)에는 적어도 하나의 제2 결합 돌기(예컨대, 336, 338)와 결합할 수 있는 적어도 하나의 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
차단 시트(310)는 서로 연결되는 복수의 서브 차단 시트들(310-1 내지 310-n, n>1인 자연수)을 포함할 수 있다.
이웃하는 2개의 서브 차단 시트들(예컨대, 310-1과 310-2, 310-2와 310-3, 310-3과 310-4, 310-4와 310-5) 사이에는 경계선(301)이 존재하고, 경계선(301)과 수직한 방향(308)으로 차단 시트(310)는 접히고 펴지는 구조일 수 있다. 경계선(301)은 차단 시트(310)가 접힌 상태에서 모서리를 형성할 수 있다.
예컨대, 차단 시트(310)는 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나의 분할면으로부터 나머지 다른 하나의 분할면을 향하는 방향으로 접히고 펴질 수 있다.
차단 시트(310)는 펠트(felt) 재질일 수 있다.
또한 차단 시트(310)는 내열성이 뛰어나고 열 팽창률도 작은 알루미나(alumina), 질화규소(silicon nitride), 뮬라이트(mullite), 티타니아(titania), 도성 합금(cermet), 탄화 규소(silicon carbide), 지르코니아(zirconia), 또는 코디어라이트(cordierite) 등의 세라믹을 포함하는 재질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
가변형 스페이서(126)는 단결정 성장시 제2 도가니(124)의 분할 부분들(210a,210b)의 분할면들(351,352) 사이로 발열체(140)의 열이 제1 도가니(122)에 직접적으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이로 인하여 실시 예는 제1 도가니(122)의 변형을 억제할 수 있고, 제1 도가니(122) 내에서 용융액 대류 또는 유동을 확보할 수 있고, 단결정의 비정상적인 성장을 방지할 수 있다.
결정 성장 시간, 제2 도가니(124)의 라이프 타임(life time)에 따라 제2 도가니(124)의 분할 부분들(210a, 210b) 사이의 이격 거리에 차이가 존재할 수 있다.
실시 예는 가변형 스페이서(126)가 접히고 펴지는 구조이기 때문에, 제2 도가니(124)의 분할 부분들(210a, 210b) 사이의 변화하는 이격 거리에 맞추어 자동적 또는 선택적으로 열을 차단할 수 있다.
즉 제2 도가니(124)의 팽창 또는 수축 정도에 맞추어, 가변형 스페이서(126)의 접히는 또는 펴지는 정도가 조절될 수 있고, 이로 인하여 실시 예는 제2 도가니(124)의 팽창 정도 또는 수축 정도에 상관없이 제1 도가니(122)의 변형을 지속적으로 방지하여 안정적으로 단결정을 생산할 수 있다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 도가니(120-1)의 일부 확대도를 나타내고, 도 6은 도 5에 도시된 가변형 스페이서(126-1) 및 접착 부재(410)의 평면도를 나타낸다. 도 3 및 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도가니(120-1)는 제1 도가니(122), 제2 도가니(124), 가변형 스페이서(126-1), 및 접착 부재(410)를 포함할 수 있다.
가변형 스페이서(126-1)는 제1 고정부(322-1), 제2 고정부(324-1), 및 제1 고정부(322-1)와 제2 고정부(324-1) 각각과 연결되고 접히고 펴지는 차단 시트(310)를 포함할 수 있다.
제1 고정부(322-1), 및 제2 고정부(324-1) 각각은 결합 돌기가 형성되지 않는다. 접착 부재(410)는 제1 고정부(322-1)를 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 어느 하나에 부착할 수 있고, 제2 고정부(324-1)를 이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 210a, 210b) 중 나머지 다른 하나에 부착할 수 있다.
제1 고정부(322-1)와 제2 고정부(324-1) 각각이 분할 부분의 분할면과 결합하는 구조는 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 다른 실시 예에서는 나사 또는 볼트 등에 의하여 제1 고정부(322-1)와 제2 고정부(324-1)를 분할 부분의 분할면과 결합할 수 있다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 도가니(120-2)의 일부 확대도를 나타내고, 도 8은 도 7에 도시된 가변형 스페이서(126-2)의 평면도를 나타낸다. 도 3 및 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도가니(120-2)는 제1 도가니(122), 제2 도가니(124), 및 가변형 스페이서(126-2)를 포함할 수 있다.
가변형 스페이서(126-2)는 제1 고정부(322), 제2 고정부(324), 차단 시트(310), 및 이웃하는 2개의 서브 차단 시트들의 연결을 보강하는 적어도 하나의 보강 부재(450)를 포함할 수 있다.
보강 부재(450)는 차단 시트(310)의 접히고 펴지는 부분인 경계선(301)에 정렬되어 설치될 수 있다. 하나의 경계선에 복수 개의 보강 부재들(450)이 이격하여 설치될 수 있다.
보강 부재(450)는 경계선을 기준으로 2개의 영역들(452,454)로 구분되고, 경계선의 일 측에 위치하는 보강 부재(450)의 제1 영역(452)은 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나(예컨대, 310-3)와 결합하고, 경계선(301)의 타 측에 위치하는 보강 부재(450)의 제2 영역(454)은 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나(예컨대, 310-4)와 결합할 수 있다.
보강 부재(450)는 접하고 펴지는 부분인 차단 시트(310)의 경계선 부분이 손상되는 것을 보강해 주는 역할을 할 수 있다. 보강 부재(450)는 차단 시트의 재질보다 강도가 큰 재질로 이루어질 수 있다.
예컨대, 보강 부재(450)는 경첩과 같은 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8에는 복수의 보강 부재들(450)이 서로 이격하여 경계선(301)에 정렬되는 구조이지만, 하나의 보강 부재가 하나의 경계선에 전체를 덮도록 구현될 수도 있다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 도가니(120-3)의 일부 확대도를 나타내고, 도 10은 도 9에 도시된 가변형 스페이서(126-3)의 평면도를 나타낸다. 도 3 및 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 가변형 스페이서(126-3)는 제1 고정부(322), 제2 고정부(324), 차단 시트(310), 및 적어도 하나의 보강선(510)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 보강선(510)은 복수의 서브 차단 시트들(310-1 내지 310-n, n>1인 자연수)을 서로 연결하도록 차단 시트(310)의 일면에 형성될 수 있으며, 차단 시트(310)의 접하고 펴지는 부분이 손상되는 것을 보강해 주는 역할을 할 수 있다.
보강선(510)은 고정 부재(520))에 의하여 차단 시트(310)의 일면에 고정될 수 있다. 예컨대, 연결 고리들 또는 연결 핀들에 의하여 차단 시트(310)의 일면에 고정될 수 있다.
보강선(510)은 차단 시트(310)보다 강도가 큰 금속 재질 등으로 이루어질 수 있다.
예컨대, 적어도 하나의 보강선(510)의 일단은 제1 고정부(322)에 연결될 수 있고, 적어도 하나의 보강선(5100의 나머지 다른 일단은 제2 고정부(324)에 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보강선(510)은 용수철과 같이 일정한 탄성 계수를 갖도록 구현될 수도 있다.
도 11은 다른 실시 예에 따른 도가니(620)의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 11을 참조하면, 도가니(620)는 제1 도가니(122), 제2 도가니(624), 및 가변형 스페이서(630)를 포함한다.
도 2에 도시된 제2 도가니(124)는 2분할되고, 2개의 분할 부분들(210a,210b)을 포함하는 반면에, 도 11에 도시된 제2 도가니(624)는 3분할되고, 3개의 서로 이격하는 분할 부분들(610a, 610b,610c)을 포함할 수 있다.
이웃하는 2개의 분할 부분들(예컨대, 610a와 610b, 610b와 610c, 610c와 610a) 사이에는 가변 스페이서(630)가 배치될 수 있다. 가변 스페이서(630)는 상술한 실시 예들(126, 126-1 내지 126-3) 중 어느 하나일 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 챔버 120: 도가니
122: 제1 도가니 124: 제2 도가니
126: 가변형 스페이서 102: 도가니 지지대
140: 발열체 150: 단열재
160: 인상 수단 210a, 210b: 분할 부분들
310: 차단 시트 322: 제1 고정부
324: 제1 고정부 410: 접착 부재
450: 보강 부재 510: 보강선.

Claims (11)

  1. 단결정을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용하는 제1 도가니;
    서로 이격하는 2 이상의 분할 부분들로 이루어지고, 상기 제1 도가니를 수용하는 몸체를 갖는 제2 도가니; 및
    일단은 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나에 결합하고, 나머지 다른 일단은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나에 결합하는 가변형 스페이서를 포함하며,
    상기 가변형 스페이서는 접히고 펴지는 구조인 단결정 성장용 도가니.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가변형 스페이서는,
    상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나로부터 나머지 다른 하나로 향하는 방향으로 접히고 펴지는 차단 시트를 포함하는 단결정 성장용 도가니.
  3. 제2항에 있어서, 상기 차단 시트는,
    서로 연결되는 복수의 서브 차단 시트들을 포함하며,
    이웃하는 2개의 서브 차단 시트들 사이에는 경계선이 존재하고, 상기 경계선과 수직한 방향으로 상기 차단 시트는 접히고 펴지는 단결정 성장용 도가니.
  4. 제2항에 있어서, 상기 가변형 스페이서는,
    상기 차단 시트의 일단과 연결되고, 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 결합하는 제1 고정부; 및
    상기 차단 시트의 나머지 다른 일단과 연결되고, 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 결합하는 제2 고정부를 더 포함하는 단결정 성장용 도가니.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 고정부는 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 결합하는 적어도 하나의 제1 결합 돌기를 가지며, 상기 제2 고정부는 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 결합하는 적어도 하나의 제2 결합 돌기를 갖는 단결정 성장용 도가니.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 제1 고정부 사이, 및 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 제2 고정부 사이를 부착시키는 접착 부재를 더 포함하는 단결정 성장용 도가니.
  7. 제3항에 있어서, 상기 가변형 스페이서는,
    상기 이웃하는 2개의 서브 차단 시트들의 연결을 보강하는 적어도 하나의 보강 부재를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 보강 부재는 상기 경계선을 기준으로 2개의 영역으로 구분되고, 상기 경계선의 일 측에 위치하는 상기 보강 부재의 제1 영역은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나와 결합하고, 상기 경계선의 타 측에 위치하는 상기 보강 부재의 제2 영역은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나와 결합하는 단결정 성장용 도가니.
  8. 제3항에 있어서, 상기 가변형 스페이서는,
    상기 복수의 서브 차단 시트들을 서로 연결하도록 상기 차단 시트의 일면에 형성되는 적어도 하나의 보강선을 더 포함하는 단결정 성장용 도가니.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도가니는 석영으로 이루어지고, 상기 제2 도가니는 흑연으로 이루어지는 단결정 성장용 도가니.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 차단 시트는 펠트(felt) 재질인 단결정 성장용 도가니.
  11. 챔버(chamber);
    상기 챔버 내부에 배치되고, 단결정을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용하는 도가니;
    상기 도가니과 이격되도록 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 도가니를 가열하는 발열체(heater)를 포함하며,
    상기 도가니는,
    단결정을 성장시키기 위한 원료 물질을 수용하는 제1 도가니;
    서로 이격하는 2 이상의 분할 부분들로 이루어지고, 상기 제1 도가니를 수용하는 몸체를 갖는 제2 도가니; 및
    일단은 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 어느 하나에 결합하고, 나머지 다른 일단은 상기 이웃하는 2개의 분할 부분들 중 나머지 다른 하나에 결합하는 가변형 스페이서를 포함하며,
    상기 가변형 스페이서는 접히고 펴지는 구조인 단결정 성장 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0524969A (ja) * 1991-02-08 1993-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 結晶成長装置
JP2000319089A (ja) * 1999-05-10 2000-11-21 Fujimori Gijutsu Kenkyusho:Kk 単結晶半導体の製造装置における内槽ルツボの分離方法及びその分離部材
KR20110095290A (ko) * 2008-11-05 2011-08-24 엠이엠씨 싱가포르 피티이. 엘티디. 규소 결정 성장을 위한 규소 분말 용융물의 제조 방법
KR20140081567A (ko) * 2012-12-21 2014-07-01 주식회사 선익시스템 증발원용 도가니 및 이를 구비한 증착장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0524969A (ja) * 1991-02-08 1993-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 結晶成長装置
JP2000319089A (ja) * 1999-05-10 2000-11-21 Fujimori Gijutsu Kenkyusho:Kk 単結晶半導体の製造装置における内槽ルツボの分離方法及びその分離部材
KR20110095290A (ko) * 2008-11-05 2011-08-24 엠이엠씨 싱가포르 피티이. 엘티디. 규소 결정 성장을 위한 규소 분말 용융물의 제조 방법
KR20140081567A (ko) * 2012-12-21 2014-07-01 주식회사 선익시스템 증발원용 도가니 및 이를 구비한 증착장치

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