KR101658284B1 - 잉곳성장장치 - Google Patents

잉곳성장장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101658284B1
KR101658284B1 KR1020140100405A KR20140100405A KR101658284B1 KR 101658284 B1 KR101658284 B1 KR 101658284B1 KR 1020140100405 A KR1020140100405 A KR 1020140100405A KR 20140100405 A KR20140100405 A KR 20140100405A KR 101658284 B1 KR101658284 B1 KR 101658284B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating member
disposed
electrode
heater
crucible
Prior art date
Application number
KR1020140100405A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160016375A (ko
Inventor
이현용
최일수
Original Assignee
주식회사 엘지실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지실트론 filed Critical 주식회사 엘지실트론
Priority to KR1020140100405A priority Critical patent/KR101658284B1/ko
Publication of KR20160016375A publication Critical patent/KR20160016375A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101658284B1 publication Critical patent/KR101658284B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/20—Aluminium oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

실시예는, 바닥면에 관통 홀을 구비한 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니; 상기 도가니의 외측에 배치되어, 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 관통 홀에 배치되어, 상기 히터에 연결되어 전력을 전달하는 전극; 상기 전극을 둘러싸도록 배치되고 산화 이트륨으로 코팅된 절연부재; 및 상기 절연부재를 둘러싸도록 배치되는 단열부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예의 잉곳성장장치는 전극 둘레에 전기 저항성이 높고 고온에 강하며 탄소 반응성이 낮은 절연부재를 배치하고, 절연부재를 단열력이 높고 강성이 높은 단열부재로 지지하여, 누설 전류를 방지하고 고온안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

잉곳성장장치 {Ingot growing apparatus}
실시예는 단결정 실리콘 잉곳 생산을 위한 잉곳성장장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조용 실리콘 웨이퍼의 대구경화가 진행됨에 따라, 실리콘 웨이퍼의 대부분은 초크랄스키(CZ) 법에 의해 성장된 실리콘 단결정 잉곳으로부터 제조되고 있다.
CZ 방법에서는, 석영 도가니에 폴리실리콘을 장입하고, 이를 흑연 발열체에 의해 가열하여 용융시킨 후, 용융 결과 형성된 실리콘 융액에 종자 결정을 접촉시키고, 계면에서 결정화가 일어나도록 하여 종자 결정을 회전하면서 서서히 인상시킴으로써, 원하는 직경을 가진 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킨다.
최근에는 반도체 기술이 발점함에 따라서 수율 향상을 위해 잉곳이 대구경화 되고 있는 추세이다. 이로 인하여, 흑연 발열체 내에는 더욱 많은 다결정 실리콘이 장입되고, 이를 용융시키기 위하여 히터 파워가 증가하게 된다.
히터 파워의 증가로 잉곳성장장치 내에 온도가 상승되어, 잉곳성장장치의 내부 구성들이 열에 의해 손상되는 문제가 발생하였다.
특히, 히터에 전력을 공급하는 전극 주변은 매우 높은 온도가 유지되어, 전극 주변에 놓인 구성들이 고열에 의해 변형되는 문제가 발생하였다.
실시예는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 히터에 전력을 공급하는 전극 주변에 열에 강한 절연 부재가 배치된 잉곳성장장치를 제안하고자 한다.
실시예는, 바닥면에 관통 홀을 구비한 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니; 상기 도가니의 외측에 배치되어, 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 관통 홀에 배치되어, 상기 히터에 연결되어 전력을 전달하는 전극; 상기 전극을 둘러싸도록 배치되고 산화 이트륨으로 코팅된 절연부재; 및 상기 절연부재를 둘러싸도록 배치되는 단열부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서 실시예는, 바닥면에 관통 홀을 구비한 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니; 상기 도가니의 외측에 배치되어, 상기 도가니를 가열하는 히터; 상기 관통 홀에 배치되어, 상기 히터에 연결되어 전력을 전달하는 전극; 상기 전극을 둘러싸도록 배치된 절연부재; 및 상기 절연부재를 둘러싸도록 배치된 단열부재; 를 포함하고, 상기 절연부재는 녹는 점이 2000도가 넘는 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
실시예의 잉곳성장장치는 전극 둘레에 전기 저항성이 높고 고온에 강하며 탄소 반응성이 낮은 절연부재를 배치하고, 절연부재를 단열력이 높고 강성이 높은 단열부재로 지지하여, 누설 전류를 방지하고 고온안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 잉곳성장장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 히터가 분리된 상태에서 전극 주위에 챔버 바닥면을 나타낸다.
도 3은 용융실리카로 형성된 절연부재의 변형된 모습을 나타낸다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 잉곳성장장치의 전극 주변의 단면도이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 절연부재의 사시도이다.
도 6은 잉곳성장공정시, 챔버 바닥면에 온도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 제 2 실시예에 따른, 절연부재의 사시도이다.
도 8은 제 3 실시예에 따른, 절연부재의 사시도이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 잉곳성장장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 잉곳성장장치(1) 내에는 잉곳이 성장하기 위한 공간을 제공하는 챔버(10)와, 실리콘 융액을 담을 수 있는 석영 도가니(30)와, 석영 도가니(30)를 수용하는 흑연 도가니(31)와, 흑연 도가니(31)에 열을 가하는 히터(35)와, 히터(35)의 측면에 배치되는 측면 단열부(60)와, 상기 석영 도가니(30)의 상측에 배치되는 열차폐체(50)와, 상기 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 종자 결정(S)을 수용하는 시드 척(90)과, 상기 시드 척(90)을 회전/승강시키기 위한 승강 케이블(91)과, 승강 케이블(91)에 동력을 제공하는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 잉곳성장장치(1)는 챔버(10) 내부를 관찰하기 위하여 챔버(10)를 관통하는 홀을 구비함과 동시에 챔버(10)의 밀폐상태를 유지하는 뷰 포트(80)와, 상기 뷰 포트(80)를 통해 잉곳 성장 상태를 감지하기 위한 감지부(미도시)와, 성장되는 잉곳을 냉각하기 위한 냉각관(40)과, 상기 챔버(10) 상부에서 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부(70)를 더 포함할 수 있다.
또한, 실시예의 잉곳성장장치(1)는 상기 흑연 도가니(31)를 지지하는 받침대와, 받침대를 지지하며 회전 및 상하 이동 가능한 도가니 회전부를 더 포함할 수 있다. 상기 흑연 도가니(31) 내측에 장입되어 지지되는 상기 석영 도가니(30)는 석영으로 이루어진 보울 형태로, 내부 공간에 다결정 실리콘을 수용할 수 있다.
상기 석영 도가니(30)의 상측에는 실리콘 융액으로부터 잉곳을 성장시키기 위한 종자 결정(S)을 수용하는 시드 척(90)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 시드 척(90)에는 승강 케이블(91)이 연결되고, 상기 챔버(10) 상측에는 승강 케이블(91)을 권취하는 구동부가 배치될 수 있다.
상기 구동부는 승강 케이블(91)을 풀어 상기 시드 척(90)을 하강시켜 시드 척(90)에 수용된 종자 결정(S)을 상기 실리콘 융액에 침지시킬 수 있다. 이후, 상기 구동부는 승강 케이블(91)을 당겨 상기 시드 척(90)을 회전과 동시에 상승시켜 잉곳을 성장시킬 수 있다. 이때, 상기 도가니 회전부는 흑연 도가니(31)를 시드 척(90)과 반대 방향으로 회전시킴과 동시에 상승시킬 수 있다.
한편, 상기 석영 도가니 내에 수용된 다결정 실리콘을 용융시키기 위해, 상기 흑연 도가니(31)의 외측을 둘러싸도록 히터(35)가 배치될 수 있다. 상기 히터(35)는 상기 흑연 도가니(31) 측으로 열을 가하여, 상기 석영 도가니(30)에 수용된 다결정 실리콘을 용융시킬 수 있다. 이러한 상기 히터(35)의 외측 둘레에는 측면 단열부(60)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 석영 도가니(30)의 상측에는 열차폐체(50)가 배치될 수 있다. 상기 열차폐체(50)는 실리콘 융액으로부터 성장되는 잉곳을 통과시키기 위한 홀을 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 열차폐체(50)는 석영 도가니(30)의 상부 외측 둘레에 배치될 수 있다. 이러한 상기 측면 단열부(60)와 열차폐체(50)는 핫 존 구조물(예컨대, 히터(35), 흑연 도가니(31) 및 석영 도가니(30))을 둘러싸서 단열할 수 있다.
그리고, 상기 히터(35)가 발열하기 위해, 상기 히터(35)의 적어도 일측에는 히터(35)에 전력을 공급하는 전극(36)이 연결될 수 있다. 상기 전극(36)은 챔버 바닥면(13)을 관통하는 홀에 배치되어, 외부의 전원(미도시)과 히터(35)를 연결하여, 전원으로부터 히터(35)에 전력을 공급할 수 있다.
그리고, 상기 전극(36) 주변에는 전극(36)과 챔버 바닥면(13)을 절연시키기 위한 절연부재(100)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극(36)을 둘러싸도록 원통형의 절연부재(100)가 상기 전극(36)의 외측과 상기 챔버 바닥면(13)의 홀 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 절연부재(100)는 챔버 바닥면(13)에 형성된 홀 주변으로 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 상기 절연부재(100)는 저항이 높고 챔버(10) 내부를 오염시키지 않는 재질로 형성될 필요가 있다. 예를 들어, 상기 절연부재(100)는 전기저항률이 높고 챔버(10) 내부를 오염시키지 않는 용융실리카(fused slilca)으로 형성될 수 있다. 특히, 용융실리카는 탄소와의 반응성이 작아, 화학적 손상이 적은 장점이 있다.
도 2는 히터(35)가 분리된 상태에서 전극(36) 주위에 챔버 바닥면(13)을 나타내는 사진이다. 도 3은 용융실리카로 형성된 절연부재(100)의 변형된 모습을 나타낸다.
그런데, 최근 잉곳의 대구경화 추세에 따라서, 히터(35) 파워의 증가로 잉곳성장장치(1) 내에 온도가 상승되어, 잉곳성장장치(1)의 내부 구성들이 열에 의해 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 히터(35)에 전력을 공급하는 전극(36) 주변은 매우 높은 온도가 유지될 수 있다. 도 2와 도 3을 보면, 상기 용융실리카는 녹는 점이 1600 내지 1725도 사이로, 전극(36) 주변은 공정시기에 따라 2000도를 넘는 온도까지 올라갈 수 있어, 결정화 및 용융에 따라서 절연부재(100)가 형상에 변형이 일어날 수 있다. 상기 절연부재(100)의 손상으로 전극(36)이 챔버 바닥면(13)과 쇼트되어 전류가 누설되고, 나아가 챔버 바닥면(13) 주변에 화재 위험이 높아질 수 있다.
실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 열에 강하고 전기 저항률이 높은 절연부재(100)를 제안하고자 한다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 잉곳성장장치의 전극(36) 주변의 단면도이다. 도 5는 제 1 실시예에 따른 절연부재(100)의 사시도이다.
도 4 내지 5를 참고하면, 챔버 바닥면(13)에는 상측에 위치한 히터(35)와 대응되는 위치에 홀이 배치되고, 상기 홀에는 상기 히터(35)의 하단에 연결되는 전극(36)이 배치되며, 상기 전극(36)의 둘레에는 절연부재(100)가 배치되고, 상기 절연부재(100)의 외측에는 챔버 바닥면(13)의 홀과 절연부재(100)를 이격시키기 위한 흑연관이 배치될 수 있다.
상기 챔버 바닥면(13)은 챔버(10) 외측으로 열이 방출되는 것을 막기 위해, 단열재(insulator)를 포함할 수 있다. 상기 단열재로는 카본 펠트(carbon felt)가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 챔버 바닥면(13)에는 상기 히터(35)의 하단에 대응되는 위치에 적어도 하나이상의 관통홀을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 관통홀에는 전극(36)이 배치될 수 있다. 상기 전극(36)은 상기 히터(35)의 하단에 연결되어, 챔버 외부의 전원과 상기 히터(35)를 전기적으로 연결할 수 있다.
그런데, 상기 전극(36)이 상기 히터(35)에 전력을 전달할 때, 주변에 전류가 누설될 수 있고, 과다하게 열이 방출될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 전극(36)의 둘레에는 전류누설을 방지하고 단열할 수 있는 절연부재(100)가 더 배치될 수 있다.
상기 절연부재(100)는 관 형상을 가져, 내부에 전극(36)을 배치시킬 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 절연부재(100)는 원통형상의 관으로 형성될 수 있다. 상기 절연부재(100)는 상기 전극(36)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 전극(36)과 절연부재(100)가 이격된 공간은 진공 또는 불활성 기체로 채워질 수 있다. 상기 전극(36)과 절연부재(100)에 이격된 공간을 형성하여, 단열력을 높이고 절연률을 높일 수 있다.
상기 절연부재(100)는 전기 저항률이 높고, 고온에 강한 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극(36) 주변은 최고 2000도가 넘는 고온으로 유지될 수 있으므로, 상기 절연부재(100)는 녹는 점이 2000도가 넘는 재질로 형성될 필요가 있다. 그리고, 상기 절연부재(100)는 불순물에 민감한 잉곳에 영향을 주지 않아야 한다.
이를 만족하기 위해, 상기 절연부재(100)는 산화 이트륨(130)(Y2O3)을 포함할 수 있다. 상기 산화 이트륨(130)은 산화 이트륨(130)은 전기 저항률은 10-14(Ω㎝)-1으로 높고, 탄소와의 반응성이 낮으며, 녹는점이 2435도로 열에 강하다. 따라서, 상기 절연부재(100)를 산화 이트륨(130)으로 형성할 경우, 전극(36) 주변을 효과적으로 절연하면서 고온에 강하여 열에 의한 변형이 없다.
상기 절연부재(100)는 산화 이트륨(130)으로 코팅될 수 있다. 상기 산화 이트륨(130)은 고온으로 갈수록 석영과 결함률이 높은 특성이 있다. 따라서, 상기 절연부재(100)를 실리카 또는 용융실리카로 형성하고, 외측을 산화 이트륨(130)으로 코팅할 수 있다. 상기 용융실리카로 형성된 몸체에 산화 이트륨(130)을 코팅된 절연부재(100)는 전기저항률이 높고 챔버(10) 내부를 오염시키지 않으며, 탄소와의 반응성이 적고, 단열력이 우수하며 단가가 낮은 장점이 있다.
한편, 상기 챔버 바닥면(13)의 홀의 내측면에는 단열부재(120)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 절연부재(100)와 상기 챔버 바닥면(13)의 홀의 내측 사이에 상기 단열부재(120)가 배치될 수 있다. 상기 단열부재(120)는 원통형 관 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 단열부재(120)는 그래파이트(graphite)로 형성될 수 있다. 상기 단열부재(120)는 강성이 높고 단열력이 높은 물질로 형성되어, 상기 절연부재(100)과 챔버 바닥면(13)의 홀을 단단하게 지지할 수 있다. 그리고, 상기 단열부재(120)는 상기 절연부재(100)와 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 전극(36)과 절연부재(100)가 이격된 공간에는 진공 또는 불활성 기체가 채워질 수 있다. 이를 통해, 전극(36) 주변의 단열 정도를 향상시키고, 절연률을 높일 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 실시예의 잉곳성장장치는 전극(36) 둘레에 전기 저항성이 높고 고온에 강하며 탄소 반응성이 낮은 절연부재(100)를 배치하고, 절연부재(100)를 단열력이 높고 강성이 높은 단열부재(120)로 지지하여, 누설 전류를 방지하고 고온안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 6은 잉곳 성장 공정시, 챔버 바닥면(13)에 온도를 나타내는 그래프이다. 도 7은 제 2 실시예에 따른, 절연부재(101)의 사시도이다.
제 2 실시예는 제 1 실시예의 절연부재(100)를 변형한 것으로, 이하에서는 제 1 실시예와 중복되는 내용에 대한 기재는 생략하기로 한다.
도 6을 보면, 챔버 바닥면(13)으로부터의 깊이에 따라서 온도가 점차 낮아지는 것을 알 수 있다. 상기 산화 이트륨(131)은 가격이 비싸고, 용융실리카에 비해 챔버 내부를 오염시킬 수 있기 때문에, 제 2 실시예의 절연부재(101)는 일부만 산화 이트륨(131)으로 코팅될 수 있다.
구체적으로, 상기 절연부재(101)는 관 형상을 가져, 내부에 전극(36)을 배치시킬 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 절연부재(101)는 원통형상의 관으로 형성될 수 있다. 상기 절연부재(101)는 상기 전극(36)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 전극(36)과 절연부재(101)가 이격된 공간은 진공 또는 불활성 기체로 채워질 수 있다.
그리고, 상기 절연부재(101)는 전기 저항률이 높고, 고온에 강한 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 챔버 바닥면(13) 주변은 최고 2000도가 넘는 고온으로 유지될 수 있으므로, 상기 절연부재(101)는 녹는 점이 2000도가 넘는 재질로 형성될 필요가 있다. 이를 만족하기 위해, 상기 절연부재(101)는 실리카 또는 용융실리카로 형성되고, 산화 이트륨(131)으로 코팅될 수 있다. 이때, 상기 절연부재(101)의 상부만 산화 이트륨(131)으로 코팅될 수 있다.
실리카는 녹는점이 1600도 정도이다. 그리고, 도 6을 보면, 챔버 바닥면(13)으로부터 깊이가 150mm일 때, 1600도 정도의 온도를 갖는다. 따라서, 상기 절연부재(101)는 상단에서 150mm의 높이까지 산화 이트륨(131)으로 코팅될 수 있다. 좀더 절연부재(101)는 고온에 안정적으로 형성하기 위해, 상기 절연부재(101)는 상단에서 200mm 높이까지 산화 이트륨(131)으로 코팅될 수 있다.
제 2 실시에는 이러한 절연부재(101)를 이용하여, 누설 전류를 방지하고 고온안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 8은 제 3 실시예에 따른, 절연부재(102)의 사시도이다.
제 3 실시예는 제 1 실시예의 절연부재(100)를 변형한 것으로, 이하에서는 제 1 실시예와 중복되는 내용에 대한 기재는 생략하기로 한다.
제 3 실시예의 절연부재(102)는 관 형상을 가져, 내부에 전극(36)을 배치시킬 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 절연부재(102)는 원통형상의 관으로 형성될 수 있다. 상기 절연부재(102)는 상기 전극(36)과 이격되어 배치될 수 있다. 상기 전극(36)과 절연부재(102)가 이격된 공간은 진공 또는 불활성 기체로 채워질 수 있다.
그리고, 상기 절연부재(102)는 전기 저항률이 높고, 고온에 강한 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 챔버 바닥면(13) 주변은 최고 2000도가 넘는 고온으로 유지될 수 있으므로, 상기 절연부재(102)는 녹는 점이 2000도가 넘는 재질로 형성될 필요가 있다. 이를 만족하기 위해, 상기 절연부재(102)는 실리카 또는 용융실리카로 형성되고, 산화 이트륨(132)으로 코팅될 수 있다. 이때, 상기 절연부재(102)의 외측면 전체과 내측면의 일부만 산화 이트륨(132)으로 코팅될 수 있다. 즉, 온도가 높은 절연부재(102)의 외측면을 보호하기 위해 절연부재(102)의 외측면은 모두 산화 이트륨(132)으로 코팅하고, 온도가 낮은 절연부재(102)의 내측면 하부는 산화 이트륨(132)으로 코팅하지 않을 수 있다.
실리카는 녹는점이 1600도 정도이다. 그리고, 도 6을 보면, 챔버 바닥면(13)으로부터 깊이가 150mm일 때, 1600도 정도의 온도를 갖는다. 따라서, 상기 절연부재(102)의 내측면은 상단에서 150mm의 높이까지 산화 이트륨(132)으로 코팅될 수 있다. 좀더 절연부재(102)는 고온에 안정적으로 형성하기 위해, 상기 절연부재(102)의 내측면은 상단에서 200mm 높이까지 산화 이트륨(132)으로 코팅될 수 있다.
제 3 실시에는 이러한 절연부재(102)를 이용하여, 누설 전류를 방지하고 고온안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 바닥면에 관통 홀을 구비한 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되어 실리콘 융액을 수용하기 위한 도가니;
    상기 도가니의 외측에 배치되어, 상기 도가니를 가열하는 히터;
    상기 관통 홀에 배치되어, 상기 히터에 연결되어 전력을 전달하는 전극;
    상기 전극을 둘러싸도록 배치된 절연부재; 및
    상기 절연부재를 둘러싸도록 배치되는 단열부재; 를 포함하고,
    상기 절연부재는 용융 실리카 또는 실리카를 포함하고, 산화 이트륨으로 코팅된 잉곳성장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재의 외면은 상기 산화 이트륨으로 코팅된 잉곳성장장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열부재는 그래파이트를 포함하는 잉곳성장장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재의 상부는 산화 이트륨으로 코팅된 잉곳성장장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재의 외측면은 산화 이트륨으로 코팅되고, 상기 절연부재의 내측면 상부는 산화 이트륨으로 코팅된 잉곳성장장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 산화 이트륨이 코팅되는 절연부재의 상부는 상기 절연부재의 상단으로부터 200mm 높이까지인 잉곳성장장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 산화 이트륨이 코팅되는 절연부재의 내측면 상부는 상기 절연부재의 상단으로부터의 200mm 높이까지인 잉곳성장장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 전극과 이격되도록 배치된 잉곳성장장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열부재는 상기 절연부재와 이격되도록 배치된 잉곳성장장치.
  10. 삭제
KR1020140100405A 2014-08-05 2014-08-05 잉곳성장장치 KR101658284B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140100405A KR101658284B1 (ko) 2014-08-05 2014-08-05 잉곳성장장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140100405A KR101658284B1 (ko) 2014-08-05 2014-08-05 잉곳성장장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160016375A KR20160016375A (ko) 2016-02-15
KR101658284B1 true KR101658284B1 (ko) 2016-09-20

Family

ID=55357126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140100405A KR101658284B1 (ko) 2014-08-05 2014-08-05 잉곳성장장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101658284B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230173509A (ko) 2022-06-17 2023-12-27 이영준 자동 필터 클리닝이 가능한 잉곳성장장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150052A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア単結晶育成装置
JP2011140421A (ja) 2010-01-08 2011-07-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd 単結晶製造装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7220497B2 (en) * 2003-12-18 2007-05-22 Lam Research Corporation Yttria-coated ceramic components of semiconductor material processing apparatuses and methods of manufacturing the components
KR101336748B1 (ko) * 2011-04-14 2013-12-04 주식회사 글로실 다결정 잉곳 성장장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150052A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア単結晶育成装置
JP2011140421A (ja) 2010-01-08 2011-07-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd 単結晶製造装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230173509A (ko) 2022-06-17 2023-12-27 이영준 자동 필터 클리닝이 가능한 잉곳성장장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160016375A (ko) 2016-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101574749B1 (ko) 단결정 제조용 상부히터, 단결정 제조장치 및 단결정 제조방법
KR20160075498A (ko) 실리콘 단결정 인상장치
EP0798404B1 (en) Apparatus for manufacturing single crystal of silicon
KR100679135B1 (ko) 실리콘 단결정 인양 장치의 열 차폐 부재
KR101658284B1 (ko) 잉곳성장장치
KR101623641B1 (ko) 잉곳성장장치
US9187844B2 (en) Single crystal manufacturing apparatus
JPS6153187A (ja) 単結晶成長装置
KR101159270B1 (ko) 잉곳 성장기
JP4396505B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法
KR20110024866A (ko) 석영 도가니의 열화 억제구조를 구비한 단결정 성장장치 및 단결정 성장장치용 시드 척 구조
KR101723740B1 (ko) 잉곳 성장장치
KR101186751B1 (ko) 멜트갭 제어장치, 이를 포함하는 단결정 성장장치
KR100967523B1 (ko) 고강도，고저항 특성을 갖는 실리콘 단결정과 그 제조방법및 웨이퍼
KR102037751B1 (ko) 실리콘 웨이퍼 제조 방법 및 장치
JPS61261288A (ja) シリコン単結晶引上装置
KR101908366B1 (ko) 단결정 제조장치
WO2022091635A1 (ja) 単結晶製造装置
KR101483687B1 (ko) 단결정 성장장치용 흑연 도가니
KR101303519B1 (ko) 단결정 잉곳 성장용 열 쉴드 및 이를 포함하는 단결정 잉곳 성장장치와 단결정 잉곳 성장장치용 열 쉴드에 대한 오염 제거방법
KR102237292B1 (ko) 잉곳 성장 장치용 도가니
JP2009286647A (ja) シリコン単結晶の製造装置および製造方法
KR101252923B1 (ko) 챔버의 하부 단열장치 및 이를 포함하는 단결정 성장장치
KR101472354B1 (ko) 실리콘 단결정의 성장 방법 및 실리콘 단결정 잉곳
JP6414135B2 (ja) シリコン単結晶の製造方法及びシリコン単結晶製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190624

Year of fee payment: 4