KR101841095B1 - 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법 - Google Patents

잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101841095B1
KR101841095B1 KR1020110076286A KR20110076286A KR101841095B1 KR 101841095 B1 KR101841095 B1 KR 101841095B1 KR 1020110076286 A KR1020110076286 A KR 1020110076286A KR 20110076286 A KR20110076286 A KR 20110076286A KR 101841095 B1 KR101841095 B1 KR 101841095B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
adhesive layer
seed
holder
silicon carbide
crucible
Prior art date
Application number
KR1020110076286A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130014274A (ko
Inventor
손창현
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020110076286A priority Critical patent/KR101841095B1/ko
Priority to PCT/KR2012/003117 priority patent/WO2012144872A2/en
Publication of KR20130014274A publication Critical patent/KR20130014274A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101841095B1 publication Critical patent/KR101841095B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

실시예예 따른 잉곳 제조 장치는, 원료를 수용하는 도가니; 상기 원료 상에 배치되는 종자정을 고정하는 홀더; 및 상기 홀더 및 상기 종자정 사이에 개재되고, 상기 종자정과 접착되는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 상기 종자정과 접착되는 주 접착층; 및 상기 주 접착층 내에 분산되어 있는 접착 보강 입자들을 포함한다.

Description

잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING INGOT}
실시예는 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기, 전자 산업분야 및 기계부품 분야에 있어서의 소재의 중요도는 매우 높아 실제 최종 부품의 특성 및 성능지수를 결정하는 중요한 요인이 되고 있다.
SiC는 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특징을 가지고 있다. 또한, SiC는 4.6W/Cm℃ 정도의 우수한 열 전도도를 가지고 있으며, 직경 2인치 이상의 대구경의 기판으로서 생산 가능하다는 장점이 있다. 특히, SiC 단결정 성장 기술이 현실적으로 가장 안정적으로 확보되어, 기판으로서 산업적 생산 기술이 가장 앞서있다.
상기 SiC 단결정은 종자정 성장 승화법(seeded growth sublimation)을 이용하여 제조되고 있다.
상기 종자정 성장 승화법은 원료를 도가니에 수납하고, 상기 원료의 상부에 종자정이 되는 SiC 단결정을 배치한다. 상기 원료와 상기 종자정 사이에 온도구배를 형성함으로써 상기 원료가 상기 종자정 측으로 확산되고 재결정화되어 단결정이 성장한다.
이러한 공정을 진행하기 위하여, 상기 단결정이 성장되는 종자정은 예를 들어 도가니 뚜껑과 같은 별도의 부재에 부착되는데, 종자정의 부착 상태에 따라 그 표면에 성장되는 단결정의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 종자정의 부착 공정은 매우 중요하다. 또한 종자정의 배치 구조 상 단결정이 성장되는 종자정의 표면이 중력 방향을 향하도록 고정되는 경우에, 종자정의 자중과 부착 상태에 따라 종자정의 낙하 현상이 발생할 수 있다.
따라서 단결정 성장 공정에 앞서서, 종자정과 종자정이 부착되는 종자정 홀더가 안정적이고 견고하게 부착되는 것이 요구된다.
실시예는 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있는 잉곳 제조 장치 및 제조 방법을 제공하고자 한다.
실시예예 따른 잉곳 제조 장치는, 원료를 수용하는 도가니; 상기 원료 상에 배치되는 종자정을 고정하는 홀더; 및 상기 홀더 및 상기 종자정 사이에 개재되고, 상기 종자정과 접착되는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 상기 종자정과 접착되는 주 접착층; 및 상기 주 접착층 내에 분산되어 있는 접착 보강 입자들을 포함한다.
실시예에 따른 잉곳 제조 방법은, 홀더 및 종자정 사이에 주 접착층 및 접착 보강 입자들을 혼합하여 예비 접착층을 형성하는 단계; 상기 예비 접착층을 건조하여, 상기 종자정과 부착되는 접착층을 형성하는 단계; 및 실리콘 및 탄소를 포함하는 원료를 사용하여, 상기 종자정에 실리콘 카바이드 결정을 성장시키는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 잉곳 제조 장치는 종자정과 결합되는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 주 접착층 및 접착 보강 입자들을 포함한다. 상기 주 접착층은 고분자 수지와 감광제가 섞인 포토레지스트(photoresist)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 주 접착층은 유동성을 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 접착층을 다루는 작업이 용이하고, 균일한 막을 형성할 수 있다.
또한, 상기 접착 보강 입자들은 상기 주 접착층을 보강할 수 있다. 즉, 상기 접착 보강 입자들은 상기 주 접착층의 결합 강도를 높여줄 수 있다. 따라서, 상기 종자정은 홀더에 견고하게 접착될 수 있다. 이를 통해, 상기 종자정에 잉곳이 성장되는 과정에서 상기 잉곳이 상기 홀더로부터 박리되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 접착 보강 입자들은 잉곳 성장 시, 탄화 규소로 변환될 수 있다. 따라서, 상기 종자정 후면에 발생할 수 있는 기공을 제거할 수 있다. 또한, 상기 접착 보강 입자들은 상기 종자정에 존재하는 결함 속으로 유입되어 잉곳 성장 중 상기 종자정으로부터 발생할 수 있는 결함을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 접착 보강 입자들은 잉곳 성장 시, 탄화 규소로 변환되어, 탄화 규소 막을 형성할 수 있다. 즉, 상기 접착층은 상기 탄화 규소 막을 포함하여, 상기 종자정의 열팽창 계수와 거의 유사한 열팽창 계수를 가질 수 있다. 따라서, 상기 종자정 홀더와 상기 종자정의 열팽창 계수 차이로 인한 결함 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 열팽창 계수 차이로 인해 단결정 성장 공정 중에 상기 종자정이 탈리되는 현상이 방지될 수 있다.
실시예에 따른 잉곳 제조 방법은 향상된 품질의 잉곳을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 종자정, 홀더 및 접착층을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 종자정을 홀더에 결합시키는 과정을 도시한 도면들이다.
도 8은 잉곳이 형성되는 과정을 도시한 도면이다.
실시예들의 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 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 종자정, 홀더 및 접착층을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 잉곳 제조 장치는, 도가니(100), 상부 덮개(140), 종자정 홀더(170), 접착층(160), 포커싱 튜브(180), 단열재(200), 석영관(400) 및 발열 유도부(500)를 포함한다.
상기 도가니(100)는 원료(130)를 수용할 수 있다. 상기 원료(130)는 규소 및 탄소를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 원료(130)는 탄화규소 화합물을 포함할 수 있다. 상기 도가니(100)는 탄화규소 분말(SiC powder) 또는 폴리카보실란(polycarbosilane) 을 수용할 수 있다.
상기 도가니(100)는 상기 원료(130)를 수용할 수 있도록 원통형의 형상을 가질 수 있다.
상기 도가니(100)로 사용되는 물질의 융점은 탄화규소의 승화 온도보다 더 높다. 예를 들어, 상기 도가니(100)는 흑연으로 제작될 수 있다.
또한, 도가니(100)는 흑연에 탄화규소의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질이 도포될 수도 있다. 여기서, 흑연 재질 상에 도포되는 상기 물질은, 탄화규소 단결정이 성장되는 온도에서 실리콘 및 수소에 대해 화학적으로 불활성인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 탄화물 또는 금속 질화물을 이용할 수 있다. 특히, Ta, Hf, Nb, Zr, W 및 V 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물 및 탄소를 포함하는 탄화물이 도포될 수 있다. 또한, Ta, Hf, Nb, Zr, W 및 V 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물 및 질소를 포함하는 질화물이 도포될 수 있다.
상기 도가니(100)의 상부에 상부 덮개(140)가 위치할 수 있다. 상기 상부 덮개(140)는 상기 도가니(100)를 밀폐시킬 수 있다. 상기 상부 덮개(140)는 상기 도가니(100) 내에서 반응이 일어날 수 있도록 밀폐시킬 수 있다.
상기 상부 덮개(140)는 흑연을 포함할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 상부 덮개(140)는 탄화규소의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
상기 상부 덮개(140)의 하단부에 종자정 홀더(170)가 위치한다. 상기 종자정 홀더(170)는 상기 상부 덮개(140)의 하부에 고정될 수 있다. 상기 종자정 홀더(170)는 상기 상부 덮개(140)에 탈부착될 수 있다. 또한, 상기 종자정 홀더(170)는 상기 원료(130) 상에 배치된다.
상기 종자정 홀더(170)는 종자정(190)을 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 종자정 홀더(170)는 상기 종자정(190)을 지지한다. 상기 종자정(190)은 상기 종자정 홀더(170) 아래에 배치된다.
상기 종자정(190)은 실리콘 카바이드를 포함한다. 더 자세하게, 상기 종자정(190)은 단결정 실리콘 카바이드로 이루어진다. 상기 종자정(190)은 원형 플레이트 형상을 가진다.
상기 종자정 홀더(170)는 고밀도의 흑연을 포함할 수 있다. 상기 종자정 홀더(170)는 상기 종자정(190)의 상면에 대향하는 하면을 포함할 수 있다. 이때, 상기 종자정 홀더(170)의 하면은 평평하다.
상기 접착층(160)은 상기 종자정 홀더(170)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 접착층(160)은 상기 종자정 홀더(170) 및 상기 종자정(190) 사이에 개재된다. 상기 접착층(160)은 상기 종자정 홀더(170)에 접착된다. 상기 접착층(160)은 상기 종자정 홀더(170)의 하면에 접착된다.
또한, 상기 접착층(160)은 주 접착층(160b) 및 접착 보강 입자들(160a)을 포함한다.
상기 주 접착층(160b)은 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 주 접착층(160b)은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 주 접착층(160b)은 고분자 수지와 감광제가 섞인 포토레지스트(photoresist)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 주 접착층(160b)은 유동성을 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 접착층(160)을 다루는 작업이 용이하고, 균일한 막을 형성할 수 있다.
상기 접착 보강 입자들(160a)은 탄소(C), 규소(Si) 및 탄화 규소(SiC) 등을 포함할 수 있다.
상기 접착 보강 입자들(160a)은 상기 주 접착층(160b)을 보강할 수 있다. 즉, 상기 접착 보강 입자들(160a)은 상기 주 접착층(160b)의 결합 강도를 높여줄 수 있다.
또한, 상기 접착 보강 입자들(160a)은 잉곳 성장 시, 탄화 규소로 변환될 수 있다. 따라서, 상기 종자정(190) 후면에 발생할 수 있는 기공을 제거할 수 있다. 또한, 상기 접착 보강 입자들(160a)은 상기 종자정(190)에 존재하는 결함 속으로 유입되어 잉곳 성장 중 상기 종자정(190)으로부터 발생할 수 있는 결함을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 접착 보강 입자들(160a)은 잉곳 성장 시, 탄화 규소로 변환되어, 탄화 규소 막을 형성할 수 있다. 즉, 상기 접착층(160)은 상기 탄화 규소 막을 포함하여, 상기 종자정(190)의 열팽창 계수와 거의 유사한 열팽창 계수를 가질 수 있다. 따라서, 상기 종자정 홀더(170)와 상기 종자정(190)의 열팽창 계수 차이로 인한 결함 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 열팽창 계수 차이로 인해 단결정 성장 공정 중에 상기 종자정(190)이 탈리되는 현상이 방지될 수 있다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 잉곳 제조 장치에 포함되는 접착층은 상기 주 접착층(160b) 및 상기 접착 보강 입자들(160a)을 포함하고, 상기 접착 보강 입자들(160a)이 상기 주 접착층(160b) 내에 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 접착 보강 입자들(160a)이 상기 주 접착층(160b) 내에 분산되어 존재할 수 있다. 상기 접착 보강 입자들(160a)은 상기 주 접착층(160b) 내에 균일하게 분산될 수 있다.
상기 접착 보강 입자들(160a)은 10 중량% 내지 30 중량% 포함될 수 있다. 이를 통해, 상기 접착층(160)이 균일하게 도포될 수 있다. 상기 접착 보강 입자들(160a)이 포함되는 양은 상기 주 접착층(160b)에 포함되는 분말의 입도나 강도에 따라 달라질 수 있다.
상기 접착 보강 입자들(160a)의 입경은 10 um 이하일 수 있다.
상기 접착층(160)은 100 um 내지 500 um 의 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 접착층(160)의 두께는 상기 접착 보강 입자들(160a)의 입경이 10 um 이하일 경우 해당한다. 따라서, 상기 접착 보강 입자들(160a)의 입경에 따라 상기 접착층(160)의 두께가 달라질 수 있다.
이어서, 상기 포커싱 튜브(180)는 상기 도가니(100) 내부에 위치한다. 상기 포커싱 튜브(180)는 단결정이 성장하는 부분에 위치할 수 있다. 상기 포커싱 튜브(180)는 승화된 탄화규소 가스의 이동통로를 좁게 하여 승화된 탄화규소의 확산을 상기 종자정(190)으로 집속시킬 수 있다. 이를 통해 단결정의 성장률을 높일 수 있다.
상기 단열재(200)는 상기 도가니(100)를 둘러싼다. 상기 단열재(200)는 상기 도가니(100)의 온도를 결정 성장 온도로 유지하도록 한다. 상기 단열재(200)는 탄화규소의 결정 성장 온도가 매우 높기 때문에, 흑연 펠트를 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 단열재(200)는 흑연 섬유를 압착시켜 일정 두께의 원통형으로 제작된 흑연 펠트를 사용할 수 있다. 또한, 상기 단열재(200)는 복수의 층으로 형성되어 상기 도가니(100)를 둘러쌀 수 있다.
상기 석영관(400)은 상기 도가니(100)의 외주면에 위치한다. 상기 석영관(400)은 상기 도가니(100)의 외주면에 끼워진다. 상기 석영관(400)은 상기 발열 유도부(500)에서 단결정 성장장치의 내부로 전달되는 열을 차단할 수 있다. 상기 석영관(400)은 내부가 빈 중공형의 관일 수 있다. 상기 석영관(400)의 내부 공간에 냉각수가 순환될 수 있다. 따라서, 상기 석영관(400)은 단결정의 성장 속도, 성장 크기 등을 보다 정확하게 제어할 수 있다.
상기 발열 유도부(500)는 상기 도가니(100)의 외부에 위치한다. 상기 발열 유도부(500)는 일례로, 고주파 유도 코일일 수 있다. 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 상기 도가니(100)를 가열할 수 있다. 즉, 상기 도가니(100)에 수용되는 상기 원료를 원하는 온도로 가열할 수 있다.
상기 발열 유도부(500)에서 유도 가열되는 중심 영역이 상기 도가니(100)의 중심부보다 낮은 위치에 형성된다. 따라서, 상기 도가니(100)의 상부 및 하부에 서로 다른 가열온도 영역을 갖는 온도구배가 형성된다. 즉, 발열 유도부(500)의 중심부인 핫존(hot zone, HZ)이 상기 도가니(100)의 중심에서 상대적으로 낮은 위치에 형성되어, 핫존(HZ)을 경계로 상기 도가니(100)의 하부의 온도가 상기 도가니(100) 상부의 온도보다 높게 형성된다. 또한, 상기 도가니(100)의 내부 중심부에서 외곽 방향을 따라 온도가 높게 형성된다. 이러한 온도구배로 인하여 탄화규소 원료의 승화가 일어나고, 승화된 탄화규소 가스가 상대적으로 온도가 낮은 종자정(190)의 표면으로 이동한다. 이로 인해, 상기 탄화규소 가스가 재결정되어 단결정으로 성장된다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 실시예에 따른 잉곳 제조 방법을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여, 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3 내지 도 7은 종자정을 홀더에 결합시키는 과정을 도시한 도면들이다. 도 8은 잉곳이 형성되는 과정을 도시한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 상기 종자정 홀더(170)가 제공된다. 상기 종자정 홀더(170)는 뒤집어져서 배치된다. 이에 따라서, 상기 종자정 홀더(170)의 하면이 상방을 향하도록 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 종자정 홀더(170)에 예비 접착층(161)이 형성된다. 상기 예비 접착층(161)은 주 접착층 및 접착 보강 입자들을 혼합한 물질일 수 있다. 이때, 상기 주 접착층은 포토레지스트일 수 있다. 또한, 상기 접착 보강 입자들은 탄소(C), 규소(Si) 및 탄화 규소(SiC) 등을 포함할 수 있다. 상기 주 접착층이 유동성을 가지기 때문에 작업이 용이하고, 균일한 막을 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 예비 접착층(161)을 건조할 수 있다. 구체적으로, 상기 예비 접착층(161)을 감압할 수 있다. 또한, 상기 예비 접착층(161)을 빛에 노출시킬 수 있다. 즉, 상기 예비 접착층(161)이 포토레지스트를 포함하므로, 빛에 노출시켰을 때, 그 화학적인 성질이 변화할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 예비 접착층(161) 상에 종자정(190)을 부착시키고, 균일한 하중을 가할 수 있다. 여기서, 상기 예비 접착층(161)이 탄화하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 탄화하는 단계는 400 ℃ 내지 500 ℃ 에서 이루어질 수 있다. 상기 탄화하는 단계를 통해, 종자정(190) 및 종자정 홀더(170)의 계면에서 발생할 수 있는 기공들을 제거할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 예비 접착층(161)이 접착층(160)으로 변환될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 종자정(190)이 결합된 종자정 홀더(170)는 상기 상부 덮개(140) 등에 구비된다.
이후, 상기 도가니(100) 내의 원료(130)는 가열되고, 상기 원료(130)의 실리콘 및 탄소가 승화된다. 상기 승화된 실리콘 및 탄소에 의해서 상기 종자정(190)에 단결정 실리콘 카바이드를 포함하는 잉곳(I)이 성장된다.
이때, 상기 접착층(160) 내의 접착 보강 입자들이 탄화 규소로 변환할 수 있다. 상기 탄화 규소를 통해 종자정(190) 및 종자정 홀더(170)의 결합력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 탄화 규소가 상기 종자정(190)내의 결함으로 유입되어 결함발생을 최소화할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 원료를 수용하는 도가니;
    상기 원료 상에 배치되는 종자정을 고정하는 홀더; 및
    상기 홀더 및 상기 종자정 사이에 개재되고, 상기 종자정과 접착되는 접착층을 포함하고,
    상기 접착층은 상기 종자정과 접착되는 주 접착층; 및
    상기 주 접착층 내에 분산되어 있는 접착 보강 입자들을 포함하고, 상기 주 접착층은 수지 및 포토레지스트(photoresist)를 포함하며, 상기 접착 보강 입자들은 탄소(C), 규소(Si) 및 탄화 규소(SiC)로 이루어진 군에서 선택된 물질을 적어도 어느 하나 포함하는 잉곳 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접착 보강 입자들은 상기 접착층에 대해서 10 중량% 내지 30 중량% 포함되는 잉곳 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접착 보강 입자들의 입경은 10 um 이하인 잉곳 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 100 um 내지 500 um 의 두께를 가지는 잉곳 제조 장치.
  8. 제1항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더는 흑연을 포함하는 잉곳 제조 장치.
  9. 홀더 및 종자정 사이에 주 접착층 및 접착 보강 입자들을 혼합하여 예비 접착층을 형성하는 단계;
    상기 예비 접착층을 건조하여, 상기 종자정과 부착되는 접착층을 형성하는 단계; 및
    실리콘 및 탄소를 포함하는 원료를 사용하여, 상기 종자정에 실리콘 카바이드 결정을 성장시키는 단계를 포함하고,
    상기 예비 접착층을 건조하는 단계는 상기 예비 접착층을 감압하는 단계와, 상기 예비 접착층을 빛에 노출시키는 단계를 포함하며,
    상기 접착층을 형성하는 단계는 상기 예비 접착층 상에 종자정을 부착한 이후 상기 예비 접착층이 탄화하는 단계를 더 포함하는 잉곳 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주 접착층은 수지를 포함하는 잉곳 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 접착 보강 입자들은 탄소(C), 규소(Si) 및 탄화 규소(SiC)로 이루어진 군에서 선택된 물질을 적어도 어느 하나 포함하는 잉곳 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄화하는 단계는 400 ℃ 내지 500 ℃ 에서 이루어지는 잉곳 제조 방법.
KR1020110076286A 2011-04-21 2011-07-29 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법 KR101841095B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110076286A KR101841095B1 (ko) 2011-07-29 2011-07-29 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
PCT/KR2012/003117 WO2012144872A2 (en) 2011-04-21 2012-04-23 Apparatus and method for fabricating ingot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110076286A KR101841095B1 (ko) 2011-07-29 2011-07-29 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130014274A KR20130014274A (ko) 2013-02-07
KR101841095B1 true KR101841095B1 (ko) 2018-03-23

Family

ID=47894554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110076286A KR101841095B1 (ko) 2011-04-21 2011-07-29 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101841095B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI725840B (zh) * 2019-10-22 2021-04-21 南韓商Skc股份有限公司 晶種的黏著層、使用其製造疊層物之方法以及製造晶圓之方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101538556B1 (ko) * 2013-12-26 2015-07-22 주식회사 포스코 물리적 체결을 이용한 대구경 단결정 성장장치 및 방법
KR102549445B1 (ko) * 2018-11-05 2023-06-28 주식회사 엘지화학 SiC 종결정축, SiC 종결정축을 포함하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치 및 SiC 종결정축의 제조 방법
CN113957541B (zh) * 2020-07-20 2023-03-28 北京大学 一种用于氮化铝晶体生长的籽晶高温粘接设备及方法
KR102488116B1 (ko) * 2020-11-27 2023-01-13 한국세라믹기술원 탄화규소와 흑연소재의 접합방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070283880A1 (en) 2005-03-24 2007-12-13 Tsvetkov Valeri F Apparatus and method for the production of bulk silicon carbide single crystals

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070283880A1 (en) 2005-03-24 2007-12-13 Tsvetkov Valeri F Apparatus and method for the production of bulk silicon carbide single crystals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI725840B (zh) * 2019-10-22 2021-04-21 南韓商Skc股份有限公司 晶種的黏著層、使用其製造疊層物之方法以及製造晶圓之方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130014274A (ko) 2013-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101841095B1 (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
US20140216348A1 (en) Apparatus for fabricating ingot
KR20120140547A (ko) 잉곳 제조 장치
KR101897078B1 (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
US20140158042A1 (en) Apparatus for fabricating ingot
KR20120135735A (ko) 잉곳 제조 장치
KR101882318B1 (ko) 잉곳 제조 장치
KR20120136219A (ko) 잉곳 제조 장치
KR101854727B1 (ko) 잉곳 제조 장치
US20140366807A1 (en) Apparatus for fabricating ingot and method of fabricating ingot
KR20130022596A (ko) 잉곳 제조 장치 및 원료 제공 방법
KR20120140154A (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR20120121454A (ko) 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치
US9540744B2 (en) Apparatus for fabricating silicon carbide single crystal ingot and method for fabricating ingot
KR101841109B1 (ko) 잉곳 제조 장치
KR20130033838A (ko) 잉곳 제조 장치
KR101886271B1 (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR20120138112A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20140087342A (ko) 종자정 받침대 부착 방법 및 종자정 받침대를 이용한 단결정 성장 방법
KR20120140156A (ko) 잉곳 제조 장치 및 잉곳 제조 방법
KR20120135743A (ko) 잉곳 제조 장치 및 원료 제공 방법
KR101882321B1 (ko) 잉곳 제조 장치
KR101882317B1 (ko) 단결정 성장 장치 및 단결정 성장 방법
KR20130035137A (ko) 잉곳 제조 장치
KR20130115807A (ko) 종자정 고정 장치 및 이를 포함하는 잉곳 제조 장치

Legal Events

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