KR101882321B1 - Apparatus for fabricating ingot - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 잉곳 제조 장치는, 원료를 수용하는 도가니; 상기 원료 상에 위치하는 종자정을 고정하는 홀더; 및 상기 도가니 내부에 특정 성분을 선택적으로 통과시키는 필터부를 포함하고, 상기 필터부는 상기 도가니의 바닥면으로부터 경사지는 경사면을 포함한다.An ingot manufacturing apparatus according to an embodiment includes: a crucible for containing a raw material; A holder for fixing the seed crystal located on the raw material phase; And a filter unit for selectively passing a specific component through the crucible, wherein the filter unit includes an inclined surface inclined from the bottom surface of the crucible.

Description

잉곳 제조 장치{APPARATUS FOR FABRICATING INGOT}[0001] APPARATUS FOR FABRICATING INGOT [0002]

본 기재는 잉곳 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ingot manufacturing apparatus.

일반적으로, 전기, 전자 산업분야 및 기계부품 분야에 있어서의 소재의 중요도는 매우 높아 실제 최종 부품의 특성 및 성능지수를 결정하는 중요한 요인이 되고 있다.In general, the importance of materials in the fields of electric, electronic industry, and machine parts is very high, which is an important factor in determining the characteristics and performance indices of actual final parts.

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. SiC has excellent thermal stability and excellent oxidation resistance. In addition, SiC has an excellent thermal conductivity of about 4.6 W / Cm < 0 > C, and can be produced as a substrate having a diameter of 2 inches or more. In particular, SiC single crystal growth technology is the most stable in reality, and industrial production technology is the most advanced as a substrate.

SiC의 경우, 종자정을 사용하여 승화재결정법에 의해 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법이 제시되어 있다. 원료가 되는 탄화규소 분말을 도가니 내에 수납하고 그 상부에 종자정이 되는 탄화규소 단결정을 배치한다. 상기 원료와 종자정 사이에 온도구배를 형성함으로써 도가니 내의 원료가 종자정 측으로 확산되고 재결정화되어 단결정이 성장된다.In the case of SiC, a method of growing a silicon carbide single crystal by a sublimation recrystallization method using a seed crystal has been proposed. The silicon carbide powder serving as a raw material is stored in a crucible, and a silicon carbide single crystal is seeded on the crucible. By forming a temperature gradient between the raw material and the seed crystal, the raw material in the crucible is diffused toward the seed crystal and recrystallized to grow a single crystal.

그리고, 이러한 단결정을 슬라이싱 하여 웨이퍼를 생산할 수 있다. 한편, 단결정을 슬라이싱 할 때, 4 °또는 8 °등 각도를 형성하여 슬라이싱 하는데, 종래에는 단결정의 중심이 볼록하며, 이를 중심으로 곡률을 형성하는 형상이었기 때문에 효율적인 웨이퍼 생산이 어렵다는 문제가 있다.Then, such a single crystal can be sliced to produce a wafer. Meanwhile, when slicing a single crystal, an angle of 4 ° or 8 ° is formed and sliced. Conventionally, the center of a single crystal is convex, and a curvature is formed around the single crystal. Therefore, there is a problem that efficient wafer production is difficult.

실시예는 웨이퍼의 수율을 향상할 수 있는 단결정을 성장시킬 수 있다.The embodiment can grow a single crystal capable of improving the yield of the wafer.

실시예에 따른 잉곳 제조 장치는, 원료를 수용하는 도가니; 상기 원료 상에 위치하는 종자정을 고정하는 홀더; 및 상기 도가니 내부에 특정 성분을 선택적으로 통과시키는 필터부를 포함하고, 상기 필터부는 상기 도가니의 바닥면으로부터 경사지는 경사면을 포함한다.An ingot manufacturing apparatus according to an embodiment includes: a crucible for containing a raw material; A holder for fixing the seed crystal located on the raw material phase; And a filter unit for selectively passing a specific component through the crucible, wherein the filter unit includes an inclined surface inclined from the bottom surface of the crucible.

실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 통해 성장되는 단결정은 한쪽으로 치우쳐서 성장될 수 있다. 따라서, 단결정 성장 후, 상기 단결정을 슬라이싱(slicing) 하여 웨이퍼를 생산할 때, 로스(loss)를 줄일 수 있다. 즉, 상기 단결정을 슬라이싱 할 때, 4 °또는 8 °등 각도를 형성하여 슬라이싱 하는데, 종래에는 단결정의 중심이 볼록하며, 이를 중심으로 곡률을 형성하는 형상이었기 때문에 효율적인 웨이퍼 생산이 어려웠다. 그러나, 본 실시예를 통해 성장된 단결정은 비대칭적인 형상을 가지기 때문에 로스를 줄일 수 있고, 생산 가능한 웨이퍼도 증가할 수 있다. 따라서, 단결정의 수율을 향상할 수 있다.The single crystal grown through the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment can be biased to one side. Therefore, when the wafer is produced by slicing the single crystal after the single crystal growth, the loss can be reduced. That is, when the single crystal is sliced, an angle of 4 ° or 8 ° is formed and sliced. Conventionally, since the center of the single crystal is convex and the curvature is formed around the single crystal, efficient wafer production is difficult. However, since the single crystal grown through the present embodiment has an asymmetrical shape, the loss can be reduced, and the producible wafer can also be increased. Therefore, the yield of the single crystal can be improved.

도 1은 실시예에 따른 잉곳 제조 장치의 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 잉곳 제조 장치에 포함되는 필터부의 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 통해 성장하는 잉곳을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 종래의 잉곳 제조 장치로 성장된 잉곳의 웨이퍼 생산 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 잉곳 제조 장치로 성장된 잉곳의 웨이퍼 생산 영역을 설명하기 위한 도면이다.1 is a cross-sectional view of an ingot manufacturing apparatus according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view of a filter portion included in the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment.
3 is a cross-sectional view for explaining an ingot growing through the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment.
4 is a view for explaining a wafer production area of an ingot grown by a conventional ingot manufacturing apparatus.
5 is a view for explaining a wafer production area of an ingot grown by the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment.

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. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under / under" Quot; includes all that is formed directly or through another layer. The criteria for top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 5를 참조하여, 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 잉곳 제조 장치의 단면도이다. 도 2는 실시예에 따른 잉곳 제조 장치에 포함되는 필터부의 단면도이다. 도 3은 실시예에 따른 잉곳 제조 장치를 통해 성장하는 잉곳을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 종래의 잉곳 제조 장치로 성장된 잉곳의 웨이퍼 생산 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 실시예에 따른 잉곳 제조 장치로 성장된 잉곳의 웨이퍼 생산 영역을 설명하기 위한 도면이다.The ingot manufacturing apparatus according to the embodiment will be described in detail with reference to Figs. 1 to 5. Fig. 1 is a cross-sectional view of an ingot manufacturing apparatus according to an embodiment. 2 is a cross-sectional view of a filter portion included in the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment. 3 is a cross-sectional view for explaining an ingot growing through the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment. 4 is a view for explaining a wafer production area of an ingot grown by a conventional ingot manufacturing apparatus. 5 is a view for explaining a wafer production area of an ingot grown by the ingot manufacturing apparatus according to the embodiment.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 잉곳 제조 장치는, 도가니(100), 필터부(120), 상부 덮개(140), 종자정 홀더(160), 단열재(200), 석영관(400) 및 발열 유도부(500)를 포함한다.1 to 5, an ingot manufacturing apparatus according to an embodiment includes a crucible 100, a filter unit 120, an upper lid 140, a seed holder 160, a heat insulating material 200, a quartz tube 400 and an exothermic induction part 500.

상기 도가니(100)는 원료(130)를 수용할 수 있다. The crucible 100 can receive the raw material 130.

상기 도가니(100)는 상기 원료(130)를 수용할 수 있도록 원통형의 형상을 가질 수 있다. The crucible 100 may have a cylindrical shape to accommodate the raw material 130.

상기 도가니(100)는 탄화규소의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질을 포함할 수 있다. The crucible 100 may include a material having a melting point higher than the sublimation temperature of silicon carbide.

일례로, 상기 도가니(100)는 흑연으로 제작될 수 있다. For example, the crucible 100 may be made of graphite.

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 탄화물로는 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. Further, the crucible 100 may be coated with a material having a melting point higher than the sublimation temperature of silicon carbide in graphite. Here, it is preferable to use a material chemically inert to silicon and hydrogen at the temperature at which the silicon carbide single crystal is grown, as the material to be coated on the graphite material. For example, a metal nitride may be used as the metal carbide. In particular, a mixture containing at least two of Ta, Hf, Nb, Zr, W and V and a carbide containing carbon may be applied. In addition, a mixture containing at least two of Ta, Hf, Nb, Zr, W and V and a nitride containing nitrogen can be applied.

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.The raw material 130 may include silicon and carbon. More specifically, the raw material 130 may include a silicon carbide compound. The crucible 100 may receive a silicon carbide powder (SiC powder) or a polycarbosilane.

이어서, 상기 도가니(100) 내부에 필터부(120)가 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 필터부(120)는 상기 원료(130) 상에 위치할 수 있다. Next, the filter unit 120 may be positioned inside the crucible 100. Specifically, the filter unit 120 may be positioned on the raw material 130.

상기 필터부(120)는 상기 도가니(100)의 바닥면으로부터 경사지는 경사면(120b)을 포함한다. 구체적으로, 상기 필터부(120)는 제1 영역(1D) 및 제2 영역(2D)을 포함하고, 상기 제1 영역(1D) 및 상기 제2 영역(2D)에서의 기공의 크기가 서로 다르게 구비된다.The filter unit 120 includes an inclined surface 120b inclined from the bottom surface of the crucible 100. [ More specifically, the filter unit 120 includes a first region 1D and a second region 2D. In the first region 1D and the second region 2D, pore sizes are different from each other Respectively.

상기 제1 영역(1D)에 제1 기공(121a)이 포함된다. And the first pore 121a is included in the first region 1D.

상기 제2 영역(2D)은 상기 제1 영역(1D)에 인접하여 위치한다. 도 2를 참조하면, 상기 제2 영역(2D)은 상기 제1 영역(1D) 옆에 위치한다. 상기 제2 영역(2D)에 제2 기공(122a)이 포함된다. The second region 2D is located adjacent to the first region 1D. Referring to FIG. 2, the second area 2D is located beside the first area 1D. And the second pore 122a is included in the second region 2D.

상기 제1 기공(121a) 및 상기 제2 기공(122a)의 크기가 서로 다르게 구비된다. 구체적으로, 상기 제1 기공(121a)의 크기가 상기 제2 기공(122a)의 크기보다 작게 구비될 수 있다. The sizes of the first pores 121a and the second pores 122a are different from each other. Specifically, the size of the first pores 121a may be smaller than the size of the second pores 122a.

여기서, 상기 제1 기공(121a) 및 상기 제2 기공(122a)의 크기는 0.1 mm 내지 1 mm일 수 있다. 상기 제1 기공(121a) 및 상기 제2 기공(122a)의 크기가 0.1 mm 미만일 경우, 승화된 원료의 통과가 제한적일 수 있다. 또한, 상기 제1 기공(121a) 및 상기 제2 기공(122a)의 크기가 1 mm 초과할 경우, 상기 필터부(120)는 탄소 불순물 및 오염물질들을 흡착하는 역할을 하기 어려울 수 있다.Here, the size of the first pores 121a and the second pores 122a may be 0.1 mm to 1 mm. When the sizes of the first pores 121a and the second pores 122a are less than 0.1 mm, the passage of the sublimated raw material may be limited. In addition, when the size of the first pores 121a and the second pores 122a is greater than 1 mm, the filter 120 may be difficult to adsorb carbon impurities and contaminants.

상기 제1 영역(1D) 및 상기 제2 영역(2D)의 두께가 서로 다르게 구비된다. 구체적으로, 상기 제1 영역(1D)의 두께(T1)가 상기 제2 영역(2D)의 두께(T2)보다 두껍게 구비된다. 따라서, 상기 제1 영역(1D)의 높이가 상기 제2 영역(2D)의 높이보다 높게 구비된다.The thicknesses of the first region 1D and the second region 2D are different from each other. Specifically, the thickness T 1 of the first region 1D is greater than the thickness T 2 of the second region 2D. Therefore, the height of the first region 1D is higher than the height of the second region 2D.

즉, 상기 제1 영역(1D)에 포함되는 상기 제1 기공(121a)의 크기는 상기 제2 기공(122a)보다 작고, 두께는 상기 제2 영역(2D)보다 두껍다. 이와 유사하게, 상기 제2 영역(2D)에 포함되는 상기 제2 기공(122a)의 크기는 상기 제1 기공(121a)보다 크고, 두께는 상기 제1 영역(1D)보다 얇다. That is, the size of the first pores 121a included in the first region 1D is smaller than that of the second pores 122a, and the thickness of the first pores 121a is larger than that of the second region 2D. Similarly, the size of the second pore 122a included in the second region 2D is larger than that of the first pore 121a, and the thickness of the second pore 122a is smaller than that of the first region 1D.

상기 제2 영역(2D)에서는 상기 제1 영역(1D)에서보다 승화된 원료가 더 많이 통과하기 때문에 단결정의 성장률이 상대적으로 빠르다. 이와 반대로, 상기 제1 영역(1D)에서는 승화된 원료가 적게 통과하기 때문에 단결정이 성장률이 상대적으로 느리다. In the second region 2D, the growth rate of the single crystal is relatively fast since the sublimed material passes more through the first region 1D. In contrast, in the first region 1D, since the sublimated raw material passes through less, the growth rate of the single crystal is relatively slow.

한편, 상기 원료는 제1 원료부(1SD) 및 제2 원료부(2SD)를 포함한다. 상기 제1 원료부(1SD)는 상기 제1 영역(1D)의 하부에 위치한다. 상기 제2 원료부(2SD)는 상기 제2 영역(2D)의 하부에 위치한다. 상기 제1 원료부(1SD)의 높이 및 상기 제2 원료부(2SD)의 높이가 서로 다르다. 즉, 상기 원료(130)의 표면은 상기 도가니(100)의 바닥면으로부터 경사지는 경사면을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 원료부(1SD)의 높이가 상기 제2 원료부(2SD)의 높이보다 높다. On the other hand, the raw material includes a first raw material portion 1SD and a second raw material portion 2SD. The first raw material portion 1SD is located under the first region 1D. The second raw material portion 2SD is located at a lower portion of the second region 2D. The height of the first raw material portion 1SD and the height of the second raw material portion 2SD are different from each other. That is, the surface of the raw material 130 may include an inclined surface inclined from the bottom surface of the crucible 100. Specifically, the height of the first raw material portion 1SD is higher than the height of the second raw material portion 2SD.

상기 제1 원료부(1SD) 및 상기 종자정(170) 사이의 거리가 상기 제2 원료부(2SD) 및 상기 종자정(170) 사이의 거리가 서로 다르게 구비된다. 구체적으로, 상기 제1 원료부(1SD) 및 상기 종자정(170) 사이의 거리가 상기 제2 원료부(2SD) 및 상기 종자정(170) 사이의 거리보다 가깝다. The distance between the first raw material portion 1SD and the seed crystal 170 is different from the distance between the second raw material portion 2SD and the seed crystal 170. [ Specifically, the distance between the first raw material portion 1SD and the seed crystal 170 is closer to the distance between the second raw material portion 2SD and the seed crystal 170.

상기 원료(130)와 상기 종자정(170) 사이의 거리가 위치에 따라 다르게 구비됨으로써, 단결정의 성장률을 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 원료부(2SD) 및 상기 종자정(170) 사이의 거리가 멀면, 상기 제2 원료부(2SD) 및 상기 종자정(170) 사이의 수직 온도 구배가 상승하여, 단결정 성장률이 높을 수 있다. Since the distance between the raw material 130 and the seed crystal 170 is different depending on the position, the growth rate of the single crystal can be controlled. Specifically, when the distance between the second raw material portion 2SD and the seed crystal 170 is large, the vertical temperature gradient between the second raw material portion 2SD and the seed crystal 170 increases, Can be high.

따라서, 도 3을 참조하면, 단결정(I)이 한쪽으로 치우쳐서 성장될 수 있다. 따라서, 단결정 성장 후, 상기 단결정을 슬라이싱(slicing) 하여 웨이퍼를 생산할 때, 로스(loss)를 줄일 수 있다. 즉, 상기 단결정을 슬라이싱 할 때, 4 °또는 8 °등 각도를 형성하여 슬라이싱 하는데, 도 4를 참조하면, 종래에는 단결정의 중심이 볼록하며, 이를 중심으로 곡률을 형성하는 형상이었기 때문에 효율적인 웨이퍼 생산이 어려웠다. 그러나, 도 5를 참조하면, 본 실시예를 통해 성장된 단결정은 비대칭적인 형상을 가지기 때문에 로스를 줄일 수 있고, 생산 가능한 웨이퍼도 증가할 수 있다. 따라서, 단결정의 효율을 향상할 수 있다. Therefore, referring to FIG. 3, the single crystal I can be grown biased toward one side. Therefore, when the wafer is produced by slicing the single crystal after the single crystal growth, the loss can be reduced. That is, when the single crystal is sliced, an angle of 4 ° or 8 ° is formed and sliced. Referring to FIG. 4, conventionally, since the center of a single crystal is convex and a curvature is formed around the single crystal, This was difficult. However, referring to FIG. 5, since the single crystal grown through the present embodiment has an asymmetrical shape, it is possible to reduce loss and increase the number of producible wafers. Therefore, the efficiency of the single crystal can be improved.

상기 필터부(120)는 다공질(porous)일 수 있다. 즉, 상기 필터부(120)는 다수의 기공(122)을 포함할 수 있다. 상기 기공(122)들은 매우 작은 크기의 탄소 불순물 및 오염물질들을 흡착할 수 있다. 또한, 상기 필터부(120)는 SiC2, Si2C 및 Si를 투과하여 상기 종자정(170)으로 이동시킬 수 있다.The filter unit 120 may be porous. That is, the filter unit 120 may include a plurality of pores 122. The pores 122 may adsorb very small amounts of carbon impurities and contaminants. In addition, the filter unit 120 may transmit SiC 2 , Si 2 C, and Si to the seed crystal 170.

상기 필터부(120)는 멤브레인을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 필터부(120)는 탄소계 멤브레인일 수 있다.The filter unit 120 may include a membrane. Specifically, the filter unit 120 may be a carbon-based membrane.

상기 탄소계 멤브레인은 흑연분말을 압축 성형 및 하소하여 제조될 수 있다. 상기 탄소계 멤브레인은 내구성, 투과성 및 불순물 여과특성이 우수하다. 따라서, 상기 필터부(120)로 상기 탄소계 멤브레인이 사용될 경우, 고품질의 단결정이 제조될 수 있다. The carbon-based membrane can be produced by compression molding and calcining a graphite powder. The carbon-based membrane has excellent durability, permeability, and impurity filtering characteristics. Therefore, when the carbon-based membrane is used as the filter unit 120, a high-quality single crystal can be manufactured.

그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니므로, 상기 필터부(120)는 내구성, 투과성 및 불순물 여과특성이 우수한 다양한 물질을 포함할 수 있다.However, since the embodiment is not limited thereto, the filter unit 120 may include various materials having excellent durability, permeability, and impurity filtering characteristics.

상기 필터부(120)가 상기 원료(130) 상부에 위치함으로써, 상기 원료(130)의 표면을 평탄하게 유지할 수 있고, 상기 원료(130)로 유입될 수 있는 이물질을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터부(120)는 성장 초기 원료(130)의 승화속도를 제어함으로써, 고품질의 단결정 성장이 가능하다. Since the filter unit 120 is positioned above the raw material 130, the surface of the raw material 130 can be kept flat and foreign substances that can flow into the raw material 130 can be blocked. Also, the filter unit 120 can control the sublimation rate of the raw material 130 at the initial stage of growth, thereby enabling high-quality single crystal growth.

또한, 상기 필터부(120)는 특정 성분을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 필터부(120)는 탄소 불순물을 흡착할 수 있다. 즉, 상기 원료(130)로부터 생성된 탄소 불순물이 상기 단결정 성장 과정에 참여하는 것을 방지할 수 있다. 상기 탄소 불순물이 상기 단결정으로 이동할 경우, 상기 단결정에 결함을 발생시킬 수 있다. In addition, the filter unit 120 can selectively pass a specific component. Specifically, the filter unit 120 can adsorb carbon impurities. That is, it is possible to prevent carbon impurities generated from the raw material 130 from participating in the single crystal growth process. When the carbon impurity moves to the single crystal, a defect may be generated in the single crystal.

이어서, 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 흑연을 포함할 수 있다. Then, the upper lid 140 may be positioned above the crucible 100. The upper lid 140 may seal the crucible 100. The upper cover 140 may include graphite.

상기 상부 덮개(140)의 하단부에 종자정 홀더(160)가 위치한다. 상기 종자정 홀더(160)는 종자정(170)을 고정시킬 수 있다. 상기 종자정 홀더(160)는 고밀도의 흑연을 포함할 수 있다. A seed holder 160 is positioned at the lower end of the upper lid 140. The seed holder 160 may fix the seed holder 170. The seed holder 160 may include high-density graphite.

상기 종자정(170)은 상기 종자정 홀더(160)에 부착된다. 상기 종자정(170)이 상기 종자정 홀더(160)에 부착됨으로써, 성장된 단결정이 상기 상부 덮개(140)에까지 성장되는 것을 방지할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 종자정(170)은 상기 상부 덮개(140)에 직접 부착될 수 있다.The seed crystal 170 is attached to the seed crystal holder 160. The seed crystal 170 is attached to the seed crystal holder 160, so that the grown single crystal can be prevented from growing to the upper cover 140. However, the embodiment is not limited thereto, and the seed crystal 170 may be directly attached to the upper cover 140.

이어서, 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.Next, the heat insulating material 200 surrounds the crucible 100. The heat insulating material 200 keeps the temperature of the crucible 100 at a crystal growth temperature. Since the heat growth material 200 has a very high crystal growth temperature of silicon carbide, graphite felt can be used. Specifically, the heat insulating material 200 may be a graphite felt manufactured by pressing a graphite fiber into a cylindrical shape having a predetermined thickness. The heat insulating material 200 may be formed of a plurality of layers to surround the crucible 100.

이어서, 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. Next, the quartz tube 400 is positioned on the outer peripheral surface of the crucible 100. The quartz tube (400) is fitted to the outer peripheral surface of the crucible (100). The quartz tube 400 may block heat transmitted to the inside of the single crystal growth apparatus from the heat induction unit 500. The quartz tube 400 may be an empty hollow tube. The cooling water can be circulated in the inner space of the quartz tube (400).

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) 및 상기 도가니(100)를 가열할 수 있다. 즉, 상기 도가니(100)에 수용되는 상기 원료를 원하는 온도로 가열할 수 있다.The heat induction unit 500 is located outside the crucible 100. The heat induction unit 500 may be, for example, a high frequency induction coil. The crucible 100 and the crucible 100 can be heated by flowing a high frequency current through the high frequency induction coil. That is, the raw material contained in the crucible 100 can be heated to a desired temperature.

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 원료(130)의 승화가 일어나고, 승화된 탄화규소 가스가 상대적으로 온도가 낮은 종자정(170)의 표면으로 이동한다. 이로 인해, 상기 탄화규소 가스가 재결정되어 단결정(I)으로 성장된다.A central region to be induction-heated in the heat induction unit 500 is formed at a position lower than the central portion of the crucible 100. Accordingly, temperature gradients having different heating temperature regions are formed on the upper and lower portions of the crucible 100. That is, a hot zone (HZ), which is a central portion of the heat induction unit 500, is formed at a relatively low position at the center of the crucible 100, and the temperature of the lower portion of the crucible 100 Is higher than the temperature above the crucible (100). In addition, the temperature is formed along the outer periphery at the inner center portion of the crucible 100. This temperature gradient causes the sublimation of the silicon carbide raw material 130, and the sublimated silicon carbide gas moves to the surface of the seed crystal 170 having a relatively low temperature. As a result, the silicon carbide gas is recrystallized and grown as a single crystal (I).

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. The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (14)

원료를 수용하는 도가니;
상기 원료 상에 위치하는 종자정을 고정하는 홀더; 및
상기 도가니 내부에 특정 성분을 선택적으로 통과시키는 필터부를 포함하고,
상기 원료의 표면은 상기 도가니의 바닥면으로부터 경사지는 경사면을 포함하고,
상기 필터부는 상기 도가니의 내측면과 직접 접촉하며, 상기 도가니의 바닥면에 대해 일 방향으로 경사지는 경사면을 포함하고,
상기 필터부는 제1 영역 및 상기 제1 영역에서 연장되는 제2 영역을 포함하고,
상기 필터부의 상기 제1 영역과 상기 종자정 사이의 거리는, 상기 필터부의 상기 제2 영역과 상기 종자정 사이의 거리보다 짧은 잉곳 제조 장치.A crucible for containing the raw material;
A holder for fixing the seed crystal located on the raw material phase; And
And a filter unit for selectively passing a specific component into the crucible,
Wherein the surface of the raw material includes an inclined surface inclined from the bottom surface of the crucible,
Wherein the filter portion includes an inclined surface which is in direct contact with the inner surface of the crucible and which is inclined in one direction with respect to the bottom surface of the crucible,
Wherein the filter portion includes a first region and a second region extending from the first region,
Wherein a distance between the first region of the filter portion and the seed crystal is smaller than a distance between the second region of the filter portion and the seed crystal. 제1항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서의 기공의 크기가 서로 다른 잉곳 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pores of the first region and the second region are different in size from each other. 제2항에 있어서,
상기 기공의 크기는 0.1 mm 내지 1 mm 인 잉곳 제조 장치.3. The method of claim 2,
The size of the pores is 0.1 mm to 1 mm. 제2항에 있어서,
상기 제1 영역에 제1 기공이 포함되고, 상기 제2 영역에 제2 기공이 포함되며 상기 제1 기공의 크기가 상기 제2 기공의 크기보다 작은 잉곳 제조 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first region includes a first pore, the second region includes a second pore, and the size of the first pore is smaller than the size of the second pore. 제2항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 두께가 서로 다른 잉곳 제조 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first region and the second region have different thicknesses. 제4항에 있어서,
상기 제1 영역의 두께가 상기 제2 영역의 두께보다 두꺼운 잉곳 제조 장치.5. The method of claim 4,
And the thickness of the first region is thicker than the thickness of the second region. 제2항에 있어서,
상기 원료는 상기 제1 영역 하부에 위치하는 제1 원료부 및 상기 제2 영역 하부에 위치하는 제2 원료부를 포함하고, 상기 제1 원료부의 높이 및 상기 제2 원료부의 높이가 서로 다른 잉곳 제조 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the raw material includes a first raw material portion located below the first region and a second raw material portion located below the second region, wherein the height of the first raw material portion and the height of the second raw material portion are different from each other, . 제7항에 있어서,
상기 제1 원료부의 높이가 상기 제2 원료부의 높이보다 높은 잉곳 제조 장치.8. The method of claim 7,
And the height of the first raw material portion is higher than the height of the second raw material portion. 제7항에 있어서,
상기 제1 원료부 및 상기 종자정 사이의 거리가 상기 제2 원료부 및 상기 종자정 사이의 거리가 서로 다른 잉곳 제조 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the distance between the first raw material portion and the seed crystal is different from the distance between the second raw material portion and the seed crystal. 제7항에 있어서,
상기 제1 원료부 및 상기 종자정 사이의 거리가 상기 제2 원료부 및 상기 종자정 사이의 거리보다 가까운 잉곳 제조 장치.8. The method of claim 7,
And the distance between the first raw material portion and the seed crystal is smaller than the distance between the second raw material portion and the seed crystal. 제1항에 있어서,
상기 필터부는 상기 원료 상에 위치하는 잉곳 제조 장치.The method according to claim 1,
And the filter portion is located on the raw material. 제1항에 있어서,
상기 필터부는 멤브레인을 포함하는 잉곳 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the filter section comprises a membrane. 제12항에 있어서,
상기 멤브레인은 탄소계 멤브레인인 잉곳 제조 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the membrane is a carbon-based membrane. 제1항에 있어서,
상기 원료는 승화되어 상기 필터부를 통과하여 상기 원료에서부터 상기 종자정 방향으로 이동하고,
상기 제2 영역을 통과하는 승화된 상기 원료의 양은, 상기 제1 영역을 통과하는 승화된 상기 원료의 양보다 많은 잉곳 제조 장치The method according to claim 1,
The raw material is sublimated and passes through the filter portion to move in the seed direction from the raw material,
The amount of the sublimated raw material passing through the second region is larger than the amount of the sublimed raw material passing through the first region,
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