KR101908043B1 - 대구경 단결정 성장장치 - Google Patents

Abstract

도가니 상부에서 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있도록, 내부에 단결정 원료가 수용되는 도가니와, 상기 도가니를 둘러싸며 설치되고 하단과 상단 중심에 유입구와 유출구가 형성된 단열재, 상기 도가니의 상단에 마련되어 종자정이 부착되는 종자정 홀더, 상기 단열재의 외부에 배치되는 석영관, 상기 석영관의 외부에 마련되어 도가니를 가열하는 가열수단, 상기 단열재와 상기 종자정 홀더 위쪽 도가니 상단 사이에 형성되는 공간부, 상기 공간부에 설치되어 공간부내의 열을 단열재 외측으로 유도하여 배출시키는 유도부를 포함하는 대구경 단결정 성장장치를 제공한다.

Description

대구경 단결정 성장장치{DEVICE FOR GROWING LARGE DIAMETER SINGLE CRYSTAL}

본 발명은 대구경 단결정 성장장치에 관한 것이다.

탄화규소(SiC)는 내열성과 기계적 강도가 우수하고 방사선에 강한 성질을 지니며, 종래 Si 기판에 비하여 밴드갭이나 절연파괴강도가 우수하여 차세대 전력반도체 소자용 기판으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 탄화규소 기판을 이용한 반도체는 고전력에 사용이 가능하며, 에너지 변환시 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 청색광으로부터 자외선에 이르는 단파장 광 디바이스 및 고주파 고내압 전자 디바이스 등에서 탄화규소 단결정 웨이퍼의 수요가 높아지고 있다.

탄화규소의 단결정을 성장시키기 위해 PVT(physical vapor transport)법이 이용되고 있다. PVT법의 성장장치는 도가니를 둘러싸도록 배치된 단열재, 단열재를 둘러싸도록 배치된 석영관 및 석영관 외부에 마련되어 도가니 내에 장입된 원료를 가열하는 가열수단을 포함한다. 이에 가열수단을 이용하여 도가니 내부의 원료분말을 승화시키면, 온도 차에 의해 승화된 원료가 종자정에 부착됨으로써 단결정이 성장된다.

성장된 탄화규소 단결정은 다양한 다형(polytype)이 존재하는 데, 대표적으로 4H, 6H 두 가지 다형이 있고, 상대적으로 저온에서 4H, 고온에서 6H가 성장하는 것으로 알려져 있다. 최근들어, 전자소자 응용을 위한 밴드갭(bandgap)이 크고, 이동도(mobility)가 빠른 4H 다형이 선호되는 추세이다.

탄화규소 성장에 있어서 도가니(graphite crucible)는 열원 재료로, 상온에서 2000℃ 내지 2300℃ 이상으로 승온, 가열되게 된다. 유도가열의 표피 효과로 인해 도가니 외부에서 내부로 열전달이 되기 때문에 도가니 두께 및 형상, 단열재와의 공간 설계가 내부 온도분포에 중요한 역할을 한다. 또한, 분말원료 승화를 위해서는 상대적으로 고온이 요구되나, 4H 다형의 경우 상대적으로 저온에서 잘 자라기 때문에 성장 온도가 상대적으로 낮은 것이 바람직하다. 이와 같이, 도가니 상하부에서 서로 상충하는 온도 구배에 맞춰 도가니 상부에서의 열 배출을 최적화할 필요가 있다.

도가니 상부에서 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있도록 된 대구경 단결정 성장장치를 제공한다.

본 구현예의 성장 장치는, 내부에 단결정 원료가 수용되는 도가니와, 상기 도가니를 둘러싸며 설치되고 하단과 상단 중심에 유입구와 유출구가 형성된 단열재, 상기 도가니의 상단에 마련되어 종자정이 부착되는 종자정 홀더, 상기 단열재의 외부에 배치되는 석영관, 상기 석영관의 외부에 마련되어 도가니를 가열하는 가열수단, 상기 단열재와 상기 종자정 홀더 위쪽 도가니 상단 사이에 형성되는 공간부, 상기 공간부에 설치되어 공간부내의 열을 단열재 외측으로 유도하여 배출시키는 유도부를 포함할 수 있다.

상기 유도부는 상기 도가니 상단과 단열재 사이에 설치되어 상기 공간부를 덮는 커버, 상기 커버 상단에 연통 설치되고 상기 단열재의 유출구를 통해 외부로 연장되어 열을 배출하는 관형부를 포함할 수 있다.

상기 유도부는 그라파이트 재질로 형성될 수 있다.

상기 공간부는 종자정 홀더 위쪽의 도가니 상단이 하방향으로 함몰되어 형성된 홈부를 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 홈부의 직경에 대응되는 직경으로 형성되어 홈부에 삽입 설치되는 구조일 수 있다.

상기 홈부의 직경은 종자정 홀더에 부착되는 종자정의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.

상기 커버의 외경은 수식(1)에 의해 결정될 수 있다.

수식(1): D1/1.55 ≤ D2 ≤ D1/1.45

여기서, D1은 도가니의 외경이고, D2는 커버 외경이다.

상기 홈부에 삽입되는 커버의 높이는 수식(2)에 의해 결정될 수 있다.

수식(2): D4 ×1.5 ≤ D3 ≤ D4× 2

여기서, D3은 커버의 높이이고, D4는 도가니와 단열재 사이의 간격이다.

상기 도가니와 단열재 사이의 거리는 5 내지 10mm 일 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 도가니의 종자정 홀더 위쪽에서의 열을 보다 효과적으로 단열재 외부로 배출시킬 수 있게 되어, 다형 혼입이 없고 결정성이 높은 단결정 잉곳을 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 대구경 단결정 성장장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 대구경 단결정 성장장치의 유도부 구조를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 대구경 단결정 성장장치의 온도 분포를 종래와 비교하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따라 성장된 탄화규소 단결정 잉곳을 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따라 성장된 탄화규소 단결정 잉곳을 종래와 비교하여 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하 본 실시예는 대구경의 탄화규소(SiC) 단결정을 성장하기 위한 장치를 예로서 설명한다. 본 실시예은 탄화규소 단결정에 한정되지 않으며 대구경의 다양한 단결정 성장을 위한 장치에 모두 적용가능하다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따라 대구경의 탄화규소 단결정을 성장하기 위한 단결정 성장장치의 단면을 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 대구경 단결정 성장장치(100)는 내부에 단결정 원료가 수용되는 도가니(10)와, 도가니(10)를 둘러싸며 하단과 상단 중심에 유입구(22)와 유출구(24)가 형성된 단열재(20), 상기 도가니(10)의 내측 상단에 구비되어 종자정(32)이 부착되는 종자정 홀더(30), 상기 단열재(20)의 외부에 배치되는 석영관(40), 상기 석영관(40)의 외부에 마련되어 도가니(10)를 가열하는 가열수단(42), 상기 단열재(20)와 상기 종자정 홀더 위쪽 도가니(10) 상단 사이에 형성되는 공간부(50), 상기 공간부(50)에 설치되어 공간부 내의 열을 단열재 외측으로 유도하여 배출시키는 유도부(60)를 포함한다.

이하 설명에서 도 1의 y축은 축방향이라 하고, x축은 폭방향이라 하며, 상단 상부 상방향이라 함은 도 1에서 y축 방향을 따라 위쪽을 의미하며 하단 하부 하방향이라 함은 그 반대인 아래쪽을 의미한다.

상기 도가니(10)는 그 내부에 단결정 원료와 종자정(32)을 수용한다. 단결정 원료는 에치슨법에 의해 제작된 탄화규소 결정 원료 분말이고, 종자정(32)은 [0001]면을 가지는 4H 폴리타입의 탄화규소 단결정 웨이퍼일 수 있다. 종자정(32)은 도가니(10)의 상단에 설치되는 종자정 홀더(30)의 내면에 장착된다.

상기 석영관(40)은 도시하지 않은 진공 배기 장치 및 이너가스 유량 조절계와 연결되어 단결정 성장 과정에서 내부가 고진공으로 배기됨과 아울러 아르곤 가스와 각종 도핑 가스(질소, 트리메틸알루미늄, 트리메틸붕소 등)를 제공받을 수 있다.

상기 단열재(20)는 석영관(40) 내부에서 도가니(10)를 감싸며 설치된다. 상기 단열재(20)는 도가니(10)의 온도를 결정 성장 온도로 유지한다. 단열재(20)의 하단 중앙부에는 석영관(40)으로 공급된 가스가 단열재(20) 내부로 유입될 수 있도록 유입구(22)가 형성된다. 단열재(20)의 상단 중앙부에는 단열재(20) 내부로 유입된 가스가 배출되는 유출구(24)가 형성된다.

이에, 석영관(40)으로 공급된 가스는 단열재(20)의 유입구(22)를 통해 단열재(20) 내부로 유입되어 단열재(20)와 도가니(10) 사이의 틈새를 따라 위로 이동되고, 단열재(20) 상단의 유출구(24)를 통해 흘러나간다.

상기 종자정 홀더(30)는 도가니(10) 상단에 결합되며, 도가니(10) 내측을 향하는 하단은 종자정(32)이 부착되는 부착면을 이룬다. 상기 종자정 홀더(30) 위쪽의 도가니와 단열재 사이에는 공간부(50)가 형성된다. 상기 공간부(50)는 종자정 홀더(30)의 열이 방열되는 공간으로 이해할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 공간부(50)는 종자정 홀더(30) 위쪽의 도가니(10) 상단이 하방향으로 함몰되어 형성된 홈부(52)를 포함할 수 있다. 상기 홈부(52)는 아래로 함몰되어 상단이 개방된 용기 형태를 이룬다. 상기 홈부(52)에 의해 종자정 홀더 위쪽의 도가니 상단 두께가 줄어들어 종자정 홀더쪽 열을 보다 효과적으로 공간부(50)로 전달할 수 있게 된다.

이와 같이, 홈부(52)를 포함하여 종자정 홀더(30) 위쪽 상부에 공간부(50)를 형성함으로써, 종자정 홀더(30) 부분에서의 열 배출이 효과적으로 이루어지게 된다. 공간부(50)로 배출된 열은 상기 홈부(52)에 설치되는 유도부(60)를 통해 단열재(20) 외부로 효과적으로 배출된다.

도 2는 본 실시예에 따른 상기 유도부의 구조를 예시하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유도부(60)는 상기 도가니(10) 상단과 단열재(20) 사이에 설치되어 상기 공간부(50)를 덮는 커버(62)와, 상기 커버 상단에 연통 설치되고 상기 단열재(20)의 유출구(24)를 통해 외부로 연장되어 열을 배출하는 관형부(64)를 포함한다.

이에, 도가니(10)에서 공간부(50)로 전달된 열은 홈부(52) 위쪽을 감싸고 있는 커버(62)에 의해 관형부(64) 쪽으로 유도되어 관형부(64)를 통해 외부로 효과적으로 배출된다. 따라서, 종자정 홀더(30) 부분에서 도가니(10) 내부 열을 효과적으로 방출하여 다결정 잉곳의 성장 품질을 높일 수 있게 된다.

상기 커버(62)는 하단이 개방되어 홈부(52)에 놓여지는 뚜껑 형태를 이룬다. 커버(62)의 하단은 홈부(52) 바닥면에 놓여지고 상단은 단열재 내면에 접한다. 이에, 상기 커버(62)에 의해 종자정(32) 위쪽의 도가니(10) 상부 공간이 둘러싸여져 외부와 차단되고, 상기 공간부(50)에서의 열이 커버(62)와 연결된 관형부(64)를 통해 효과적으로 외부로 방출된다. 상기 커버(62)의 중심부에 수직방향으로 관형부(64)가 연통 형성된다. 상기 관형부(64)는 열이 방출되는 관로로 기능하며, 단열재(20)의 유출구(24)를 통해 단열재(20) 외측으로 연장된다. 상기 커버(62)와 관형부(64)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 커버(62)와 관형부(64)는 고온에 견딜 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(62)와 관형부(64)는 그라파이트 재질로 형성될 수 있다.

언급한 바와 같이, 상기 성장장치는 유도가열의 표피 효과로 인해 도가니(10) 외부에서 내부로 열전달이 되기 때문에 도가니(10) 상부 구조 및 커버(62)의 형태가 내부 온도 구배에 중요한 역할을 하게 된다. 커버(62)의 폭방향 구조는 잉곳의 형상에 지배적인 역할을 하게 되며, 커버(62)의 축방향 구조는 잉곳의 온도에 지배적인 역할을 하게 된다.

잉곳의 성장률은 온도구배에 비례한다. 상기 도가니(10)의 상부에 형성되는 공간부(50)의 크기가 커지게 되면 대류효과가 커져 도가니(10) 상부에 열을 가두는 효과가 나타나고 성장률은 감소하나 폭방향 온도 구배가 균일해져서 고품질의 단결정을 얻을 수 있게 된다. 그러나, 도가니(10) 상부의 공간부(50)에 열을 가두게 되면 온도가 높아지기 때문에 4H-SiC라는 결정다형을 얻기 어렵다. 이에, 본 실시예는 상기 공간부(50)에 커버(62)가 설치되어 열을 효과적으로 외부로 배출함으로써, 온도구배가 균일하면서 온도를 낮춰 4H-SiC결정 다형을 용이하게 얻을 수 있게 된다.

본 실시예에서, 폭방향 구조에 있어서 상기 커버(62)는 상기 홈부(52)의 직경에 대응되는 외경으로 형성되어 홈부(52)에 삽입 설치되는 구조일 수 있다.

상기 홈부(52)의 직경은 종자정 홀더(30)에 부착되는 종자정(32)의 직경에 대응되는 크기로 형성됨이 바람직하며, 이에, 본 실시예에서, 상기 커버(62) 역시 종자정(32)의 직경에 대응하여 동일한 외경으로 형성될 수 있다.

상기 커버(62)의 외경이 종자정(32) 직경보다 크게 되면 종자정(32) 뿐만 아니라 도가니(10) 내측 상단의 내벽부의 온도 또한 같이 낮아져 도가니(10) 상단 내벽부에서의 다결정 성장률이 높아져 단결정과 접촉할 수 있다. 커버(62)의 외경이 종자정(32) 직경보다 작은 경우에는 종자정(32) 외각 온도가 국부적으로 높아져 단결정 형상에 악영향을 미치게 된다.

본 실시예에서, 상기 커버(62)의 외경은 도가니(10)의 외경에 따라 영향을 받으며, 도가니(10)의 외경은 장비의 유도가열의 침투 깊이에 따라 정해질 수 있다. 이에, 도가니(10)의 외경이 정해지면 커버(62)의 외경은 아래의 수식(1)에 의해 결정될 수 있다.

수식(1): D1/1.55 ≤ D2 ≤ D1/1.45 여기서, D1은 도가니(10)의 외경이고, D2는 커버(62) 외경이다.

상기 커버(62)의 외경 D2가 D1/1.45 보다 큰 경우에는 도가니(10) 내측 상단의 내벽부 온도 또한 같이 낮아지게 되어, 내벽부에 성장된 다결정 성장률이 높아져 단결정과 접촉하여 품질을 저하시킬 수 있다. 즉, 커버(62)가 도가니(10) 외경쪽으로 지나치게 확장되어 있어 도가니(10) 내측 상단의 내벽부가 줄고 발열 및 단열 성능이 떨어져 내벽부 온도가 낮아지게 된다. 상기 커버(62)의 외경이 D1/1.55 보다 작은 경우에는 종자정(32) 외각 온도가 국부적으로 높아져서 단결정 품질이 나빠진다. 즉, 종자정(32) 외각 온도가 높아져 잉곳의 곡률반경이 볼록하게 형성되는 품질 불량이 발생된다.

또한, 본 실시예에서, 축방향을 따라 상기 커버(62)의 높이는 아래의 수식(2)에 의해 결정될 수 있다.

수식(2): D4 ×1.5 ≤ D3 ≤ D4× 2 여기서, D3은 커버(62)의 높이이고, D4는 도가니(10)와 단열재(20) 사이의 간격이다.

본 실시예에서, 상기 도가니(10)와 단열재(20) 사이의 거리 D4는 5 내지 10mm 일 수 있다. D4가 10mm를 넘게 되면 커버(62) 내부 공간의 축방향 높이가 증가되어 도가니(10) 내부의 열이 공간부로는 효과적으로 이동하지만, 대류(convection) 효과로 인해 공간부(50) 내의 열을 외부로 방출시키기 어려워진다. 반대로 D4가 5mm보다 작은 경우에는 반응기 내부 열이 공간부(50)로 이동하는 효과가 줄게 된다.

상기 커버(62)의 높이(D3)는 도가니(10)와 단열재(20) 사이의 간격인 D4에 홈부(52)의 함몰 깊이를 합한 값이다. 이에, 상기 커버(62)의 높이는 D4의 간격에 홈부(52)의 함몰 깊이를 더하여 결정된다. 상기 커버(62)의 높이가 1.5×D4 보다 작은 경우에는 홈부(52)의 함몰 깊이가 낮은 경우로 홈부(52)에서의 도가니(10) 두께가 두꺼워 열전달이 제대로 이루어지지 못하고 공간부(50)의 공간 크기가 충분하지 못하기 때문에 도가니(10) 내부에서 공간부(50)로 열이 충분히 방열되지 못하는 문제가 있다. 온도가 상대적으로 낮은 4H 다형을 얻기 위해서는 상기 크기 이상의 공간부(50)를 형성해 주어야 내부의 열이 원활하게 배출되어 종자정(32)의 온도를 낮출 수 있다.

상기 커버(62)의 높이가 2×D4 보다 큰 경우에는 홈부(52)가 너무 깊게 형성된 것으로 커버(62) 내부 공간이 너무 높아 대류(convection) 효과로 인해 열을 외부로 방출하기 어려워지는 문제가 있다.

이와 같이, 커버(62)와 관형부(64)를 포함하는 유도부(60)를 배치함으로써 커버(62) 내부의 공간부(50)로 전달된 도가니(10) 상부의 열을 보다 효과적으로 외부로 방출할 수 있게 된다.

[실시예]

도 3은 시뮬레이션을 활용하여 본 실시예에 따른 도가니 상부에서의 전체적 온도 분포를 종래와 비교하여 나타낸 것이다.

도 3에서, 실시예는 언급한 바와 같이 유도부를 설치한 구조에 대한 온도 분포를 나타내며, 비교예는 종래 기술에 따라 유도부가 없는 구조에 대한 온도 분포를 나타내고 있다.

도가니 하부의 온도는 실시예와 비교예 모두 동일하게 2300℃로 고정하였다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 온도 분포를 나타내는 등고선의 기울기는 비교예와 실시예에서 크게 차이를 보이지 않으나, 동일 부위에서 절대 온도는 실시예의 경우 비교예보다 50℃ 정도 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이에, 본 실시예의 경우 도가니 상단부의 열이 유도부를 통해 효과적으로 외측으로 배출되고 있음을 알 수 있다.

도 4는 는 본 실시예에 따라 제조된 탄화규소 잉곳을 도시하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 장치를 통해 단결정 잉곳의 중심부와 외곽부 사이의 온도차가 최소화되어 대구경의 잉곳임에도 불구하고 매우 평평한 형상의 잉곳을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

또한, 도 5는 본 실시예에 따라 제조된 탄화규소 잉곳을 종래와 비교하여 도시하고 있다.

도 5에서 실시예는 언급한 바와 같이 커버가 구비된 본 실시예의 성장장치를 통해 제조된 잉곳이고, 비교예는 커버가 구비되지 않은 종래 구조의 성장장치를 통해 제조된 잉곳이다.

실시예와 비교예에 따라 제조된 잉곳에 자외선(UV)을 조사하여 결정다형을 확인하였다. 즉, 단결정에 빛을 조사하게 되면 에너지 밴드갭 차이에 의해서 특정 색깔(파장차이)의 빛이 나오는 방법을 사용하여 결정다형(polytype) 4H, 6H를 확인하였다.

실험 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 비교예는 6H(주황색)과 4H(녹색)이 같이 나오는 반면, 실시예의 경우 4H만 나오는 것을 확인할 수 있다. 이에, 비교예의 경우 도가니 상부에서의 열 배출이 원활하게 이루어지지 못해 6H 다형이 혼입되는 반면, 본 실시예는 커버를 통해 열 방출이 원활하게 이루어져 단일한 4H 다형을 얻을 수 있는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 : 도가니 20 : 단열재
22 : 유입구 24 : 유출구
30 : 종자정 홀더 32 : 종자정
40 : 석영관 42 : 가열수단
50 : 공간부 52 : 홈부
60 : 유도부 62 : 커버
64 : 관형부

Claims (9)

1. 내부에 단결정 원료를 수용하며, 상단 중앙에 하방향으로 함몰된 홈부와, 상기 홈부 아래에 위치하는 종자정 홀더를 포함하는 도가니,
   틈새를 사이에 두고 상기 도가니의 하단과 측면을 둘러싸고, 상기 홈부의 깊이보다 큰 높이의 공간부를 사이에 두고 상기 종자정 홀더를 덮으며, 하단 중심과 상단 중심에 각각 유입구와 유출구가 형성된 단열재,
   상기 단열재의 외부에 위치하는 석영관과 가열수단, 및
   그라파이트 구조물로 이루어지며, 상기 공간부와 상기 유출구 및 상기 단열재의 외부 공간에 걸쳐 위치하여 상기 공간부 내의 열을 상기 단열재의 외측으로 유도 배출하는 유도부를 포함하고,
   상기 유도부는,
   상기 종자정 홀더와 상기 단열재 사이에 설치되어 상기 공간부의 옆쪽과 위쪽을 덮으며, 상기 유출구 개방을 위한 개구를 가지는 커버와,
   상기 유출구에 끼워지는 관 형상이고, 내부 공간이 상기 개구와 통하도록 상기 커버에 연결되며, 상기 유출구의 상단보다 높게 확장된 관형부를 포함하는 대구경 단결정 성장장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 커버의 외경은 상기 홈부의 직경에 대응하고,
   상기 커버의 하단은 상기 홈부에 삽입 설치되는 대구경 단결정 성장장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈부의 직경은 상기 종자정 홀더에 부착되는 종자정의 직경에 대응하는 대구경 단결정 성장장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 커버의 외경은 하기 수식(1)에 의해 결정되는 대구경 단결정 성장장치.
   수식(1): D1/1.55 ≤ D2 ≤ D1/1.45
   여기서, D1은 상기 도가니의 외경이고, D2는 상기 커버의 외경이다.
8. 제7항에 있어서,
   상기 커버의 높이는 하기 수식(2)에 의해 결정되는 대구경 단결정 성장장치.
   수식(2): D4 ×1.5 ≤ D3 ≤ D4× 2
   여기서, D3은 상기 커버의 높이이고, D4는 상기 도가니와 상기 단열재 사이의 간격이다.
9. 제8항에 있어서,
   상기 도가니와 상기 단열재 사이의 간격은 5 내지 10mm 인 대구경 단결정 성장장치.

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