KR102088924B1 - Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot - Google Patents

Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot Download PDF

Info

Publication number
KR102088924B1
KR102088924B1 KR1020180106272A KR20180106272A KR102088924B1 KR 102088924 B1 KR102088924 B1 KR 102088924B1 KR 1020180106272 A KR1020180106272 A KR 1020180106272A KR 20180106272 A KR20180106272 A KR 20180106272A KR 102088924 B1 KR102088924 B1 KR 102088924B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
single crystal
sic single
crystal ingot
sic
growth apparatus
Prior art date
Application number
KR1020180106272A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최정우
고상기
장병규
구갑렬
김정규
Original Assignee
에스케이씨 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 에스케이씨 주식회사 filed Critical 에스케이씨 주식회사
Priority to KR1020180106272A priority Critical patent/KR102088924B1/en
Priority to CN201980056925.9A priority patent/CN112639174B/en
Priority to US17/268,189 priority patent/US11846038B2/en
Priority to PCT/KR2019/009314 priority patent/WO2020045833A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102088924B1 publication Critical patent/KR102088924B1/en
Priority to US18/169,883 priority patent/US11859305B2/en

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
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed 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
    • 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
    • C30B29/36—Carbides
    • 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
    • C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B35/002—Crucibles or containers

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

An embodiment relates to an SiC single crystal ingot growing device which comprises a porous body manufactured through a process of carbonizing or graphitizing an SiC composition so that, even if a diameter of an SiC single crystal ingot is large, the SiC single crystal ingot is capable of producing a high quality of the SiC single crystal ingot having a uniform doping concentration by thickness.

Description

탄화규소 단결정 잉곳 성장 장치{APPARATUS FOR GROWING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL INGOT}Silicon carbide single crystal ingot growth device {APPARATUS FOR GROWING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL INGOT}

구현예는 SiC 조성물을 탄화 또는 흑연화하는 과정을 거쳐 제조된 다공체를 포함하는 SiC 단결정 잉곳 성장 장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a SiC single crystal ingot growth apparatus including a porous body manufactured through a process of carbonizing or graphitizing a SiC composition.

종래에는 SiC 단결정 잉곳을 제작하기 위하여, 도펀트를 SiC와 혼합 및 합성하여 사용하는 방법을 사용해왔다. 그러나, 상기 도펀트와 SiC의 승화온도가 다르므로, 도펀트가 먼저 승화된다. 예를 들어, 바나듐 도펀트의 승화온도는 약 1910℃이고, SiC의 승화온도는 약 2700℃이므로, 바나듐이 먼저 승화된다. 따라서, 잉곳 두께에 따른 도핑 농도가 달라지므로, 잉곳 두께에 따라 비저항(resistivity)의 차이가 발생하는 문제점이 있다. 구체적으로, SiC 단결정 잉곳 성장 초기에는 과잉 도핑이 이루어지고, SiC 단결정 잉곳 성장 말기에는 도핑이 덜 이루어짐으로써 SiC 단결정 잉곳의 두께별 도핑 농도가 달라지는 것이다. Conventionally, in order to fabricate a SiC single crystal ingot, a method of mixing and synthesizing a dopant with SiC has been used. However, since the sublimation temperature of the dopant and SiC is different, the dopant first sublimates. For example, since the sublimation temperature of the vanadium dopant is about 1910 ° C and the sublimation temperature of SiC is about 2700 ° C, vanadium is first sublimated. Therefore, since the doping concentration varies depending on the thickness of the ingot, there is a problem that a difference in resistivity occurs depending on the thickness of the ingot. Specifically, the doping concentration for each thickness of the SiC single crystal ingot is changed due to excessive doping at the beginning of the growth of the SiC single crystal ingot and less doping at the end of the growth of the SiC single crystal ingot.

또한, SiC 단결정 잉곳의 성장 과정에서, SiC가 열진동으로 인하여 종자정 쪽으로 튀어서 붙거나 SiC Flux 패턴의 형성을 방해할 수 있다. 따라서, SiC 단결정 잉곳의 성장이 저해되어 품질이 저하될 수 있다. In addition, during the growth of the SiC single crystal ingot, SiC may bounce toward the seed crystal due to thermal vibration or may interfere with the formation of the SiC Flux pattern. Therefore, the growth of the SiC single crystal ingot is inhibited and the quality may be deteriorated.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 도펀트가 장입된 다공성 흑연 컨테이너를 포함하는 SiC 잉곳 성장 장치를 사용해왔다. 그러나, 이는 공정이 복잡하고, 비용이 상승하는 단점이 있으며, 다공성 흑연 컨테이너에서 발생하는 불순물로 인해 도핑 농도의 제어가 어려우므로 SiC 단결정 잉곳의 품질을 향상시키기 어렵다. 또한, 상기와 같은 문제점을 해결하고자, SiC 및 도펀트를 분쇄하거나 입도가 큰 것을 사용하기도 했으나, 이는 별도의 분말 열처리 공정이 필요하다는 단점이 있다. In order to solve the above problems, a SiC ingot growth apparatus including a porous graphite container loaded with a dopant has been used. However, this has a disadvantage that the process is complicated, and the cost increases, and it is difficult to improve the quality of the SiC single crystal ingot because it is difficult to control the doping concentration due to impurities generated in the porous graphite container. In addition, in order to solve the above problems, crushing SiC and dopant or using a large particle size was used, but this has a disadvantage that a separate powder heat treatment process is required.

또한, 최근에는 SiC 단결정 잉곳의 대구경화에 따라 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 반응 용기의 크기도 이에 비례하여 커지고 있다. 그러나, 반응 용기의 크기가 커지게 되면, SiC 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 온도까지 가열하는데 많은 에너지가 필요하게 되는 것은 물론, 반응 용기의 중심부까지의 온도 구배가 불균일하게 형성되는 단점이 있다. 이에, 잉곳의 끝(Edge) 부분과 중앙(Center) 부분의 높은 온도차로 인하여 원료의 공급이 불균일하게 되고, 잉곳의 중앙 부분이 볼록해진 형태가 되거나 잉곳의 끝 부분이 손실되는 등 잉곳의 품질이 저하될 수 있다.In addition, in recent years, the size of the reaction vessel for growing the SiC single crystal ingot has increased in proportion to the large diameter of the SiC single crystal ingot. However, when the size of the reaction vessel is increased, a lot of energy is required to heat up to a temperature for growing the SiC single crystal ingot, and there is a disadvantage in that the temperature gradient to the center of the reaction vessel is unevenly formed. Accordingly, due to the high temperature difference between the edge portion and the center portion of the ingot, the supply of raw materials becomes non-uniform, the central portion of the ingot becomes convex, or the end portion of the ingot is lost. It may degrade.

한국 공개특허공보 제2010-0067883호Korean Patent Publication No. 2010-0067883

구현예는 SiC 조성물을 탄화 또는 흑연화하는 과정을 거쳐 제조된 다공체를 포함함으로써, SiC 단결정 잉곳의 직경이 큰 경우에도 두께별 도핑 농도가 균일한 고품질의 SiC 단결정 잉곳을 제조할 수 있는 SiC 단결정 잉곳 성장 장치를 제공하고자 한다.The embodiment includes a porous body manufactured through a process of carbonizing or graphitizing the SiC composition, so that even when the diameter of the SiC single crystal ingot is large, a SiC single crystal ingot capable of producing a high quality SiC single crystal ingot having a uniform doping concentration by thickness It is intended to provide a growth device.

일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 소정의 직경을 갖는 종자정; 및 상기 종자정이 내부에 고정된 상태에서 상기 종자정의 표면에 잉곳을 성장시키는 반응 용기;를 포함하고, 상기 반응 용기는, 상기 반응 용기 상부의 적어도 일부를 형성하고, 상단에 상기 종자정이 고정되는 잉곳 성장부; 내부 중앙을 형성하는 열림부 및 상기 열림부를 감싸는 다공체를 포함하고, 상기 종자정 하부에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하는 필터부; 상기 다공체와 상기 반응 용기 내벽 사이에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하고, 내부에 상기 잉곳의 원료가 수용되는 원료 수용부; 및 상기 원료 수용부의 상단 및 상기 다공체의 상단에 위치한 차단부;를 포함한다. SiC single crystal ingot growth apparatus according to one embodiment has a seed crystal having a predetermined diameter; And a reaction vessel for growing an ingot on the surface of the seed crystal while the seed crystal is fixed therein, wherein the reaction vessel forms at least a part of the upper portion of the reaction vessel, and the seed crystal is fixed at the top. Growth; A filter portion including an opening portion forming an inner center and a porous body surrounding the opening portion and forming at least a portion of the lower portion of the reaction vessel while being positioned under the seed crystal; It is located between the porous body and the inner wall of the reaction vessel to form at least a portion of the lower portion of the reaction vessel, a raw material receiving portion for receiving the raw material of the ingot therein; And a blocking portion located at an upper end of the raw material receiving portion and an upper end of the porous body.

구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 미반응 원료의 양을 최소화할 수 있으므로, 비용 절감의 효과가 있다. SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment can minimize the amount of unreacted raw material, there is an effect of cost reduction.

또한, 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 도펀트가 SiC에 비하여 먼저 승화되는 현상을 방지하고, 잉곳 성장부의 온도 구배의 불균일성을 최소화하여, 형상, 성장률 및 품질이 향상된 SiC 단결정 잉곳을 제조할 수 있다. In addition, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment prevents a phenomenon in which the dopant first sublimates compared to SiC, and minimizes the non-uniformity of the temperature gradient of the ingot growth portion, thereby producing an SiC single crystal ingot with improved shape, growth rate, and quality. have.

또한, 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 의도치 않은 불순물의 혼입을 억제할 수 있으며, 도핑 제어가 용이하다.In addition, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment can suppress the incorporation of unintended impurities and is easy to control doping.

나아가, 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 대구경의 SiC 단결정 잉곳을 제조하는데에도 적합하다. Furthermore, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment is also suitable for manufacturing a large diameter SiC single crystal ingot.

도 1은 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 필터부를 나타낸 것이다.
도 4는 다른 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 필터부를 나타낸 것이다.
도 5는 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 차단부를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예의 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이다.
도 7은 비교예의 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이다. 1 shows a cross-sectional view of a SiC single crystal ingot growth apparatus of an embodiment.
2 is a sectional view showing a conventional SiC single crystal ingot growth apparatus.
Figure 3 shows the filter portion of the SiC single crystal ingot growth apparatus of the embodiment.
Figure 4 shows the filter portion of the SiC single crystal ingot growth apparatus of another embodiment.
Figure 5 shows the blocking portion of the SiC single crystal ingot growth apparatus of the embodiment.
6 shows a UV image of the SiC single crystal ingot of the embodiment.
7 shows a UV image of a SiC single crystal ingot of a comparative example.

이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments. The embodiments are not limited to the contents disclosed below, and may be modified in various forms as long as the gist of the invention is not changed.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part is to “include” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

본 명세서에 기재된 구성성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로써 수식되는 것으로 이해하여야 한다.It should be understood that all numbers and expressions indicative of the amount of ingredients, reaction conditions, and the like described in this specification are modified in all cases with the term "about" unless otherwise specified.

종래에는 SiC 단결정 잉곳을 성장시키기 위하여, 다공성 흑연 컨테이너에 도펀트를 장입하여 사용하거나, 합성을 통해 SiC에 도펀트를 내포시키는 방법을 사용해왔다. Conventionally, in order to grow a SiC single crystal ingot, a dopant is loaded into a porous graphite container, or a method of incorporating a dopant into SiC through synthesis has been used.

도 2는 종래의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 단면도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 2에는 반응 용기(200')의 내부 상단에 반응 용기 캡(700')이 형성되고, 상기 반응 용기 캡(700')의 하단에 종자정(100')이 고정되며, 상기 반응 용기의 상부와 하부에 각각 잉곳 성장부(300')와 원료 수용부(400')가 형성되고, 상기 원료 수용부(400')의 내부에 도펀트가 장입된 다공성 흑연 컨테이너(800')가 형성된 SiC 단결정 잉곳 성장 장치가 예시되어 있다. 2 is a sectional view showing a conventional SiC single crystal ingot growth apparatus. Specifically, in FIG. 2, a reaction vessel cap 700 'is formed on the inner top of the reaction vessel 200', and a seed crystal 100 'is fixed at the bottom of the reaction vessel cap 700', and the reaction is performed. An ingot growth portion 300 'and a raw material receiving portion 400' are formed on upper and lower portions of the container, and a porous graphite container 800 'in which a dopant is loaded is formed inside the raw material receiving portion 400'. A SiC single crystal ingot growth device is illustrated.

그러나, 종래 방법에 따르면, 공정이 복잡하고, 비용이 상승하는 단점이 있으며, 다공성 흑연 컨테이너에서 발생하는 불순물로 인해 도핑 농도의 제어가 어려우므로 SiC 단결정 잉곳의 품질을 향상시키기 어렵다. 또한, 상기와 같은 문제점을 해결하고자, SiC 및 도펀트를 분쇄하거나 입도가 큰 것을 사용하기도 했으나, 이는 별도의 분말 열처리 공정이 필요하다는 단점이 있다.However, according to the conventional method, the process is complicated, there is a disadvantage of increasing cost, and it is difficult to improve the quality of the SiC single crystal ingot because it is difficult to control the doping concentration due to impurities generated in the porous graphite container. In addition, in order to solve the above problems, crushing SiC and dopant or using a large particle size was used, but this has a disadvantage that a separate powder heat treatment process is required.

나아가, 대구경의 SiC 단결정 잉곳을 성장시키기 위해 종래의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 반응 용기(200')의 크기가 커짐에 따라, SiC 단결정 잉곳을 대구경으로 성장시키기 위한 온도까지 가열하는데 많은 에너지가 필요하게 된다. 더욱이, 잉곳이 성장되는 잉곳 성장부(300')의 중심부까지 열이 잘 전달되지 않아 온도 구배가 불균일하게 되고, 제조되는 SiC 단결정 잉곳의 품질도 떨어지는 문제가 있다. Furthermore, as the size of the reaction vessel 200 'of a conventional SiC single crystal ingot growth apparatus increases to grow a large diameter SiC single crystal ingot, a lot of energy is required to heat the SiC single crystal ingot to a temperature for growing to a large diameter. do. Moreover, there is a problem in that the temperature gradient becomes non-uniform because the heat is not easily transmitted to the center of the ingot growth portion 300 'where the ingot is grown, and the quality of the SiC single crystal ingot produced is also deteriorated.

도 1은 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1에는 반응 용기(200)의 내부 상단에 반응 용기 캡(700)이 형성되고, 상기 반응 용기 캡(700)의 하단에 종자정(100)이 고정되며, 상기 반응 용기의 상부에 잉곳 성장부(300)가 형성되고, 상기 반응 용기의 내부 중앙을 형성하는 열림부(510) 및 상기 열림부를 감싸는 다공체(520)를 포함하는 필터부(500)가 반응 용기의 하부에 형성되며, 상기 다공체와 상기 반응 용기 내벽 사이에 원료 수용부(400)가 형성되고, 상기 원료 수용부의 상단 및 상기 다공체의 상단에 차단부(600)가 형성되는 SiC 단결정 잉곳 성장 장치가 예시되어 있다.1 shows a cross-sectional view of a SiC single crystal ingot growth apparatus of an embodiment. In FIG. 1, a reaction vessel cap 700 is formed on an inner top of the reaction vessel 200, a seed crystal 100 is fixed at a lower end of the reaction vessel cap 700, and an ingot growth portion is formed at an upper portion of the reaction vessel. (300) is formed, the filter unit 500 including an opening portion 510 forming the inner center of the reaction vessel and a porous body 520 surrounding the opening portion is formed at the bottom of the reaction vessel, and the porous body A SiC single crystal ingot growth apparatus is illustrated in which a raw material accommodating part 400 is formed between the inner walls of the reaction vessel, and a blocking part 600 is formed on an upper end of the raw material accommodating part and the porous body.

일 구현에에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치에 따르면, 상기 원료 수용부(400)가 상기 다공체(520)와 상기 반응 용기 내벽 사이에 형성됨으로써, SiC 단결정 잉곳을 성장시키는데 필요한 에너지량을 감소시킬 수 있어 경제적이다. According to the SiC single crystal ingot growth apparatus according to one embodiment, the raw material accommodating part 400 is formed between the porous body 520 and the inner wall of the reaction vessel, thereby reducing the amount of energy required to grow the SiC single crystal ingot. It is economical.

또한, 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 대구경의 SiC 단결정 잉곳을 제조하는데에도 적합하다.In addition, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment is also suitable for manufacturing a large diameter SiC single crystal ingot.

나아가, 일 구현에에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는, 상기 다공체(520)가 탄소-함유 고분자 수지, SiC, 도펀트 및 용매를 포함하는 SiC 조성물을 탄화 또는 흑연화하는 과정을 거쳐 제조되고, 기공(523), 유로(524) 및 기공벽(525)을 포함하며, 상기 원료 수용부(400)의 상단 및 다공체(520)의 상단에는 차단부(600)가 형성된다. 따라서, 상기 반응 용기(200)에 열이 가해져도, SiC에 비하여 도펀트가 먼저 승화되지 않는다. 구체적으로, 상기 반응 용기(200)에 열이 가해지면, 상기 원료 수용부(400)에 있던 고체상태의 SiC가 기체로 승화되면서, 상기 다공체(520)를 거쳐 열림부(510)를 통해 이동한 후, 종자정(300)의 하부에서 다시 고체로 승화되면서 SiC 단결정 잉곳이 성장된다. Furthermore, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to one embodiment is manufactured through a process of carbonizing or graphitizing the SiC composition in which the porous body 520 includes a carbon-containing polymer resin, SiC, a dopant, and a solvent, and pores ( 523), a flow path 524 and a pore wall 525, the upper end of the raw material receiving portion 400 and the upper end of the porous body 520 is formed with a blocking portion 600. Therefore, even when heat is applied to the reaction vessel 200, the dopant does not sublimate first compared to SiC. Specifically, when heat is applied to the reaction vessel 200, SiC in a solid state in the raw material accommodating part 400 sublimates into a gas and moves through the opening part 510 through the porous body 520. Subsequently, the SiC single crystal ingot is grown while sublimating again as a solid at the bottom of the seed crystal 300.

이로써, 일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 미반응 원료의 양을 최소화할 수 있으므로, 비용 절감의 효과가 있다. Thus, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment can minimize the amount of unreacted raw materials, and thus has an effect of cost reduction.

또한, 일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 잉곳 성장부(300)의 온도 구배의 불균일성을 최소화하여, 형상, 성장률 및 품질이 향상된 SiC 단결정 잉곳을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 잉곳 성장부(300)의 온도 구배가 불균일하면, SiC 단결정 잉곳의 형상이 볼록하게 성장될 수 있다. 그러나, 일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 상기 잉곳 성장부(300)의 온도 구배가 균일하므로, 잉곳의 형상을 편평(falt)하게 성장시킬 수 있다.In addition, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment can minimize the non-uniformity of the temperature gradient of the ingot growth unit 300, thereby improving the shape, growth rate, and quality of the SiC single crystal ingot. Specifically, when the temperature gradient of the ingot growth portion 300 is non-uniform, the shape of the SiC single crystal ingot may be convexly grown. However, in the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment, since the temperature gradient of the ingot growth part 300 is uniform, the shape of the ingot can be grown flat.

나아가, 상기 균일한 온도 구배에 의하여 원료 공급도 균일하게 이루어지게 되므로, SiC 단결정 잉곳의 성장률 및 품질 향상은 물론, 다형제어에도 유리하다. 즉, 4H-SiC를 사용하는 경우, 3C, 6H 및 15R 등의 다형 성장을 억제하고 4H의 성장 안정성을 높일 수 있다.Furthermore, since the supply of raw materials is uniformly performed by the uniform temperature gradient, the growth rate and quality of the SiC single crystal ingot are improved, and it is also advantageous for polymorphic control. That is, when using 4H-SiC, it is possible to suppress polymorphic growth such as 3C, 6H and 15R, and increase the growth stability of 4H.

더욱이, 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 의도치 않은 불순물의 혼입을 억제할 수 있으며, 도핑 제어가 용이하다.Moreover, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to the embodiment can suppress the incorporation of unintended impurities and is easy to control doping.

일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는, 종자정(100) 및 반응 용기(200)를 포함하고, 상기 반응 용기(200)는 잉곳 성장부(300), 필터부(500), 원료 수용부(400) 및 차단부(600)를 포함하며, 상기 필터부(500)는 열림부(510) 및 다공체(520)을 포함한다. SiC single crystal ingot growth apparatus according to an embodiment, includes a seed crystal 100 and the reaction vessel 200, the reaction vessel 200 is an ingot growth unit 300, the filter unit 500, the raw material receiving unit It includes a 400 and the blocking unit 600, the filter unit 500 includes an opening 510 and the porous body 520.

구체적으로, 일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 소정의 직경을 갖는 종자정(100); 및Specifically, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to an embodiment includes a seed crystal 100 having a predetermined diameter; And

상기 종자정이 내부에 고정된 상태에서 상기 종자정의 표면에 잉곳을 성장시키는 반응 용기(200);를 포함하고, Including the reaction vessel 200 for growing an ingot on the surface of the seed crystal while the seed crystal is fixed therein,

상기 반응 용기(200)가,The reaction vessel 200,

상기 반응 용기 상부의 적어도 일부를 형성하고, 상단에 상기 종자정이 고정되는 잉곳 성장부(300);An ingot growth part 300 forming at least a part of the upper portion of the reaction vessel and having the seed crystal fixed at an upper end thereof;

상기 반응 용기의 내부 중앙을 형성하는 열림부(510) 및 상기 열림부를 감싸는 다공체(520)를 포함하고, 상기 종자정 하부에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하는 필터부(500);A filter unit 500 including an opening portion 510 forming an inner center of the reaction vessel and a porous body 520 surrounding the opening portion, and forming at least a portion of the lower portion of the reaction vessel while being positioned under the seed crystal;

상기 다공체와 상기 반응 용기 내벽 사이에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하고, 내부에 상기 잉곳의 원료가 수용되는 원료 수용부(400); 및A raw material accommodating part 400 which is located between the porous body and the inner wall of the reaction vessel to form at least a part of the lower portion of the reaction vessel, and accommodates the raw material of the ingot therein; And

상기 원료 수용부의 상단 및 상기 다공체의 상단에 위치한 차단부(600);를 포함한다. It includes; a blocking portion 600 located on the upper end of the raw material receiving portion and the porous body.

또한, 다른 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 상기 반응 용기의 상단에 위치한 반응 용기 캡(700)을 더 포함하고, 상기 반응 용기 캡의 하단에 상기 종자정이 고정될 수 있다. In addition, the SiC single crystal ingot growth apparatus according to another embodiment may further include a reaction vessel cap 700 located at the top of the reaction vessel, and the seed crystal may be fixed at the bottom of the reaction vessel cap.

종자정(100)Seed crystal (100)

일 구현예에 따르면, 상기 종자정(100)은 상기 반응 용기(400)의 내부 상단에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 종자정(100)은 상기 반응 용기 캡(700)의 하단에 고정될 수 있다. According to one embodiment, the seed crystal 100 may be fixed to the inner top of the reaction vessel 400. Specifically, the seed crystal 100 may be fixed to the bottom of the reaction vessel cap 700.

또한, 상기 종자정(100)은 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC 또는 15R-SiC 등 성장시키고자 하는 결정의 종류에 따라 다양한 결정 구조를 갖는 종자정(100)을 사용할 수 있다. In addition, the seed crystal 100 may be a seed crystal 100 having various crystal structures according to the type of crystal to be grown, such as 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC, or 15R-SiC.

일 구현예에 따르면, 상기 종자정의 직경(a)은 4 인치 이상이다. 구체적으로, 상기 종자정의 직경(a)은 4 인치 이상 50 인치 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 종자정의 직경(a)은 4 인치 내지 30 인치, 4 인치 내지 20 인치, 4 인치 내지 15 인치, 4 인치 내지 10 인치 또는 4 인치 내지 8 인치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the diameter (a) of the seed crystal is 4 inches or more. Specifically, the diameter (a) of the seed crystal may be 4 inches or more and 50 inches or less. More specifically, the diameter (a) of the seed crystal may be 4 inches to 30 inches, 4 inches to 20 inches, 4 inches to 15 inches, 4 inches to 10 inches, or 4 inches to 8 inches, but is not limited thereto. .

일 구현예에 따르면, 상기 종자정(100)의 하부에 성장되는 SiC 단결정 잉곳의 직경은 4 인치 이상 또는 6 인치 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 종자정(100)의 하부에 성장되는 SiC 단결정 잉곳의 직경은 4 인치 내지 55 인치, 4 인치 내지 35 인치, 4 인치 내지 25 인치, 4 인치 내지 15 인치, 6 인치 내지 55 인치, 6 인치 내지 35 인치, 6 인치 내지 20 인치, 6 인치 내지 15 인치 또는 4 인치 내지 8 인치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the diameter of the SiC single crystal ingot grown under the seed crystal 100 may be 4 inches or more or 6 inches or more. Specifically, the diameter of the SiC single crystal ingot grown at the bottom of the seed crystal 100 is 4 inches to 55 inches, 4 inches to 35 inches, 4 inches to 25 inches, 4 inches to 15 inches, 6 inches to 55 inches, It may be 6 inches to 35 inches, 6 inches to 20 inches, 6 inches to 15 inches, or 4 inches to 8 inches, but is not limited thereto.

다른 구현예에 따르면, 상기 종자정(100)의 하부에 성장되는 SiC 단결정 잉곳의 직경은 상기 종자정의 직경(a)보다 같거나 더 크다. According to another embodiment, the diameter of the SiC single crystal ingot grown under the seed crystal 100 is equal to or larger than the diameter (a) of the seed crystal.

반응 용기(200)Reaction vessel (200)

상기 반응 용기(200)는 도가니일 수 있고, 승화 온도 2600℃ 내지 3000℃ 이상의 융점을 갖는 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 그라파이트로 제작될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The reaction vessel 200 may be a crucible, may be made of a material having a melting point of 2600 ℃ to 3000 ℃ or more sublimation temperature. For example, it may be made of graphite, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 반응 용기(200)는 내부 공간을 가지며, 상단이 개방된 형태일 수 있다. In one embodiment, the reaction vessel 200 has an internal space, the upper end may be in an open form.

일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 상기 반응 용기(200)를 감싸는 단열 부재를 더 포함할 수 있다. SiC single crystal ingot growth apparatus according to an embodiment may further include a heat insulating member surrounding the reaction vessel 200.

다른 구현예에 따르면, 상기 잉곳의 원료가 수용된 반응 용기(200)는 밀폐될 수 있다. 상기 반응 용기(200)를 1층 이상의 단열 부재로 둘러싼 후, 가열 수단을 구비한 반응 챔버(ex. 석영관 등)에 넣는다. 상기 단열 부재 및 반응 챔버는 상기 반응 용기(200)의 온도를 SiC 단결정 성장 온도로 유지하도록 한다. According to another embodiment, the reaction vessel 200 in which the raw material of the ingot is accommodated may be sealed. After surrounding the reaction vessel 200 with at least one heat insulating member, it is placed in a reaction chamber (eg, quartz tube, etc.) equipped with heating means. The heat insulating member and the reaction chamber keep the temperature of the reaction vessel 200 at a SiC single crystal growth temperature.

상기 가열 수단은 유도가열 또는 저항가열 수단일 수 있다. 예를 들어, 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써, 반응 용기(200)를 가열하여 상기 원료를 원하는 온도로 가열하는 고주파 유도 코일이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The heating means may be induction heating or resistance heating means. For example, a high frequency induction coil may be used to heat the reaction vessel 200 to heat the raw material to a desired temperature by flowing a high frequency current through the high frequency induction coil, but is not limited thereto.

잉곳 성장부(300) 및 원료 수용부(400)Ingot growth section 300 and raw material receiving section 400

일 구현예에 따르면, 상기 반응 용기(200)는 상기 반응 용기의 상부의 적어도 일부를 형성하고, 상단에 상기 종자정(100)이 고정되는 잉곳 성장부(300)를 포함한다. According to one embodiment, the reaction vessel 200 forms at least a portion of the upper portion of the reaction vessel, and includes an ingot growth portion 300 to which the seed crystal 100 is fixed at the top.

구체적으로, 상기 반응 용기(200)에 열이 가해지면, 상기 원료 수용부(400)에 수용된 고체상태의 SiC가 기체로 승화되면서, 상기 다공체(520)를 거쳐 열림부(510)를 통해 이동한 후, 종자정(300)의 하부에서 다시 고체로 승화되면서 SiC 단결정 잉곳이 성장된다.Specifically, when heat is applied to the reaction vessel 200, SiC in a solid state accommodated in the raw material accommodating part 400 sublimates into a gas and moves through the opening part 510 through the porous body 520. Subsequently, the SiC single crystal ingot is grown while sublimating again as a solid at the bottom of the seed crystal 300.

다른 구현예에 따르면, 상기 반응 용기(200)는 상기 다공체(520)와 상기 반응 용기 내벽 사이에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하고, 내부에 상기 잉곳의 원료가 수용되는 원료 수용부(400)를 포함한다. According to another embodiment, the reaction vessel 200 is located between the porous body 520 and the inner wall of the reaction vessel to form at least a portion of the lower portion of the reaction vessel, the raw material receiving portion is accommodated inside the raw material of the ingot 400.

일 구현예에 따르면, 상기 원료는 SiC 분말이고, 상기 분말의 평균 직경이 10 ㎛ 내지 5,000 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 분말의 크기는 50 ㎛ 내지 3000 ㎛ 또는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the raw material is SiC powder, the average diameter of the powder may be 10 ㎛ to 5,000 ㎛. For example, the size of the powder may be 50 μm to 3000 μm or 100 μm to 1000 μm, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 SiC는 90 중량% 내지 99 중량%의 순도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 SiC는 91 중량% 내지 97 중량% 또는 93 중량% 내지 95 중량%의 순도를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the SiC may have a purity of 90% to 99% by weight. Specifically, the SiC may have a purity of 91% to 97% by weight or 93% to 95% by weight, but is not limited thereto.

필터부(500)Filter unit (500)

일 구현예에 따르면, 상기 필터부(500)는 열림부(510) 및 상기 열림부를 감싸는 다공체(520)를 포함한다. According to one embodiment, the filter unit 500 includes an opening 510 and a porous body 520 surrounding the opening.

구체적으로, 상기 반응 용기(200)는 상기 반응 용기의 내부 중앙을 형성하는 열림부(510) 및 상기 열림부(510)를 감싸는 다공체(520)를 포함하고, 상기 종자정(100)의 하부에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하는 필터부(500)를 포함한다. Specifically, the reaction vessel 200 includes an opening portion 510 and a porous body 520 surrounding the opening portion 510 forming an inner center of the reaction vessel, and is located at the bottom of the seed crystal 100. It includes a filter portion 500 to form at least a portion of the lower portion of the reaction vessel while being located.

일 구현예에 따르면, 상기 필터부(500)는 상기 반응 용기(200)의 하부 중앙을 형성할 수 있다. According to one embodiment, the filter unit 500 may form a lower center of the reaction vessel 200.

일 구현예에서, 상기 필터부(500)는 원통형 또는 다각형의 기둥 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 필터부(500)의 단면은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 별과 같은 기하학적 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the filter unit 500 may have a cylindrical or polygonal column shape. For example, the cross section of the filter unit 500 may be a circular, triangular, square, pentagonal, hexagonal, octagonal, or geometrical shape such as a star, but is not limited thereto.

도 3은 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 필터부(500)를 나타낸 것이다. 도 3에는 내부에 열림부(510)가 형성되어 있고 상기 열림부(510)를 감싸는 다공체(520)가 형성된 원통형의 필터부(500)가 예시되어 있다. 3 shows the filter unit 500 of the SiC single crystal ingot growth apparatus of the embodiment. In FIG. 3, a cylindrical filter unit 500 is illustrated in which an opening 510 is formed inside and a porous body 520 surrounding the opening 510 is formed.

도 4는 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 다른 필터부를 나타낸 것이다. 도 4에는 내부에 열림부(510)가 형성되어 있고 상기 열림부(510)를 감싸는 다공체(520)가 형성된 사각 기둥 형태의 필터부(500)가 예시되어 있다. 4 shows another filter part of the SiC single crystal ingot growth apparatus of the embodiment. In FIG. 4, an open portion 510 is formed inside, and a filter portion 500 in the form of a quadrangular pillar having a porous body 520 surrounding the open portion 510 is illustrated.

일 구현에에서, 상기 다공체(520)는 탄소-함유 고분자 수지, SiC, 도펀트 및 용매를 포함하는 SiC 조성물로부터 제조될 수 있다. In one implementation, the porous body 520 may be made from a SiC composition comprising a carbon-containing polymer resin, SiC, dopant, and solvent.

상기 탄소-함유 고분자 수지는 페놀계 수지, 폴리아크릴아마이드계 수지 및 열경화성 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The carbon-containing polymer resin may include at least one selected from the group consisting of phenolic resins, polyacrylamide resins and thermosetting resins.

상기 페놀계 수지는 노볼락 수지 및 레졸 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The phenol-based resin may be at least one selected from the group consisting of novolac resin and resol resin, but is not limited thereto.

상기 폴리아크릴아마이드계 수지는 폴리아믹산 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The polyacrylamide-based resin may be a polyamic acid resin, but is not limited thereto.

상기 열경화성 수지는 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지 및 알키드 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The thermosetting resin may be one or more selected from the group consisting of polyurethane resin, melamine resin and alkyd resin, but is not limited thereto.

상기 SiC는 분말 형태이고, 상기 분말의 평균 직경이 10 ㎛ 내지 5,000 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 분말의 크기는 50 ㎛ 내지 3,000 ㎛ 또는 100 ㎛ 내지 1,000 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The SiC is in powder form, and the average diameter of the powder may be 10 μm to 5,000 μm. For example, the size of the powder may be 50 μm to 3,000 μm or 100 μm to 1,000 μm, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 SiC는 90 중량% 내지 99 중량%의 순도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 SiC는 91 중량% 내지 97 중량% 또는 93 중량% 내지 95 중량%의 순도를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the SiC may have a purity of 90% to 99% by weight. Specifically, the SiC may have a purity of 91% to 97% by weight or 93% to 95% by weight, but is not limited thereto.

상기 도펀트는 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 코발트(Co)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도펀트는 천이 금속(transition elements, transition metal)일 수 있으며, 구체적으로 바나듐일 수 있다. 예를 들어, 바나듐은 SiC 결정 내에서 도너(donor) 혹은 억셉터(acceptor)의 어느 상태에서도 깊은 준위를 형성할 수 있고, 얕은 도너 또는 얕은 억셉터 불순물을 보상하여, 결정을 고 저항화 즉, 반절연 상태로 만들 수 있다.The dopant may include one or more selected from the group consisting of vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn) and cobalt (Co). For example, the dopant may be a transition element (transition metal), specifically, may be vanadium. For example, vanadium can form a deep level in either a donor or an acceptor within a SiC crystal, compensating for a shallow donor or shallow acceptor impurity, making the crystal highly resistant, i.e. It can be made semi-insulated.

상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 20 중량%의 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 17 중량%, 5 중량% 내지 15 중량%, 10 중량% 내지 15 중량%의 도펀트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The SiC composition may include 1 wt% to 20 wt% of a dopant based on the total weight of the SiC composition. For example, the SiC composition may include 5 wt% to 17 wt%, 5 wt% to 15 wt%, 10 wt% to 15 wt% dopant based on the total weight of the SiC composition, but It is not limited.

일 구현예에 따르면, 상기 용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 용매는 에탄올일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the solvent may be one or more selected from the group consisting of ethanol, methanol, acetone, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. Specifically, the solvent may be ethanol, but is not limited thereto.

상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 20 중량%의 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 17 중량%, 5 중량% 내지 15 중량% 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 용매를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The SiC composition may include 1% by weight to 20% by weight of a solvent based on the total weight of the SiC composition. For example, the SiC composition may include 5 wt% to 17 wt%, 5 wt% to 15 wt%, or 10 wt% to 15 wt% of a solvent based on the total weight of the SiC composition. It is not limited.

상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 40 중량%의 탄소-함유 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 35 중량%, 5 중량 % 내지 30 중량% 또는 10 중량% 내지 30 중량%의 탄소-함유 고분자 수지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The SiC composition may include 1% to 40% by weight of a carbon-containing polymer resin based on the total weight of the SiC composition. For example, the SiC composition may include 5% to 35% by weight, 5% to 30% by weight, or 10% to 30% by weight of a carbon-containing polymer resin based on the total weight of the SiC composition. However, it is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 용매는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 디메틸포름아미드 및 디메틸술폭시드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 용매는 에탄올일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the solvent may be one or more selected from the group consisting of ethanol, methanol, acetone, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. Specifically, the solvent may be ethanol, but is not limited thereto.

상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 20 중량%의 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 SiC 조성물은 상기 SiC 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량% 내지 17 중량%, 5 중량% 내지 15 중량% 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 용매를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The SiC composition may include 1% by weight to 20% by weight of a solvent based on the total weight of the SiC composition. For example, the SiC composition may include 5 wt% to 17 wt%, 5 wt% to 15 wt%, or 10 wt% to 15 wt% of a solvent based on the total weight of the SiC composition. It is not limited.

일 구현예에서, 상기 다공체는 상기 SiC 조성물을 탄화 또는 흑연화 하는 과정을 거쳐 제조된다. In one embodiment, the porous body is prepared through carbonization or graphitization of the SiC composition.

구체적으로, 상기 다공체는 상기 SiC 조성물을 건조; 경화; 및 탄화(carbonization) 또는 흑연화(graphitization)하는 과정을 거쳐 제조될 수 있다. Specifically, the porous body dried the SiC composition; Hardening; And carbonization or graphitization.

일 구현예에 따르면, 상기 건조는 30℃ 내지 400℃ 또는 50℃ 내지 350℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 경화는 30℃ 내지 400℃ 또는 100℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 건조 및 경화 조건을 만족함으로써, 상기 SiC 조성물의 탄화 또는 흑연화에 유리할 수 있다.According to one embodiment, the drying may be performed in a temperature range of 30 ℃ to 400 ℃ or 50 ℃ to 350 ℃. In addition, the curing may be performed in a temperature range of 30 ℃ to 400 ℃ or 100 ℃ to 400 ℃. By satisfying the drying and curing conditions, it can be advantageous for carbonization or graphitization of the SiC composition.

예를 들어, 상기 건조는 30℃ 내지 400℃, 50℃ 내지 350℃ 또는 50℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 1 시간 내지 5시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 경화는 30℃ 내지 400℃, 100℃ 내지 400℃ 또는 150℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 1 시간 내지 10 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the drying may be performed for 1 hour to 5 hours in a temperature range of 30 ° C to 400 ° C, 50 ° C to 350 ° C, or 50 ° C to 300 ° C, but is not limited thereto. In addition, the curing may be performed for 1 hour to 10 hours in a temperature range of 30 ° C to 400 ° C, 100 ° C to 400 ° C, or 150 ° C to 400 ° C, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 탄화 또는 흑연화는 200℃ 내지 2200℃의 온도 범위 및 1 torr 내지 1500 torr의 압력 조건에서 수행된다. 상기 온도 및 압력 조건을 만족함으로써, 상기 SiC 조성물의 탄화 또는 흑연화에 유리할 수 있다.According to one embodiment, the carbonization or graphitization is performed in a temperature range of 200 ° C to 2200 ° C and a pressure condition of 1 torr to 1500 torr. By satisfying the temperature and pressure conditions, it can be advantageous for carbonization or graphitization of the SiC composition.

예를 들어, 상기 건조 및 경화 단계를 거친 SiC 조성물은 300℃ 내지 600℃의 온도 범위 및 500 torr 내지 700 torr의 압력 조건에서 열처리를 진행한 후, 2000℃ 내지 2200℃의 온도 범위 및 500 torr 내지 800torr의 압력 조건에서 탄화 또는 흑연화 될 수 있다. 또한, 상기 탄화 또는 흑연화는 1 시간 내지 5 시간 또는 2 시간 내지 5 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, after the drying and curing step, the SiC composition is subjected to heat treatment in a temperature range of 300 ° C to 600 ° C and a pressure condition of 500 torr to 700 torr, and then a temperature range of 2000 ° C to 2200 ° C and 500 torr to It can be carbonized or graphitized under 800 torr pressure condition. In addition, the carbonization or graphitization may be performed for 1 hour to 5 hours or 2 hours to 5 hours, but is not limited thereto.

일 구현예에 따르면, 상기 탄화 또는 흑연화는 불활성 분위기에서 열처리하는 것을 의미한다. 상기 불활성 분위기는 질소 분위기 또는 아르곤 분위기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the carbonization or graphitization means heat treatment in an inert atmosphere. The inert atmosphere may be a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 다공체(520)는 기공(523), 유로(524) 및 기공벽(525)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 다공체는 기공(523), 유로(524) 및 기공벽(525)을 포함함으로써, 도펀트와 반응한 원료 물질이 균일하게 이동할 수 있음은 물론, C/Si의 비율도 종래보다 증가하므로 다형의 안정성도 향상시킬 수 있다. In one embodiment, the porous body 520 may include a pore 523, a flow path 524, and a pore wall 525. Specifically, since the porous body includes pores 523, flow paths 524, and pore walls 525, the raw material reacted with the dopant can be uniformly moved, and the C / Si ratio is also increased as compared to the prior art. The stability of the polymorph can also be improved.

일 구현예에서, 상기 기공의 직경(D11)은 1 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 10 ㎛ 내지 400 ㎛, 25 ㎛ 내지 300 ㎛, 50 ㎛ 내지 200 ㎛ 또는 75 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the pore diameter (D11) may be 1 μm to 500 μm. For example, it may be 10 μm to 400 μm, 25 μm to 300 μm, 50 μm to 200 μm, or 75 μm to 100 μm, but is not limited thereto.

다른 구현예에서, 상기 다공체의 비표면적은 1,000 m2/g 내지 4,000 m2/g일 수 있다. 예를 들어, 1,200 m2/g 내지 3,500 m2/g, 1,300 m2/g 내지 3,000 m2/g, 1,400 m2/g 내지 2,500 m2/g 또는 1,500 m2/g 내지 2,000 m2/g일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In another embodiment, the specific surface area of the porous body may be 1,000 m 2 / g to 4,000 m 2 / g. For example, 1,200 m 2 / g to 3,500 m 2 / g, 1,300 m 2 / g to 3,000 m 2 / g, 1,400 m 2 / g to 2,500 m 2 / g or 1,500 m 2 / g to 2,000 m 2 / g, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 다공체(520)는 외주면(522)과 내주면(521)을 포함할 수 있다. 상기 다공체의 두께(T1)는 상기 다공체의 외주면(522)과 내주면(521) 사이의 평균 두께를 의미한다. In one embodiment, the porous body 520 may include an outer peripheral surface 522 and an inner peripheral surface 521. The thickness T1 of the porous body means an average thickness between the outer peripheral surface 522 and the inner peripheral surface 521 of the porous body.

일 구현예에서, 상기 다공체의 두께(T1)는 5 mm 내지 20 mm일 수 있다. 예를 들어, 7 mm 내지 20 mm, 7 mm 내지 18 mm, 10 mm 내지 18 mm 또는 10 mm 내지 16 mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the thickness (T1) of the porous body may be 5 mm to 20 mm. For example, it may be 7 mm to 20 mm, 7 mm to 18 mm, 10 mm to 18 mm, or 10 mm to 16 mm, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 열림부의 직경(D1)은 상기 종자정의 직경(a)의 15% 내지 30%일 수 있다. 예를 들어, 상기 열림부의 직경(D1)은 상기 종자정의 직경(a)의 15% 내지 75%, 17% 내지 35%, 17% 내지 33%, 20% 내지 33%, 20% 내지 30%, 23% 내지 30% 또는 25% 내지 30%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 열림부가 다각형 기둥 형태일 경우, 상기 다각형 기둥 형태의 열림부의 직경은 상기 다각형과 동일한 면적으로 변환된 원형의 직경을 의미한다. In one embodiment, the diameter (D1) of the opening portion may be 15% to 30% of the diameter (a) of the seed crystal. For example, the diameter (D1) of the opening portion is 15% to 75%, 17% to 35%, 17% to 33%, 20% to 33%, 20% to 30% of the diameter (a) of the seed crystal, 23% to 30% or 25% to 30%, but is not limited thereto. In addition, when the opening portion has a polygonal column shape, the diameter of the polygonal column-shaped opening portion means a diameter of a circle converted to the same area as the polygon.

차단부(600)Blocking part (600)

일 구현예에 따르면, 상기 반응 용기(200)는 상기 원료 수용부(400)의 상단 및 상기 다공체(520)의 상단에 위치한 차단부(600)를 포함한다. According to one embodiment, the reaction vessel 200 includes a blocking portion 600 located on the upper end of the raw material receiving portion 400 and the porous body 520.

상기 차단부(600)가 상기 원료 수용부(400)의 상단 및 상기 다공체(520)의 상단에 위치함으로써, 미반응 원료의 양을 최소화할 수 있으므로, 비용 절감의 효과가 있다. 또한, 의도치 않은 불순물의 혼입을 억제할 수 있으며, 도핑 제어도 용이하다.Since the blocking part 600 is located at the upper end of the raw material accommodating part 400 and the upper end of the porous body 520, the amount of unreacted raw materials can be minimized, thereby reducing cost. In addition, inadvertent mixing of impurities can be suppressed, and doping control is easy.

도 5는 구현예의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치의 차단부(600)를 나타낸 것이다. 도 5에는 내부 공간을 가지고 있는 차단부(600)가 예시되어 있다. Figure 5 shows the blocking portion 600 of the SiC single crystal ingot growth apparatus of the embodiment. In FIG. 5, a blocking part 600 having an internal space is illustrated.

일 구현예에서, 상기 열림부의 직경(D1)은 상기 차단부의 내부 직경(D2)보다 크거나 같다. In one embodiment, the diameter (D1) of the opening portion is greater than or equal to the inner diameter (D2) of the blocking portion.

일 구현예에서, 상기 열림부의 직경(D1)과 상기 차단부의 내부 직경(D2)의 비율은 1 : 0.8 내지 1 : 1일 수 있다. 예를 들어, 1 : 0.9 또는 1 : 1일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the ratio of the diameter (D1) of the opening portion and the inner diameter (D2) of the blocking portion may be 1: 0.8 to 1: 1. For example, it may be 1: 0.9 or 1: 1, but is not limited thereto.

일 구현예에서, 상기 차단부(600)는 흑연, 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 카아비드(TaC), 텅스텐(W) 및 텅스텐카바이드(WC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment, the blocking part 600 may include one or more selected from the group consisting of graphite, tantalum (Ta), tantalum carbide (TaC), tungsten (W), and tungsten carbide (WC). .

일 구현예에서, 상기 차단부의 두께(T2)는 1 mm 내지 10 mm일 수 있다. 예를 들어, 3 mm 내지 10 mm, 3 mm 내지 8 mm 또는 5 mm 내지 8 mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the thickness (T2) of the blocking portion may be 1 mm to 10 mm. For example, it may be 3 mm to 10 mm, 3 mm to 8 mm, or 5 mm to 8 mm, but is not limited thereto.

반응 용기 캡(700)Reaction vessel cap (700)

일 구현예에 따른 SiC 단결정 잉곳 성장 장치는 상기 반응 용기(100)의 상단에 위치한 반응 용기 캡(700)을 더 포함하고, 상기 반응 용기 캡(700)의 하단에 상기 종자정(100)이 고정된다. SiC single crystal ingot growth apparatus according to an embodiment further includes a reaction vessel cap 700 located at the top of the reaction vessel 100, the seed crystal 100 is fixed to the bottom of the reaction vessel cap 700 do.

일 구현예에 따르면, 상기 SiC 단결정 잉곳 성장 장치에 의해 제조된 상기 SiC 단결정 잉곳은 0.1 Ω㎝ 내지 1×1010 Ω㎝의 비저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 SiC 단결정 잉곳은 0.1 Ω㎝ 내지 1×105 Ω㎝, 1 Ω㎝ 내지 1×108 Ω㎝ 또는 10 Ω㎝ 내지 1×105 Ω㎝의 비저항을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the SiC single crystal ingot produced by the SiC single crystal ingot growth apparatus may have a specific resistance of 0.1 mm 2 to 1 × 10 10 mm 2. For example, the SiC single crystal ingot may have a specific resistance of 0.1 Ω㎝ to 1 × 10 5 Ω㎝, 1 Ω㎝ to 1 × 10 8 Ω㎝ or 10 Ω㎝ to 1 × 10 5 Ω㎝, but is not limited thereto. It does not work.

일 구현예에 따르면, 상기 SiC 단결정 잉곳 성장 장치에 의해 제조된 상기 SiC 단결정 잉곳의 도펀트 농도는 1×1015 atoms/cc 내지 5×1017 atoms/cc 이다. 구체적으로, 상기 SiC 단결정 잉곳의 도펀트 농도는 5×1015 atoms/cc 내지 1×1017 atoms/cc 또는 1×1016 atoms/cc 내지 5×1016 atoms/cc 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the dopant concentration of the SiC single crystal ingot produced by the SiC single crystal ingot growth apparatus is 1 × 10 15 atoms / cc to 5 × 10 17 atoms / cc. Specifically, the dopant concentration of the SiC single crystal ingot may be 5 × 10 15 atoms / cc to 1 × 10 17 atoms / cc or 1 × 10 16 atoms / cc to 5 × 10 16 atoms / cc, but is not limited thereto. no.

일 구현예에 따르면, 상기 SiC 단결정 잉곳은 95% 내지 99.9%의 순도를 갖는다. 예를 들어, 상기 SiC 단결정 잉곳은 95% 내지 99.5%, 97% 내지 99.5%, 98% 내지 99.5%, 98% 내지 99%의 순도를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the SiC single crystal ingot has a purity of 95% to 99.9%. For example, the SiC single crystal ingot may have a purity of 95% to 99.5%, 97% to 99.5%, 98% to 99.5%, and 98% to 99%, but is not limited thereto.

상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The above contents will be described in more detail by the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the examples is not limited thereto.

<실시예><Example>

도 1에 도시된 바와 같은 SiC 단결정 잉곳 성장 장치를 통해 SiC 단결정 잉곳을 제조하였다. The SiC single crystal ingot was manufactured through the SiC single crystal ingot growth apparatus as shown in FIG. 1.

탄소-함유 고분자 수지로 페놀계 수지(제품명: KC-5536, 제조사: 강남화성) 10 중량%, SiC (제품명:NANKO GC 150) 70 중량%, 에탄올 용매(제조사: OCI) 18 중량% 및 바나듐 카바이드 도펀트(제조사 : 씨그마알드리치) 2 중량%를 혼합하였다. 500℃ 및 700 torr의 조건에서 열처리를 진행한 후, 2000℃ 및 760 torr의 조건에서 5 시간 동안 탄화 또는 흑연화하여, 다공체를 형성하였다. As a carbon-containing polymer resin, 10% by weight of phenolic resin (product name: KC-5536, manufacturer: Gangnam Chemicals), 70% by weight of SiC (product name: NANKO GC 150), 18% by weight of ethanol solvent (manufacturer: OCI) and vanadium carbide Dopant (manufacturer: Sigma Aldrich) 2% by weight was mixed. After heat treatment was performed at 500 ° C and 700 torr, carbonization or graphitization was performed at 2000 ° C and 760 torr for 5 hours to form a porous body.

그라파이트 도가니의 내부 상단에 종자정을 장착한 후, 상기 도가니를 단열 부재로 둘러싸고, 가열 코일이 구비된 반응 챔버 내에 넣었다. 도가니 내를 진공 상태로 만든 뒤, 아르곤 가스를 서서히 주입하였다. 이와 함께, 도가니 내의 온도를 2400℃까지 승온시키고, 700 torr로 승압시켰다. 이후, 압력을 점점 낮추어 30 torr에 도달시킨 후, 상기 조건에서 50시간 동안 SiC 단결정 잉곳을 종자정에 성장시켜, 직경 약 6인치의 SiC 단결정 잉곳을 제조하였다. After the seed crystal was mounted on the inner top of the graphite crucible, the crucible was surrounded by a heat insulating member and placed in a reaction chamber equipped with a heating coil. After the inside of the crucible was vacuumed, argon gas was slowly injected. At the same time, the temperature in the crucible was raised to 2400 ° C, and the temperature was raised to 700 torr. Thereafter, the pressure was gradually lowered to reach 30 torr, and the SiC single crystal ingot was grown in a seed crystal for 50 hours under the above conditions to prepare a SiC single crystal ingot having a diameter of about 6 inches.

<비교예><Comparative Example>

도 2에 도시된 바와 같은 종래의 SiC 단결정 잉곳 성장 장치를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예와 동일하게 실험하여 SiC 단결정 잉곳을 제조하였다. Except for using a conventional SiC single crystal ingot growth apparatus as shown in FIG. 2, an SiC single crystal ingot was manufactured in the same manner as in the above example.

<평가예: UV 이미지 및 분말의 잔류 여부 평가><Evaluation example: UV image and powder residual evaluation>

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 SiC 단결정 잉곳에 대하여, UV Lamp를 이용한 육안 검사를 이용하여, UV 이미지 및 분말의 잔류 여부를 평가하였다. For the SiC single crystal ingots prepared in the above Examples and Comparative Examples, the presence or absence of UV images and powders was evaluated by visual inspection using a UV lamp.

도 6은 실시예의 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이고, 도 7은 비교예의 SiC 단결정 잉곳의 UV 이미지를 나타낸 것이다. 6 shows the UV image of the SiC single crystal ingot of the embodiment, and FIG. 7 shows the UV image of the SiC single crystal ingot of the comparative example.

상기 도 6 및 도 7의 UV 이미지를 통해 다형 제어를 확인할 수 있다. 구체적으로, 초록색은 4H, 붉은색은 6H 및 검은색은 15R을 나타낸다. 따라서, 상기 도 6에서 보는 바와 같이, 실시예에 따라 제조된 SiC 단결정 잉곳은 목적하는 4H가 균일하게 형성된 것을 알 수 있다. 반면, 도 7에서 보는 바와 같이, 비교예에 따라 제조된 SiC 단결정 잉곳은 4H, 6H 및 15R이 부분적으로 형성되어 SiC 단결정 잉곳의 품질이 낮은 것을 알 수 있다. The polymorphic control may be confirmed through the UV images of FIGS. 6 and 7. Specifically, green represents 4H, red represents 6H, and black represents 15R. Therefore, as shown in FIG. 6, it can be seen that the desired 4H was uniformly formed in the SiC single crystal ingot prepared according to the embodiment. On the other hand, as shown in Figure 7, the SiC single crystal ingot prepared according to the comparative example 4H, 6H and 15R are partially formed, it can be seen that the quality of the SiC single crystal ingot is low.

100, 100': 종자정
200, 200': 반응 용기
300, 300': 잉곳 성장부
400, 400': 원료 수용부
500: 필터부
510: 열림부 520: 다공체
521: 다공체 내주면 522: 다공체 외주면
523: 기공 524: 유로
525: 기공벽
600: 차단부
700, 700': 반응 용기 캡
800': 도펀트가 장입된 다공성 흑연 컨테이너
D1: 열림부의 직경 D2: 차단부의 내부 직경
D11: 기공의 직경
T1: 다공체의 두께 T2: 차단부의 두께100, 100 ': seed crystal
200, 200 ': reaction vessel
300, 300 ': ingot growth department
400, 400 ': raw material receiving section
500: filter unit
510: opening 520: porous body
521: inner peripheral surface of the porous body 522: outer peripheral surface of the porous body
523: Qigong 524: Euro
525: pore wall
600: block
700, 700 ': reaction vessel cap
800 ': porous graphite container loaded with dopant
D1: diameter of the opening D2: inner diameter of the blocking
D11: pore diameter
T1: thickness of the porous body T2: thickness of the blocking portion

Claims (18)

소정의 직경을 갖는 종자정; 및
상기 종자정이 내부에 고정된 상태에서 상기 종자정의 표면에 잉곳을 성장시키는 반응 용기;를 포함하고,
상기 반응 용기가,
상기 반응 용기 상부의 적어도 일부를 형성하고, 상단에 상기 종자정이 고정되는 잉곳 성장부;
상기 반응 용기의 내부 중앙을 형성하는 열림부 및 상기 열림부를 감싸는 다공체를 포함하고, 상기 종자정의 하부에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하는 필터부;
상기 다공체와 상기 반응 용기 내벽 사이에 위치하면서 상기 반응 용기 하부의 적어도 일부를 형성하고, 내부에 상기 잉곳의 원료가 수용되는 원료 수용부; 및
상기 원료 수용부의 상단 및 상기 다공체의 상단에 위치한 차단부;를 포함하고,
상기 다공체가 탄소-함유 고분자 수지, SiC, 도펀트 및 용매를 포함하는 SiC 조성물로부터 제조된, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.Seed crystals having a predetermined diameter; And
Including the reaction vessel for growing the ingot on the surface of the seed crystal while the seed crystal is fixed therein,
The reaction vessel,
An ingot growth part forming at least a part of the upper portion of the reaction vessel and having the seed crystal fixed at an upper end;
A filter portion including an opening portion forming an inner center of the reaction vessel and a porous body surrounding the opening portion, and positioned at a lower portion of the seed crystal to form at least a portion of the lower portion of the reaction vessel;
It is located between the porous body and the inner wall of the reaction vessel to form at least a portion of the lower portion of the reaction vessel, the raw material receiving portion for receiving the raw material of the ingot therein; And
Includes; a blocking portion located on the upper end of the raw material receiving portion and the porous body,
SiC single crystal ingot growth apparatus, wherein the porous body is prepared from a SiC composition comprising a carbon-containing polymer resin, SiC, a dopant, and a solvent. 제1항에 있어서,
상기 반응 용기의 상단에 위치한 반응 용기 캡을 더 포함하고,
상기 반응 용기 캡의 하단에 상기 종자정이 고정된, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
Further comprising a reaction vessel cap located on top of the reaction vessel,
The seed crystal is fixed to the bottom of the reaction vessel cap, SiC single crystal ingot growth apparatus. 제1항에 있어서,
상기 원료는 SiC 분말이고, 상기 분말의 평균 직경이 10 ㎛ 내지 5,000 ㎛인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
The raw material is SiC powder, the average diameter of the powder is 10 ㎛ to 5,000 ㎛, SiC single crystal ingot growth apparatus. 제1항에 있어서,
상기 필터부가 상기 반응 용기의 하부 중앙을 형성하는, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, wherein the filter portion forms a lower center of the reaction vessel. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 SiC가 분말 형태이고, 상기 분말의 평균 직경이 10 ㎛ 내지 5,000 ㎛인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
The SiC powder form, the average diameter of the powder is 10 ㎛ to 5,000 ㎛, SiC single crystal ingot growth apparatus. 제1항에 있어서,
상기 도펀트가 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 코발트(Co)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
The dopant includes at least one selected from the group consisting of vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn) and cobalt (Co), SiC single crystal ingot growth apparatus. 제1항에 있어서,
상기 다공체가 상기 SiC 조성물을 탄화(carbonization) 또는 흑연화(graphitization)하는 과정을 거쳐 제조된, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, the porous body is manufactured through a process of carbonization or graphitization of the SiC composition. 제1항에 있어서,
상기 다공체가 상기 SiC 조성물을 건조; 경화; 및 탄화(carbonization) 또는 흑연화(graphitization)하는 과정을 거쳐 제조된, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
The porous body dried the SiC composition; Hardening; And a SiC single crystal ingot growth apparatus manufactured through a process of carbonization or graphitization. 제1항에 있어서,
상기 다공체가 기공, 유로 및 기공벽을 포함하는, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, wherein the porous body includes pores, flow paths and pore walls. 제10항에 있어서,
상기 기공의 직경이 1 ㎛ 내지 500 ㎛인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.The method of claim 10,
SiC single crystal ingot growth apparatus, the pore diameter of 1 ㎛ to 500 ㎛. 제1항에 있어서,
상기 다공체의 비표면적이 1,000 m2/g 내지 4,000 m2/g인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, the specific surface area of the porous body is 1,000 m 2 / g to 4,000 m 2 / g. 제1항에 있어서,
상기 다공체의 두께가 5 mm 내지 20 mm인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, the thickness of the porous body is 5 mm to 20 mm. 제1항에 있어서,
상기 열림부의 직경은 상기 종자정의 직경의 15% 내지 40%인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
The diameter of the opening portion is 15% to 40% of the diameter of the seed crystal, SiC single crystal ingot growth apparatus. 제1항에 있어서,
상기 열림부의 직경이 상기 차단부의 내부 직경보다 크거나 같은, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, the diameter of the opening portion is greater than or equal to the inner diameter of the blocking portion. 제1항에 있어서,
상기 열림부의 직경과 상기 차단부의 내부 직경의 비율이 1 : 0.8 내지 1 : 1인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus, the ratio of the diameter of the opening portion and the inner diameter of the blocking portion is from 1: 0.8 to 1: 1. 제1항에 있어서,
상기 차단부가 흑연, 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 카아비드(TaC), 텅스텐(W) 및 텅스텐카바이드(WC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
SiC single crystal ingot growth apparatus comprising at least one selected from the group consisting of graphite, tantalum (Ta), tantalum carbide (TaC), tungsten (W), and tungsten carbide (WC). 제1항에 있어서,
상기 차단부의 두께는 1 mm 내지 10 mm 인, SiC 단결정 잉곳 성장 장치.According to claim 1,
The thickness of the blocking portion is 1 mm to 10 mm, SiC single crystal ingot growth apparatus.
KR1020180106272A 2018-08-30 2018-09-06 Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot KR102088924B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106272A KR102088924B1 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot
CN201980056925.9A CN112639174B (en) 2018-08-30 2019-07-26 Method for growing semi-insulating silicon carbide single crystal ingot and apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot
US17/268,189 US11846038B2 (en) 2018-08-30 2019-07-26 Method of growing semi-insulating silicon carbide single crystal using dopant coated with a carbon-based material
PCT/KR2019/009314 WO2020045833A1 (en) 2018-08-30 2019-07-26 Method of growing semi-insulating silicon carbide single crystal ingot and apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot
US18/169,883 US11859305B2 (en) 2018-08-30 2023-02-16 Apparatus for growing a SiC single crystal ingot comprising a filter unit having a porous body surrounding an opening unit that is located under a seed crystal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106272A KR102088924B1 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102088924B1 true KR102088924B1 (en) 2020-03-13

Family

ID=69938314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180106272A KR102088924B1 (en) 2018-08-30 2018-09-06 Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102088924B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113564711A (en) * 2021-08-02 2021-10-29 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 Method for rapidly growing high-quality silicon carbide
CN115573029A (en) * 2022-10-25 2023-01-06 浙江大学杭州国际科创中心 Large-size silicon carbide growth device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067883A (en) 2008-12-12 2010-06-22 (주)크리스밴드 Apparatus for growing a single crystal
KR20120140547A (en) * 2011-06-21 2012-12-31 엘지이노텍 주식회사 Apparatus for fabricating ingot
JP2014518195A (en) * 2011-06-29 2014-07-28 エスケー イノベーション カンパニー リミテッド Silicon carbide single crystal growth apparatus and method
KR20160049590A (en) * 2014-10-27 2016-05-10 오씨아이 주식회사 Ingot manufacturing equipment
KR20170073834A (en) * 2015-12-18 2017-06-29 재단법인 포항산업과학연구원 Growth device for silicon carbide single crystal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100067883A (en) 2008-12-12 2010-06-22 (주)크리스밴드 Apparatus for growing a single crystal
KR20120140547A (en) * 2011-06-21 2012-12-31 엘지이노텍 주식회사 Apparatus for fabricating ingot
JP2014518195A (en) * 2011-06-29 2014-07-28 エスケー イノベーション カンパニー リミテッド Silicon carbide single crystal growth apparatus and method
KR20160049590A (en) * 2014-10-27 2016-05-10 오씨아이 주식회사 Ingot manufacturing equipment
KR20170073834A (en) * 2015-12-18 2017-06-29 재단법인 포항산업과학연구원 Growth device for silicon carbide single crystal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113564711A (en) * 2021-08-02 2021-10-29 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 Method for rapidly growing high-quality silicon carbide
CN115573029A (en) * 2022-10-25 2023-01-06 浙江大学杭州国际科创中心 Large-size silicon carbide growth device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102088924B1 (en) Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot
JP5304600B2 (en) SiC single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method
US20120285370A1 (en) Sublimation growth of sic single crystals
KR101809642B1 (en) Method for growing silicon carbide single crystal ingot with large diameter
US11859305B2 (en) Apparatus for growing a SiC single crystal ingot comprising a filter unit having a porous body surrounding an opening unit that is located under a seed crystal
KR101633183B1 (en) Ingot manufacturing equipment
KR102272432B1 (en) Silicon carbide powder, method of fabrication the same and silicon carbide single crystal
JP2012171812A (en) Method for producing 4h type silicon carbide single crystal
KR102090082B1 (en) Method for growing silicon carbide single crystal ingot
KR102090085B1 (en) Method for growing semi-insulating silicon carbide single crystal ingot
KR102109805B1 (en) Apparatus for growing silicon carbide single crystal ingot
KR102090084B1 (en) Method for growing semi-insulating silicon carbide single crystal ingot
KR102058870B1 (en) Method for growing silicon carbide single crystal ingot with large diameter
KR20110122090A (en) Apparatus for producing nitride semiconductor crystal, method for producing nitride semiconductor crystal, and nitride semiconductor crystal
KR102272431B1 (en) Silicon carbide powder, method of fabrication the same and silicon carbide single crystal
KR101227051B1 (en) Single crystal method and single crystal rawmaterial
KR102269878B1 (en) Method of manufacturing silicon carbide powder and silicon carbide single crystal
KR102035786B1 (en) Method for growing sic single crystal
KR20170073834A (en) Growth device for silicon carbide single crystal
KR102105565B1 (en) Silicon carbide powder
KR101841109B1 (en) Apparatus for fabricating ingot
KR102177759B1 (en) Seed attachment method
JP2021014385A (en) Method for manufacturing 4h silicon carbide single crystal
KR20130066976A (en) Single crystal growth apparatus and method
KR20130084496A (en) Single crystal growth apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant