KR102122668B1 - 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법 - Google Patents

잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102122668B1
KR102122668B1 KR1020180159996A KR20180159996A KR102122668B1 KR 102122668 B1 KR102122668 B1 KR 102122668B1 KR 1020180159996 A KR1020180159996 A KR 1020180159996A KR 20180159996 A KR20180159996 A KR 20180159996A KR 102122668 B1 KR102122668 B1 KR 102122668B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ingot
seed crystal
core member
manufacturing
crucible body
Prior art date
Application number
KR1020180159996A
Other languages
English (en)
Inventor
장병규
김정규
최정우
구갑렬
고상기
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 KR1020180159996A priority Critical patent/KR102122668B1/ko
Priority to JP2019108423A priority patent/JP6856705B2/ja
Priority to TW108123152A priority patent/TWI714152B/zh
Priority to CN201910643497.1A priority patent/CN111304745B/zh
Priority to EP19190145.3A priority patent/EP3666934B1/en
Priority to HUE19190145A priority patent/HUE064789T2/hu
Priority to PL19190145.3T priority patent/PL3666934T3/pl
Priority to US16/555,583 priority patent/US11078599B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102122668B1 publication Critical patent/KR102122668B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10—Crucibles or containers for supporting the melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/32—Seed holders, e.g. chucks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/36—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method characterised by the seed, e.g. its crystallographic orientation
    • 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
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
    • C30B29/66—Crystals of complex geometrical shape, e.g. tubes, cylinders
    • 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
    • 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
    • C30B35/007—Apparatus for preparing, pre-treating the source material to be used for crystal growth

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법에 대한 것으로, 개방부를 가지며 원료가 수용되는 도가니 본체; 그리고 상기 개방부에 위치하여 상기 도가니 본체에 적어도 그 일부가 고정되는 뚜껑 조립체;를 포함하는 잉곳의 제조장치로, 상기 뚜껑 조립체는, 상하 관통된 배치홀; 상기 배치홀의 둘레를 감싸며 상기 개방부의 둘레를 따라 배치되는 테두리 부재; 및 상기 배치홀에 위치하며 상기 테두리 부재를 기준으로 상하로 이동되는 코어부재;를 포함하는 잉곳의 제조장치를 적용하여 보다 대구경의 고품질 단결정 잉곳을 제공할 수 있다.

Description

잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법 {APPARATUS FOR INGOT AND PREPARATION METHOD OF SILICON CARBIDE INGOT WITH THE SAME}
본 발명은 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법에 관한 것이다.
탄화규소(SiC), 실리콘(Si), 질화갈륨(GaN), 사파이어(Al2O3), 갈륨비소(GaAs), 질화알루미늄(AlN) 등의 단결정(single crystal)은 이의 다결정(polycrystal)으로부터 기대할 수 없는 특성을 나타내므로 산업분야에서의 수요가 증가하고 있다.
단결정 탄화규소(single crystal SiC)는, 에너지 밴드갭(energy band gap)이 크고, 최대 절연파괴전계(break field voltage) 및 열전도율(thermal conductivity)이 실리콘(Si)보다 우수하다. 또한, 단결정 탄화규소의 캐리어 이동도는 실리콘에 비견되며, 전자의 포화 드리프트 속도 및 내압도 크다. 이러한 특성으로 인해, 단결정 탄화규소는 고효율화, 고내압화 및 대용량화가 요구되는 반도체 디바이스로의 적용이 기대된다.
이러한 단결정의 제조 방법으로서, 예컨대 일본 공개특허공보 제2001-114599호에는, 아르곤 가스를 도입할 수 있는 진공용기(가열로) 속에서 히터에 의해 가열하면서 종자정의 온도를 원료 분말의 온도보다도 10 내지 100℃ 낮은 온도로 유지하는 것에 의해, 종자정 상에 단결정 잉곳을 성장시키는 것이 개시되어 있다.
대구경 단결정 잉곳을 실질적으로 결함 없이 제조하고자 하는 시도들이 있다. 종자정을 도가니의 홀더에 접착제를 이용하여 부착하여 단결정 잉곳을 성장시키던 방법은, 기존의 방법들과 비교해여 효율적인 방법이기는 하나, 탄화규소 종자정과 홀더와의 접합력이 나쁘고 그 계면에서 많은 미세한 기공이 발생하기 때문에 대구경 고품질 탄화규소 단결정 잉곳을 성장하는데 개선점들이 있었다.
일본 공개특허공보 제2001-114599호 한국 등록특허공보 제10-0675912호
본 발명의 목적은 보다 결함이 적은 대구경 잉곳을 제조하기 위한 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳의 제조장치는, 개방부를 가지며 원료가 수용되는 도가니 본체; 그리고 상기 개방부에 위치하여 상기 도가니 본체에 적어도 그 일부가 고정되는 뚜껑 조립체;를 포함하는 잉곳의 제조장치로, 상기 뚜껑 조립체는, 상하 관통된 배치홀; 상기 배치홀의 둘레를 감싸며 상기 개방부의 둘레를 따라 배치되는 테두리 부재; 및 상기 배치홀에 위치하며 상기 테두리 부재를 기준으로 상하로 이동되는 코어부재;를 포함한다.
상기 코어부재의 외부둘레 지름은 상기 배치홀의 둘레 지름보다 작을 수 있다.
상기 잉곳의 제조장치는 상기 도가니 본체의 상단부 또는 상기 도가니 본체와 상기 뚜껑 조립체 사이에 위치하며 종자정을 포함하는 종자정 고정부를 포함할 수 있다.
상기 종자정 고정부와 상기 코어부재는 적어도 한 점 이상에서 서로 접할 수 있다.
상기 코어부재는, 상기 도가니 본체 또는 그 내부의 온도 상승에 따라 종자정 고정부에 발생하는 휘어짐 현상이 유발하는 압축응력을 상기 코어부재의 상하 이동에 의하여 해소 또는 완화할 수 있다.
상기 코어부재의 하면에서의 외부 둘레는 상기 배치홀 둘레와 간격을 두고 이격되게 위치될 수 있다.
상기 간격은 10 um 이상일 수 있다.
상기 종자정 고정부는 i) 그 전면에 잉곳을 성장시키는 종자정;과 ii) 상기 종자정의 후면과 직접 접하며 상기 종자정을 고정하는 종자정 홀더;를 포함할 수 있다.
상기 코어부재의 외부둘레 지름은 상기 종자정 지름의 0.7 내지 1.2 배일 수있다.
상기 코어부재는 흑연 재질의 플레이트일 수 있다.
상기 테두리 부재는, 도가니 본체의 개방부 측 상면에 일정한 두께를 갖고 위치되는 테두리 본체; 및 상기 테두리 본체와 연결되며 상기 도가니 본체의 개방부측 내부 둘레와 접하는 연장부;를 포함할 수 있다.
상기 코어부재는 상기 코어부재의 중심을 상하로 관통하는 가상의 선인 수직중심을 가지며, 상기 수직중심에 수직한 임의의 면에서 본 상기 코어부재의 단면은 원형 또는 도넛형일 수 있다.
상기 코어부재는 상기 코어부재의 중심을 상하로 관통하는 가상의 선인 수직중심과 상기 수직중심과 수직하며 상기 코어부재를 상부측과 하부측으로 구획하는 가상의 선인 수평중심을 가지며, 상기 상부측과 하부측 중 적어도 하나는 외부둘레의 지름이 수직중심의 말단을 향해 점차 작아지는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 잉곳의 제조방법은, 도가니 본체에 원료를 장입하고 종자정의 일면을 상기 원료와 마주보도록 상기 종자정을 배치하며, 위에서 설명한 뚜껑 조립체를 상기 개방부 상에 위치시켜 제조장치를 마련하는 세팅단계; 그리고 상기 제조장치에 성장온도와 성장압력를 적용하여 상기 종자정으로부터 잉곳을 성장시켜 잉곳을 형성하는 성장단계;를 포함한다.
상기 세팅단계에서 상기 종자정은 종자정 홀더에 고정된 상태로 배치되며 상기 코어부재의 하단과 상기 종자정 홀더의 상단은 적어도 한 점 이상에서 서로 접하고, 상기 성장단계에서는, i) 상기 코어부재에 의해 상기 종자정 홀더의 열 응력이 제거 또는 완화되면서, 그리고 ii) 상기 코어부재의 상승 또는 하강으로 상기 종자정 홀더에 발생하는 압축 응력이 제거 또는 완화되면서 상기 종자정으로부터 잉곳이 성장되어 잉곳을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 세팅단계에서 상기 종자정은 종자정 홀더에 고정된 상태로 배치되며 상기 코어부재의 하단과 상기 종자정 홀더의 상단은 적어도 한 점 이상에서 서로 접하도록 배치되고 상기 코어부재의 하면에서의 외부 둘레는 상기 배치홀 둘레와 간격을 두고 이격되게 위치될 수 있다.
상기 성장단계는, 상기 간격을 통해서 상기 도가니 외부로 열이 배출되는 방식으로 상기 종자정 고정부의 상면과 상기 코어부재의 하면 사이에 발생되는 단열층을 제거하며 진행될 수 있다.
상기 원료는 탄소와 규소를 포함할 수 있고, 상기 잉곳은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 탄화규소 단결정 잉곳일 수 있다.
상기 종자정은 4인치 이상의 대구경 종자정일 수 있다.
본 발명의 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 단결정 잉곳의 제조방법은 잉곳 성장 과정에서 종자정에 발생할 수 있는 압축응력, 열응력 등을 효과적으로 제어해 보다 결함이 적은 단결정 잉곳을 대면적으로 효과적으로 제조할 수 있다.
도 1은 잉곳의 제조장치의 일 예를 제시한 개략도.
도 2는 잉곳의 제조장치의 일 예를 제시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳의 제조장치의 세팅 과정을 설명하는 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳의 제조장치를 나타낸 개략도.
도 5는 도 4의 뚜껑 조립체를 나타낸 분해 사시도.
도 6은 도 4의 A부분 확대도.
도 7은 도 3의 코어부재의 실시예를 나타낸 개략도.
도 8은 도 2에 따른 구조를 갖는 도가니를 이용하여 제조한 탄화규소 잉곳의 사진(a: 실물사진, b: UV 이미지).
도 9는 도 3에 따른 구조를 갖는 도가니를 이용하여 제조한 탄화규소 잉곳의 사진(a: 실물사진, b: UV 이미지).
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
본 명세서에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우만이 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 직접 맞닿게 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
본 명세서에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 특별한 설명이 없는 한 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 보다 대구경이면서 보다 결함이 없는 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 방법을 연구하던 중, 도 1과 같이 종자정 홀더(1)가 도가니 입구를 닫고 있는 뚜껑(Lid)(2)직접 닿도록 도가니를 구성하는 경우, 종자정과 종자정 홀더의 열팽창율 차이로 인해 잉곳이 종자정 홀더 방향으로 볼록하게 휘는 휘어짐 현상이 발생하고, 종자정 홀더(1)가 뚜껑(2)을 밀게 되어 잉곳에 압축 응력(S)이 발생하며, 이는 성장된 잉곳에 크랙을 발생시키는 원인 중 하나가 된다는 점을 확인했다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은 종자정과 두껑 사이에 일정한 간격을 두도록 세팅된 도가니를 이용해 잉곳을 성장시키는 것을 시도했으나(도 2 참조), 이러한 경우 오히려 잉곳의 중앙 부분이 오목하게 성장하는 현상(CS)이 나타났다(도 8의 사진 참조). 또한, 이렇게 제조된 잉곳에는 폴리타입의 혼입이나 품질 저하가 나타난다는 점도 확인했다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은 이하에서 설명하는 뚜겅의 중앙 부분의 일부가 상승 또는 하강할 수 있는 구조를 갖는 도가니 뚜껑 조립체를 제시한다.
도 3과 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳의 제조장치의 세팅 과정을 설명하는 개략도이고, 도 5는 도 4의 뚜껑을 나타낸 분해 사시도이며, 도 6은 도 4의 A부분 확대도이다. 이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳의 제조장치(100)는 개방부(111)를 가지며 원료가 수용되는 도가니 본체(110); 그리고 상기 개방부(111)에 위치하여 상기 도가니 본체(110)에 적어도 그 일부가 고정되는 뚜껑 조립체(130);를 포함한다.
상기 도가니 본체(110)는 원료 등이 장입되는 내부 공간을 갖는 것으로, 그 상단에 개방부(111)를 갖는다. 상기 개방부(111)는 상기 원료가 출입되며 상기 개방부(111) 또는 상기 도가니 본체(110)의 상단, 상기 개방부와 가까운 위치에 종자정 고정부(120)가 위치할 수 있다.
상기 개방부(111)는 상기 도가니 본체(110)의 내부 공간을 개방하며, 종자정 고정부(120)가 삽입될 수 있는 삽입고정부(112)가 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 삽입고정부(112)는 상기 개방부(111)의 둘레를 따라 위치하는 도가니 본체 말단의 내경이 상기 도가니 본체(110)에 원료가 위치하는 하단부의 내경보다 더 넓도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 삽입고정부(112)는 고정턱의 형태로 형성될 수 있다.
상기 뚜껑 조립체(130)는, 상하 관통된 배치홀(131b); 상기 배치홀(131b)의 둘레를 감싸며 상기 개방부(111)의 둘레를 따라 배치되는 테두리 부재(131); 및 상기 배치홀(131b)에 위치하며 상기 테두리 부재(131)를 기준으로 상하로 이동되는 코어부재(132);를 포함할 수 있다.
상기 코어부재(132)의 외부둘레 지름은 상기 배치홀(131b)의 둘레 지름보다 작게 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 코어부재(132)의 외부둘레 지름과 상기 배치홀(131b)의 둘레 지름의 차이는 10 um 이상일 수 있고, 10 내지 10,000 um일 수 있으며, 50 내지 1,000 um 일 수 있다.
상기 잉곳의 제조장치(100)는 상기 도가니 본체(110)의 상단부 또는 상기 도가니 본체(110)와 상기 뚜껑 조립체(130) 사이에 위치하며 종자정(121)을 포함하는 종자정 고정부(120)를 포함할 수 있다.
상기 종자정 고정부(120)와 상기 코어부재(132)는 적어도 한 점 이상에서 서로 접할 수 있다.
상기 종자정 고정부(120)는 i) 그 전면에 잉곳을 성장시키는 종자정(121);과 ii) 상기 종자정(121)의 후면과 직접 접하며 상기 종자정(121)을 고정하는 종자정 홀더(122);를 포함할 수 있다. 즉, 상기 잉곳의 제조장치(100)는 상기 도가니 본체(110)의 상단부 또는 상기 도가니 본체(110)와 상기 뚜껑 조립체(130) 사이에 위치하며 그 일면에 종자정(121)이 고정되는 종자정 홀더(122);를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 종자정 홀더(122)의 타면은 상기 코어부재(132)와 적어도 한 점 이상에서 서로 접한다.
상기 종자정 고정부(120)는 i) 그 일면에 잉곳을 성장시키는 종자정(121);과 ii) 상기 종자정(121)의 후면에 직접 접하며 상기 종자정의 후면을 보호하는 보호막(미도시);을 포함할 수 있다. 상기 코어부재(132)는 상기 보호막과 적어도 일 점에서 서로 접할 수 있다.
상기 코어부재(132)는, 상기 도가니 본체(110) 또는 그 내부의 온도 상승에 따라 종자정 고정부(120)에 발생하는 휘어짐 현상이 유발하는 압축응력을 상기 코어부재(132)의 상하 이동에 의하여 해소 또는 완화한다.
상기 코어부재(132)는, 상기 도가니 본체(110) 또는 그 내부의 온도 상승에 따라 종자정 고정부(120)와 상기 뚜껑 조립체(130) 사이에서 발생할 수 있는 열 응력을 해소 또는 완화한다. 구체적으로, 상기 코어부재(132)는 상기 종자정 고정부(120)와 맞닿아 종자정 고정부(120)에서 발생하는 과도한 열을 배출시킬 수 있다.
또한, 상기 코어부재(132)는 상기 종자정 고정부(120)와 상기 코어부재(132) 그리고 상기 테두리 부재(131) 사이에 존재하는 공간(120a) 또는 간격(132g)에 의해 직접적으로 열 배출을 유도하여 단열층 발생을 해소할 수 있다.
상기 코어부재(132)의 하면에서의 외부 둘레는 상기 배치홀(131b) 둘레와 간격(132g)을 두고 이격되게 위치될 수 있다.
상기 간격(132g)은 10 um 이상일 수 있고, 10 내지 10,000 um일 수 있으며, 50 내지 5,000 um일 수 있고, 60 내지 200 um일 수 있다. 이러한 간격(132g)을 갖는 경우, 상기 제조장치(100)는 상기 코어부재(132)와 상기 테두리 본체(131a) 사이에 도가니 뚜껑으로서의 역할을 충분히 하면서도 열의 배출을 돕고 안정적으로 잉곳을 성장시키도록 도울 수 있다.
상기 코어부재(132)의 외부둘레 지름은 상기 종자정(121) 지름의 0.7 내지 1.2 배일 수 있고, 0.9 내지 1.15 배일 수 있다. 이러한 크기로 코어부재(132)를 형성하는 경우, 보다 결함이 적은 잉곳을 종자정으로부터 성장시킬 수 있다.
상기 도가니 본체(110)와 상기 테두리 부재(131)는 잉곳 성장용 도가니 재질이라면 적용할 수 있고, 구체적으로 흑연 재질로 제조될 수 있다.
상기 코어부재(132)는 상기 테두리 부재(131)와 같은 재료나 상기 테두리 부재(131)보다 열팽창이 같거나 작은 재료가 적용될 수 있는데, 구체적으로 흑연 재질의 플레이트가 적용될 수 있다.
상기 코어부재(132)의 두께는 상기 테두리부재(131)의 두께를 기준으로 0.4 내지 2.5의 비율일 수 있다. 상기 코어부재(132)의 두께가 상기 테두리부재(131)의 두께를 기준으로 0.4 배 미만으로 너무 얇을 경우, 코어부재(132)가 오히려 히터 역할을 하여 종자정(121) 즉 시드부 온도가 상승하여 잉곳 성장 두께가 낮아질 수 있다. 또한, 상기 코어부재(132)의 두께가 상기 테두리부재(131)의 두께를 기준으로 2.5배 초과로 너무 두꺼운 경우, 종자정(121) 즉 시드부 온도가 낮아져 잉곳 상부가 플랫(Flat) 하거나 오목한 형태로 성장할 수 있다.
상기 테두리 부재(131)는, 도가니 본체의 개방부(111) 측 상면에 일정한 두께를 갖고 위치되는 테두리 본체(131a); 및 상기 테두리 본체(131a)와 연결되며 상기 도가니 본체(110)의 개방부측 내부 둘레와 접하는 연장부(131c);를 포함할 수 있다.
상기 연장부(131c)는 도가니 본체(110)의 상단 개방부 측의 내경을 일정한 두께로 감싸며 안정적으로 테두리 본체(110)가 상기 도가니 본체(110) 상에서 위치되도록 돕는다.
아울러, 상기 연장부(131c)의 말단은 상기 종자정 고정부(120)의 상부 중 적어도 일부를 가압할 수 있으며, 이렇게 배치되는 제조장치(100)는 고온 저압 환경에서 보다 안정적으로 종자정 고정부(120)를 지지할 수 있다. 구체적으로, 상기 연장부(131c)의 말단은 상기 종자정 고정부(120)의 가장자리 부분과 맞닿아 이를 지지하거나 가압할 수 있고, 더 구체적으로 종자정 홀더(122)의 가장자리 부분과 맞닿아 이를 지지하거나 가압할 수 있다.
상기 코어부재(132)의 형태를 설명한다.
상기 코어부재(132)는 상기 코어부재의 중심을 상하로 관통하는 가상의 선인 수직중심(v)을 가지며, 상기 수직중심(v)에 수직한 임의의 면에서 본 상기 코어부재의 단면이 원형 또는 도넛형일 수 있다.
상기 코어부재(132)는 상기 코어부재의 중심을 상하로 관통하는 가상의 선인 수직중심(v)과 상기 수직중심과 수직하며 상기 코어부재를 상부측과 하부측으로 구획하는 가상의 선인 수평중심(h)을 가질 수 있다.
상기 코어부재(132)는 상기 상부측과 하부측 중 적어도 하나는 외부둘레의 지름이 수직중심의 말단을 향해 점차 작아지는 형태를 가질 수 있다. 상기 코어부재가 이러한 형태를 갖는 경우, 상기 뚜껑 조립체와 함께 작용하여 열 등을 보다 용이하게 배출시킬 수 있다.
구체적으로 상기 코어부재(132)는 수직중심(v)을 갖는 원기둥 형태일 수 있다(도 7의 a 참고). 이 때, 코어부재(132)의 외부둘레 지름은 수직중심(v)을 기준으로 상하방향으로 동일하게 형성될 수 있다.
상기 코어부재(132)는 원통형 플레이트의 중앙 부분 상면이 일부 하면방향으로 함몰된 원통형 플레이트 일 수 있다(도 7의 b 참고).
상기 코어부재(132)는 배치홀(131b)을 따라 배치되고, 하면이 종자정 고정부(120)와 접하는 코어몸체(132a) 및 상기 코어몸체(132a) 상면에서 돌출되어 있는 돌출부(132b)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(132b) 지름은 코어몸체(132a) 지름보다 작게 형성될 수 있다(도 7의 c 참고).
상기 코어부재(132)는, 수직하게 연결된 수평중심(h)과 수직중심(v)을 가질 수 있고, 상기 코어부재(132)는 수평중심(h)을 기준으로 상부측과 하부측으로 구획되어, 상기 상부측과 상기 하부측 중 적어도 하나는 외부둘레 지름이 수직중심의 말단을 향해 점진적으로 작아지는 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 코어부재는 수직중심(v)을 따라 절단된 단면에서 관찰할 때 상부측은 삼각형의 단면을 가질 수 있고, 하부측은 마름모 또는 직사각형 형태를 가질 수 있다(도 7의 d 참고).
구체적으로, 상기 코어부재(132)는 상부측의 중앙과 상부측의 가장자리의 높이 차이가 상기 코어부재의 전체 두께를 기준으로 0 내지 60% 더 낮게 형성될 수 있으며, 더 구체적으로 상부측의 수직중심을 기준으로 하는 단면이 삼각형, 반원 또는 사다리꼴 형태를 갖는 것일 수 있다. 이러한 형태로 상기 코어부재를 적용하는 경우 상기 도가니 내부로부터 올라오는 열에 의한 응력을 보다 효과적으로 제어할 수 있다.
상기 제조장치(100)는 탄화규소 단결정 잉곳 제조에 활용될 수 있다. 이러한 경우 상기 원료로 탄소 원료와 규소 원료가 장입될 수 있고, 결정형 또는 비결정형의 탄화규소 원료가 장입될 수 있다.
상기 제조장치(100)는 대구경 잉곳의 제조에 활용될 수 있다. 구체적으로, 상기 잉곳의 제조장치는 4인치 이상의 구경을 갖는 단결정 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있고, 6인치 이상 구경을 갖는 단결정 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있으며, 4 내지 16 인치 구경을 갖는 단결정 탄화규소 잉곳을 제조할 수 있다.
탄화규소 잉곳을 제조하는 경우, 상기 종자정으로는 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC, 15R-SiC 등이 적용될 수 있다.
상기 제조장치(100)를 적용하면, 상기 단결정 탄화규소 잉곳을 상기 도가니 본체의 외부 직경을 기준으로 70 % 이상의 크기로 대구경 잉곳을 제조할 수 있으며, 적용하는 플레이트의 두께나 형상을 변경하여 성장된 잉곳의 형상도 제어할 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단결정 잉곳의 제조방법은, 세팅단계 및 성장단계를 포함한다.
상기 세팅단계는, 도가니 본체(110)에 원료를 장입하고 종자정(121)의 일면을 상기 원료와 마주보도록 상기 종자정을 배치하며, 위에서 설명한 뚜껑 조립체(130)를 상기 개방부 상에 위치시켜 제조장치(100)를 마련하는 단계이다.
상기 세팅단계에서 상기 종자정(121)은 종자정 홀더(122)에 고정된 상태로 배치되며 상기 코어부재(132)의 하단과 상기 종자정 홀더(122)의 상단은 적어도 한 점 이상에서 서로 접하도록 한다.
구체적으로, 상기 세팅단계에서 상기 종자정(121)은 종자정 홀더(122)에 고정된 상태로 배치되며 상기 코어부재(132)의 하단과 상기 종자정 홀더(122)의 상단은 적어도 한 점 이상에서 서로 접하도록 배치되고 상기 코어부재(132)의 하면에서의 외부 둘레는 상기 배치홀(131b) 둘레와 간격을 두고 이격되게 위치될 수 있다.
상기 성장단계는 상기 제조장치(100)에 성장온도와 성장압력를 적용하여 상기 종자정(121)으로부터 잉곳을 성장시켜 단결정 잉곳을 형성하는 단계이다.
상기 성장단계는, 상기 원료를 2000 내지 2500℃의 성장온도와 1 내지 200 torr의 성장압력 조건 하에서 진행될 수 있다.
상기 성장단계에서는, i) 상기 코어부재(132)에 의해 상기 종자정 홀더(122)의 열 응력이 제거 또는 완화되면서 잉곳의 성장이 진행될 수 있다.
또한, 상기 성장단계에서는 ii) 상기 코어부재(132)의 상승 또는 하강으로 상기 종자정 홀더(122)에 발생하는 압축 응력이 제거 또는 완화되면서 상기 종자정(121)으로부터 잉곳이 성장될 수 있다.
상기 성장단계는, 위에서 설명한 간격을 통해서 상기 도가니 외부로 열이 배출되는 방식으로 상기 종자정 고정부(120)의 상면과 상기 코어부재(132)의 하면 사이에 발생되는 단열층을 제거하며 진행될 수 있다.
이렇게 본 발명에서 적용하는 뚜껑 조립체(130)를 적용해 잉곳을 제조하면, 위의 종자정 고정부(120) 특히, 종자정 홀더(122)로부터 열을 잘 방출시키고 재료 팽창에 따라 휘어지는 현상이 발생하면서 함께 발생하는 압축응력도 제거하면서 상기 잉곳의 성장을 유도한다. 또한, 제조된 단결정 잉곳이 고품질 대구경으로 형성 가능하고, 특히 그 표면이 볼록하거나 평평한 형태를 띄어 우수한 품질의 잉곳을 성장시킬 수 있다(도 9의 사진 참조).
상기 제조장치의 구체적인 구성과 형태, 잉곳, 원료, 종자정 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 제조장치 110: 도가니 본체
111: 개방부 112: 삽입고정부
120: 종자정 고정부 120a: 공간
121: 종자정, 잉곳 122: 종자정 홀더
130: 뚜껑 조립체
131: 테두리 부재 131a: 테두리 본체
131b: 배치홀 131c: 연장부
132: 코어부재
132a: 코어몸체 132b: 돌출부
132g: 간격 v: 수직중심
h: 수평중심
S: 응력(stress) 발생
CS: 오목한 형상 발생

Claims (17)

  1. 개방부를 가지며 원료가 수용되는 도가니 본체; 그리고 상기 개방부에 위치하여 상기 도가니 본체에 적어도 그 일부가 고정되는 뚜껑 조립체;를 포함하는 잉곳의 제조장치로,
    상기 뚜껑 조립체는, 상하 관통된 배치홀; 상기 배치홀의 둘레를 감싸며 상기 개방부의 둘레를 따라 배치되는 테두리 부재; 및 상기 배치홀에 위치하며 상기 테두리 부재를 기준으로 상하로 이동되는 코어부재;를 포함하고,
    상기 잉곳의 제조장치는 상기 도가니 본체의 상단부 또는 상기 도가니 본체와 상기 뚜껑 조립체 사이에 위치하며 종자정을 포함하는 종자정 고정부를 포함하고,
    상기 종자정 고정부와 상기 코어부재는 적어도 한 점 이상에서 서로 접하고,
    상기 코어부재는, 상기 도가니 본체 또는 그 내부의 온도 상승에 따라 종자정 고정부에 발생하는 휘어짐 현상이 유발하는 압축응력을 상기 코어부재의 상하 이동에 의하여 해소 또는 완화하는, 잉곳의 제조장치.
  2. 개방부를 가지며 원료가 수용되는 도가니 본체; 그리고 상기 개방부에 위치하여 상기 도가니 본체에 적어도 그 일부가 고정되는 뚜껑 조립체;를 포함하는 잉곳의 제조장치로,
    상기 뚜껑 조립체는, 상하 관통된 배치홀; 상기 배치홀의 둘레를 감싸며 상기 개방부의 둘레를 따라 배치되는 테두리 부재; 및 상기 배치홀에 위치하며 상기 테두리 부재를 기준으로 상하로 이동되는 코어부재;를 포함하고,
    상기 잉곳의 제조장치는 상기 도가니 본체의 상단부 또는 상기 도가니 본체와 상기 뚜껑 조립체 사이에 위치하며 종자정을 포함하는 종자정 고정부를 포함하고,
    상기 종자정 고정부와 상기 코어부재는 적어도 한 점 이상에서 서로 접하고,
    상기 코어부재의 하면에서의 외부 둘레는 상기 배치홀 둘레와 간격을 두고 이격되게 위치되는, 잉곳의 제조장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서,
    상기 간격은 10 um 이상인, 잉곳의 제조장치.
  7. 제1항 또는제2항에 있어서,
    상기 종자정 고정부는 i) 그 전면에 잉곳을 성장시키는 종자정;과 ii) 상기 종자정의 후면과 직접 접하며 상기 종자정을 고정하는 종자정 홀더;를 포함하는, 잉곳의 제조장치.
  8. 제1항 또는제2항에 있어서,
    상기 코어부재의 외부둘레 지름은 상기 종자정 지름의 0.7 내지 1.2 배인, 잉곳의 제조장치.
  9. 제1항 또는제2항에 있어서,
    상기 코어부재는 흑연 재질의 플레이트인, 잉곳의 제조장치.
  10. 제1항 또는제2항에 있어서,
    상기 테두리 부재는, 도가니 본체의 개방부 측 상면에 일정한 두께를 갖고 위치되는 테두리 본체; 및 상기 테두리 본체와 연결되며 상기 도가니 본체의 개방부측 내부 둘레와 접하는 연장부;를 포함하는, 잉곳의 제조장치.
  11. 제1항 또는제2항에 있어서,
    상기 코어부재는 상기 코어부재의 중심을 상하로 관통하는 가상의 선인 수직중심을 가지며, 상기 수직중심에 수직한 임의의 면에서 본 상기 코어부재의 단면은 원형 또는 도넛형인, 잉곳의 제조장치.
  12. 제1항 또는제2항에 있어서,
    상기 코어부재는 상기 코어부재의 중심을 상하로 관통하는 가상의 선인 수직중심과 상기 수직중심과 수직하며 상기 코어부재를 상부측과 하부측으로 구획하는 가상의 선인 수평중심을 가지며,
    상기 상부측과 하부측 중 적어도 하나는 외부둘레의 지름이 수직중심의 말단을 향해 점차 작아지는, 잉곳의 제조장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 따른 잉곳의 제조장치를 적용하여 잉곳을 제조하는 방법이고,
    도가니 본체에 원료를 장입하고 종자정의 일면을 상기 원료와 마주보도록 상기 종자정을 배치하며, 상기 뚜껑 조립체를 상기 개방부 상에 위치시켜 제조장치를 마련하는 세팅단계; 그리고
    상기 제조장치에 성장온도와 성장압력를 적용하여 상기 종자정으로부터 잉곳을 성장시켜 잉곳을 형성하는 성장단계;를 포함하는, 잉곳의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 세팅단계에서 상기 종자정은 종자정 홀더에 고정된 상태로 배치되며 상기 코어부재의 하단과 상기 종자정 홀더의 상단은 적어도 한 점 이상에서 서로 접하고,
    상기 성장단계에서는, i) 상기 코어부재에 의해 상기 종자정 홀더의 열 응력이 제거 또는 완화되면서, 그리고 ii) 상기 코어부재의 상승 또는 하강으로 상기 종자정 홀더에 발생하는 압축 응력이 제거 또는 완화되면서 상기 종자정으로부터 잉곳이 성장되어 잉곳을 형성하는 단계인, 잉곳의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 세팅단계에서 상기 종자정은 종자정 홀더에 고정된 상태로 배치되며 상기 코어부재의 하단과 상기 종자정 홀더의 상단은 적어도 한 점 이상에서 서로 접하도록 배치되고 상기 코어부재의 하면에서의 외부 둘레는 상기 배치홀 둘레와 간격을 두고 이격되게 위치되며,
    상기 성장단계는, 상기 간격을 통해서 상기 도가니 외부로 열이 배출되는 방식으로 상기 종자정 고정부의 상면과 상기 코어부재의 하면 사이에 발생되는 단열층을 제거하며 진행되는 것인, 잉곳의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 원료는 탄소와 규소를 포함하며,
    상기 잉곳은 그 표면이 볼록한 형태 또는 평평한 형태의 탄화규소 잉곳인, 잉곳의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 종자정은 4인치 이상의 대구경 종자정인, 잉곳의 제조방법.
KR1020180159996A 2018-12-12 2018-12-12 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법 KR102122668B1 (ko)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159996A KR102122668B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법
JP2019108423A JP6856705B2 (ja) 2018-12-12 2019-06-11 インゴットの製造装置及びこれを用いた炭化珪素単結晶インゴットの製造方法
TW108123152A TWI714152B (zh) 2018-12-12 2019-07-01 製造晶錠的裝置以及使用裝置製造碳化矽晶錠的方法
CN201910643497.1A CN111304745B (zh) 2018-12-12 2019-07-17 晶锭的制备装置以及碳化硅单晶锭的制备方法
EP19190145.3A EP3666934B1 (en) 2018-12-12 2019-08-06 Apparatus for producing ingot and method for producing silicon carbide ingot using the apparatus
HUE19190145A HUE064789T2 (hu) 2018-12-12 2019-08-06 Berendezés öntecs elõállítására és eljárás szilíciumkarbid öntecs gyártására a berendezés alkalmazásával
PL19190145.3T PL3666934T3 (pl) 2018-12-12 2019-08-06 Urządzenie do produkcji wlewków i sposób produkcji wlewków z węglika krzemu przy użyciu tego urządzenia
US16/555,583 US11078599B2 (en) 2018-12-12 2019-08-29 Apparatus for producing an ingot comprising a crucible body with a lid assembly having a movable core member and method for producing silicon carbide ingot using the apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159996A KR102122668B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102122668B1 true KR102122668B1 (ko) 2020-06-12

Family

ID=67551108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180159996A KR102122668B1 (ko) 2018-12-12 2018-12-12 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11078599B2 (ko)
EP (1) EP3666934B1 (ko)
JP (1) JP6856705B2 (ko)
KR (1) KR102122668B1 (ko)
CN (1) CN111304745B (ko)
HU (1) HUE064789T2 (ko)
PL (1) PL3666934T3 (ko)
TW (1) TWI714152B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT524251B1 (de) * 2020-09-28 2023-04-15 Ebner Ind Ofenbau Vorrichtung zum Züchten von Einkristallen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114599A (ja) 1999-10-15 2001-04-24 Denso Corp 単結晶製造方法及び単結晶製造装置
JP2002255693A (ja) * 2000-12-28 2002-09-11 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶並びにその製造方法及び製造装置
KR100675912B1 (ko) 2006-01-02 2007-02-01 학교법인 동의학원 종자정 부착 장치 및 종자정 부착 방법
JP2011190129A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶の製造装置
KR20120119365A (ko) * 2011-04-21 2012-10-31 엘지이노텍 주식회사 잉곳 제조 장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637354B2 (ja) * 1990-04-16 1994-05-18 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶成長方法および装置
JP4275308B2 (ja) * 2000-12-28 2009-06-10 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造方法およびその製造装置
WO2007080881A1 (ja) * 2006-01-12 2007-07-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 窒化アルミニウム結晶の製造方法、窒化アルミニウム結晶、窒化アルミニウム結晶基板および半導体デバイス
JP4962186B2 (ja) 2007-07-20 2012-06-27 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造方法および製造装置
JP4992647B2 (ja) * 2007-10-05 2012-08-08 住友電気工業株式会社 窒化アルミニウム結晶の成長方法および結晶成長装置
JP4547031B2 (ja) 2009-03-06 2010-09-22 新日本製鐵株式会社 炭化珪素単結晶製造用坩堝、並びに炭化珪素単結晶の製造装置及び製造方法
JP2011184208A (ja) * 2010-03-04 2011-09-22 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶の製造装置及び炭化ケイ素単結晶の製造方法
JP2011251884A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶の製造装置
CN102534805B (zh) * 2010-12-14 2014-08-06 北京天科合达蓝光半导体有限公司 一种碳化硅晶体退火工艺
JP5613619B2 (ja) * 2011-05-24 2014-10-29 昭和電工株式会社 炭化珪素単結晶製造装置、及び炭化珪素単結晶の製造方法
CN103173863B (zh) * 2011-12-23 2016-02-10 上海硅酸盐研究所中试基地 大尺寸碳化硅单晶生长装置
US8758510B2 (en) * 2011-12-28 2014-06-24 Sicrystal Aktiengesellschaft Production method for an SiC volume monocrystal with a non-homogeneous lattice plane course and a monocrystalline SiC substrate with a non-homogeneous lattice plane course
US8747982B2 (en) * 2011-12-28 2014-06-10 Sicrystal Aktiengesellschaft Production method for an SiC volume monocrystal with a homogeneous lattice plane course and a monocrystalline SiC substrate with a homogeneous lattice plane course
CN102605421A (zh) * 2012-04-01 2012-07-25 北京华进创威电子有限公司 一种单晶随炉等温退火方法及工装
JP5397503B2 (ja) 2012-05-30 2014-01-22 三菱電機株式会社 単結晶成長装置
DE112013006489B4 (de) * 2013-01-23 2018-07-05 Lg Siltron Incorporated Einkristallblock, Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung desselben
US9738991B2 (en) * 2013-02-05 2017-08-22 Dow Corning Corporation Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion
CN103603037A (zh) * 2013-11-26 2014-02-26 河北同光晶体有限公司 碳化硅籽晶粘接装置
WO2015182246A1 (ja) * 2014-05-29 2015-12-03 住友電気工業株式会社 炭化珪素インゴットの製造方法、炭化珪素種基板および炭化珪素基板
JP2015229608A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社フジクラ 単結晶製造装置
US9279192B2 (en) * 2014-07-29 2016-03-08 Dow Corning Corporation Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology
KR101640313B1 (ko) * 2014-11-14 2016-07-18 오씨아이 주식회사 잉곳 제조 장치
JP6584007B2 (ja) * 2015-12-10 2019-10-02 昭和電工株式会社 単結晶の製造方法および単結晶製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114599A (ja) 1999-10-15 2001-04-24 Denso Corp 単結晶製造方法及び単結晶製造装置
JP2002255693A (ja) * 2000-12-28 2002-09-11 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶並びにその製造方法及び製造装置
KR100675912B1 (ko) 2006-01-02 2007-02-01 학교법인 동의학원 종자정 부착 장치 및 종자정 부착 방법
JP2011190129A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Bridgestone Corp 炭化ケイ素単結晶の製造装置
KR20120119365A (ko) * 2011-04-21 2012-10-31 엘지이노텍 주식회사 잉곳 제조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20200190698A1 (en) 2020-06-18
JP2020093970A (ja) 2020-06-18
CN111304745A (zh) 2020-06-19
JP6856705B2 (ja) 2021-04-07
EP3666934A1 (en) 2020-06-17
US11078599B2 (en) 2021-08-03
EP3666934B1 (en) 2023-10-11
CN111304745B (zh) 2021-12-03
PL3666934T3 (pl) 2024-02-26
HUE064789T2 (hu) 2024-04-28
TWI714152B (zh) 2020-12-21
TW202022175A (zh) 2020-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI750628B (zh) 碳化矽晶圓以及碳化矽晶圓之製備方法
KR102104751B1 (ko) 탄화규소 잉곳 및 이의 제조방법
TWI750661B (zh) 碳化矽晶錠、其製造方法以及碳化矽晶片的製備方法
US20110107961A1 (en) Single crystal manufacturing device and manufacturing method
KR101809642B1 (ko) 대구경 탄화규소 단결정 잉곳의 성장방법
KR101744287B1 (ko) 탄화규소(SiC) 단결정 성장 장치
KR20200010711A (ko) 탄화규소 단결정 성장 장치 및 탄화규소 단결정 성장 방법
KR102122668B1 (ko) 잉곳의 제조장치 및 이를 이용한 탄화규소 잉곳의 제조방법
KR102239736B1 (ko) 탄화규소 잉곳의 제조방법 및 이에 따라 제조된 탄화규소 잉곳
CN111719181B (zh) 晶锭的制备方法、晶锭生长用原料物质及其制备方法
KR102187449B1 (ko) 탄화규소 잉곳의 제조방법, 탄화규소 잉곳 및 이의 성장 시스템
KR102202447B1 (ko) 탄화규소 단결정 성장장치
KR102236395B1 (ko) 탄화규소 잉곳 제조방법, 탄화규소 웨이퍼 및 탄화규소 웨이퍼 제조방법
KR20200018037A (ko) 탄화규소 단결정 잉곳 성장 장치
KR102523343B1 (ko) 탄화규소 웨이퍼의 제조방법 및 탄화규소 잉곳의 제조방법
JP2004262709A (ja) ＳｉＣ単結晶の成長方法
TWI837924B (zh) 碳化矽晶圓製造方法以及碳化矽錠製造方法
KR102672791B1 (ko) 탄화규소 잉곳의 제조 방법
KR102367710B1 (ko) 탄화규소 분말의 열처리를 위한 확장 가능한 도가니
KR20130083654A (ko) 단결정 성장 장치
JP2004284870A (ja) 窒化物単結晶の製造方法およびその製造装置
WO2022045291A1 (ja) ＳｉＣ多結晶体の製造方法
US20230140873A1 (en) Silicon carbide wafer and method of manufacturing same
WO2022004703A1 (ja) ＳｉＣ結晶の製造方法
KR102163488B1 (ko) SiC 단결정 성장 장치

Legal Events

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