KR102227148B1 - Variable reflector for crystal growth device - Google Patents

Variable reflector for crystal growth device Download PDF

Info

Publication number
KR102227148B1
KR102227148B1 KR1020190017368A KR20190017368A KR102227148B1 KR 102227148 B1 KR102227148 B1 KR 102227148B1 KR 1020190017368 A KR1020190017368 A KR 1020190017368A KR 20190017368 A KR20190017368 A KR 20190017368A KR 102227148 B1 KR102227148 B1 KR 102227148B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflector
crystal growth
slit
container
crucible
Prior art date
Application number
KR1020190017368A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200099408A (en
Inventor
정성민
배시영
신윤지
유영재
김대성
이원재
Original Assignee
한국세라믹기술원
동의대학교 산학협력단
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 한국세라믹기술원, 동의대학교 산학협력단 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020190017368A priority Critical patent/KR102227148B1/en
Publication of KR20200099408A publication Critical patent/KR20200099408A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102227148B1 publication Critical patent/KR102227148B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10Crucibles or containers for supporting the melt
    • C30B15/12Double crucible methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • C30B15/206Controlling or regulating the thermal history of growing the ingot
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B35/00Apparatus 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
    • C30B35/002Crucibles 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

본 발명은 결정 성장 장치용 가변 리플렉터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결정 성장을 위한 원료 용융액이 수용되는 도가니; 상기 원료 용융액에 침잠되며, 결정핵이 부착되는 지지봉; 및 상기 지지봉과 도가니를 상부가 개방되고 측부가 폐쇄되도록 마련되는 절연용기; 상기 절연용기의 외주부에 상기 절연용기를 감싸도록 마련되는 가열부;를 포함하여 구성되는 결정 성장 장치에 있어서, 상기 절연용기는 그 내주면에 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿을 연결하여 형성되는 가상의 폐곡선은 하나의 수평면 내에 위치되며, 상기 슬릿이 복수개인 경우, 상기 슬릿은 절연용기의 내주면에 상하로 배치되어 상기 슬릿 중 어느 하나에 리플렉터가 가변적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 리플렉터의 위치를 가변화하고 가변화된 리플렉터의 위치를 조절함으로써 결정 시드로의 열 흐름을 제어하여 결정 성장 속도를 높이고, 결정 성장을 보다 원활하게 할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
The present invention relates to a variable reflector for a crystal growth apparatus, and more particularly, a crucible in which a raw material melt for crystal growth is accommodated; A support rod immersed in the raw material melt and to which crystal nuclei are attached; And an insulating container provided so that the upper part of the support rod and the crucible are opened and the side part is closed. In the crystal growth apparatus comprising; a heating unit provided to surround the insulating container at an outer circumference of the insulating container, wherein the insulating container has a slit formed on its inner circumferential surface, and a virtual closed curve formed by connecting the slits Is located in one horizontal plane, and when there are a plurality of slits, the slits are arranged vertically on the inner circumferential surface of the insulating container, and a reflector is variably mounted on any one of the slits. to provide.
According to the present invention as described above, by controlling the heat flow to the crystal seed by varying the position of the reflector and adjusting the position of the variable reflector, the effect of increasing the crystal growth rate and making the crystal growth more smooth. Can be expected.

Description

결정 성장 장치용 가변 리플렉터{Variable reflector for crystal growth device}Variable reflector for crystal growth device TECHNICAL FIELD

본 발명은 결정 성장 장치용 가변 리플렉터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결정 성장을 위한 원료 용융액이 수용되는 도가니; 상기 원료 용융액에 침잠되며, 결정핵이 부착되는 지지봉; 및 상기 지지봉과 도가니를 상부가 개방되고 측부가 폐쇄되도록 마련되는 절연용기; 상기 절연용기의 외주부에 상기 절연용기를 감싸도록 마련되는 가열부;를 포함하여 구성되는 결정 성장 장치에 있어서, 상기 절연용기는 그 내주면에 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿을 연결하여 형성되는 가상의 폐곡선은 하나의 수평면 내에 위치되며, 상기 슬릿이 복수개인 경우, 상기 슬릿은 절연용기의 내주면에 상하로 배치되어 상기 슬릿 중 어느 하나에 리플렉터가 가변적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공한다.The present invention relates to a variable reflector for a crystal growth apparatus, and more particularly, a crucible in which a raw material melt for crystal growth is accommodated; A support rod immersed in the raw material melt and to which crystal nuclei are attached; And an insulating container provided so that the upper part of the support rod and the crucible are opened and the side part is closed. In the crystal growth apparatus comprising; a heating unit provided to surround the insulating container at an outer circumference of the insulating container, wherein the insulating container has a slit formed on its inner circumferential surface, and a virtual closed curve formed by connecting the slits Is located in one horizontal plane, and when there are a plurality of slits, the slits are arranged vertically on the inner circumferential surface of the insulating container, and a reflector is variably mounted on any one of the slits. to provide.

결정 성장 방법 중 용액 성장 방법에서, 장치에 탑재된 도가니 내부 용융액의 온도구배가 제어되어야 하며, 이는 이러한 온도 구배가 4H-SiC 의 성장질과 성장률에 큰 영향을 미치기 때문이다. Among the crystal growth methods, in the solution growth method, the temperature gradient of the melt inside the crucible mounted on the device must be controlled, because this temperature gradient has a great influence on the growth quality and growth rate of 4H-SiC.

결정 성장 장치에서 절연용기 내부에 장착되는 리플렉터(reflector)는 기체(Ar, He 등)의 흐름을 제어하여 열발산을 방지하거나, 그 자체로 발열체의 역할을 하는 중요한 부품이다. In the crystal growth apparatus, a reflector mounted inside an insulating container controls the flow of gases (Ar, He, etc.) to prevent heat dissipation or is an important part that acts as a heating element by itself.

이러한 리플렉터는 절연용기 내주연의 고정된 위치에 장착되며, 그 형상과 장착 위치가 획일화되어 있어 도가니의 위치나 용액의 높이 등 가변적 환경에 대응할 수 없고, 따라서 제작되는 결정의 품질이 일정하지 못한 문제점이 있다.These reflectors are mounted at a fixed position in the inner periphery of the insulating container, and their shape and mounting position are uniform, so they cannot cope with variable environments such as the location of the crucible or the height of the solution. There is a problem.

리플렉터와 관련된 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1638487호에서는 "잉곳성장장치용 리플렉터 및 이를 포함하는 잉곳성장장치"를 개시하고 있는데, 동 기술은 "잉곳성장장치에 설치되는 리플렉터에 있어서, 상,하부가 개방된 중공형으로 구비되고 높이방향을 따라 관통형성되어 실리콘 원료의 투입경로를 제공하는 원료공급관이 설치되는 설치공을 포함하는 몸체; 및 도가니 측으로 상기 실리콘 원료의 공급시 실리콘 원료와의 접촉에 의한 잉곳의 품질 저하를 방지할 수 있도록 상기 몸체의 하부 측에 구비되는 오염방지부재;를 포함하고, 상기 오염방지부재는 상기 몸체에 착탈가능하게 결합되는 제1부분과, 상기 제1부분으로부터 하부로 일정길이 연장되는 제2부분을 포함하며, 상기 제1부분은 상기 설치공과 대응되는 영역에 관통형성되는 통과공을 포함하는 소정의 면적을 갖도록 상기 몸체의 하부면에 배치되는 것을 특징으로 한다. As a prior art related to the reflector, Korean Patent Registration No. 10-1638487 discloses "a reflector for an ingot growth device and an ingot growth device including the same". ,A body including an installation hole provided with a lower part in an open hollow shape and through which a raw material supply pipe providing an input path for the silicon raw material is installed is formed through the height direction; And when the silicon raw material is supplied to the crucible side, it is formed with the silicon raw material. A contamination preventing member provided on the lower side of the body to prevent deterioration of the quality of the ingot due to contact, wherein the contamination preventing member includes a first part detachably coupled to the body, and the first part It includes a second portion extending from the bottom of the predetermined length, the first portion is disposed on the lower surface of the body to have a predetermined area including a through hole formed through the area corresponding to the installation hole do.

동 기술은 리플렉터의 하부측에 석영재질로 이루어진 오염방지부재를 배치함으로써 실리콘 원료를 투입하는 과정에서 도가니로부터 실리콘 원료가 튀어올라 리플렉터에 접촉된다 하더라도 잉곳의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 도가니 측으로 공급되는 실리콘 원료가 잉곳이 성장되는 내부영역으로 유입되는 것을 차단함으로써 파티클 히트에 의한 스트럭쳐 로스를 방지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. This technology prevents deterioration of the quality of the ingot even if the silicon material splashes out of the crucible and contacts the reflector in the process of introducing the silicon material by placing a contamination prevention member made of quartz material on the lower side of the reflector. It has the effect of preventing structure loss due to particle heat by blocking the silicon raw material from flowing into the inner region where the ingot is grown.

그러나 위 선행기술은 리플렉터의 위치가 고정되어 있고, 오염방지라는 측면만을 고려한 것이며, 따라서, 리플렉터와 열흐름, 열분포의 관계에 대해서는 전혀 고려되는 바가 없다. However, the above prior art only considers the aspect of the reflector's position is fixed and pollution prevention, and therefore, the relationship between the reflector, heat flow, and heat distribution is not considered at all.

대한민국 등록특허 제10-1638487호Korean Patent Registration No. 10-1638487

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 리플렉터의 위치를 가변화하고 가변화된 리플렉터의 위치를 조절함으로써 결정 시드로의 열 흐름을 제어하여 결정 성장 속도를 높이고, 결정 성장을 보다 원활하게 할 수 있도록 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and the present invention increases the crystal growth rate by controlling the heat flow to the crystal seed by varying the position of the reflector and adjusting the position of the variable reflector. It is an object of the present invention to provide a variable reflector for a crystal growth device that enables more smooth crystal growth.

또한, 본 발명은 리플렉터 중 절연용기의 외부로 노출되는 리플렉터 부분의 두께를 조절함으로써, 도가니의 가열 위치를 보다 정밀히 특정할 수 있도록 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to provide a variable reflector for a crystal growth apparatus capable of more precisely specifying a heating position of a crucible by controlling the thickness of a reflector portion exposed to the outside of an insulating container among the reflectors.

또한, 본 발명은 절연용기를 상하 조립식으로 구성함으로써, 리플렉터의 위치 선택과 장착을 용이하게 할 수 있는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to provide a variable reflector for a crystal growing apparatus capable of facilitating selection and mounting of the reflector by configuring the insulating container in a vertical assembly type.

또한, 도가니 내부 용융액의 온도 구배와 흐름에 영향을 주기 위해 장치 구조를 변경하고자 하는 경우, 장치 구조나 도가니 위치의 변경에 따른 온도 구배 및 흐름의 변수 제어와 예측이 힘든 반면 본 발명은 간단히 리플렉터의 위치나 갯수를 변화시킴으로써 온도 변수 제어와 예측이 편리하게 구현될 수 있는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, in the case of changing the device structure to affect the temperature gradient and flow of the melt inside the crucible, it is difficult to control and predict the parameters of the temperature gradient and flow according to the change of the device structure or the location of the crucible. Another object of the present invention is to provide a variable reflector for a crystal growth apparatus in which temperature variable control and prediction can be conveniently implemented by changing the position or number.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 결정 성장을 위한 원료 용융액이 수용되는 도가니; 상기 원료 용융액에 침잠되며, 결정핵이 부착되는 지지봉; 및 상기 지지봉과 도가니를 상부가 개방되고 측부가 폐쇄되도록 마련되는 절연용기; 상기 절연용기의 외주부에 상기 절연용기를 감싸도록 마련되는 가열부;를 포함하여 구성되는 결정 성장 장치에 있어서, 상기 절연용기는 그 내주면에 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿이 복수개인 경우, 상기 슬릿은 절연용기의 내주면에 상하로 배치되어 상기 슬릿 중 어느 하나에 리플렉터가 가변적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터를 제공한다.The present invention is a crucible in which a raw material melt for crystal growth is accommodated in order to achieve the above object; A support rod immersed in the raw material melt and to which crystal nuclei are attached; And an insulating container provided so that the upper part of the support rod and the crucible are opened and the side part is closed. In a crystal growth apparatus comprising: a heating unit provided to surround the insulating container at an outer circumference of the insulating container, wherein the insulating container has slits formed on its inner circumferential surface, and when there are a plurality of slits, the slits are It provides a variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that the reflector is variably mounted on any one of the slits by being arranged vertically on the inner circumferential surface of the insulating container.

상기 절연용기는 복수개의 부분 절연용기가 적층되어 구성되며, 상기 부분 절연용기는 상하 관통된 구조로서, 상부 용기와, 상기 상부 용기의 구경보다 작은 하부 용기가 일체로 구성되며, 상방에 위치한 절연용기의 하부 용기가 하방에 위치한 절연용기의 상부 용기에 수용되되, 슬릿은 상방에 위치한 절연용기의 하부용기와 하방에 위치한 절연용기의 상부용기 사이의 공간에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. The insulating container is constructed by stacking a plurality of partial insulating containers, and the partial insulating container is a structure that penetrates up and down, and an upper container and a lower container smaller than the diameter of the upper container are integrally configured, and the insulating container located above The lower container of is accommodated in the upper container of the insulating container located below, and the slit is preferably formed by a space between the lower container of the insulating container located above and the upper container of the insulating container located below.

상기 슬릿 중 최상부 슬릿은 도가니의 상단보다 높은 위치에 존재하며, 최하부 슬릿은 도가니의 하단보다 낮은 위치에 존재하는 것이 바람직하다.Among the slits, the uppermost slit is present at a position higher than the upper end of the crucible, and the lowermost slit is preferably present at a lower position than the lower end of the crucible.

상기 슬릿을 연결하여 형성되는 가상의 폐곡선은 하나의 수평면 내에 위치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the virtual closed curve formed by connecting the slits is located in one horizontal plane.

상기 부분 절연용기는 상부용기와 하부용기가 서로 상하 일부 중첩된 형태를 이루며, 상부용기의 하단이 하부용기의 상단보다 아래부분에 위치하고, 하부용기의 상단이 상부용기의 하단보다 위부분에 위치하는 것이 바람직하다.In the partially insulating container, the upper container and the lower container are partially overlapped with each other, and the lower part of the upper container is located at a lower part than the upper part of the lower container, and the upper part of the lower container is located above the lower part of the upper container. It is desirable.

상기 리플렉터는 중앙에 천공부가 마련된 평면인 것이 바람직하다.It is preferable that the reflector is a flat surface provided with a perforation in the center.

상기 천공부의 직경은 도가니의 구경보다 큰 것이 바람직하다.It is preferable that the diameter of the perforation is larger than the diameter of the crucible.

상기 슬릿은 가열부와 인접한 영역에 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the slit is formed in a region adjacent to the heating unit.

상기 리플렉터는 상기 도가니의 하단부를 가열하도록 도가니의 하단부와 인접하는 슬릿에 장착되는 것이 바람직하다.It is preferable that the reflector is mounted on a slit adjacent to the lower end of the crucible to heat the lower end of the crucible.

상기 리플렉터는, 전체적인 두께가 슬릿의 폭보다 얇은 것이 바람직하다.It is preferable that the overall thickness of the reflector is thinner than the width of the slit.

상기 리플렉터는, 슬릿에 장착되는 부분이 슬릿의 폭보다 얇고, 슬릿의 외부로 노출되는 부분이 슬릿의 폭보다 두꺼운 것이 바람직하다.In the reflector, it is preferable that a portion mounted on the slit is thinner than a width of the slit, and a portion exposed to the outside of the slit is thicker than the width of the slit.

상기 리플렉터는, 슬릿에 장착되는 제1부분이 슬릿의 폭보다 얇고, 슬릿의 외부로 노출되는 제2부분이 슬릿의 폭보다 두꺼운 것이 바람직하다.In the reflector, it is preferable that the first portion mounted on the slit is thinner than the width of the slit, and the second portion exposed to the outside of the slit is thicker than the width of the slit.

상기 제2부분의 두께는 제1부분의 두께의 5배 ~ 10배인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the second portion is 5 to 10 times the thickness of the first portion.

상기 리플렉터는, 용융액의 열흐름을 제어하기 위하여 도가니와 인접한 영역에 복수개 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of the reflectors are installed in a region adjacent to the crucible in order to control the heat flow of the molten liquid.

상기 원료 용융액은 Si 용융액이며, 성장 대상 결정은 SiC인 것이 바람직하다. It is preferable that the raw material melt is a Si melt, and the crystal to be grown is SiC.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 리플렉터의 위치를 가변화하고 가변화된 리플렉터의 위치를 조절함으로써 결정 시드로의 열 흐름을 제어하여 결정 성장 속도를 높이고, 결정 성장을 보다 원활하게 할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다. According to the present invention as described above, by controlling the heat flow to the crystal seed by varying the position of the reflector and adjusting the position of the variable reflector, the effect of increasing the crystal growth rate and making the crystal growth more smooth. Can be expected.

또한, 본 발명은 리플렉터 중 절연용기의 외부로 노출되는 리플렉터 부분의 두께를 조절함으로써, 도가니의 가열 위치를 보다 정밀히 특정할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.In addition, the present invention can expect the effect of allowing the heating position of the crucible to be more precisely specified by controlling the thickness of the reflector part exposed to the outside of the insulating container among the reflectors.

또한, 본 발명은 절연용기를 상하 조립식으로 구성함으로써, 리플렉터의 위치 선택과 장착을 용이하게 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, according to the present invention, by configuring the insulating container in a vertical assembly type, it is possible to expect an effect of facilitating selection and installation of the reflector.

또한, 도가니 내부 용융액의 온도 구배와 흐름에 영향을 주기 위해 장치 구조를 변경하고자 하는 경우, 장치 구조나 도가니 위치의 변경에 따른 온도 구배 및 흐름의 변수 제어와 예측이 힘든 반면 본 발명은 간단히 리플렉터의 위치나 갯수를 변화시킴으로써 온도 변수 제어와 예측이 편리하게 구현될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, in the case of changing the device structure to affect the temperature gradient and flow of the melt inside the crucible, it is difficult to control and predict the parameters of the temperature gradient and flow according to the change of the device structure or the location of the crucible. By changing the location or number, the effect that temperature variable control and prediction can be conveniently implemented can be expected.

도 1은 종래의 결정 성장 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 리플렉터의 다양한 형상을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 위치를 가변한 것을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 일부의 두께를 가변한 것을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 위치를 가변함에 따라서 측정한 온도구배 및 열류량을 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 위치에 따른 결정핵 중심부와 결정핵 가장자리의 온도 차이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 위치에 따른 원료 용융액의 상부와 하부의 온도차이를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 두께에 따라서 측정한 온도구배 및 열류량을 그래프로 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 두께에 따른 결정핵 중심부와 결정핵 가장자리의 온도 차이를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치에서 리플렉터의 두께에 따른 원료 용융액의 상부와 하부의 온도차이를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a conventional crystal growth apparatus.
2 is a schematic diagram of a crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing various shapes of a reflector according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing that the position of the reflector is varied in the crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing that a thickness of a part of a reflector is varied in a crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the temperature gradient and the amount of heat flow measured as the position of the reflector is varied in the crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the temperature difference between the center of the crystal nucleus and the edge of the crystal according to the position of the reflector in the crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a temperature difference between an upper portion and a lower portion of a raw material melt according to a position of a reflector in a crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the temperature gradient and the amount of heat flow measured according to the thickness of the reflector in the crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing a temperature difference between a center of a seed and an edge of a seed according to a thickness of a reflector in the crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph showing a temperature difference between an upper portion and a lower portion of a raw material melt according to the thickness of a reflector in the crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the description of the present invention, the defined terms are defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a technician engaged in the relevant field, so the definition is based on the contents throughout the present specification. It will have to be lowered.

도 1은 종래의 결정 성장 장치(100)의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)의 모식도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)의 평면도이다.1 is a schematic diagram of a conventional crystal growing apparatus 100, FIG. 2 is a schematic diagram of a crystal growing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a plan view of 100.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 결정 성장 장치(100)는 결정 성장을 위한 원료 용융액(160)이 수용되는 도가니(150); 상기 원료 용융액(160)에 침잠되며, 결정핵(141)이 부착되는 지지봉(140); 및 상기 지지봉(140)과 도가니(150)를 상부가 개방되고 측부가 폐쇄되도록 마련되는 절연용기(130); 상기 절연용기(130)의 외주부에 상기 절연용기(130)를 감싸도록 마련되는 가열부(110);를 포함하여 구성되고, 상기 절연용기(130)는 그 내주면에 슬릿(181)이 형성되며, 상기 슬릿(181)이 복수개인 경우, 상기 슬릿(181)은 절연용기(130)의 내주면에 상하로 배치되어 상기 슬릿(181) 중 어느 하나에 리플렉터(180)가 가변적으로 장착되는 것이 특징이다.2, the crystal growth apparatus 100 of the present invention includes a crucible 150 in which a raw material melt 160 for crystal growth is accommodated; A support rod 140 immersed in the raw material melt 160 and to which crystal nuclei 141 are attached; And an insulating container 130 provided so that the upper part of the support rod 140 and the crucible 150 are opened and the side part is closed. A heating unit 110 provided to surround the insulating container 130 on the outer periphery of the insulating container 130, and the insulating container 130 has a slit 181 formed on its inner circumferential surface, When the number of the slits 181 is plural, the slits 181 are arranged vertically on the inner circumferential surface of the insulating container 130 so that the reflector 180 is variably mounted on any one of the slits 181.

종래의 결정 성장 장치(100)와 비교하면, 도 1에는 절연용기(130)의 내주면에 아무런 가공이 되어 있지 않으나, 도 2는 절연용기(130)의 내주면에 다수의 슬릿(181)이 상하로 배치되어 있다. Compared with the conventional crystal growth apparatus 100, no processing is performed on the inner circumferential surface of the insulating container 130 in Fig. 1, but Fig. 2 shows a plurality of slits 181 on the inner circumferential surface of the insulating container 130 vertically. It is placed.

이러한 슬릿(181)은 절연용기(130)의 구조에 따라서 자연스럽게 발생되는 공간이며, 따라서 절연용기(130)를 별도로 가공할 필요는 없다. 그러므로, 절연용기(130) 내의 슬릿(181) 가공을 위한 별도의 가공과정이 필요없으며, 후술하는 바와 같이, 부분 절연용기(130)를 상하로 적층하는 것만으로 슬릿(181)이 형성됨은 물론, 적층과정에서 리플렉터(180)를 용이하게 장착할 수 있다. 물론, 가공을 할 수도 있으므로 가공 여부에 대한 제한은 없다. This slit 181 is a space that is naturally generated according to the structure of the insulating container 130, and therefore, it is not necessary to process the insulating container 130 separately. Therefore, there is no need for a separate processing process for processing the slit 181 in the insulating container 130, and as will be described later, the slit 181 is formed only by stacking the partial insulating container 130 up and down, of course, The reflector 180 can be easily mounted during the lamination process. Of course, since it can be processed, there is no restriction on whether it is processed or not.

도 3에서 도시된 바와 같이, 절연용기(130)의 내주면에 형성된 슬릿(181)에 장착 및 고정되는 리플렉터(180)는 원형의 평면형상, 사각의 평면형상, 육각의 평면형상 등을 가지며, 중간에 천공부가 형성되어 있다. 즉, 다양한 평면형상을 가지며, 어느 하나로 한정되지는 않는다. 다만, 결정 성장 장치(100)의 내부 공간에 부합되는 형상을 갖는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3, the reflector 180 mounted and fixed to the slit 181 formed on the inner circumferential surface of the insulating container 130 has a circular planar shape, a square planar shape, a hexagonal planar shape, etc., and A perforation is formed in the. That is, it has various planar shapes, and is not limited to any one. However, it is preferable to have a shape that matches the inner space of the crystal growing apparatus 100.

천공부의 직경은 도가니(150)의 직경보다 크며, 따라서 리플렉터(180)가 도가니(150)에 방해됨 없이 상하로 이동 설치될 수 있다.The diameter of the perforated portion is larger than the diameter of the crucible 150, and thus the reflector 180 can be installed to move up and down without being disturbed by the crucible 150.

본 발명에 따른 절연용기(130)는 일 실시예에 따라서 복수개의 부분 절연용기(130)가 적층되어 구성되며, 상기 부분 절연용기(130)는 상하 관통된 구조로서, 상부 용기와, 상기 상부 용기의 구경보다 작은 하부 용기가 일체로 구성되며, 상방에 위치한 절연용기(130)의 하부 용기가 하방에 위치한 절연용기(130)의 상부 용기에 수용되되, 슬릿(181)은 상방에 위치한 절연용기(130)의 하부용기와 하방에 위치한 절연용기(130)의 상부용기 사이의 공간에 의하여 형성된다. The insulating container 130 according to the present invention is configured by stacking a plurality of partial insulating containers 130 according to an embodiment, and the partial insulating container 130 has a vertically penetrating structure, and includes an upper container and the upper container. A lower container smaller than the diameter of is integrally configured, and the lower container of the insulating container 130 located above is accommodated in the upper container of the insulating container 130 located below, and the slit 181 is an insulating container located above ( It is formed by the space between the lower container of 130) and the upper container of the insulating container 130 located below.

보다 구체적으로는 상기 부분 절연용기(130)는 상부용기와 하부용기가 서로 상하 일부 중첩된 형태를 이루며, 상부용기의 하단이 하부용기의 상단보다 아래부분에 위치하고, 하부용기의 상단이 상부용기의 하단보다 위부분에 위치하며, 이는 도 2에 도시된 바와 같다. 이러한 부분 절연용기(130)의 갯수에 따라서 슬릿(181)의 갯수가 정해진다. More specifically, in the partially insulating container 130, the upper container and the lower container are partially overlapped with each other, and the lower end of the upper container is located below the upper end of the lower container, and the upper end of the lower container is It is located above the lower part, which is as shown in FIG. 2. The number of slits 181 is determined according to the number of such partial insulating containers 130.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 위치를 가변한 것을 나타내는 모식도이다.4 is a schematic diagram showing that the position of the reflector 180 is varied in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

리플렉터(180)는 도가니(150)의 열흐름과 온도 구배에 영향을 주기 위하여 사용되는 것이므로 리플렉터(180)가 장착되기 위한 슬릿(181)은 도가니(150)를 중심으로 상하로 구성된다. 즉, 슬릿(181) 중 최상부 슬릿(181)은 도가니(150)의 상단보다 높은 위치에 존재하며, 최하부 슬릿(181)은 도가니(150)의 하단보다 낮은 위치에 존재하는 것이 바람직하다. 이 경우라야 도가니(150) 내 원료 용융액(160)에서의 열흐름과 온도 구배에 관하여 리플렉터(180)에 의하여 효과적으로 제어할 수 있다.Since the reflector 180 is used to affect the heat flow and temperature gradient of the crucible 150, the slit 181 to which the reflector 180 is mounted is configured up and down around the crucible 150. That is, it is preferable that the uppermost slit 181 of the slits 181 is present at a position higher than the upper end of the crucible 150, and the lowermost slit 181 is present at a lower position than the lower end of the crucible 150. In this case, the heat flow and temperature gradient in the raw material melt 160 in the crucible 150 can be effectively controlled by the reflector 180.

즉, 본 발명에 의한 리플렉터(180)는 유도코일이 설치된 범위 안에 있어야 발열작용을 하므로 리플렉터(180)의 위치의 한계는 유도코일 상하단 위치일 것이다. 본 발명의 핵심은 결정 성장 시스템 구조를 변경하지 않고도 손쉽게 도가니(150) 내부의 온도 구배를 컨트롤 하는데 있다. 따라서, 결정 성장 시스템 구조에 대한 시뮬레이션 결과, 소기의 온도 구배값에 따른 리플렉터(180)의 위치는 가변적인 것이 효율적임을 알 수 있었다.That is, since the reflector 180 according to the present invention generates heat only when the induction coil is installed, the limit of the position of the reflector 180 will be the upper and lower ends of the induction coil. The core of the present invention is to easily control the temperature gradient inside the crucible 150 without changing the structure of the crystal growth system. Accordingly, as a result of the simulation of the structure of the crystal growth system, it was found that it is efficient that the position of the reflector 180 according to the desired temperature gradient value is variable.

바람직하게는 리플렉터(180)는 원료 용융액(160)의 액면에 수평 대응되도록 형성되며, 이를 위해서는 슬릿(181)을 연결하여 형성되는 가상의 폐곡선은 하나의 수평면 내에 위치되도록 하여야 한다. 통상 도가니(150) 내에 수용된 원료 용융액(160)의 액면은 바닥면에 대하여 수평이므로 이에 대응되도록 형성된 슬릿(181)에 장착되는 리플렉터(180)는 원료 용융액(160)의 액면과 수평을 이루도록 설치된다. Preferably, the reflector 180 is formed to correspond horizontally to the liquid level of the raw material melt 160, and for this, a virtual closed curve formed by connecting the slits 181 must be positioned within one horizontal plane. Typically, the liquid level of the raw material melt 160 accommodated in the crucible 150 is horizontal with respect to the bottom surface, so the reflector 180 mounted on the slit 181 formed to correspond thereto is installed to be horizontal with the liquid level of the raw material melt 160 .

한편, 본 발명의 리플렉터(180)가 열전도 역할을 수행하여 도가니(150)의 원하는 지점을 국부가열하도록 함으로써 원료 용융액(160)의 열흐름과 온도구배에 영향을 주기 위한 것이므로 상기 슬릿(181)은 가열부(110)와 인접한 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 그래야 이에 장착되는 리플렉터(180)에 의하여 열이 도가니(150)에 효과적으로 전도된다.On the other hand, since the reflector 180 of the present invention performs a heat conduction role to locally heat a desired point of the crucible 150 to affect the heat flow and temperature gradient of the raw material melt 160, the slit 181 is It is preferable that it is formed in a region adjacent to the heating unit 110. Then, heat is effectively conducted to the crucible 150 by the reflector 180 mounted thereto.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 일부의 두께를 가변한 것을 나타내는 모식도이다. 5 is a schematic diagram showing that the thickness of a part of the reflector 180 is varied in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

리플렉터(180)는 두가지 형태로 구성될 수 있는데, 하나는 리플렉터(180)의 전체적인 두께가 균일하되 슬릿(181)에 끼움 장착가능하도록 슬릿(181)의 폭보다 얇게 구성된 것이고, 둘째는 리플렉터(180) 중 슬릿(181)에 장착되는 부분(제1부분)이 슬릿(181)의 폭보다 얇아 슬릿(181)에 끼움 장착 가능하고, 슬릿(181)의 외부로 노출되는 부분(제2부분)이 슬릿(181)의 폭보다 두껍게 구성된 것이다. 제2부분은 바람직하게는 제1부분에 비하여 5배 ~ 10배 두껍게 형성될 수 있다. 만일, 5배 미만일 경우 리플렉터(180)에 의한 온도 증가 효과가 기대보다 크지 않아 효과적이지 않을 수 있고, 10배를 초과하는 경우 리플렉터(180)의 무게가 늘어나 성장 구조의 안정성에 좋지 않은 영향을 끼칠 것이므로 위 범위는 그 임계적 의의가 있다.The reflector 180 may be configured in two forms, one is that the overall thickness of the reflector 180 is uniform, but is configured to be thinner than the width of the slit 181 so that it can be fitted in the slit 181, and the second is the reflector 180 ), the part (first part) mounted on the slit 181 is thinner than the width of the slit 181 so that it can be inserted into the slit 181, and the part exposed to the outside of the slit 181 (the second part) is It is configured to be thicker than the width of the slit 181. The second portion may preferably be formed to be 5 to 10 times thicker than the first portion. If it is less than 5 times, the temperature increase effect by the reflector 180 may not be greater than expected, so it may not be effective. If it exceeds 10 times, the weight of the reflector 180 increases, which adversely affects the stability of the growth structure. Therefore, the above range has its critical significance.

이러한 리플렉터(180)는 예를 들어 도가니(150) 하단에 열흐름이나 온도 구배 면에서 영향을 미치도록 하려면 도가니(150) 하단 인근에 복수개 설치되도록 할 수 있다. 또는 도가니(150) 하단 인근에 제2부분이 근접하도록 설치될 수도 있다. 도가니(150) 하단 인근에 적어도 하나의 리플렉터(180)가 장착되었을 때, 결정 성장을 위한 열흐름이 우수한 것으로 확인되었다. Such reflectors 180 may be installed near the bottom of the crucible 150 in order to have an effect in terms of heat flow or temperature gradient at the bottom of the crucible 150, for example. Alternatively, the second portion may be installed near the bottom of the crucible 150 so as to be adjacent. When at least one reflector 180 is mounted near the bottom of the crucible 150, it was confirmed that heat flow for crystal growth was excellent.

<평가예><Evaluation example>

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 위치를 가변함에 따라서 측정한 온도 구배 및 열류량(heat flux)을 그래프로 나타낸 것이다.6 is a graph showing a temperature gradient and a heat flux measured as the position of the reflector 180 is varied in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 리플렉터(180)의 위치에 따라서 도가니(150)의 가열되는 부분이 달라짐을 알 수 있으며, 가열되는 부분을 화살표로 나타내었다. 즉, 열류량의 흐름 정도가 리플렉터(180)의 도가니(150)에 대한 위치에 따라서 달라지며, 도가니(150)의 하단부가 가열될 경우(도 6의 d, e) 도가니(150) 하단에서 결정핵(141) 방향으로의 열흐름이 가장 원활한 것을 확인할 수 있다. As shown, it can be seen that the heated portion of the crucible 150 varies according to the position of the reflector 180, and the heated portion is indicated by an arrow. That is, the degree of flow of the heat flow varies depending on the position of the reflector 180 with respect to the crucible 150, and when the lower end of the crucible 150 is heated (d, e in Fig. 6), the crystal nuclei at the bottom of the crucible 150 It can be seen that the heat flow in the (141) direction is the most smooth.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 위치에 따른 결정핵(141) 중심부와 결정핵(141) 가장자리의 온도 차이를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing a temperature difference between the center of the crystal nucleus 141 and the edge of the crystal nucleus 141 according to the position of the reflector 180 in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 리플렉터(180)가 결정핵(141) 보다 상부에 위치되는 경우(Case 1)에는 결정핵(141) 중심부와 도가니(150)의 가장자리의 온도차가 거의 없었으나, 리플렉터(180)가 결정핵(141)의 중앙부나 하부에 위치되는 경우(Case 2, 3)에는 중앙과 가장자리 온도차이가 크게 나타나는 것으로 확인되었다. 이는 결정핵(141) 표면(성장 표면)에서 수평 방향으로 온도 구배가 크다는 것을 의미하며, Case1의 경우 시드 표면에서 수평 온도 구배가 거의 없지만 Case 2, 3은 온도 구배가 크다는 것을 확인할 수 있다.As shown, when the reflector 180 is located above the crystal nucleus 141 (Case 1), there was almost no temperature difference between the center of the crystal nucleus 141 and the edge of the crucible 150, but the reflector 180 It was confirmed that the temperature difference between the center and the edge appears large when is located in the center or the bottom of the crystal nucleus 141 (Case 2, 3). This means that the temperature gradient in the horizontal direction from the surface of the crystal nucleus 141 (growth surface) is large. In case of Case 1, there is almost no horizontal temperature gradient in the seed surface, but it can be confirmed that the temperature gradient in Cases 2 and 3 is large.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 위치에 따른 원료 용융액(160)의 상부와 하부의 온도차이를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a temperature difference between an upper portion and a lower portion of the raw material melt 160 according to the position of the reflector 180 in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 리플렉터(180)가 결정핵(141)보다 상부에 위치되는 경우(Case 1)에는  리플렉터(180)가 원료 용융액(160)의 상부를 가열하는 효과가 있으며, 따라서, 원료 용융액과 도가니(150)의 바닥면의 온도구배가 작다. As shown, when the reflector 180 is positioned above the crystal nucleus 141 (Case 1), the reflector 180 has an effect of heating the upper portion of the raw material melt 160, and thus, the raw material melt and The temperature gradient of the bottom surface of the crucible 150 is small.

리플렉터(180)가 결정핵(141)의 중앙부에 위치되는 경우(Case 2)에는 리플렉터(180)가 원료 용융액(160) 중 결정핵(141) 부분과 수평의 위치에서 가열효과를 나타내므로 원료 용융액과 도가니(150) 바닥면의 온도구배가 거의 없는 것으로 확인되었다.When the reflector 180 is located in the center of the crystal nucleus 141 (Case 2), the reflector 180 exhibits a heating effect at a position horizontal to the crystal nucleus 141 of the raw material melt 160, so that the raw material melt It was confirmed that there was almost no temperature gradient at the bottom of the crucible 150.

리플렉터(180)가 결정핵(141)보다 하부에 위치되는 경우(Case 3)에는 리플렉터(180)가 원료 용융액(160)의 하부(도가니(150)의 하단부)를 가열하는 효과를 나타내므로, 원료 용융액과 도가니(150)의 바닥면의 온도구배가 크다.  When the reflector 180 is positioned below the crystal nucleus 141 (Case 3), the reflector 180 exhibits an effect of heating the lower portion of the raw material melt 160 (the lower end of the crucible 150). The temperature gradient between the melt and the bottom of the crucible 150 is large.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 두께에 따라서 측정한 온도구배 및 열류량을 그래프로 나타낸 것이다.9 is a graph showing the temperature gradient and the amount of heat flow measured according to the thickness of the reflector 180 in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

여기서는 리플렉터(180)의 기본두께와 그 두께보다 5배 굵은 경우, 10배 굵은 경우를 각각 비교하였으며, 도시된 바와 같이, 열류량은 리플렉터(180)의 위치가 변화하지 않았으므로 세가지 경우에 있어서 대체로 동일하였으나, 두께가 두꺼워질수록 리플렉터(180)와 인접한 영역의 온도가 뚜렷하게 증가하였다. Here, the basic thickness of the reflector 180 and the case 5 times thicker than the thickness and 10 times thicker than the thickness were compared respectively, and as shown, the heat flow amount is substantially the same in three cases since the position of the reflector 180 did not change. However, as the thickness increased, the temperature of the region adjacent to the reflector 180 increased markedly.

여기서, 리플렉터(180)의 위치가 같기 때문에 온도 구배의 방향은 바뀌지 않았지만 리플렉터(180)가 두꺼워짐에 따라 유도 가열되는 부피가 증가하여 인접한 영역에서 온도가 증가하였다. 즉, 두께를 조절하여 온도 구배의 방향은 유지하고 온도 구배의 크기만 바꿀 수 있다.Here, since the reflector 180 is located at the same position, the direction of the temperature gradient did not change, but as the reflector 180 was thickened, the volume to be induction heated increased, and the temperature in the adjacent region increased. That is, by adjusting the thickness, the direction of the temperature gradient can be maintained and only the size of the temperature gradient can be changed.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 두께에 따른 결정핵(141) 중심부와 결정핵(141) 가장자리의 온도 차이를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing a temperature difference between the center of the crystal nucleus 141 and the edge of the crystal nucleus 141 according to the thickness of the reflector 180 in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 모든 두께에 있어서 결정핵(141) 중심부에 비하여 결정핵(141) 가장자리의 온도가 높아지는 것은 자명하나, 전체적으로 리플렉터(180)의 두께가 두꺼울수록 온도가 상승함을 알 수 있으며, 이른 리플렉터(180)의 열전도체로서의 역할에 기인하는 것으로 판단된다. As shown, it is obvious that the temperature of the edge of the crystal nucleus 141 increases compared to the center of the crystal nucleus 141 in all thicknesses, but it can be seen that the temperature increases as the thickness of the reflector 180 increases overall, It is determined that this is due to the early role of the reflector 180 as a heat conductor.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 결정 성장 장치(100)에서 리플렉터(180)의 두께에 따른 원료 용융액(160)의 상부와 하부의 온도차이를 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing a temperature difference between an upper portion and a lower portion of the raw material melt 160 according to the thickness of the reflector 180 in the crystal growth apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 모든 두께에 있어서 리플렉터(180)가 인접한 도가니(150) 하단부(원료 용융액(160) 하부)의 온도가 원료 용융액(160) 액면의 온도보다 높은 것은 자명하나, 전체적으로 리플렉터(180)의 두께가 두꺼울수록 도가니(150) 하단부의 온도가 더 높았으며, 원료 용융액(160) 액면의 온도는 세가지 경우 비슷한 것으로 측정되었다. 즉, 두께가 두꺼울수록 온도구배가 더 심하였다.As shown, it is obvious that the temperature of the lower end of the crucible 150 adjacent to the reflector 180 (lower of the raw material melt 160) is higher than the temperature of the liquid surface of the raw material melt 160, but the reflector 180 as a whole The thicker the thickness of the crucible 150, the higher the temperature at the bottom of the crucible 150, and the temperature of the liquid surface of the raw material melt 160 was measured to be similar in three cases. That is, the thicker the thickness, the more severe the temperature gradient.

이로부터, 리플렉터(180)의 두께를 변화시켜서 도가니(150)의 온도구배와 결정핵(141) 표면의 온도를 효과적으로 조정하는 것이 가능하였다. From this, it was possible to effectively adjust the temperature gradient of the crucible 150 and the temperature of the surface of the crystal nucleus 141 by changing the thickness of the reflector 180.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in more detail by way of examples above, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not stabilized by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 결정 성장 장치 110 : 가열부
130 : 절연용기 140 : 지지봉
141 : 결정핵 150 : 도가니
160 : 원료 용융액 170 : 도가니 지지대
180 : 리플렉터 151 : 슬릿
100: crystal growth device 110: heating unit
130: insulation container 140: support rod
141: crystal nucleus 150: crucible
160: raw material melt 170: crucible support
180: reflector 151: slit

Claims (15)

결정 성장을 위한 원료 용융액이 수용되는 도가니; 상기 원료 용융액에 침잠되며, 결정핵이 부착되는 지지봉; 및 상기 지지봉과 도가니를 상부가 개방되고 측부가 폐쇄되도록 마련되는 절연용기; 상기 절연용기의 외주부에 상기 절연용기를 감싸도록 마련되는 가열부;를 포함하여 구성되는 결정 성장 장치에 있어서,
상기 절연용기는 그 내주면에 슬릿이 형성되고,
상기 슬릿이 복수개인 경우, 상기 슬릿은 절연용기의 내주면에 상하로 배치되어 상기 슬릿 중 어느 하나에 리플렉터가 가변적으로 장착되며,
상기 절연용기는 복수개의 부분 절연용기가 적층되어 구성되고,
상기 부분 절연용기는 상하 관통된 구조로서, 상부 용기와, 상기 상부 용기의 구경보다 작은 하부 용기가 일체로 구성되며, 상방에 위치한 절연용기의 하부 용기가 하방에 위치한 절연용기의 상부 용기에 수용되되,
슬릿은 상방에 위치한 절연용기의 하부용기와 하방에 위치한 절연용기의 상부용기 사이의 공간에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
A crucible in which a raw material melt for crystal growth is accommodated; A support rod immersed in the raw material melt and to which crystal nuclei are attached; And an insulating container provided so that the upper part of the support rod and the crucible are opened and the side part is closed. In the crystal growth apparatus comprising a; heating unit provided to surround the insulating container on the outer periphery of the insulating container,
The insulating container has a slit formed on its inner peripheral surface,
When there are a plurality of the slits, the slits are arranged vertically on the inner circumferential surface of the insulating container so that a reflector is variably mounted on any one of the slits,
The insulating container is configured by stacking a plurality of partial insulating containers,
The partially insulating container has a vertically penetrating structure, and an upper container and a lower container smaller than the diameter of the upper container are integrally formed, and the lower container of the insulating container located above is accommodated in the upper container of the insulating container located below. ,
The slit is a variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that formed by a space between a lower container of the insulating container located above and an upper container of the insulating container located below.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 슬릿 중 최상부 슬릿은 도가니의 상단보다 높은 위치에 존재하며, 최하부 슬릿은 도가니의 하단보다 낮은 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
Among the slits, the uppermost slit is present at a position higher than the upper end of the crucible, and the lowermost slit is present at a lower position than the lower end of the crucible.
제1항에 있어서,
상기 슬릿을 연결하여 형성되는 가상의 폐곡선은 하나의 수평면 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
A variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that the virtual closed curve formed by connecting the slits is located in one horizontal plane.
제1항에 있어서,
상기 부분 절연용기는 상부용기와 하부용기가 서로 상하 일부 중첩된 형태를 이루며, 상부용기의 하단이 하부용기의 상단보다 아래부분에 위치하고, 하부용기의 상단이 상부용기의 하단보다 위부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
In the partially insulating container, the upper container and the lower container are partially overlapped with each other, and the lower part of the upper container is located below the upper part of the lower container, and the upper part of the lower container is located above the lower part of the upper container. Variable reflector for a crystal growth device, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 리플렉터는 중앙에 천공부가 마련된 평면인 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The reflector is a variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that the plane is provided with a perforation in the center.
제6항에 있어서,
상기 천공부의 직경은 도가니의 구경보다 큰 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 6,
The variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that the diameter of the perforation is larger than the diameter of the crucible.
제1항에 있어서,
상기 슬릿은 가열부와 인접한 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The slit is a variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that formed in a region adjacent to the heating unit.
제1항에 있어서,
상기 리플렉터는 상기 도가니의 하단부를 가열하도록 도가니의 하단부와 인접하는 슬릿에 장착되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The reflector is a variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that mounted in a slit adjacent to the lower end of the crucible to heat the lower end of the crucible.
제1항에 있어서,
상기 리플렉터는,
전체적인 두께가 슬릿의 폭보다 얇은 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The reflector,
Variable reflector for a crystal growth device, characterized in that the overall thickness is thinner than the width of the slit.
제1항에 있어서,
상기 리플렉터는,
슬릿에 장착되는 부분이 슬릿의 폭보다 얇고, 슬릿의 외부로 노출되는 부분이 슬릿의 폭보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The reflector,
A variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that a portion mounted on the slit is thinner than a width of the slit, and a portion exposed to the outside of the slit is thicker than the width of the slit.
제1항에 있어서,
상기 리플렉터는,
슬릿에 장착되는 제1부분이 슬릿의 폭보다 얇고, 슬릿의 외부로 노출되는 제2부분이 슬릿의 폭보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The reflector,
A variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that a first portion mounted on the slit is thinner than a width of the slit, and a second portion exposed to the outside of the slit is thicker than a width of the slit.
제12항에 있어서,
상기 제2부분의 두께는 제1부분의 두께의 5배 ~ 10배인 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 12,
The variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that the thickness of the second portion is 5 to 10 times the thickness of the first portion.
제1항에 있어서,
상기 리플렉터는,
원료 용융액의 열흐름을 제어하기 위하여 도가니와 인접한 영역에 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The reflector,
Variable reflector for a crystal growth apparatus, characterized in that a plurality of installed in a region adjacent to the crucible in order to control the heat flow of the raw material melt.
제1항에 있어서,
상기 원료 용융액은 Si 용융액이며, 성장 대상 결정은 SiC인 것을 특징으로 하는 결정 성장 장치용 가변 리플렉터.
The method of claim 1,
The raw material melt is a Si melt, and the crystal to be grown is SiC.
KR1020190017368A 2019-02-14 2019-02-14 Variable reflector for crystal growth device KR102227148B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190017368A KR102227148B1 (en) 2019-02-14 2019-02-14 Variable reflector for crystal growth device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190017368A KR102227148B1 (en) 2019-02-14 2019-02-14 Variable reflector for crystal growth device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200099408A KR20200099408A (en) 2020-08-24
KR102227148B1 true KR102227148B1 (en) 2021-03-15

Family

ID=72235447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190017368A KR102227148B1 (en) 2019-02-14 2019-02-14 Variable reflector for crystal growth device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102227148B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131433A (en) 2004-11-02 2006-05-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Method of producing silicon carbide single crystal
JP2010006645A (en) 2008-06-27 2010-01-14 Kyocera Corp Crucible for apparatus for growing single crystal, method for growing single crystal, and apparatus for growing single crystal
JP2014065639A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Manufacturing apparatus for sapphire single crystal
JP2016200254A (en) 2015-04-14 2016-12-01 住友金属鉱山株式会社 Heat insulation structure

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101638487B1 (en) 2016-01-19 2016-07-11 웅진에너지 주식회사 Reflect for ingot grower and ingot grower including the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131433A (en) 2004-11-02 2006-05-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Method of producing silicon carbide single crystal
JP2010006645A (en) 2008-06-27 2010-01-14 Kyocera Corp Crucible for apparatus for growing single crystal, method for growing single crystal, and apparatus for growing single crystal
JP2014065639A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Manufacturing apparatus for sapphire single crystal
JP2016200254A (en) 2015-04-14 2016-12-01 住友金属鉱山株式会社 Heat insulation structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200099408A (en) 2020-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2287367B1 (en) Single crystal manufacturing device and manufacturing method
KR102490405B1 (en) Crystal pulling system and method with crucible and manipulating member
US9822466B2 (en) Crystal growing systems and crucibles for enhancing heat transfer to a melt
KR101429963B1 (en) Crystal growing apparatus
JP2007230846A (en) Crucible for single crystal producing apparatus
JP2020518542A (en) Crystal pulling system including crucible and barrier and crystal pulling method
KR20150127682A (en) Crucible assembly for controlling oxygen and related methods
CN206244915U (en) A kind of silicon carbide monocrystal growth device with thermograde corrective action
KR102227148B1 (en) Variable reflector for crystal growth device
JP2020040844A (en) MANUFACTURING METHOD OF SiC SINGLE CRYSTAL, AND COATED MEMBER
JP2017014105A (en) Crucible, crystal growth apparatus, and crystal growth method
KR101381326B1 (en) Method for producing semiconductor wafers composed of silicon
JP2020093975A (en) Crystal growth apparatus and crucible
KR102138455B1 (en) A heat shield member for single crystal growth and single crystal growth apparatus using the same
KR101725603B1 (en) Ingot growth equipment
KR101532266B1 (en) An apparatus for growing a single crystal
JP4776065B2 (en) CZ method single crystal pulling equipment
JP7306217B2 (en) Crucible and SiC single crystal growth apparatus
JP2014201517A (en) Crystal growth apparatus and crystal growth method
JP2013189354A (en) Apparatus and method for producing silicon single crystal
JP2014224014A (en) Manufacturing apparatus for silicon carbide single crystal
JP2011051824A (en) Single crystal producing apparatus
JP6068603B2 (en) Crystal growth equipment
JPH01100088A (en) Single crystal pulling up equipment
JP5867335B2 (en) Silicon carbide single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method

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