KR102305774B1 - Silicon carbide grower having inner monitoring function - Google Patents

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Abstract

실리콘 카바이드 단결정 성장장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 단결정 성장장치는, 실리콘 카바이드 단결정 성장을 위한 증착재료가 충진되는 도가니(Crucible)가 내부에 배치되며, 도가니로부터의 증착재료가 증착되면서 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행되는 장소를 형성하는 진공 챔버; 및 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행될 때 도가니 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 수집하는 극고온 광학 케이블(Optical Cable)을 구비하며, 광학적 신호를 기초로 피사체 영역의 온도를 모니터링하는 광학 극고온 온도 모니터링부를 포함한다.A silicon carbide single crystal growth apparatus is disclosed. In the silicon carbide single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention, a crucible filled with a deposition material for silicon carbide single crystal growth is disposed therein, and a silicon carbide single crystal growth process is performed while the deposition material from the crucible is deposited. a vacuum chamber defining a place to proceed; and an extremely high temperature optical cable that collects optical signals coming from the subject in the crucible area when the silicon carbide single crystal growth process is in progress, and an optical extreme high temperature temperature monitoring unit that monitors the temperature of the subject area based on the optical signal include

Description

실리콘 카바이드 단결정 성장장치{Silicon carbide grower having inner monitoring function}Silicon carbide single crystal growing apparatus {Silicon carbide grower having inner monitoring function}

본 발명은, 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 도가니 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 종래보다 효과적이면서 정확하게 센싱할 수 있으며, 이로 인해 피사체 영역의 온도 모니터링에 기인한 여러 공정 프로세스에 도움이 될 수 있음은 물론 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon carbide single crystal growth apparatus, and more particularly, it is possible to sense an optical signal coming from a subject in a crucible area more effectively and more accurately than in the prior art, whereby several process processes due to temperature monitoring of the subject area Of course, it relates to a silicon carbide single crystal growth apparatus capable of producing high-quality ingots.

실리콘 카바이드(SiC, Silicon Carbide)는 2.2 내지 3.3 eV의 범위 내에 있는 넓은 폭의 금지 대역(forbidden gap)을 갖는 광대역 반도체(wide-gap semiconductor)이다.Silicon Carbide (SiC) is a wide-gap semiconductor having a wide forbidden gap in the range of 2.2 to 3.3 eV.

실리콘 카바이드는 우수한 물리적 및 화학적 성질을 가지므로 내환경성 반도체 재료(environment-resistant semiconductor material)로서 연구되고 있다.Since silicon carbide has excellent physical and chemical properties, it has been studied as an environment-resistant semiconductor material.

전력 반도체, 통신 반도체, LED용 제품 등 다방면으로 사용되는 실리콘 카바이드 웨이퍼(SiC wafer)는 통상의 실리콘 웨이퍼(Si wafer)보다 고온 동작 가능, 높은 열전도도, 높은 절연 파괴전계, 높은 밴드 갭 등의 우수한 특성을 갖는 차세대 반도체 재료로 주목받고 있는 재료이다.Silicon carbide wafers (SiC wafers), which are used in various fields such as power semiconductors, communication semiconductors, and LED products, have superior characteristics such as high temperature operation, high thermal conductivity, high dielectric breakdown field, and high band gap compared to normal silicon wafers. It is a material attracting attention as a next-generation semiconductor material with properties.

실리콘 카바이드 웨이퍼를 만들기 위한 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 관한 기술이 많이 개발됐으며, 그 중 대표적인 장치는 물리 기상 이송장치(Physical Vapor Transport, PVT)이다.A lot of technology related to a silicon carbide single crystal growth device for making a silicon carbide wafer has been developed, and a representative device among them is a Physical Vapor Transport (PVT).

한편, 실리콘 카바이드 단결정 성장장치의 적용에 있어서 결정 결함(Crystal Defect) 없는 높은 품질의 실리콘 카바이드 단결정 잉곳(Ingot) 성장을 위해서는 적절한 도가니 내부의 온도 분포와 안정적인 온도 피드백(Feedback) 제어가 필수적이다.On the other hand, in order to grow a silicon carbide single crystal ingot of high quality without crystal defects in the application of a silicon carbide single crystal growth apparatus, an appropriate temperature distribution inside the crucible and stable temperature feedback control are essential.

하지만, 실리콘 카바이드 단결정 성장 공정의 공정온도는 일반적으로 2400℃ 정도의 극고온 전후에서 진행되기 때문에, 일반적인 접촉형 열전대(Thermo-couple)를 이용할 경우, 그 온도 대역이 맞지 않아 측정이 불가능하다.However, since the process temperature of the silicon carbide single crystal growth process is generally performed around an extremely high temperature of about 2400° C., when using a general contact thermocouple, the temperature range is not correct, so measurement is impossible.

이러한 문제로 인해 종래의 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에는 적외선 온도센서를 이용한 비접촉식 원거리 온도 측정이 주로 수행됐다.Due to this problem, a non-contact long-distance temperature measurement using an infrared temperature sensor was mainly performed in a conventional silicon carbide single crystal growth apparatus.

그렇지만, 이러한 비접촉식 원거리 온도 측정방식은 우선 측정 피사체와 센서의 거리가 상당히 멀게 배치될 수밖에 없음은 물론, 온도 측정 재현성에서 많은 문제가 발생한다.However, in this non-contact long-distance temperature measurement method, the distance between the measurement subject and the sensor is inevitably far apart, and many problems occur in temperature measurement reproducibility.

공정마다 도가니의 위치 및 각도 재현성, 측정 지점의 재현성, 장착 상태 재현성 등의 확보가 어렵다는 점에서 온도 측정의 불확실성이 상당히 높아진다. 게다가 공정 중에 발생하는 기체, 증기화된 실리콘(Si), 카바이드(C) 재료, 피사체 표면의 상태 변화, 증기화된 재료의 후면 증착(Back-Deposition) 등의 발생으로 인해 측정 온도 편차가 상당히 높은 실정이다.In each process, it is difficult to secure the reproducibility of the position and angle of the crucible, the reproducibility of the measurement point, and the reproducibility of the mounting state, so the uncertainty of temperature measurement increases considerably. In addition, due to the occurrence of gases, vaporized silicon (Si), carbide (C) materials, changes in the state of the object surface, and back-deposition of vaporized materials during the process, the measurement temperature deviation is quite high. the current situation.

또한, 공정 중에 나타날 수 있는 후면 증착의 비대화로 발생 가능한 미세 입자(Particle) 발생, 도가니의 부분 이탈 등의 문제는 온도 측정 신뢰성 확보에 상당히 주요한 변수로 작용한다.In addition, problems such as the generation of fine particles and partial separation of the crucible that may occur due to the enlargement of the backside deposition that may appear during the process act as a significant variable in securing the temperature measurement reliability.

특히, 높은 품질의 결정 성장을 위해 적용되는 도가니 회전은 이러한 입자 발생을 더 촉진시키는 인자로 작용한다는 점을 두루 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 관한 기술 개발이 필요한 실정이다.In particular, considering that crucible rotation applied for high-quality crystal growth acts as a factor that further promotes the generation of such particles, it is necessary to develop a technology for a silicon carbide single crystal growth device of a new concept that is not known before. am.

대한민국특허청 출원번호 제10-2013-0097028호Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2013-0097028

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 도가니 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 종래보다 효과적이면서 정확하게 센싱할 수 있으며, 이로 인해 피사체 영역의 온도 모니터링에 기인한 여러 공정 프로세스에 도움이 될 수 있음은 물론 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that an optical signal coming from a subject in the crucible area can be sensed more effectively and accurately than in the prior art, which can be helpful in various process processes due to temperature monitoring of the subject area. It is to provide a silicon carbide single crystal growth apparatus capable of producing high-quality ingots.

본 발명의 일 측면에 따르면, 실리콘 카바이드 단결정 성장을 위한 증착재료가 충진되는 도가니(Crucible)가 내부에 배치되며, 상기 도가니로부터의 증착재료가 증착되면서 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행되는 장소를 형성하는 진공 챔버; 및 상기 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행될 때 상기 도가니 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 수집하는 극고온 광학 케이블(Optical Cable)을 구비하며, 상기 광학적 신호를 기초로 상기 피사체 영역의 온도를 모니터링하는 광학 극고온 온도 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a crucible filled with a deposition material for silicon carbide single crystal growth is disposed therein, and a silicon carbide single crystal growth process is formed while the deposition material from the crucible is deposited. vacuum chamber; and an extremely high temperature optical cable that collects optical signals coming from the subject in the crucible area when the silicon carbide single crystal growth process is in progress, and an optical pole that monitors the temperature of the subject area based on the optical signal A silicon carbide single crystal growth apparatus comprising a high temperature temperature monitoring unit may be provided.

상기 진공 챔버의 내외로 연결되되 상기 진공 챔버의 내부에서 상기 도가니의 하부와 연결되며, 상기 도가니의 하부 회전축심을 형성하는 하부 로테이션 샤프트(Rotation Shaft); 및 상기 진공 챔버의 내외로 연결되되 상기 진공 챔버의 내부에서 상기 도가니의 상부와 연결되며, 상기 도가니의 상부 회전축심을 형성하는 상부 로테이션 샤프트를 더 포함할 수 있다.a lower rotation shaft connected to the inside and outside of the vacuum chamber and connected to a lower portion of the crucible inside the vacuum chamber and forming a lower rotational axis of the crucible; and an upper rotation shaft connected to the inside and outside of the vacuum chamber and connected to the upper portion of the crucible inside the vacuum chamber and forming an upper rotational axis of the crucible.

상기 하부 로테이션 샤프트와 상기 상부 로테이션 샤프트는 내부가 빈 파이프(pipe) 구조를 형성할 수 있으며, 상기 하부 로테이션 샤프트와 상기 상부 로테이션 샤프트 중 하나에는 해당 샤프트를 회전 구동시키는 샤프트 회전 구동부가 결합할 수 있다.The lower rotation shaft and the upper rotation shaft may form a pipe structure with an empty interior, and a shaft rotation driving unit for rotationally driving the corresponding shaft may be coupled to one of the lower rotation shaft and the upper rotation shaft. .

상기 광학 극고온 온도 모니터링부는 상기 하부 로테이션 샤프트와 상기 상부 로테이션 샤프트를 매개로 해서 상기 진공 챔버와 연결될 수 있다.The optical extreme high temperature monitoring unit may be connected to the vacuum chamber via the lower rotation shaft and the upper rotation shaft.

상기 광학 극고온 온도 모니터링부는, 상기 도가니 영역의 피사체 하부에서 들어오는 광학적 신호를 수집하기 위해 상기 도가니의 하부에서 상기 하부 로테이션 샤프트와 연결되는 하부 온도 모니터링부; 및 상기 도가니 영역의 피사체 상부에서 들어오는 광학적 신호를 수집하기 위해 상기 도가니의 상부에서 상기 상부 로테이션 샤프트와 연결되는 상부 온도 모니터링부를 포함할 수 있다.The optical extreme high temperature temperature monitoring unit may include: a lower temperature monitoring unit connected to the lower rotation shaft at a lower portion of the crucible to collect an optical signal coming from a lower portion of the subject in the crucible area; and an upper temperature monitoring unit connected to the upper rotation shaft at an upper portion of the crucible to collect an optical signal coming from an upper portion of the subject in the crucible area.

상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부의 구조가 동일할 수 있다.The structure of the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit may be the same.

상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는, 광학적으로 온도를 측정하는 광학 온도센서(Optical Temperature Sensor); 및 상기 광학 온도센서의 주변에 배치되며, 상기 피사체로부터 들어오는 광학적 신호를 상기 광학 온도센서로 전달하는 투사체 윈도(Scattering-free Window)를 포함할 수 있으며, 상기 피사체에 근접하게 위치하는 상기 극고온 광학 케이블이 상기 피사체로부터 들어오는 상기 광학적 신호를 수집한 후, 광학 신호의 손실 없이 상기 투사체 윈도를 통해 상기 광학 온도센서로 송신할 수 있다.Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit may include an optical temperature sensor for optically measuring a temperature; and a scattering-free window disposed around the optical temperature sensor and transmitting an optical signal coming from the subject to the optical temperature sensor, wherein the extremely high temperature is located close to the subject. After the optical cable collects the optical signal coming from the subject, it can be transmitted to the optical temperature sensor through the projection window without loss of the optical signal.

상기 광학 온도센서는 센서룸에 배치되되 상기 센서룸과 상기 하부 로테이션 샤프트 및 상기 상부 로테이션 샤프트에는 상기 센서룸을 격리시키되 상기 투사체 윈도가 탑재되는 격벽부가 마련될 수 있으며, 상기 극고온 광학 케이블은 실리콘 재질로 제작될 수 있다.The optical temperature sensor is disposed in the sensor room, and the sensor room, the lower rotation shaft and the upper rotation shaft may be provided with a partition wall portion to isolate the sensor room and to which the projectile window is mounted, the ultra-high temperature optical cable It may be made of a silicone material.

상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는, 상기 광학적 신호를 전달하는 상기 극고온 광학 케이블이 배치되되 이중벽 구조를 갖는 극고온 광학 이중 튜브(Double Optical Tube)를 더 포함할 수 있다.Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit may further include an extremely high temperature optical double tube having a double-wall structure on which the extremely high temperature optical cable for transmitting the optical signal is disposed.

상기 극고온 광학 이중 튜브는, 외측 광학 튜브; 및 상기 외측 광학 튜브와의 공간을 사이에 두고 상기 외측 광학 튜브 내에 배치되되 내부에 상기 광학적 신호를 전달하는 상기 극고온 광학 케이블이 배치되는 내측 광학 튜브를 포함할 수 있다.The ultra-high temperature optical double tube, the outer optical tube; and an inner optical tube disposed in the outer optical tube with a space between the outer optical tube and the ultra-high temperature optical cable transmitting the optical signal therein.

상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는, 상기 극고온 광학 이중 튜브의 단부 영역에 배치되며, 상기 극고온 광학 이중 튜브의 개구를 선택적으로 개폐하는 셔터(Shutter)를 더 포함할 수 있다.Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit may further include a shutter disposed in an end region of the ultra-high temperature optical double tube, and selectively opening and closing an opening of the ultra-high temperature optical double tube. .

상기 셔터가 우산형 이중 셔터(Double Umbrella-type Shutter)일 수 있다.The shutter may be a double umbrella-type shutter.

상기 하부 온도 모니터링부에 마련되는 우산형 이중 셔터와 상기 상부 온도 모니터링부에 마련되는 우산형 이중 셔터의 배치 방향이 서로 역방향일 수 있다.The arrangement directions of the double umbrella-type shutter provided in the lower temperature monitoring unit and the umbrella-type double shutter provided in the upper temperature monitoring unit may be opposite to each other.

상기 우산형 이중 셔터는, 상기 광학적 신호가 손실 없이 투사하는 무손실 투사체 윈도(Scattering-free Window)를 구비하는 고정 셔터; 및 상기 무손실 투사체 윈도에 이웃하게 배치되되 상기 무손실 투사체 윈도와 선택적으로 연통되는 통공을 구비하며, 상기 고정 셔터에 대해 회전하는 회전 셔터를 포함할 수 있다.The umbrella-type double shutter includes: a fixed shutter having a lossless projection window (Scattering-free Window) through which the optical signal is projected without loss; and a rotary shutter disposed adjacent to the lossless projection window and having a through hole selectively communicating with the lossless projection window and rotating with respect to the fixed shutter.

상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는, 상기 회전 셔터와 연결되며, 상기 회전 셔터를 회전 구동시키는 셔터 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit may further include a shutter rotation driving unit connected to the rotating shutter and rotating the rotating shutter.

상기 셔터 회전 구동부는, 상기 회전 셔터를 회전 구동을 위한 구동력을 제공하는 실린더; 상기 실린더의 로드에 연결되는 로드 연결바; 상기 회전 셔터에 결합하는 셔터 결합대; 상기 셔터 결합대와 상기 로드 연결바에 연결되며, 상기 실린더의 작용으로 동작하는 작동바; 및 상기 작동바에 연결되는 적어도 하나의 링크 모듈을 포함할 수 있다.The shutter rotation driving unit may include: a cylinder providing a driving force for rotationally driving the rotating shutter; a rod connecting bar connected to the rod of the cylinder; a shutter coupling bar coupled to the rotary shutter; an operation bar connected to the shutter coupling bar and the rod connection bar and operated by the action of the cylinder; and at least one link module connected to the operation bar.

상기 피사체 영역의 온도 모니터링을 위한 신호를 입력하는 신호 입력부; 및a signal input unit for inputting a signal for temperature monitoring of the subject area; and

상기 신호 입력부의 입력값에 기초하여 상기 셔터 회전 구동부의 동작을 선택적으로 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a controller selectively controlling the operation of the shutter rotation driving unit based on an input value of the signal input unit.

상기 진공 챔버는, 상대적으로 외부에 배치되는 외부 절연부(Outer Isolator); 및 상기 외부 절연부와 이격되고 상기 외부 절연부 내에 배치되되 상기 도가니가 내부에 위치하는 내부 절연부(Inner Isolator)를 포함할 수 있으며, 상기 도가니가 그래파이트 도가니(Graphite Crucible)일 수 있다.The vacuum chamber may include an external insulator disposed relatively outside; and an inner isolator spaced apart from the external insulating part and disposed within the external insulating part, wherein the crucible is located therein, and the crucible may be a graphite crucible.

본 발명에 따르면, 도가니 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 종래보다 효과적이면서 정확하게 센싱할 수 있으며, 이로 인해 피사체 영역의 온도 모니터링에 기인한 여러 공정 프로세스에 도움이 될 수 있음은 물론 고품질의 잉곳을 생산할 수 있다.According to the present invention, it is possible to sense the optical signal coming from the subject in the crucible area more effectively and accurately than in the prior art, which can help various process processes caused by temperature monitoring of the subject area as well as produce high-quality ingots. can

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 단결정 성장장치의 부분 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하부 온도 모니터링부 영역의 부분 단면 구조도로서 온도 모니터링이 진행되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 회전 셔터가 회전한 상태로서 온도 모니터링이 진행되지 않는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 우산형 이중 셔터 영역의 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시된 우산형 이중 셔터 영역의 확대도이다.
도 6은 고정 셔터와 회전 셔터의 평면도이다.
도 7은 극고온 광학 이중 튜브의 사시도이다.
도 8은 도 1의 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 대한 제어블록도이다.
도 9 및 도 10은 우산형 이중 셔터의 변형예들이다.
1 is a partial structural diagram of a silicon carbide single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional structural view of the lower temperature monitoring unit area shown in FIG. 1 , and is a view showing a state in which temperature monitoring is in progress.
FIG. 3 is a view illustrating a state in which temperature monitoring is not performed as a state in which the rotary shutter is rotated in FIG. 2 .
FIG. 4 is an enlarged view of the umbrella-type double shutter area shown in FIG. 2 .
FIG. 5 is an enlarged view of the umbrella-type double shutter area shown in FIG. 3 .
6 is a plan view of a fixed shutter and a rotating shutter.
7 is a perspective view of an ultra-high temperature optical double tube.
8 is a control block diagram of the silicon carbide single crystal growth apparatus of FIG. 1 .
9 and 10 are variants of an umbrella-type double shutter.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 단결정 성장장치의 부분 구조도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하부 온도 모니터링부 영역의 부분 단면 구조도로서 온도 모니터링이 진행되는 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에서 회전 셔터가 회전한 상태로서 온도 모니터링이 진행되지 않는 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 우산형 이중 셔터 영역의 확대도이며, 도 5는 도 3에 도시된 우산형 이중 셔터 영역의 확대도이고, 도 6은 고정 셔터와 회전 셔터의 평면도이며, 도 7은 극고온 광학 이중 튜브의 사시도이고, 도 8은 도 1의 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 대한 제어블록도이며, 도 9 및 도 10은 우산형 이중 셔터의 변형예들이다.1 is a partial structural diagram of a silicon carbide single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional structural diagram of the lower temperature monitoring unit region shown in FIG. 1, showing a state in which temperature monitoring is in progress. , FIG. 3 is a view showing a state in which temperature monitoring is not performed as a state in which the rotary shutter is rotated in FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged view of the double shutter area of the umbrella type shown in FIG. 2, and FIG. 5 is FIG. It is an enlarged view of the umbrella-type double shutter region shown in Fig. 6 is a plan view of a fixed shutter and a rotating shutter, Fig. 7 is a perspective view of an ultra-high temperature optical double tube, and Fig. 8 is a silicon carbide single crystal growth apparatus of Fig. 1. It is a control block diagram, and FIGS. 9 and 10 are modified examples of an umbrella-type double shutter.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에 의하면 도가니(110) 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 종래보다 효과적이면서 정확하게 센싱할 수 있으며, 이로 인해 피사체 영역의 온도 모니터링에 기인한 여러 공정 프로세스에 도움이 될 수 있음은 물론 고품질의 잉곳을 생산할 수 있다.Referring to these drawings, according to the silicon carbide single crystal growth apparatus according to the present embodiment, it is possible to more effectively and accurately sense an optical signal coming from the subject in the crucible 110 area than in the prior art, and this results in temperature monitoring of the subject area. It can help many process processes, as well as produce high-quality ingots.

즉 도가니(110) 영역의 피사체(이하, 피사체라 함) 영역의 온도를 정확하게 모니터링할 수 있어서 도가니(110)의 형상, 실리콘 카바이드 단결정의 성장 형상, 실리콘 카바이드 분말의 증발 중 남아있는 형상 등을 정확하게 체크할 수 있으며, 이로 인해 여러 공정 프로세스에 도움이 될 수 있다.That is, the temperature of the subject (hereinafter referred to as the subject) area of the crucible 110 area can be accurately monitored, so that the shape of the crucible 110, the growth shape of the silicon carbide single crystal, and the shape remaining during the evaporation of the silicon carbide powder can be accurately measured. can be checked, which can help several process processes.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 실리콘 카바이드 단결정 성장장치는 실리콘 카바이드 단결정 성장을 위한 증착재료가 충진되는 도가니(110, Crucible)가 내부에 배치되며, 도가니(110)로부터의 증착재료가 증착되면서 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행되는 장소를 형성하는 진공 챔버(100)와, 진공 챔버(100)에 결합하는 광학 극고온 온도 모니터링부(130)를 포함할 수 있다.In the silicon carbide single crystal growth apparatus according to this embodiment that can provide such an effect, a crucible 110 filled with a deposition material for silicon carbide single crystal growth is disposed inside, and the deposition material from the crucible 110 is It may include a vacuum chamber 100 that forms a place where a silicon carbide single crystal growth process is performed while being deposited, and an optical extreme high temperature monitoring unit 130 coupled to the vacuum chamber 100 .

광학 극고온 온도 모니터링부(130)는 도 1처럼 진공 챔버(100)에 결합하며, 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행될 때 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 기초로 피사체 영역의 온도를 모니터링한다.The optical extreme high temperature temperature monitoring unit 130 is coupled to the vacuum chamber 100 as shown in FIG. 1 , and monitors the temperature of the subject area based on an optical signal coming from the subject when the silicon carbide single crystal growth process is in progress.

앞서 기술한 것처럼 이렇게 모니터링되는 온도값을 통해 도가니(110)의 형상, 실리콘 카바이드 단결정의 성장 형상, 실리콘 카바이드 분말의 증발 중 남아있는 형상 등을 정확하게 체크할 수 있다.As described above, the shape of the crucible 110, the growth shape of the silicon carbide single crystal, and the shape remaining during evaporation of the silicon carbide powder can be accurately checked through the monitored temperature value as described above.

진공 챔버(100)는 앞서 기술한 것처럼 실리콘 카바이드 단결정이 성장하는 장소를 제공한다.The vacuum chamber 100 provides a place where silicon carbide single crystals grow as described above.

진공 챔버(100)는 도가니(110)와의 외부 열 차단을 위해 아래 구조를 포함할 수 있다. 즉 상대적으로 외부에 배치되는 외부 절연부(101, Outer Isolator)와, 외부 절연부(101)와 이격되고 외부 절연부(101) 내에 배치되는 내부 절연부(102, Inner Isolator)를 포함할 수 있다. 내부 절연부(102) 내에 도가니(110)가 배치될 수 있다.The vacuum chamber 100 may include the following structure to block external heat from the crucible 110 . That is, it may include an outer insulating part 101 (Outer Isolator) disposed relatively outside, and an inner insulating part 102 (Inner Isolator) spaced apart from the external insulating part 101 and disposed in the external insulating part 101 . . The crucible 110 may be disposed in the inner insulation 102 .

본 실시예에서 도가니(110)는 그래파이트 도가니(110, Graphite Crucible)일 수 있다. 그래파이트 도가니(110)는 불순물 영향이 적고, 높은 온도에서도 균열 없이 강한 내구성을 보장할 수 있다.In this embodiment, the crucible 110 may be a graphite crucible 110 (Graphite Crucible). The graphite crucible 110 is less affected by impurities, and can guarantee strong durability without cracking even at a high temperature.

본 실시예에서 실리콘 카바이드 단결정은 물리적 기상 증착법(Physical Vapor Transport, PVT)에 의해 성장할 수 있다. 즉 그래파이트 도가니(110) 내의 소스 물질(111, Source Material), 즉 증착재료가 증발해서 시드 물질(112, Seed Material)에 증착하는 방식을 통해 실리콘 카바이드 단결정이 성장하여 최종적으로 잉곳(ingot)을 이룰 수 있다. 완전히 성장을 이룬 후에 잉곳을 슬라이스 해서 실리콘 카바이드 웨이퍼를 만들 수 있다. 참고로, 시드 물질(112)은 실리콘 카바이드 단결정의 성장이 시작되는 물질을 가리킨다.In this embodiment, the silicon carbide single crystal may be grown by physical vapor deposition (PVT). That is, a silicon carbide single crystal grows through a method in which the source material 111 in the graphite crucible 110, that is, the deposition material is evaporated and deposited on the seed material 112, to finally form an ingot. can After complete growth, the ingot can be sliced to make a silicon carbide wafer. For reference, the seed material 112 refers to a material in which silicon carbide single crystal growth starts.

자세히 도시하지는 않았으나 그래파이트 도가니(110) 내의 증착재료가 증발하기 위해 그래파이트 도가니(110)에는 유도가열 히터(Induction Heater)가 결합한다. 유도가열 히터의 작용으로 그래파이트 도가니(110) 내의 증착재료가 증발해서 실리콘 카바이드 단결정으로 성장할 수 있다.Although not shown in detail, an induction heater is coupled to the graphite crucible 110 in order to evaporate the deposition material in the graphite crucible 110 . The deposition material in the graphite crucible 110 may be evaporated by the action of the induction heating heater to grow into a silicon carbide single crystal.

진공 챔버(100)에는 하부 로테이션 샤프트(121, Rotation Shaft)와 상부 로테이션 샤프트(122)가 결합한다.A lower rotation shaft 121 and an upper rotation shaft 122 are coupled to the vacuum chamber 100 .

하부 로테이션 샤프트(121)는 공 챔버(100)의 내외로 연결되되 진공 챔버(100)의 내부에서 도가니(110)의 하부와 연결되며, 도가니(110)의 하부 회전축심을 형성하한다.The lower rotation shaft 121 is connected to the inside and outside of the empty chamber 100 , and is connected to the lower portion of the crucible 110 in the vacuum chamber 100 , and forms a lower rotational axis of the crucible 110 .

그리고, 상부 로테이션 샤프트(122)는 역시, 진공 챔버(100)의 내외로 연결되되 진공 챔버(100)의 내부에서 도가니(110)의 상부와 연결되며, 도가니(110)의 상부 회전축심을 형성한다.And, the upper rotation shaft 122 is also connected to the inside and outside of the vacuum chamber 100, is connected to the upper portion of the crucible 110 in the inside of the vacuum chamber 100, and forms an upper rotational axis of the crucible (110).

본 실시예에서 하부 로테이션 샤프트(121)와 상부 로테이션 샤프트(122)는 내부가 빈 파이프(pipe) 구조를 형성한다. 따라서, 광학 극고온 온도 모니터링부(130)를 이루는 극고온 광학 케이블(141, Optical Cable)을 배치하기에 유리하다.In this embodiment, the lower rotation shaft 121 and the upper rotation shaft 122 form a hollow pipe structure. Therefore, it is advantageous to arrange the extremely high temperature optical cable (141, Optical Cable) constituting the optical extreme high temperature temperature monitoring unit 130 .

하부 로테이션 샤프트(121)에는 하부 로테이션 샤프트(121)를 회전시키는 샤프트 회전 구동부(123)가 결합한다.A shaft rotation driving unit 123 for rotating the lower rotation shaft 121 is coupled to the lower rotation shaft 121 .

샤프트 회전 구동부(123)는 모터(motor) 구조를 포함할 수 있다. 도가니(110)의 원활한 회전을 위하여 샤프트 회전 구동부(123)는 로터리 조인트(124)를 포함할 수 있다.The shaft rotation driving unit 123 may include a motor structure. For smooth rotation of the crucible 110 , the shaft rotation driving unit 123 may include a rotary joint 124 .

도면에는 샤프트 회전 구동부(123)가 하부 로테이션 샤프트(121)에 연결되지만, 상부 로테이션 샤프트(122)에 연결될 수도 있다. 따라서, 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.Although the shaft rotation driving unit 123 is connected to the lower rotation shaft 121 in the drawing, it may be connected to the upper rotation shaft 122 . Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the shape of the drawings.

이처럼 샤프트 회전 구동부(123)를 이용해서 도가니(110)를 축 방향으로 회전시키면서 실리콘 카바이드 단결정을 성장시킬 경우, 잉곳의 품질을 높일 수 있다.As such, when the silicon carbide single crystal is grown while rotating the crucible 110 in the axial direction using the shaft rotation driving unit 123, the quality of the ingot can be improved.

한편, 광학 극고온 온도 모니터링부(130)는 앞서 기술한 것처럼 진공 챔버(100)에 결합하는 장치로서 피사체 영역의 온도를 모니터링하는 역할을 한다. 이를 위해, 본 실시예의 경우, 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행될 때 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 수집하는 극고온 광학 케이블(141, Optical Cable)을 포함한다. 피사체 영역의 온도가 200℃ 이상이므로 이에 견딜 수 있는 극고온 광학 케이블(141)이 적용된다. 극고온 광학 케이블(141)은 실리콘 재질일 수 있다. 극고온 광학 케이블(141)은 후술할 광학 온도센서(142)와 피사체 사이를 연결하는 케이블이다.On the other hand, the optical extreme high temperature temperature monitoring unit 130 is a device coupled to the vacuum chamber 100 as described above, and serves to monitor the temperature of the subject area. To this end, in the case of this embodiment, it includes an extremely high temperature optical cable (141, Optical Cable) that collects an optical signal coming from a subject when the silicon carbide single crystal growth process is in progress. Since the temperature of the subject area is 200° C. or higher, an extremely high temperature optical cable 141 that can withstand this is applied. The extremely high temperature optical cable 141 may be made of a silicon material. The ultra-high temperature optical cable 141 is a cable connecting the optical temperature sensor 142 and the subject to be described later.

자세히 후술하겠지만, 종래의 원거리형 온도 측정방식과는 달리, 본 실시예의 경우, 피사체로부터 들어오는 광학적 신호를 피사체에 근접한 위치에 놓인 극고온 광학 케이블(141)을 통해 수집하고, 이를 광학 신호의 손실이 없는 투사체 윈도(143, Scattering-free Window)를 통해 진공 구조물 외부에 놓인 광학 온도센서(142, Optical Temperature Sensor)로 송신한다. 따라서, 광학 온도센서(142)에서 정확하게 온도값을 측정할 수 있다.As will be described later in detail, unlike the conventional long-distance temperature measurement method, in the present embodiment, the optical signal coming from the subject is collected through the extremely high temperature optical cable 141 placed in a position close to the subject, and the loss of the optical signal is reduced. It is transmitted to the optical temperature sensor (142, Optical Temperature Sensor) placed outside the vacuum structure through the no projectile window (143, Scattering-free Window). Accordingly, the optical temperature sensor 142 can accurately measure a temperature value.

본 실시예에서 광학 극고온 온도 모니터링부(130)는 하부 로테이션 샤프트(121)와 상부 로테이션 샤프트(122)를 매개로 해서 진공 챔버(100)와 연결된다.In this embodiment, the optical extreme high temperature monitoring unit 130 is connected to the vacuum chamber 100 via the lower rotation shaft 121 and the upper rotation shaft 122 .

이러한 광학 극고온 온도 모니터링부(130)는 도가니(110) 영역의 피사체 하부에서 들어오는 광학적 신호를 수집하기 위해 도가니(110)의 하부에서 하부 로테이션 샤프트(121)와 연결되는 하부 온도 모니터링부(130a)와, 도가니(110) 영역의 피사체 상부에서 들어오는 광학적 신호를 수집하기 위해 도가니(110)의 상부에서 상부 로테이션 샤프트(122)와 연결되는 상부 온도 모니터링부(130b)를 포함한다.The optical extreme high temperature temperature monitoring unit 130 is a lower temperature monitoring unit connected to the lower rotation shaft 121 in the lower part of the crucible 110 to collect an optical signal coming from the lower part of the subject of the crucible 110 area (130a) and an upper temperature monitoring unit 130b connected to the upper rotation shaft 122 at an upper portion of the crucible 110 to collect an optical signal coming from an upper portion of the subject of the crucible 110 region.

도가니(110) 영역의 피사체 하부와 상부 영역의 온도값이 다르게 제어되어야 하기 때문에 광학 극고온 온도 모니터링부(130)는 하부 온도 모니터링부(130a)와 상부 온도 모니터링부(130b)로 이루어진다.Since the temperature values of the lower and upper regions of the crucible 110 are to be controlled differently, the optical extreme high temperature monitoring unit 130 includes a lower temperature monitoring unit 130a and an upper temperature monitoring unit 130b.

본 실시예에서 하부 온도 모니터링부(130a)와 상부 온도 모니터링부(130b)는 우산형 이중 셔터(150)의 배치만 다를 뿐 구조와 기능은 모두 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 2 및 도 3에 도시된 하부 온도 모니터링부(130a)의 구조에 대해서만 설명하기로 한다. 상부 온도 모니터링부(130b)의 구조와 기능, 작용은 도 2 및 도 3을 참조해서 이해하도록 한다.In the present embodiment, the lower temperature monitoring unit 130a and the upper temperature monitoring unit 130b have the same structure and function, only the arrangement of the umbrella-type double shutter 150 is different. Therefore, only the structure of the lower temperature monitoring unit 130a shown in FIGS. 2 and 3 will be described below. The structure, function, and operation of the upper temperature monitoring unit 130b are to be understood with reference to FIGS. 2 and 3 .

광학 극고온 온도 모니터링부(130)를 이루는 하부 온도 모니터링부(130a)와 상부 온도 모니터링부(130b) 모두는, 광학적으로 온도를 측정하는 광학 온도센서(142, Optical Temperature Sensor)와, 광학 온도센서(142)의 주변에 배치되며, 피사체로부터 들어오는 광학적 신호를 광학 온도센서(142)로 전달하는 투사체 윈도(143, Scattering-free Window)를 포함할 수 있다.Both the lower temperature monitoring unit 130a and the upper temperature monitoring unit 130b constituting the optical extreme high temperature monitoring unit 130 include an optical temperature sensor 142 (Optical Temperature Sensor) for optically measuring a temperature, and an optical temperature sensor It is disposed around the 142, and may include a projection window (143, Scattering-free Window) for transmitting an optical signal coming from the subject to the optical temperature sensor 142.

투사체 윈도(143)는 광학 온도센서(142)로 향하는 광학적 신호가 손실(loss) 없이 진공-진공 혹은 진공-대기로 이동할 수 있게끔 하는 역할을 한다.The projection window 143 serves to allow the optical signal directed to the optical temperature sensor 142 to move to vacuum-vacuum or vacuum-atmosphere without loss.

피사체에 근접하게 위치하는 극고온 광학 케이블(141)이 피사체로부터 들어오는 광학적 신호를 수집한 후, 광학 신호의 손실 없이 투사체 윈도(143)를 통해 광학 온도센서(142)로 송신할 수 있다. 따라서, 광학 온도센서(142)는 송신되는 광학적 신호에 기초하여 피사체의 하부 혹은 상부 온도를 정확하게 센싱할 수 있다.After the extremely high temperature optical cable 141 located close to the subject collects the optical signal coming from the subject, it can be transmitted to the optical temperature sensor 142 through the projection window 143 without loss of the optical signal. Accordingly, the optical temperature sensor 142 may accurately sense the lower or upper temperature of the subject based on the transmitted optical signal.

광학 온도센서(142)는 열에 약할 수 있으므로 진공 챔버(100)의 외부에서 센서룸(144)에 배치될 수 있다. 센서룸(144)과 하부 로테이션 샤프트(121) 및 상부 로테이션 샤프트(122)에는 센서룸(144)을 격리시키되 투사체 윈도(143)가 탑재되는 격벽부(145)가 마련된다. 즉 격벽부(145)의 일측을 뚫어 투사체 윈도(143)를 설치하는 방식으로 투사체 윈도(143)를 탑재할 수 있다.Since the optical temperature sensor 142 may be weak to heat, it may be disposed in the sensor room 144 outside the vacuum chamber 100 . The sensor room 144, the lower rotation shaft 121, and the upper rotation shaft 122 are provided with a partition wall part 145 to isolate the sensor room 144 and to which the projectile window 143 is mounted. That is, the projection window 143 may be mounted in such a way that the projection window 143 is installed by drilling one side of the partition wall portion 145 .

광학 극고온 온도 모니터링부(130)를 이루는 하부 온도 모니터링부(130a)와 상부 온도 모니터링부(130b) 모두는, 광학적 신호를 전달하는 극고온 광학 케이블(141)이 배치되되 이중벽 구조를 갖는 극고온 광학 이중 튜브(146, Double Optical Tube)를 포함한다.Both the lower temperature monitoring unit 130a and the upper temperature monitoring unit 130b constituting the optical extreme high temperature temperature monitoring unit 130 are arranged with an extremely high temperature optical cable 141 that transmits an optical signal, the extreme high temperature having a double wall structure. and a Double Optical Tube (146).

높은 온도에서 극고온 광학 케이블(141)을 안정적으로 지지하는 한편 오염 방지를 위하여 극고온 광학 이중 튜브(146)라는 이중막(2-Layer) 구조가 적용되는 것이다.In order to stably support the ultra-high temperature optical cable 141 at a high temperature and prevent contamination, a double-layer structure called the ultra-high temperature optical double tube 146 is applied.

도 7에 도시된 바와 같이, 극고온 광학 이중 튜브(146)는 외측 광학 튜브(146a)와, 외측 광학 튜브(146a)와의 공간을 사이에 두고 외측 광학 튜브(146a) 내에 배치되되 내부에 광학적 신호를 전달하는 극고온 광학 케이블(141)이 배치되는 내측 광학 튜브(146b)를 포함한다.7, the ultra-high temperature optical double tube 146 is disposed in the outer optical tube 146a with an outer optical tube 146a and a space between the outer optical tube 146a and an optical signal therein. It includes an inner optical tube (146b) in which the ultra-high temperature optical cable (141) for transmitting is disposed.

한편, 피사체의 온도 측정은 실시간으로 계속할 필요는 없다. 즉 공정 중 온도 측정이 필요할 때만 측정하면 된다.On the other hand, it is not necessary to continuously measure the temperature of the subject in real time. In other words, it is only necessary to measure the temperature during the process when it is necessary.

이를 구현하기 위해, 광학 극고온 온도 모니터링부(130)를 이루는 하부 온도 모니터링부(130a)와 상부 온도 모니터링부(130b) 모두에는 셔터(150, Shutter)가 적용된다. 다시 말해, 셔터(150)는 극고온 광학 이중 튜브(146)의 단부 영역에 배치되며, 극고온 광학 이중 튜브(146)의 개구를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.To implement this, a shutter 150 is applied to both the lower temperature monitoring unit 130a and the upper temperature monitoring unit 130b constituting the optical extreme high temperature monitoring unit 130 . In other words, the shutter 150 is disposed at the end region of the ultra-high temperature optical double tube 146 , and serves to selectively open and close the opening of the ultra-high temperature optical double tube 146 .

본 실시예에서 셔터(150)는 우산형 이중 셔터(150, Double Umbrella-type Shutter)로 적용된다.In this embodiment, the shutter 150 is applied as a double umbrella-type shutter (150, Double Umbrella-type Shutter).

다만, 하부 온도 모니터링부(130a)에 마련되는 우산형 이중 셔터(150)와 상부 온도 모니터링부(130b)에 마련되는 우산형 이중 셔터(150a)는 그 배치 방향만 서로 역방향일 뿐 그 구조와 작용, 역할은 모두 동일하다. 따라서, 이하에서는 하부 온도 모니터링부(130a)에 마련되는 우산형 이중 셔터(150)에 집중해서 설명한다.However, the umbrella-type double shutter 150 provided in the lower temperature monitoring unit 130a and the umbrella-type double shutter 150a provided in the upper temperature monitoring unit 130b are arranged only in opposite directions to each other, but their structure and action , all roles are the same. Therefore, the following description will be focused on the umbrella-type double shutter 150 provided in the lower temperature monitoring unit 130a.

우산형 이중 셔터(150)는 광학적 신호가 손실 없이 투사하는 무손실 투사체 윈도(151a, Scattering-free Window)를 구비하는 고정 셔터(151)와, 무손실 투사체 윈도(151a)에 이웃하게 배치되되 무손실 투사체 윈도(151a)와 선택적으로 연통되는 통공(152a)을 구비하며, 고정 셔터(151)에 대해 회전하는 회전 셔터(152)를 포함한다.Umbrella double shutter 150 is a fixed shutter 151 having a lossless projection window (151a, Scattering-free Window) through which an optical signal is projected without loss, and a lossless projection window (151a) disposed adjacent to the lossless It has a through hole 152a selectively communicating with the projectile window 151a and includes a rotating shutter 152 that rotates with respect to the fixed shutter 151 .

우산형 이중 셔터(150)의 회전 셔터(152)에는 우산형 형태의 중심에 광학적 신호가 통과할 수 있도록 구멍인 통공(152a)이 존재하며, 고정 셔터(151)에는 구멍이 아닌 무손실 투사체 윈도(151a)가 배치된다.In the rotating shutter 152 of the umbrella-shaped double shutter 150, there is a through-hole 152a, which is a hole through the center of the umbrella-shaped shape, so that an optical signal can pass, and the fixed shutter 151 has a lossless projection window, not a hole. (151a) is placed.

회전 셔터(152)에 통공(152a)이 아닌 무손실 투사체 윈도(151a)를 적용하게 되면 해당 영역에 증기화된 입자들이 후면 증착되어 오염을 유발하고, 이는 정확한 광학 신호전달 및 이를 통한 온도 측정의 신뢰성을 저해시킨다. 따라서 회전 셔터(152)에 통공(152a)이 형성되는 것이 바람직하다.When the lossless projection window 151a is applied to the rotary shutter 152, not the through hole 152a, vaporized particles are deposited on the back side in the corresponding area and cause contamination, which is a result of accurate optical signal transmission and temperature measurement through this. undermines reliability. Therefore, it is preferable that the through hole 152a is formed in the rotary shutter 152 .

고정 셔터(151)에 무손실 투사체 윈도(151a)가 아닌 개구를 형성할 경우, 미세입자들이 극고온 광학 이중 튜브(146) 내로 유입되어 오염이 발생할 수 있으므로 고정 셔터(151)에는 무손실 투사체 윈도(151a)가 적용되는 것이 바람직하다. 그리고, 셔터 닫힘 상태에서 회전 셔터(152)에 의해 보호되는 구조를 가지기 때문에 오염으로부터 큰 영향을 받지 않는다.If an opening is formed in the fixed shutter 151 instead of the lossless projectile window 151a, fine particles may flow into the extremely high temperature optical double tube 146 and cause contamination, so the fixed shutter 151 has a lossless projectile window (151a) preferably applies. And, since it has a structure protected by the rotating shutter 152 in the closed shutter state, it is not greatly affected by contamination.

또한, 단순한 수평 일자형이 아닌 우산 형태의 우산형 이중 셔터(150)를 적용함으로써 극고온 광학 케이블(141) 상부에서 발생하여 극고온 광학 케이블(141) 쪽으로 유입되는 미세입자, 도가니(110)의 이탈물 등의 오염원이 극고온 광학 케이블(141) 쪽으로 향하지 않고 극고온 광학 케이블(141) 바깥으로 떨어지게 유도할 수 있다.In addition, by applying an umbrella-shaped double shutter 150, rather than a simple horizontal straight-type, the micro-particles generated at the top of the ultra-high temperature optical cable 141 and flowing toward the ultra-high temperature optical cable 141, the crucible 110 is separated. Contaminants such as water may be induced to fall outside the extremely high temperature optical cable 141 without being directed toward the extremely high temperature optical cable 141 .

한편, 우산형 이중 셔터(150)는 도 4 및 도 5의 구조에서 벗어나 도 9처럼 경사진 직선형 이중 셔터(250)나 도 10처럼 굽은형 이중 셔터(350) 등 다양하게 변형될 수 있다. 경사진 직선형 이중 셔터(250)와 굽은형 이중 셔터(350) 역시, 무손실 투사체 윈도(251a,351a)를 구비하는 고정 셔터(251,351)와, 통공(252a,352a)을 구비하는 회전 셔터(252,352)의 구조를 갖는다.On the other hand, the umbrella-type double shutter 150 may be variously modified, such as a straight double shutter 250 inclined as shown in FIG. 9 or a curved double shutter 350 as shown in FIG. 10 , deviating from the structure of FIGS. 4 and 5 . The inclined straight double shutter 250 and the curved double shutter 350 also have fixed shutters 251 and 351 with lossless projectile windows 251a and 351a, and rotary shutters 252 and 352 with through holes 252a and 352a. ) has a structure of

도 2(도 4) 및 도 3(도 5)처럼 회전 셔터(152)의 회전 동작을 위하여 셔터 회전 구동부(160)가 적용된다. 셔터 회전 구동부(160)는 회전 셔터(152)와 연결되며, 회전 셔터(152)를 회전 구동시키는 역할을 한다.2 ( FIG. 4 ) and FIG. 3 ( FIG. 5 ), the shutter rotation driving unit 160 is applied for the rotation operation of the rotation shutter 152 . The shutter rotation driving unit 160 is connected to the rotation shutter 152 and serves to rotate the rotation shutter 152 .

셔터 회전 구동부(160)는 회전 셔터(152)를 회전 구동을 위한 구동력을 제공하는 실린더(161)와, 실린더(161)의 로드(161a)에 연결되는 로드 연결바(162)와, 회전 셔터(152)에 결합하는 셔터 결합대(163)와, 셔터 결합대(163)와 로드 연결바(162)에 연결되며, 실린더(161)의 작용으로 동작하는 작동바(164)와, 작동바(164)에 연결되는 링크 모듈(165)을 포함한다. 격벽부(145)에는 작동바(164)의 기밀 유지를 위해 실링재(166)가 개재된다.The shutter rotation driving unit 160 includes a cylinder 161 providing a driving force for rotationally driving the rotation shutter 152, a rod connection bar 162 connected to the rod 161a of the cylinder 161, and a rotation shutter ( The shutter coupling bar 163 coupled to the 152, the shutter coupling bar 163 and the rod coupling bar 162 are connected, and the operating bar 164 operated by the action of the cylinder 161, and the operating bar 164 ) includes a link module 165 connected to. A sealing material 166 is interposed in the partition wall 145 to maintain the airtightness of the operation bar 164 .

이에, 도 2(도 4)처럼 동작하면, 즉 실린더(161)의 로드(161a) 길이가 축소되면 로드 연결바(162), 작동바(164), 셔터 결합대(163) 및 링크 모듈(165)의 작용으로 회전 셔터(152)가 고정 셔터(151)의 상부에 배치된 형태를 취한다. 이럴 경우, 광학적 신호가 회전 셔터(152)의 통공(152a)과 고정 셔터(151)의 무손실 투사체 윈도(151a)를 통해 극고온 광학 케이블(141)로 수집된 후, 이어 투사체 윈도(143)를 통해 광학 온도센서(142)로 송신된다. 따라서, 광학 온도센서(142)에서 광학적 신호에 따른 온도값을 센싱할 수 있다.Accordingly, when it operates as in FIG. 2 ( FIG. 4 ), that is, when the length of the rod 161a of the cylinder 161 is reduced, the rod connection bar 162 , the operation bar 164 , the shutter coupling bar 163 and the link module 165 . ), the rotating shutter 152 takes a form disposed on the fixed shutter 151 . In this case, after the optical signal is collected by the extremely high temperature optical cable 141 through the through hole 152a of the rotary shutter 152 and the lossless projection window 151a of the fixed shutter 151, then the projection window 143 ) through the optical temperature sensor 142 . Accordingly, the optical temperature sensor 142 may sense a temperature value according to the optical signal.

이에 반해, 도 3(도 5)처럼 동작하면, 즉 실린더(161)의 로드(161a) 길이가 신장되면 로드 연결바(162), 작동바(164), 셔터 결합대(163) 및 링크 모듈(165)의 작용으로 회전 셔터(152)가 회전하여 고정 셔터(151)의 상부에 비스듬히 배치된 형태를 취한다. 이럴 경우, 회전 셔터(152)의 벽체에 의해 광학적 신호가 막히는 형태가 되기 때문에 피사체에 대한 온도 센싱을 이루어지지 않는다. 즉 피사체에 대한 내부 모니터링 공정이 진행되지 않는다.On the other hand, when it operates as in FIG. 3 ( FIG. 5 ), that is, when the length of the rod 161a of the cylinder 161 is extended, the rod connection bar 162 , the operation bar 164 , the shutter coupling bar 163 and the link module ( 165), the rotary shutter 152 rotates to take a form obliquely disposed on the fixed shutter 151 . In this case, since the optical signal is blocked by the wall of the rotating shutter 152 , the temperature sensing of the subject is not performed. That is, the internal monitoring process for the subject does not proceed.

한편, 본 실시예의 실리콘 카바이드 단결정 성장장치에는 신호 입력부(170)와 컨트롤러(180)가 더 탑재된다.On the other hand, the signal input unit 170 and the controller 180 are further mounted in the silicon carbide single crystal growth apparatus of this embodiment.

신호 입력부(170)는 피사체 영역의 온도 모니터링을 위한 신호를 입력하는 역할을 한다. 신호 입력부(170)는 타이머를 내장하여 자동으로 신호가 입력되게 할 수도 있다.The signal input unit 170 serves to input a signal for temperature monitoring of the subject area. The signal input unit 170 may have a built-in timer to automatically input a signal.

컨트롤러(180)는 신호 입력부(170)의 입력값에 기초하여 셔터 회전 구동부(160)의 동작을 선택적으로 컨트롤한다.The controller 180 selectively controls the operation of the shutter rotation driving unit 160 based on an input value of the signal input unit 170 .

부연 설명하면, 컨트롤러(180)가 셔터 회전 구동부(160)의 동작을 도 2처럼 컨트롤하면 광학적 신호가 회전 셔터(152)의 통공(152a)과 고정 셔터(151)의 무손실 투사체 윈도(151a)를 통해 극고온 광학 케이블(141)로 수집된 후, 이어 투사체 윈도(143)를 통해 광학 온도센서(142)로 송신된다. 따라서, 광학 온도센서(142)에서 광학적 신호에 따른 온도값을 센싱할 수 있다.In detail, when the controller 180 controls the operation of the shutter rotation driving unit 160 as shown in FIG. 2 , the optical signal is transmitted through the through hole 152a of the rotation shutter 152 and the lossless projection window 151a of the fixed shutter 151 . After being collected by the ultra-high temperature optical cable 141 through the, then transmitted to the optical temperature sensor 142 through the projection window 143. Accordingly, the optical temperature sensor 142 may sense a temperature value according to the optical signal.

이에 반해, 컨트롤러(180)가 셔터 회전 구동부(160)의 동작을 도 3처럼 컨트롤하면 즉 셔터 회전 구동부(160)에 의해 회전 셔터(152)가 회전하면 회전 셔터(152)의 벽체에 의해 광학적 신호가 막히는 형태가 되기 때문에 피사체에 대한 온도 센싱을 이루어지지 않는다.In contrast, when the controller 180 controls the operation of the shutter rotation driving unit 160 as shown in FIG. 3 , that is, when the rotating shutter 152 is rotated by the shutter rotation driving unit 160 , an optical signal is generated by the wall of the rotating shutter 152 . The temperature of the subject is not sensed because the is blocked.

이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(180)는 중앙처리장치(181, CPU), 메모리(182, MEMORY), 그리고 서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.The controller 180 performing this role may include a central processing unit 181 (CPU), a memory 182 (MEMORY), and a support circuit 183 (SUPPORT CIRCUIT).

중앙처리장치(181)는 본 실시예에서 신호 입력부(170)의 입력값에 기초하여 셔터 회전 구동부(160)의 동작을 선택적으로 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.The central processing unit 181 may be one of various computer processors that can be industrially applied to selectively control the operation of the shutter rotation driving unit 160 based on the input value of the signal input unit 170 in this embodiment. .

메모리(182, MEMORY)는 중앙처리장치(181)와 연결된다. 메모리(182)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.The memory 182 (MEMORY) is connected to the central processing unit (181). The memory 182 is a computer-readable recording medium, which may be installed locally or remotely, and may be easily available such as, for example, random access memory (RAM), ROM, floppy disk, hard disk, or any digital storage form. It may be at least one memory.

서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(181)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(183)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.The support circuit 183 (SUPPORT CIRCUIT) is coupled to the central processing unit 181 to support typical operations of the processor. The support circuit 183 may include a cache, a power supply, a clock circuit, an input/output circuit, a subsystem, and the like.

본 실시예에서 컨트롤러(180)는 신호 입력부(170)의 입력값에 기초하여 셔터 회전 구동부(160)의 동작을 선택적으로 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(182)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(182)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.In the present embodiment, the controller 180 selectively controls the operation of the shutter rotation driving unit 160 based on the input value of the signal input unit 170 , and such a series of control processes may be stored in the memory 182 . . Typically, software routines may be stored in memory 182 . Software routines may also be stored or executed by other central processing units (not shown).

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.Although the process according to the present invention has been described as being executed by a software routine, it is also possible that at least some of the processes of the present invention are performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software executed on a computer system, implemented in hardware such as an integrated circuit, or implemented by a combination of software and hardware.

이하, 본 실시예에 따른 실리콘 카바이드 단결정 성장장치의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the silicon carbide single crystal growth apparatus according to the present embodiment will be described.

하부 온도 모니터링부(130a)를 예로 든다. 도 2(도 4)처럼 동작하면, 즉 실린더(161)의 로드(161a) 길이가 축소되면 로드 연결바(162), 작동바(164), 셔터 결합대(163) 및 링크 모듈(165)의 작용으로 회전 셔터(152)가 고정 셔터(151)의 상부에 배치된 형태를 취한다.The lower temperature monitoring unit 130a is taken as an example. 2 ( FIG. 4 ), that is, when the length of the rod 161a of the cylinder 161 is reduced, the rod connection bar 162 , the operation bar 164 , the shutter coupling bar 163 and the link module 165 are As a result, the rotary shutter 152 takes a form disposed above the fixed shutter 151 .

이럴 경우, 광학적 신호가 회전 셔터(152)의 통공(152a)과 고정 셔터(151)의 무손실 투사체 윈도(151a)를 통해 극고온 광학 케이블(141)로 수집된 후, 이어 투사체 윈도(143)를 통해 광학 온도센서(142)로 송신된다. 따라서, 광학 온도센서(142)에서 광학적 신호에 따른 온도값을 센싱할 수 있다.In this case, after the optical signal is collected by the extremely high temperature optical cable 141 through the through hole 152a of the rotary shutter 152 and the lossless projection window 151a of the fixed shutter 151, then the projection window 143 ) through the optical temperature sensor 142 . Accordingly, the optical temperature sensor 142 may sense a temperature value according to the optical signal.

도면에 도시하지는 않았지만 상부 온도 모니터링부(130b) 역시, 같은 원리로 동작한다.Although not shown in the drawing, the upper temperature monitoring unit 130b also operates on the same principle.

이에 반해, 도 3(도 5)처럼 동작하면, 즉 실린더(161)의 로드(161a) 길이가 신장되면 로드 연결바(162), 작동바(164), 셔터 결합대(163) 및 링크 모듈(165)의 작용으로 회전 셔터(152)가 회전하여 고정 셔터(151)의 상부에 비스듬히 배치된 형태를 취한다. 이럴 경우, 회전 셔터(152)의 벽체에 의해 광학적 신호가 막히는 형태가 되기 때문에 피사체에 대한 온도 센싱을 이루어지지 않는다. 즉 피사체에 대한 내부 모니터링 공정이 진행되지 않는다.On the other hand, when it operates as in FIG. 3 ( FIG. 5 ), that is, when the length of the rod 161a of the cylinder 161 is extended, the rod connection bar 162 , the operation bar 164 , the shutter coupling bar 163 and the link module ( 165), the rotary shutter 152 rotates to take a form obliquely disposed on the fixed shutter 151 . In this case, since the optical signal is blocked by the wall of the rotating shutter 152 , the temperature sensing of the subject is not performed. That is, the internal monitoring process for the subject does not proceed.

이상 설명한 바와 같은 구조로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 도가니(110) 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 종래보다 효과적이면서 정확하게 센싱할 수 있으며, 이로 인해 피사체 영역의 온도 모니터링에 기인한 여러 공정 프로세스에 도움이 될 수 있음은 물론 고품질의 잉곳을 생산할 수 있게 된다.According to this embodiment, which operates in the structure as described above, an optical signal coming from a subject in the crucible 110 area can be sensed more effectively and accurately than in the prior art. Of course, it is possible to produce high-quality ingots.

이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such modifications or variations fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : 진공 챔버 101 : 외부 절연부
102 : 내부 절연부 110 : 도가니
121 : 하부 로테이션 샤프트 122 : 상부 로테이션 샤프트
123 : 샤프트 회전 구동부 130 : 광학 극고온 온도 모니터링부
130a : 하부 온도 모니터링부 130b : 상부 온도 모니터링부
141 : 극고온 광학 케이블 142 : 광학 온도센서
143 : 투사체 윈도 144 : 센서룸
145 : 격벽부 146 : 극고온 광학 이중 튜브
146a : 외측 광학 튜브 146b : 내측 광학 튜브
150 : 우산형 이중 셔터 151 : 고정 셔터
151a : 무손실 투사체 윈도 152 : 회전 셔터
152a : 통공 160 : 셔터 회전 구동부
161 : 실린더 161a : 로드
162 : 로드 연결바 163 : 셔터 결합대
164 : 작동바 165 : 링크 모듈
166 : 실링재 170 : 신호 입력부
180 : 컨트롤러
100: vacuum chamber 101: external insulation
102: inner insulation 110: crucible
121: lower rotation shaft 122: upper rotation shaft
123: shaft rotation driving unit 130: optical extreme high temperature temperature monitoring unit
130a: lower temperature monitoring unit 130b: upper temperature monitoring unit
141: extremely high temperature optical cable 142: optical temperature sensor
143: projectile window 144: sensor room
145: bulkhead 146: ultra-high temperature optical double tube
146a: outer optical tube 146b: inner optical tube
150: umbrella double shutter 151: fixed shutter
151a: lossless projectile window 152: rotating shutter
152a: through hole 160: shutter rotation driving unit
161: cylinder 161a: rod
162: rod connection bar 163: shutter coupling bar
164: operation bar 165: link module
166: sealing material 170: signal input unit
180: controller

Claims (18)

실리콘 카바이드 단결정 성장을 위한 증착재료가 충진되는 도가니(Crucible)가 내부에 배치되며, 상기 도가니로부터의 증착재료가 증착되면서 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행되는 장소를 형성하는 진공 챔버;
상기 실리콘 카바이드 단결정 성장공정이 진행될 때 상기 도가니 영역의 피사체에서 들어오는 광학적 신호를 수집하는 극고온 광학 케이블(Optical Cable)을 구비하며, 상기 광학적 신호를 기초로 상기 피사체 영역의 온도를 모니터링하는 광학 극고온 온도 모니터링부;
상기 진공 챔버의 내외로 연결되되 상기 진공 챔버의 내부에서 상기 도가니의 하부와 연결되며, 상기 도가니의 하부 회전축심을 형성하는 하부 로테이션 샤프트(Rotation Shaft); 및
상기 진공 챔버의 내외로 연결되되 상기 진공 챔버의 내부에서 상기 도가니의 상부와 연결되며, 상기 도가니의 상부 회전축심을 형성하는 상부 로테이션 샤프트를 포함하며,
상기 광학 극고온 온도 모니터링부는,
상기 도가니 영역의 피사체 하부에서 들어오는 광학적 신호를 수집하기 위해 상기 도가니의 하부에서 상기 하부 로테이션 샤프트와 연결되는 하부 온도 모니터링부; 및
상기 도가니 영역의 피사체 상부에서 들어오는 광학적 신호를 수집하기 위해 상기 도가니의 상부에서 상기 상부 로테이션 샤프트와 연결되는 상부 온도 모니터링부를 포함하며,
상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부의 구조가 동일하되 상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는,
광학적으로 온도를 측정하는 광학 온도센서(Optical Temperature Sensor); 및
상기 광학 온도센서의 주변에 배치되며, 상기 피사체로부터 들어오는 광학적 신호를 상기 광학 온도센서로 전달하는 투사체 윈도(Scattering-free Window)를 포함하며,
상기 피사체에 근접하게 위치하는 상기 극고온 광학 케이블이 상기 피사체로부터 들어오는 상기 광학적 신호를 수집한 후, 광학 신호의 손실 없이 상기 투사체 윈도를 통해 상기 광학 온도센서로 송신하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
a vacuum chamber having a crucible filled with a deposition material for silicon carbide single crystal growth disposed therein, and forming a place where a silicon carbide single crystal growth process is performed while the deposition material from the crucible is deposited;
When the silicon carbide single crystal growth process is in progress, an extremely high temperature optical cable is provided for collecting an optical signal coming from a subject in the crucible area, and an optical extreme temperature for monitoring the temperature of the subject area based on the optical signal temperature monitoring unit;
a lower rotation shaft connected to the inside and outside of the vacuum chamber and connected to a lower portion of the crucible inside the vacuum chamber and forming a lower rotational axis of the crucible; and
and an upper rotation shaft connected to the inside and outside of the vacuum chamber and connected to the upper portion of the crucible inside the vacuum chamber, and forming an upper rotational axis of the crucible,
The optical extreme high temperature monitoring unit,
a lower temperature monitoring unit connected to the lower rotation shaft in the lower part of the crucible to collect an optical signal coming from the lower part of the subject in the crucible area; and
and an upper temperature monitoring unit connected to the upper rotation shaft at the upper part of the crucible to collect an optical signal coming from the upper part of the subject in the crucible area,
The structure of the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit is the same, but both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit are,
an optical temperature sensor that optically measures temperature; and
It is disposed in the vicinity of the optical temperature sensor, and includes a projection window (Scattering-free Window) for transmitting the optical signal coming from the subject to the optical temperature sensor,
Silicon carbide single crystal, characterized in that the ultra-high temperature optical cable located close to the subject collects the optical signal coming from the subject and transmits it to the optical temperature sensor through the projection window without loss of the optical signal growth device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 하부 로테이션 샤프트와 상기 상부 로테이션 샤프트는 내부가 빈 파이프(pipe) 구조를 형성하며,
상기 하부 로테이션 샤프트와 상기 상부 로테이션 샤프트 중 하나에는 해당 샤프트를 회전 구동시키는 샤프트 회전 구동부가 결합하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
According to claim 1,
The lower rotation shaft and the upper rotation shaft form a hollow pipe structure,
A silicon carbide single crystal growing apparatus, characterized in that coupled to one of the lower rotation shaft and the upper rotation shaft, a shaft rotation driving unit for rotationally driving the corresponding shaft.
제1항에 있어서,
상기 광학 극고온 온도 모니터링부는 상기 하부 로테이션 샤프트와 상기 상부 로테이션 샤프트를 매개로 해서 상기 진공 챔버와 연결되는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
According to claim 1,
The optical extreme high temperature monitoring unit is a silicon carbide single crystal growth apparatus, characterized in that connected to the vacuum chamber via the lower rotation shaft and the upper rotation shaft.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광학 온도센서는 센서룸에 배치되되 상기 센서룸과 상기 하부 로테이션 샤프트 및 상기 상부 로테이션 샤프트에는 상기 센서룸을 격리시키되 상기 투사체 윈도가 탑재되는 격벽부가 마련되며,
상기 극고온 광학 케이블은 실리콘 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
According to claim 1,
The optical temperature sensor is disposed in the sensor room, the sensor room, the lower rotation shaft, and the upper rotation shaft are provided with a partition wall portion to isolate the sensor room, the projection window is mounted,
The ultra-high temperature optical cable is a silicon carbide single crystal growth apparatus, characterized in that made of a silicon material.
제1항에 있어서,
상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는,
상기 광학적 신호를 전달하는 상기 극고온 광학 케이블이 배치되되 이중벽 구조를 갖는 극고온 광학 이중 튜브(Double Optical Tube)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
According to claim 1,
Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit,
Silicon carbide single crystal growing apparatus, characterized in that it further comprises an ultra-high temperature optical double tube (Double Optical Tube) having a double-wall structure in which the ultra-high temperature optical cable for transmitting the optical signal is disposed.
제9항에 있어서,
상기 극고온 광학 이중 튜브는,
외측 광학 튜브; 및
상기 외측 광학 튜브와의 공간을 사이에 두고 상기 외측 광학 튜브 내에 배치되되 내부에 상기 광학적 신호를 전달하는 상기 극고온 광학 케이블이 배치되는 내측 광학 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
10. The method of claim 9,
The ultra-high temperature optical double tube,
outer optical tube; and
Silicon carbide single crystal growing apparatus comprising an inner optical tube disposed in the outer optical tube with a space between the outer optical tube and the ultra-high temperature optical cable transmitting the optical signal therein.
제9항에 있어서,
상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는,
상기 극고온 광학 이중 튜브의 단부 영역에 배치되며, 상기 극고온 광학 이중 튜브의 개구를 선택적으로 개폐하는 셔터(Shutter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
10. The method of claim 9,
Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit,
The silicon carbide single crystal growth apparatus, which is disposed at the end region of the ultra-high temperature optical double tube, and further comprises a shutter selectively opening and closing the opening of the ultra-high temperature optical double tube.
제11항에 있어서,
상기 셔터가 우산형 이중 셔터(Double Umbrella-type Shutter)인 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
12. The method of claim 11,
Silicon carbide single crystal growth apparatus, characterized in that the shutter is an umbrella-type double shutter (Double Umbrella-type Shutter).
제12항에 있어서,
상기 하부 온도 모니터링부에 마련되는 우산형 이중 셔터와 상기 상부 온도 모니터링부에 마련되는 우산형 이중 셔터의 배치 방향이 서로 역방향인 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
13. The method of claim 12,
Silicon carbide single crystal growing apparatus, characterized in that the arrangement direction of the double umbrella-type shutter provided in the lower temperature monitoring unit and the umbrella-type double shutter provided in the upper temperature monitoring unit are opposite to each other.
제12항에 있어서,
상기 우산형 이중 셔터는,
상기 광학적 신호가 손실 없이 투사하는 무손실 투사체 윈도(Scattering-free Window)를 구비하는 고정 셔터; 및
상기 무손실 투사체 윈도에 이웃하게 배치되되 상기 무손실 투사체 윈도와 선택적으로 연통되는 통공을 구비하며, 상기 고정 셔터에 대해 회전하는 회전 셔터를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
13. The method of claim 12,
The umbrella-type double shutter,
a fixed shutter having a scattering-free window through which the optical signal is projected without loss; and
Silicon carbide single crystal growing apparatus, arranged adjacent to the lossless projection window, and having a through hole selectively communicating with the lossless projection window, and comprising a rotating shutter rotating with respect to the fixed shutter.
제14항에 있어서,
상기 하부 온도 모니터링부와 상기 상부 온도 모니터링부 모두는,
상기 회전 셔터와 연결되며, 상기 회전 셔터를 회전 구동시키는 셔터 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
15. The method of claim 14,
Both the lower temperature monitoring unit and the upper temperature monitoring unit,
A silicon carbide single crystal growing apparatus connected to the rotary shutter and further comprising a shutter rotation driving unit for rotationally driving the rotary shutter.
제15항에 있어서,
상기 셔터 회전 구동부는,
상기 회전 셔터를 회전 구동을 위한 구동력을 제공하는 실린더;
상기 실린더의 로드에 연결되는 로드 연결바;
상기 회전 셔터에 결합하는 셔터 결합대;
상기 셔터 결합대와 상기 로드 연결바에 연결되며, 상기 실린더의 작용으로 동작하는 작동바; 및
상기 작동바에 연결되는 적어도 하나의 링크 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
16. The method of claim 15,
The shutter rotation driving unit,
a cylinder providing a driving force for rotating the rotating shutter;
a rod connecting bar connected to the rod of the cylinder;
a shutter coupling bar coupled to the rotary shutter;
an operation bar connected to the shutter coupling bar and the rod connection bar and operated by the action of the cylinder; and
Silicon carbide single crystal growth apparatus comprising at least one link module connected to the operation bar.
제15항에 있어서,
상기 피사체 영역의 온도 모니터링을 위한 신호를 입력하는 신호 입력부; 및
상기 신호 입력부의 입력값에 기초하여 상기 셔터 회전 구동부의 동작을 선택적으로 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
16. The method of claim 15,
a signal input unit for inputting a signal for temperature monitoring of the subject area; and
The silicon carbide single crystal growing apparatus further comprising a controller selectively controlling the operation of the shutter rotation driving unit based on the input value of the signal input unit.
제1항에 있어서,
상기 진공 챔버는,
상대적으로 외부에 배치되는 외부 절연부(Outer Isolator); 및
상기 외부 절연부와 이격되고 상기 외부 절연부 내에 배치되되 상기 도가니가 내부에 위치하는 내부 절연부(Inner Isolator)를 포함하며,
상기 도가니가 그래파이트 도가니(Graphite Crucible)인 것을 특징으로 하는 실리콘 카바이드 단결정 성장장치.
According to claim 1,
The vacuum chamber,
Relatively disposed externally insulator (Outer Isolator); and
It is spaced apart from the external insulating part and is disposed in the external insulating part and includes an inner insulating part (Inner Isolator) in which the crucible is located,
The silicon carbide single crystal growth apparatus, characterized in that the crucible is a graphite crucible (Graphite Crucible).
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