KR102466502B1 - 단결정 성장 장치 및 이를 이용한 단결정 성장 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치는 용액법을 이용한 단결정 성장 장치로서, 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되는 도가니; 상기 도가니의 상부에 배치되며, 관측창을 구비하는 가로막이 부재; 상기 가로막이 부재의 중심을 관통하는 풀링 샤프트; 및 일단은 상기 챔버의 측면에, 타단은 상기 가로막이 부재의 측면에 결합되고, 좌우로 이동하여 상기 관측창을 개폐시키는 개폐 조절부를 갖는 이동 부재를 포함한다.

Description

단결정 성장 장치 및 이를 이용한 단결정 성장 방법{SINGLE CRYSTAL GROWTH DEVICE AND SINGLE CRYSTAL GROWTH METHOD OF USING THE SAME}
본 발명은 단결정 성장 장치 및 이를 이용하는 방법에 관한 것이다.
실리콘 카바이드(SiC) 단결정은 내마모성 등의 기계적 강도와 내열성 및 내부식성이 우수하여 반도체, 전자, 자동차, 기계 분야 등의 부품소재로 많이 사용되고 있다.
실리콘 카바이드 단결정 성장 방법으로는, 탄소와 실리카를 섭씨 2000도 이상의 고온 전기로에서 반응시키는 애치슨 방법, 화학적 기상 증착법, 실리콘 카바이드를 원료로 하여 섭씨 2000도 이상의 고온에서 승화시켜 단결정을 성장시키는 승화법, 결정 인상법(crystal pulling method)을 응용한 용액법 등이 있다.
그러나 애치슨 방법은 고순도의 실리콘 카바이드 단결정을 얻기가 매우 어렵고, 화학적 기상 증착법은 박막 수준으로 두께가 제한되는 문제가 있다. 승화법 역시 일반적으로 섭씨 2400도 이상의 고온에서 이루어지고, 마이크로 파이프 및 적층 결함과 같은 여러 결함이 발생할 가능성이 많아 생산 단가적 측면에서 한계가 있는바, 상기와 같은 한계가 없는 용액법으로, 실리콘 카바이드 용액법에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
실리콘 카바이드 용액법은 도가니에 담겨진 실리콘, 탄소가 포함된 액상의 원료에서 고상의 단결정을 뽑아내는 방법이다. 용액법에서의 온도 제어는 단결정의 석출 구동력을 좌우할 뿐 아니라, 용액 내의 원료의 농도, 용액의 순환에도 영향을 미치는 것으로, 도가니 내 용액의 온도 제어는 단결정 성장에 영향을 미치는 중요한 요인이다.
특히, 용액법은 액상 금속을 활용하는 특성상, 탄소의 제한된 용해도로 인하여 온도 조건에 더욱 민감하며, 실제로 실리콘 카바이드 단결정이 석출, 성장되는 조건에서는, 약간의 온도 변화만으로도 석출 및 성장 양상이 급격하게 변화하게 되어, 공정 에러가 발생하기도 한다.
도가니 내 용액의 온도 편차를 줄여 도가니 내에서 불필요한 석출을 방지할필요성이 있으나, 만약, 열 발산을 차단하기 위하여 도가니 상측의 개방된 홀을 폐쇄해버리는 경우, 실리콘 카바이드의 성장 과정을 관찰할 수 없게 되는 문제가 발생하게 된다.
상기 설명한 바와 같이, 기존의 용액법의 경우 열 발산을 차단하는 과정에 한계가 있는바, 효과적으로 열 발산을 차단시킬 수 있는 기술에 대한 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로, 도가니 내부 종결정의 미결정 성장 양상을 관찰하고, 열 발산을 효과적으로 차단시킴으로써, 실리콘 카바이드 단결정 성장 공정상의 효율성과 편의성을 높이는, 단결정 성장 장치 및 이를 이용한 단결정 성장 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
다만, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치는, 용액법을 이용한 단결정 성장 장치로서, 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되는 도가니; 상기 도가니의 상부에 배치되며, 관측창을 구비하는 가로막이 부재; 상기 가로막이 부재의 중심을 관통하는 풀링 샤프트; 및 일단은 상기 챔버의 측면에, 타단은 상기 가로막이 부재의 측면에 결합되고, 좌우로 이동하여 상기 관측창을 개폐시키는 개폐 조절부를 갖는 이동 부재를 포함한다.
상기 이동 부재는, 상기 챔버의 측면에 고정되는 제1 고정부; 상기 가로막이 부재의 측면에 고정되는 제2 고정부; 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부 사이에 배치되어 상기 이동 부재를 지지시키는 지지부; 및 상기 지지부 내부에 삽입되는 상기 개폐 조절부를 포함하며, 상기 개폐 조절부는 상기 가로막이 부재 내부로 좌우 이동할 수 있다.
상기 지지부는 내부가 빈 관 형태일 수 있다.
상기 개폐 조절부가 상기 지지부에 삽입되고, 상기 개폐 조절부가 상기 관측창과 중첩하지 않는 경우에는, 상기 관측창은 완전히 개방된 상태가 될 수 있다.
상기 개폐 조절부가 상기 지지부의 내부에서 외부로 이동하여 상기 관측창을 가리는 경우에는, 상기 관측창은 닫힌 상태가 될 수 있다.
상기 가로막이 부재에 구비된 관측창은 하나 이상일 수 있다.
상기 가로막이 부재에는 하나 이상의 이동 부재가 구비될 수 있다.
상기 가로막이 부재 및 상기 가로막이 부재의 측면에 결합된 상기 이동 부재는 상기 풀링 샤프트를 축으로 하여 함께 회전 이동할 수 있다.
상기 챔버는, 상기 이동 부재의 일단이 접촉되는 부분에 상기 이동 부재의 회전 이동 경로를 따라 배치된 홈 형태의 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 가로막이 부재는 하나 이상일 수 있다.
상기 가로막이 부재가 복수인 경우, 상기 복수의 가로막이 부재는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 복수의 가로막이 부재는 각각 독립적으로 회전 이동할 수 있다.
상기 가로막이 부재는, 단열 부재일 수 있다.
상기 도가니의 외주면에 배치되는 단열부를 더 포함할 수 있다.
상기 단열부의 외측에 배치되는 발열부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법은, 풀링 샤프트 하단에 구비된 종결정이 도가니 내부의 용액으로 이동하여 단결정을 성장시키는 단계; 및 이동 부재가 상기 도가니의 상부에 배치되는 가로막이 부재의 일부를 관통하도록 좌우 이동하여, 상기 가로막이 부재에 구비된 관측창의 개폐를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 가로막이 부재를 상기 풀링 샤프트를 축으로 하여 회전 이동시켜, 상기 가로막이 부재의 상기 관측창의 위치를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 기존 용액법의 열 발산 차단 과정에서의 한계를 개선하기 위한 것으로, 가로막이 부재에 구비된 관측창을 통하여 실리콘 카바이드의 성장 과정의 관찰을 할 수 있도록 하며, 관측창의 개폐를 조절할 수 있도록 하여 관측창을 통한 열 발산을 효과적으로 차단시켜 실리콘 카바이드 단결정 성장 공정상의 효율성과 편의성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치에 있어서, 관측창이 열린 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치에 있어서, 관측창이 닫힌 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 성장 장치에 있어서, 가로막이 부재가 회전하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장 장치(10)는, 용액법을 이용한 단결정 성장 장치로서, 챔버(100), 챔버(100) 내부에 배치되는 도가니(200), 도가니(200)의 상부에 배치되며, 관측창(310)을 구비하는 가로막이 부재(300), 가로막이 부재(300)의 중심을 관통하는 풀링 샤프트(400), 및 일단은 챔버(100)의 측면에, 타단은 가로막이 부재(300)의 측면에 결합되는 이동 부재(500)를 포함한다. 이동 부재(500)는 가로막이 부재(300)의 관측창(310) 개폐를 조절하기 위한 것으로, 좌우로 이동하여 관측창(310)을 개폐시키는 개폐 조절부를 구비할 수 있다.
도가니(200)는 챔버(100) 내부에 배치되며, 상측이 개방된 용기 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 실리콘 카바이드 단결정을 형성하기 위한 어떠한 형태로도 가능하다. 도가니(200)에는 실리콘 카바이드 성장에 주입되는 용융 원료가 장입되어 수용될 수 있다.
도가니(200)를 가열시키면, 도가니(200) 내부에 담긴 용액(110)은 탄소(C), 실리콘(Si)을 포함하는 용액(110)으로 변하게 되며, 계속하여 도가니(200)를 가열시켜 용액(110)이 과포화도 상태가 되면, 용액(110)과 접촉하는 종결정(410) 상에 실리콘 카바이드 단결정이 성장될 수 있다.
풀링 샤프트(400)는 도가니(200)에 담긴 용액(110)으로 종결정(410)을 주입하는 역할을 한다. 풀링 샤프트(400)의 단부에는 실리콘 카바이드 종결정(410)이 연결될 수 있으며, 풀링 샤프트(400)의 상하 이동을 통하여 종결정(410)이 도가니(200) 내부로 이동될 수 있다.
가로막이 부재(300)는 도가니(200) 상측에 배치된 것으로, 하나 이상의 관측창(310)을 구비할 수 있다. 가로막이 부재(300)는 도가니(200) 상측으로 발산되는 열을 차단시키는 역할을 하며, 이와 동시에 관측창(310)을 통하여 실리콘 카바이드의 성장 과정의 관찰을 할 수 있도록 하는 역할을 한다.
실시예에 따라서는 가로막이 부재(300)는 단열 부재일 수 있으며, 단열 부재로 이루어진 가로막이 부재(300)의 경우, 도가니(200)의 상측을 단열 부재로 감싸는 구조가 된다는 점에서, 열 발산을 낮추는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 나타내는 도면이다.
가로막이 부재(300)가 하나인 도 1과 달리, 도 2의 단결정 성장 장치는 가로막이 부재(300)가 두 개일 수 있다. 가로막이 부재(300)가 복수인 경우, 복수의 가로막이 부재(300)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 가로막이 부재(300)가 복수인 경우, 가로막이 부재(300)가 하나인 경우에 비하여, 도가니(200) 상측으로 발산되는 열을 차단시키는 효과가 높아진다.
도 1 및 도 2에서는 가로막이 부재(300)의 측면에 각각 두 개의 이동 부재(500)가 구비된 모습만을 도시하였으나, 이동 부재(500)의 개수, 위치가 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 가로막이 부재(300)에 하나 이상의 이동 부재(500)가 구비되는 모든 경우를 포함할 수 있다.
이동 부재(500)는 가로막이 부재(300)의 일부를 관통하여 좌우 이동하는 것으로서, 좌우 방향으로의 이동을 통하여 가로막이 부재(300)에 구비된 관측창(310)의 개폐를 조절하는 역할을 한다. 가로막이 부재(300)를 관통하여 이동하는 이동 부재(500)에 대하여는 이하 도 3 및 도 4에서 후술하도록 한다.
가이드부(600)는 챔버(100)의 측면에, 이동 부재(500)의 일단이 접촉되는 부분에 배치된 것으로서, 이동 부재(500)가 챔버(100)에 결합되도록 하는 역할을 한다. 일 실시예로서, 이동 부재(500)는 챔버(100)에 고정되도록 결합되어 회전 이동이 없이 고정된 형태일 수 있으나, 다른 실시예에 따라서는 이동 부재(500)는 풀링 샤프트(400)를 축으로 하여 가로막이 부재(300)와 함께 회전 이동되도록 챔버(100)의 가이드부(600)에 결합될 수도 있다. 회전 이동에 대하여는 도 5에서 설명하도록 한다.
단열부(700)는 도가니(200)의 외주면에 배치될 수 있으며, 도가니(200)에서 방출되는 열을 차단하는 역할을 한다. 즉, 단열부(700)는 도가니(200) 내부의 온도를 단결정 성장 온도로 유지시키는 기능을 할 수 있다.
실리콘 카바이드 단결정 성장에는 고온 상태가 필요하므로, 실시예에 따라서는, 단열부(700)로서 그라파이트 섬유를 압착시켜 일정 두께 이상으로 제작된 그라파이트 펠트(graphite felt)가 사용될 수 있다. 또한, 단열부(700)는 복수의 층으로 형성되어 도가니(200)를 둘러싸는 형태일 수 있으나, 단열부(700)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
발열부(800)는 단열부(700)의 외측에 배치되어 도가니(200)를 가열시키는 역할을 한다. 실시예에 따라서는 발열부(800)는 유도 코일일 수 있으며, 이 경우 유도 코일에 전류를 흘려 도가니(200)를 가열시킴으로써, 도가니(200) 내부에 장입된 용액(110)을 가열시킬 수 있다.
도 3은 이동 부재의 이동에 따른 가로막이 부재의 관측창의 개폐와 관련된도면으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치에 있어서, 관측창이 열린 모습을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이동 부재(500)는 챔버(100)의 측면에 고정되는 제1 고정부(510), 가로막이 부재(300)의 측면에 고정되는 제2 고정부(520), 제1 고정부(510) 및 제2 고정부(520) 사이에 배치되어 이동 부재(500)를 지지시키는 지지부(530), 및 지지부(530) 내부에 삽입되는 개폐 조절부(540)를 포함할 수 있으며, 개폐 조절부(540)는 가로막이 부재(300) 내부로 이동할 수 있다.
지지부(530)는 내부가 빈 관 형태일 수 있으며, 지지부(530)의 빈 공간에 개폐 조절부(540)가 삽입된 경우, 도 3에서와 같이 가로막이 부재(300)의 관측창(310)은 열린 상태가 된다. 개폐 조절부(540)가 지지부(530)에 삽입되어 있지만 관측창(310)과 중첩되지 않는 경우에는, 가로막이 부재(300)의 관측창(310)이 완전히 개방된 상태에 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치에 있어서, 관측창이 닫힌 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 지지부(530)의 내부에 삽입되어 있던 개폐 조절부(540)가 지지부(530)의 외부로 이동한 모습으로, 개폐 조절부(540)가 가로막이 부재(300)의 관측창(310)을 가리고 있는 상태이다. 즉, 가로막이 부재(300)의 측면을 관통하여 개폐 조절부(540)가 좌우 이동함으로써, 가로막이 부재(300)의 관측창(310)을 가리게 되어 관측창(310)이 닫힌 상태가 된 경우이다.
개폐 조절부(540)는 이동장치(미도시)에 의하여 좌우 방향으로 슬라이딩 이동을 할 수 있으며, 이동장치(미도시)는 모터와 기어의 조합에 의한 기계적인 장치일 수 있다. 실시예에 따라서는 이동장치(미도시)는 개폐 조절부(540)의 타단에 연결된 막대형 봉일 수 있다. 막대형 봉의 일단은 개폐 조절부(540)의 타단에 연결되고, 막대형 봉의 타단은 제1 고정부(510) 내지는 챔버(100)를 통과하여, 챔버(100) 외부로 돌출되는 형태일 수 있다. 실시예에 따라서는, 챔버(100) 외부로 돌출된 이동장치(미도시), 즉 막대형 봉은 파지할 수 있는 손잡이 형태일 수 있다. 손잡이를 좌우 이동함에 따라, 개폐 조절부(540)가 함께 좌우 방향으로 이동되도록 구성할 수 있으며, 이 경우 사용자는 손잡이를 좌우 이동시켜 손쉽게 관측창(310)을 개방하거나 폐쇄시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 가로막이 부재(300)는 풀링 샤프트(400)를 축으로 하여 회전 이동할 수 있다. 가로막이 부재(300)가 회전하는 경우, 가로막이 부재(300)에 구비된 관측창(310)의 위치도 함께 이동하게 되며, 사용자는 관측창(310)의 위치를 조절하여 관찰하고자 하는 위치에 관측창(310)을 위치시켜 실리콘 카바이드의 성장 과정을 관찰할 수 있게 된다. 이와 같이, 가로막이 부재(300)가 회전 이동을 하는 경우, 가로막이 부재(300)의 측면에 결합된 이동 부재(500)도 함께 회전 이동을 하게 되는데, 가로막이 부재(300) 및 이동 부재(500)의 회전 이동에 대하여는 도 5에서 살펴보도록 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 성장 장치에 있어서, 가로막이 부재가 회전하는 모습을 나타낸 도면이다.
구체적으로는, 두 개의 가로막이 부재(300)를 구비한 실시예에서, 각각의 가로막이 부재(300)가 회전하는 모습으로, 가로막이 부재(300) 및 가로막이 부재(300)의 측면에 결합된 이동 부재(500)가 함께 풀링 샤프트(400)를 축으로 회전 이동하는 모습을 도시한 것이다. 도 5(a)는 가로막이 부재(300)가 동일한 방향으로 회전하는 경우이고, 도 5(b)는 가로막이 부재(300)가 상이한 방향으로 회전하는 경우이다. 이와 같이 복수의 가로막이 부재(300)는 각각 독립적으로 회전 이동할 수 있다.
또한, 도 5에서도 확인할 수 있듯이, 챔버(100)의 내부 측면에는, 이동 부재(500)의 일단이 접촉되는 부분에 이동 부재(500)의 회전 이동 경로를 따라 배치된 홈 형태의 가이드부(600)가 더 포함될 수 있다. 가로막이 부재(300)가 풀링 샤프트(400)를 축으로 하여 회전하는 경우, 제2 고정부(520)는 가로막이 부재(300)의 측면에 고정 결합된 상태로 일체화되어 함께 회전할 수 있으며, 챔버(100)의 측면과 연결되는 제1 고정부(510)는 홈 형태의 가이드부(600)에 끼워진 형태로 가이드라인을 따라 이동할 수 있다. 도 5에서는 가로막이 부재(300)가 두 개인 경우로서, 각각의 가로막이 부재(300)와 평행한 위치의 챔버(100) 측면에, 가이드부(600)가 두 개 배치된 것을 확인할 수 있다.
설명한 바와 같이, 본 발명의 단결정 성장 장치는, 도가니 상측을 가로막이 부재로 막아, 기존의 단결정 성장 장치에 비하여 열 차단 효과를 높임과 동시에, 이동 부재의 좌우 이동에 따라 가로막이 부재의 관측창 개폐를 조절할 수 있도록 하여 단결정 성장 중인 도가니 내부를 용이하게 관측 가능하게 함으로써 공정 중 관측 자유도를 높였다는 점에서 의의가 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법의 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법은, 풀링 샤프트 하단에 구비된 종결정이 도가니 내부의 용액으로 이동하여 단결정을 성장시키는 단계(S100), 및 이동 부재가 도가니의 상부에 배치되는 가로막이 부재 일부를 관통하도록 좌우 이동하여, 가로막이 부재에 구비된 관측창의 개폐를 조절하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시되지는 않았으나, 실시예에 따라서는 가로막이 부재를 풀링 샤프트를 축으로 하여 회전 이동시켜, 가로막이 부재의 관측창의 위치를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 가로막이 부재의 측면에 결합된 이동 부재도 가로막이 부재와 함께 회전 이동하게 되는바, 이동된 위치에서 이동 부재의 개폐 조절부를 가로막이 부재를 관통하도록 좌우로 이동시켜 관측창의 개폐를 조절할 수 있음은 물론이다. 이와 같이, 관측창의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 경우는, 사용자가 관찰하고자 하는 위치에서 실리콘 카바이드의 성장 과정을 관찰할 수 있다는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법은, 가로막이 부재에 구비된 관측창의 개폐를 조절함으로써, 실리콘 카바이드의 성장 과정을 관찰할 수 있도록 하여 공정의 편의성을 높이면서 관측창을 통하여 발산되는 열을 효과적으로 차단시켜 공정의 효율성을 높이도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 단결정 성장 장치
100: 챔버
110: 용액
200: 도가니
300: 가로막이 부재
310: 관측창
400: 풀링 샤프트
410: 종결정
500: 이동 부재
510: 제1 고정부
520: 제2 고정부
530: 지지부
540: 개폐 조절부
600: 가이드부
700: 단열부
800: 발열부

Claims (17)

  1. 용액법을 이용한 단결정 성장 장치로서,
    챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되는 도가니;
    상기 도가니의 상부에 배치되며, 관측창을 구비하는 가로막이 부재;
    상기 가로막이 부재의 중심을 관통하는 풀링 샤프트; 및
    일단은 상기 챔버의 측면에, 타단은 상기 가로막이 부재의 측면에 결합되고, 좌우로 이동하여 상기 관측창을 개폐시키는 개폐 조절부를 갖는 이동 부재를 포함하고,
    상기 이동 부재는,
    상기 챔버의 측면에 고정되는 제1 고정부;
    상기 가로막이 부재의 측면에 고정되는 제2 고정부;
    상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부 사이에 배치되어 상기 이동 부재를 지지시키는 지지부; 및
    상기 지지부 내부에 삽입되는 상기 개폐 조절부를 포함하며,
    상기 개폐 조절부는 상기 가로막이 부재 내부로 좌우 이동하는 단결정 성장 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 내부가 빈 관 형태인 단결정 성장 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개폐 조절부가 상기 지지부에 삽입되고, 상기 개폐 조절부가 상기 관측창과 중첩하지 않는 경우에는, 상기 관측창은 완전히 개방된 상태가 되는 단결정 성장 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개폐 조절부가 상기 지지부의 내부에서 외부로 이동하여 상기 관측창을 가리는 경우에는, 상기 관측창은 닫힌 상태가 되는 단결정 성장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가로막이 부재에 구비된 관측창은 하나 이상인 단결정 성장 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가로막이 부재에는 하나 이상의 이동 부재가 구비되는 단결정 성장 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가로막이 부재 및 상기 가로막이 부재의 측면에 결합된 상기 이동 부재는 상기 풀링 샤프트를 축으로 하여 함께 회전 이동하는 단결정 성장 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 이동 부재의 일단이 접촉되는 부분에 상기 이동 부재의 회전 이동 경로를 따라 배치된 홈 형태의 가이드부를 더 포함하는 단결정 성장 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가로막이 부재는 하나 이상인 단결정 성장 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가로막이 부재가 복수인 경우, 상기 복수의 가로막이 부재는 서로 평행하게 배치되는 단결정 성장 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 가로막이 부재는 각각 독립적으로 회전 이동하는 단결정 성장 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 가로막이 부재는 단열 부재인 단결정 성장 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 도가니의 외주면에 배치되는 단열부를 더 포함하는 단결정 성장 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단열부의 외측에 배치되는 발열부를 더 포함하는 단결정 성장 장치.
  16. 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법에 있어서,
    풀링 샤프트 하단에 구비된 종결정이 도가니 내부의 용액으로 이동하여 단결정을 성장시키는 단계; 및
    이동 부재가 상기 도가니의 상부에 배치되는 가로막이 부재의 일부를 관통하도록 좌우 이동하여, 상기 가로막이 부재에 구비된 관측창의 개폐를 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 이동 부재는,
    상기 챔버의 측면에 고정되는 제1 고정부;
    상기 가로막이 부재의 측면에 고정되는 제2 고정부;
    상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부 사이에 배치되어 상기 이동 부재를 지지시키는 지지부; 및
    상기 지지부 내부에 삽입되는 개폐 조절부를 포함하며,
    상기 개폐 조절부는 상기 가로막이 부재 내부로 좌우 이동하는 단결정 성장 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가로막이 부재를 상기 풀링 샤프트를 축으로 하여 회전 이동시켜, 상기 가로막이 부재의 상기 관측창의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 단결정 성장 방법.
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