KR102646714B1 - 실리콘카바이드 단결정 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반응 챔버 내부에 배치되고, 용융액이 장입(charging)되는 도가니,
상기 도가니 내부로 상하 이동하고, 제 1 축을 가지는 종결정 지지부, 및 상기 종결정 지지부의 하단에 연결되고, 제 1 축과 이격된 위치에 제 2 축을 가지는 종결정 성장부를 포함하는 종결정 부재, 및
상기 도가니를 둘러싸는 유도 가열식 가열 부재를 포함하고,
상기 종결정 성장부는 일단에 그라파이트 판과, 상기 그라파이트 판에 Si-면이 노출되도록 부착된 SiC 종결정을 포함하고, 상기 그라파이트 판과 SiC 종결정은, 제 2 축과 수직한 방향의 수평축을 기준으로 45도 초과의 각도를 가지도록 형성된 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치를 제공한다.

Description

실리콘카바이드 단결정 제조 장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR SILICONCARBIDE SINGLE CRYSTAL}

본 발명은 단결정 성장 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 종결정 표면에서의 고른 성장을 유도하는 단결정 성장 장치에 관한 것이다.

실리콘카바이드(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. 실리콘 카바이드 용액법을 이용한 단결정 제조 장치에는 상하 방향으로의 이동과 시계, 반시계 방향으로의 회전이 가능한 종결정 지지부와 그에 연결되어 실제로 성장이 일어나는 종결정을 포함하는 종결정 성장부가 있다.

이때, 종결정이 용융액에 닿아 있으면서, SiC의 선택적 석출을 통해 결정성장이 진행된다. 그러나, 원재료로 이용된 전이금속이나, 실리콘과 같은 물질이 SiC 결정성장면에 끼어 불순물 혼입을 발생시킬 수 있으며, 이러한 불순물 혼입은 SiC 기판 특성을 방해하는 요소로서 제거되는 것이 품질적인 측면에서 바람직하다.

특히, 오프-앵글(off-angle)을 가진 종결정이면서, Si-면(Si-face)로 성장시키는 경우에는 종결정의 표면에서 스텝 플로우(step flow)가 형성되기 때문에 불순물 혼입이 성장 구간에 함입될 가능성이 크다.

따라서, 상기 문제를 해결하여 불순물 혼입이 최소화된 SiC 결정성장이 가능한 실리콘카바이드 단결정 제조 장치에 대한 필요성이 절실한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종결정 성장부의 그라파이트 판과 종결정을 수평축을 기준으로 45도 초과의 각도를 가지도록 함으로써, 그라파이트 판과 종결정 회전에 의한 용융액의 흐름을 와류 흐름(vortex flow)으로 유도하고, 이로부터 종결정에서의 SiC 성장 방향에 대해 용융액이 균일하게 접촉하도록 하여 결정 성장 방향을 고르게 할 수 있는 바, 결정성장면에서의 빈공간 형성을 방지하여 불순물 혼입을 최소화할 수 있는 단결정 성장 장치를 제공하는 것이다.

그러나, 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 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치는,

반응 챔버 내부에 배치되고, 용융액이 장입(charging)되는 도가니,

상기 도가니 내부로 상하 이동하고, 제 1 축을 가지는 종결정 지지부, 및 상기 종결정 지지부의 하단에 연결되고, 제 1 축과 이격된 위치에 제 2 축을 가지는 종결정 성장부를 포함하는 종결정 부재, 및

상기 도가니를 둘러싸는 유도 가열식 가열 부재를 포함하고,

상기 종결정 성장부는 일단에 그라파이트 판과, 상기 그라파이트 판에 Si-면이 노출되도록 부착된 SiC 종결정을 포함하고, 상기 그라파이트 판과 SiC 종결정은, 제 2 축과 수직한 방향의 수평축을 기준으로 45도 초과의 각도를 가지도록 형성된 구조를 가진다.

구체적으로는, 상기 그라파이트 판과 SiC 종결정은, 제 2 축과 수직한 방향의 수평축을 기준으로 45도 초과 내지 90도 이하의 각도를 가지도록 형성된 구조일 수 있다.

상기 종결정 지지부는 회전 운동할 수 있다.

상기 종결정 지지부의 회전에 따라, 종결정 성장부의 그라파이트 판과 SiC 종결정은 공전 운동을 할 수 있다.

또한, 상기 종결정 성장부는 상기 그라파이트 판과 종결정 지지부의 하단을 연결하는 결합부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치는, 상기 도가니의 하측면에 결합되어 상기 도가니를 회전시키는 회전 부재를 더 포함하고,

상기 종결정 지지부의 제 1 축은 상기 회전 부재의 축의 연장선 상에 위치할 수 있다.

본 발명의 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에 따르면, 종결정 성장부의 그라파이트 판과 종결정을 수평축을 기준으로 45도 초과의 각도를 가짐으로써, 그라파이트 판과 종결정 회전에 의한 용융액의 흐름을 와류 흐름(vortex flow)으로 유도하고, 이로부터 종결정에서의 SiC 성장 방향에 대해 용융액이 균일하게 접촉하도록 하여 결정 성장 방향을 고르게 할 수 있는 바, 결정성장면에서의 빈공간 형성을 방지하여 불순물 혼입을 최소화할 수 있고, 결과적으로 우수한 품질의 실리콘카바이드 단결정을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정 제조 장치의 개략적인 단면도이다;
도 2는 도 1의 실리콘카바이드 단결정 제조 장치에서 종결정 지지부와 종결정 성장부를 포함하는 종결정 부재의 측면도이다;
도 3은 도 1의 실리콘카바이드 단결정 제조 장치에서 종결정 지지부와 종결정 성장부를 포함하는 종결정 부재의 후면도이다;
도 4는 오프 앵글(off-angle) 종결정에서의 스텝 플로우(step-flow)의 성장을 나타낸 모식도이다;
도 5는 스텝 플로우에 따른 스텝 번칭(step bunching)을 나타낸 모식도이다;
도 6은 스텝 번칭이 과도하게 진행된 경우를 보여주기 위해 결정성장각도를 0°한 샘플의 평면상 표면 사진이다;
도 7은 그라파이트 판과 SiC 종결정 결합 각도에 따른 용융액의 흐름을 도시한 모식도이다;
도 8은 비교예 2에 따라 성장된 실리콘카바이드 단결정의 Si-면의 표면 사진과, 표면 폴리싱(polishing) 후 표면 사진이다.
도 9는, 실시예 1에 따라 성장된 실리콘카바이드 단결정의 Si-면의 표면 사진과, 표면 폴리싱(polishing) 후 표면 사진이다.

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 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 제조 장치의 개략적인 단면도이며, 도 2는 도 1의 단결정 제조 장치에서 종결정 부재의 측면도이며, 도 3은 도 1의 단결정 제조 장치에서 종결정 부재의 후면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 제조 장치는 반응 챔버(100), 반응 챔버(100) 내부에 위치하고, 용융액(M)이 장입되는 도가니(400), 도가니(400) 내부로 연장되는 종결정 지지부(200), 종결정 성장부(300) 및 도가니(400)를 가열하는 유도 가열식 가열 부재(500), 및 도가니(400)의 하측면에 결합되어 도가니(400)를 회전시키는 회전 부재(600)를 포함할 수 있다.

여기서, 용융액(M)은 탄소(C), 실리콘(Si), 및 선택적으로 금속을 포함하고, 계속하여 도가니(400)를 가열시켜 용융액(M)이 과포화 상태가 되면, 용융액(M)과 접촉하는 종결정(320) 상에 실리콘 카바이드 단결정이 성장될 수 있다.

반응 챔버(100)는 빈 내부 공간을 포함하는 밀폐된 형태이고, 그 내부가 일정한 압력 등의 분위기로 유지될 수 있다. 도시하지 않았으나, 반응 챔버(100)에 진공 펌프 및 분위기 제어용 가스 탱크가 연결될 수 있다. 진공 펌프 및 분위기 제어용 가스 탱크를 이용하여 반응 챔버(100) 내부를 진공 상태로 만든 후 아르곤 기체와 같은 비활성 기체를 충전할 수 있다.

종결정 지지부(200)는 구동부(도면에 도시되지 않음)에 연결되어 도가니(400)의 높이 방향(y 방향)을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 종결정 지지부(200)는 후술하는 실리콘 카바이드 종결정을 도가니(400) 내부로 제공하는 역할을 수행한다.

다시 말해, 종결정 지지부(200)는 실리콘 카바이드 단결정의 성장을 위해 도가니(400) 내측으로 이동하거나 실리콘 카바이드 단결정의 성장 공정이 종료된 이후 도가니(400) 외측으로 이동할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 상하 방향으로 이동하는 실시예로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 어떠한 방향으로도 이동하거나 회전할 수 있으며, 이를 위한 공지의 수단을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 종결정 지지부(200)는 원형의 긴 막대 형상이면서 제 1 축(A)을 가지며 제 1 축(A)을 기준으로 회전함으로써, 용융액(M)의 흐름을 유도한다.

종결정 성장부(300)는 종결정 지지부(200)의 제 1 축(A)과 이격된 위치에 제 2 축(B)를 가지며, 그라파이트 판(310)과, 그라파이트 판(310)의 하면에서 Si-면이 노출되도록 부착된 SiC 종결정(320), 그리고, 그라파이트 판(310)을 종결정 지지부(200)와 이격된 위치에서 제 2 축(B)을 가지도록 종결정 지지부(200)의 하단과 연결하고, 그라파이트 판(310)의 각도를 조절할 수 있는 결합부(330)을 포함할 수 있다.

여기서, 그라파이트 판(310)은 용융액(M)의 표면에 위치할 수 있다.

SiC 종결정(320)은 실리콘 카바이드로서, 오프-앵글(off-angle)을 가지며, Si-면이 노출되도록 부착된다.

따라서, SiC 종결정(320)의 표면에서는 스텝 플로우(step-flow)를 동반한 스텝 성장이 두드러진다.

이러한 스텝 플로우(step-flow)의 성장을 도 4에 도시하였다.

도 4를 참조하면, 결정 성장 면에서, 평평한 부분을 테라스(terrace)라 칭하며, 각 테라스의 높이 차에 해당하는 부분을 스텝(step)이라 칭한다. 여기서, (a)에서 (b)와 같이 결정이 각각의 테라스의 길이 방향으로 성장하는 것을 스텝-플로우에 의한 결정성장이 이루어진다고 한다.

또한, 상기 스텝 간의 높이차(예를 들어, h1-h3, h1-h2, h2-h3)는 스텝 번칭(step bunching)에 의해 증가할 수 있다. 상기 스텝 번칭을 설명하기 위해, 도 5에는 스텝 번칭이 나타나는 형태를 모식적으로 도시하였으며, 이로인해 나타나는 결정성장면의 형상을 도 6에 도시하였다.

도 5를 참조하면, 스텝 번칭은, 각각의 스텝에서의 스텝 플로우의 속도가 달라 나타나며, 이로인해, 빠르게 성장하는 면의 스텝과, 느리게 성장하는 면의 스텝이 서로 겹치게 되는 것이다.

이러한 스텝 번칭이 나타나면, 도 6 에서와 같이 스텝 간의 높이차는 더욱 증가하게 되며, 이러한 스텝 간의 높이차가 과도하게 되면, 스텝과 테라스의 사이에 빈 공극이 생길 수 있게 되고, 여기에 용융액 혼입 등의 불순물 혼입이 발생할 수 있게 된다. 도 6은 이후, 비교예 1에 대한 표면 사진이다.

특히, 스텝 플로우의 방향과 용융액 플로우의 방향이 같은 방향인 경우에는 불순물 혼입의 가능성이 더 높다.

구체적으로, 스텝 플로우의 방향과 용융액 플로우의 방향이 반대 방향인 경우에는, 용융액이 함께 각각의 스텝에서 그대로 스텝 플로우를 이루며 결정성장이 되나, 같은 방향인 경우, 스텝 번칭도 쉽게 일어날 수 있고, 2D 결정핵생성(nucleation)을 통해 테라스 상에 새로운 결정격자가 생길 수 있으므로, 이에 따라 빈 공극이 많이 발생하게 되는 바, 불순물 혼입의 가능성이 높아진다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 출원의 발명자들은, 심도있는 연구를 거듭한 끝에, 스텝 플로우와 용융액 플로우의 방향을 결정성장계면에서 조절해줌으로써, 스텝 번칭을 막고, 새로운 결정격자가 생성되지 않게 하여, 빈 공극의 형성을 방지할 수 있음을 확인하였다.

더욱 구체적으로, SiC 종결정 표면에서의 용융액 흐름을 와류(vortex)로 형성하는 경우, 결정성장에 있어서 선호도를 따르기보다 성장방향에 대해 균일한 용융액의 접촉을 제공할 수 있어 결정성장면에 공극의 형성 없이 균일한 성장을 도모할 수 있음을 확인하였다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 이와 같이, SiC 종결정(320) 표면에서의 용융액 흐름을 와류(vortex)로 형성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정 제조 장치에서, 종결정 성장부(300)의 그라파이트 판(310)과 SiC 종결정(320)은 제 2 축(B)과 수직한 x방향의 수평축(C)를 기준으로 45도 초과의 각도(a)를 가지도록 형성되어 있다. 더욱 구체적으로는, 45도 초과 내지 90도 이하의 각도(a)를 가질 수 있다.

상기 범위를 벗어나, 상기 각도 이하인 경우에는 용융액의 흐름이 수평방향으로 유지되며, 와류 흐름을 형성할 수 없다.

상기 각도(a)에 따른 용융액의 흐름을 도 7에 모식적으로 도시하였다.

도 7을 참조하면, 각도(a)가 45도 이하인 경우에는, 종결정 지지부(200)의 회전에 따른 용융액의 흐름의 방향을 변화시킬 수 없어, SiC 종결정(320) 표면과 평행한 방향으로 용융액(M)의 흐름이 유지된다. 반면, 각도(a)를 높이는 경우, 이들의 회전에 의해 용융액(M)과 마찰이 발생하고, 이러한 마찰은 용융액(M)의 흐름의 바꾸어 와류의 흐름을 유도할 수 있는 바, 결정성장 선호도에 대한 영향을 감소하고, SiC 종결정(320) 표면에서의 균일한 성장을 도모할 수 있다.

한편, 용융액의 흐름(M)은 상기에서 설명한 바와 같이, 종결정 지지부(200)의 회전에 의해 발생한다.

종결정 지지부(200)의 회전에 의해, 그라파이트 판(310)과 SiC 종결정(320)도 공전 운동에 따라 함께 회전한다. 이에 따라, 그라파이트 판(310)과, SiC 종결정(320)의 각도(a)에 의해 용융액의 흐름을 와류의 흐름으로 형성할 수 있다.

즉, 종결정 성장부(300)의 그라파이트 판(310)과 SiC 종결정(320)은, 종결정 지지부(200)의 하단에 연결되는 결합부(330)에 연결되어 있고, 결합부(330)에 의해 각도(a) 조절이 가능하도록 되어있다.

결합부(330)는, 그라파이트 판(310)과 SiC 종결정(320)이, 종결정 지지부(200)의 제 1 축(A)와 이격된 제 2 축(B)을 가지도록 종결정 지지부(200)의 하단에서부터 연장되어, 종결정 지지부(200)와 그라파이트 판(310)을 연결한다. 결합부(330)의 연장방향으로의 길이는 종결정 지지부(200)에서 그라파이트 판(310)과 SiC 종결정(320)의 이격 위치를 결정하고, 적절히 선택될 수 있다.

이하에서는, 실리콘카바이드 단결정 제조 장치의 그 밖의 부재에 대해 설명한다.

먼저, 도가니(400)는 반응 챔버(100) 내부에 구비되며 외주면이 원통형인, 상면이 개방된 컵 형태일 수 있고, 그러나 전술한 형태에 제한 없이 실리콘카바이드 단결정을 형성하기 위한 용융액(M)이 장입될 수 있는 어떠한 형태도 가능함은 물론이며 제조 공정에 따라 상부면을 덮는 덮개 등을 포함할 수도 있다. 이러한 도가니(400) 내에 용융액(M)이 장입되어 수용된다.

도가니(400)는 흑연, 그라파이트, SiC와 같이 탄소를 함유하는 물질로 이루어질 수 있고, 또는 이에 제한되지 않고 세라믹 재질의 도가니를 사용할 수도 있음은 물론이며, 이때 탄소를 제공할 물질 또는 공급원 별도로 제공할 수 있다. 상세하게는 탄소 원료의 공급원으로 활용될 수 있는 그라파이트로 이루어질 수 있다.

가열 부재(500)는 도가니(400)를 가열하여 도가니(400)에 수용된 물질을 용융시키거나 가열하여 용융액(M)을 형성할 수 있다. 가열 부재(500)는 도가니(400)와 이격되어 위치할 수 있으며, 일 예로 도가니(400)의 외주면을 이격된 상태로 둘러싸는 형태를 가질 수 있다.

가열 부재(500)는 유도 가열식 가열 부재이며, 구체적으로 가열 부재(500)는 인덕션 코일을 포함하고 인덕션 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써, 와전류에 의한 열 발생으로 도가니(500)를 가열하는 유도 가열 방식이다.

회전 부재(600)는 도가니(400)의 하측면에 결합되어 도가니(400)를 회전시킬 수 있다. 이는 가열 부재(500)가 그 형태상 약간의 비대칭성을 가지고 있으므로 균일한 가열을 위함이다. 도가니(400)의 회전을 통해 균일한 조성의 용융액(M) 제공이 가능한 바, SiC 종결정(320)에 고품질의 실리콘카바이드 단결정이 성장될 수 있다.

이때, 회전 부재(600)의 축(D)은, 종결정 지지부(200)의 제 1 축(A)의 연장선 상에 위치한다.

다시, 도 6은 비교예 1로서, 기존의 실리콘카바이드 단결정 제조 장치, 즉, SiC 종결정이 종결정 지지부의 제 1 축에 동일한 축을 가지도록 평편하게 결합된 형태의 제조 장치로서 그라파이트 판의 결합 각도, 즉 그라파이트 판과, 용융액 표면이 이루는 각도가 0°로 SiC 단결정을 성장시킨 후 촬영한 단결정의 Si-면 표면 사진이며, 도 8은, 비교예 2로서, 본 발명과 같이 SiC 종결정이 종결정 지지부의 제 1 축과 이격된 제 2 축을 가지도록 종결정 지지부로부터 연장된 결합부, 및 그라파이트 판을 통해 결합되어 있으나, 결합 각도(a)가 22°인 실리콘카바이드 단결정 제조 장치를 사용하여 SiC 단결정을 성장시킨 후 촬영한 단결정의 Si-면의 표면 사진(왼쪽)과, 표면 폴리싱(polishing) 후 표면 사진(오른쪽)이며, 도 9는, 실시예 1로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정 제조 장치를 사용한 것으로서, SiC 종결정이 종결정 지지부의 제 1 축과 이격된 제 2 축을 가지도록 종결정 지지부로부터 연장된 결합부 및 그라파이트 판을 통해 결합되어 있고, 결합 각도(a)가 78°인 실리콘카바이드 단결정 제조 장치를 사용하여 SiC 단결정을 성장시킨 후, 촬영한 단결정의 Si-면의 표면 사진(왼쪽)과, 표면 폴리싱(polishing) 후 표면 사진(오른쪽)이다.

도 6을 참조하면, 종래 결합 각도가 0°인 제조 장치를 사용한 경우에는 높은 스텝 간의 높이 차로 빈공극에 불순물 혼입도 발생할 것을 예상할 수 있다.

한편, 결합 각도가 있어도, 45° 이하인 경우에는(도 8 참조), 다결정 함입이나 불순물 혼입이 소정 줄겠으나, 여전히 불순물 혼입이 없는 부분이 약 33%로 40%로도 되지 않는 것을 확인할 수 있다. 반면, 결합 각도가 45° 초과가 되면(도 9 참조), 불순물 혼입이 없는 부분이 약 75%까지 증가하는 것을 확인할 수 있다.

상기 구간은 하기 도면에서 도면 전체 면적 대비 불순물 혼입이 없는 부분(흰 부분을 제외한 부분)의 면적을 구한 것이다.

이는 각도가 증가함에 따라, 결정성장면 표면에서 용융액의 와류 흐름이 나타나, 결정성장 선호도에 대한 영향을 감소시키고, 종결정의 균일한 성장을 도모하여, 공극 발생을 방지함으로써, 불순물 혼입을 최소화하였기 때문인 것으로 파악된다.

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.

Claims (6)

1. 반응 챔버 내부에 배치되고, 용융액이 장입(charging)되는 도가니,
   상기 도가니 내부로 상하 이동하고, 제 1 축을 가지는 종결정 지지부, 및 상기 종결정 지지부의 하단에 연결되고, 제 1 축과 이격된 위치에 제 2 축을 가지는 종결정 성장부를 포함하는 종결정 부재, 및
   상기 도가니를 둘러싸는 유도 가열식 가열 부재를 포함하고,
   상기 종결정 성장부는 일단에 그라파이트 판과, 상기 그라파이트 판에 Si-면이 노출되도록 부착된 SiC 종결정을 포함하고, 상기 그라파이트 판과 SiC 종결정은, 제 2 축과 수직한 방향의 수평축을 기준으로 45도 초과의 각도를 가지도록 형성되어 있고,
   상기 종결정 지지부는 회전 운동하며, 상기 그라파이트 판과 SiC 종결정은, 종결정 지지부의 회전에 의해 공전 운동을 하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 그라파이트 판과 SiC 종결정은, 제 2 축과 수직한 방향의 수평축을 기준으로 45도 초과 내지 90도 이하의 각도를 가지도록 형성된 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 종결정 성장부는 상기 그라파이트 판과 종결정 지지부의 하단을 연결하는 결합부를 더 포함하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치.
6. 제1항에서,
   상기 도가니의 하측면에 결합되어 상기 도가니를 회전시키는 회전 부재를 더 포함하고,
   상기 종결정 지지부의 제 1 축은 상기 회전 부재의 축의 연장선 상에 위치하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치.