KR20020045765A - Growing apparatus of a single crystal ingot - Google Patents

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김건
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이 창 세
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for manufacturing a single crystal ingot is provided which reduces defects inside a crystal as improving productivity by improving a cooling speed of the crystal, thereby increasing a vertical temperature gradient. CONSTITUTION: In an apparatus for manufacturing a single crystal ingot comprising a quartz crucible(53) containing a silicon melt(55) so as to grow the single crystal ingot, a crucible support(57) supporting the quartz crucible(53), a heater(61) heating the quartz crucible(53), a thermal insulation sleeve(63) preventing heat of the heater(61) from being emitted to the outside, a pulling device pulling the single crystal ingot as growing the single crystal ingot from the silicon melt, a heat shield(75) encircling the single crystal ingot so that heat of the heater(61) is not transferred, and a cooler(77) cooling the upper part of the single crystal ingot, the apparatus is characterized in that the cooler(77) has two or more inlets(79) and outlets which are alternated each other, and a plurality of first walls and second walls which are extended so that the upper part is connected to the lower part inside the first walls, and the upper part is not connected to the lower part inside the second walls, and wherein the plurality of first and second walls are alternately formed so that a watercourse is formed between the inlets and outlets.

Description

단결정 잉곳의 제조장치 {Growing apparatus of a single crystal ingot}Growing apparatus of a single crystal ingot

본 발명은 액상(液狀)의 실리콘을 봉상(棒狀)의 단결정으로 성장시키는 단결정 잉곳의 제조장치에 관한 것으로서, 특히, 결정의 냉각 속도를 향상시켜 수직 온도 구배를 크게하므로써 생산성 향상을 향상시키면서 결정 내부의 결함을 감소시킬 수 있는 단결정 잉곳의 제조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for producing single crystal ingots, which grows liquid silicon into rod-shaped single crystals, and in particular, improves productivity by improving the cooling rate of crystals and increasing vertical temperature gradients. An apparatus for producing a single crystal ingot capable of reducing defects inside a crystal.

반도체 등의 전자 부품을 생산하기 위한 소재로 사용되는 실리콘 등의 웨이퍼(wafer)는 실리콘 단결정 잉곳(ingot)을 얇은 두께로 절단(slice)하여 만든다. 실리콘 단결정 잉곳은 다결정실리콘을 액상으로 용융시킨 후 쵸크랄스키 방법(Czochralski method : 이하, CZ 방법이라 칭함) 등으로 결정 성장시켜 제조한다.Wafers, such as silicon, used as a material for producing electronic components, such as semiconductors, are made by slicing a silicon single crystal ingot to a thin thickness. The silicon single crystal ingot is prepared by melting polycrystalline silicon in a liquid phase and then growing it by Czochralski method (hereinafter referred to as CZ method).

실리콘 단결정을 CZ 방법에 의하여 결정 성장시키는데 있어서 단결정 내 결함특성은 결정의 인상속도 및 냉각 조건에 크게 의존한다. 따라서, 성장 계면 근처의 열 환경을 조절함으로써 성장 결함의 종류 및 분포를 제어하고자 하는 많은 노력이 진행되어 왔다.In crystal growth of a silicon single crystal by the CZ method, defect characteristics in the single crystal largely depend on the pulling rate and cooling conditions of the crystal. Therefore, many efforts have been made to control the type and distribution of growth defects by adjusting the thermal environment near the growth interface.

실리콘 융액이 고체 결정화되면서 베이컨시-타입(vacancy-type)과 인터스티셜-타입(interstitial-type)의 점 결함(point defect)이 평형농도 이상으로 혼입되어 냉각 중에 이 점 결함들이 응집되어 성장 결함으로 발전하게 된다. 이러한 성장 결함으로 COP(Crystal Originated Partical), LDP(Large Dislocation Pit) 또는 OSF(Oxidation-induced Stacking Fault) 등이 있는 데, V.V. Voronkov가 발표한 The mechanism of swirl defects formation in silicon"(Journal of crystal growth. Vol. 59(1982년), P. 625.,)에 따르면, 이러한 결함의 형성은 V/G비와 밀접한 관계를 갖는다. 여기서 V는 잉곳의 성장속도이며 G는 성장계면 근처의 결정 내 수직온도구배이다.보이드(void)성 결함인 COP는 베이컨시-리치(vacancy-rich) 영역인 단결정 잉곳의 중심부에서 주로 발생되는 데, 발생된 COP는 수직온도 구배가 작으면 크기가 성장된다. 그러므로, 결정 성장시 COP 결함의 크기을 감소시키면서 성장 속도를 향상시키기 위해 수직 온도 구배를 크게하는 기술이 개발되고 있다.As the silicon melt is solid crystallized, point defects of vacancy-type and interstitial-type are mixed above the equilibrium concentrations, and these point defects aggregate during cooling, resulting in growth defects. To develop. Such growth defects include Crystal Originated Partical (COP), Large Dislocation Pit (LDP), or Oxidation-induced Stacking Fault (OSF). According to Voronkov's The mechanism of swirl defects formation in silicon "(Journal of crystal growth. Vol. 59 (1982), P. 625.,), the formation of these defects is closely related to the V / G ratio. Where V is the growth rate of the ingot and G is the vertical temperature gradient in the crystal near the growth interface. The void defect COP occurs mainly in the center of the single crystal ingot, the vacancy-rich region. However, the generated COP grows in size when the vertical temperature gradient is small, and therefore, a technique for increasing the vertical temperature gradient to improve the growth rate while reducing the size of the COP defects during crystal growth has been developed.

도 1은 종래 기술에 따른 단결정 잉곳의 제조장치의 개략 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수냉기의 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 수냉기의 측면도이다.종래 기술에 따른 단결정 잉곳의 제조장치는 챔버(11) 내에 실리콘 융액(15)을 담는 석영 도가니(13)와 이 석영 도가니(13)를 지지하는 흑연 등으로 이루어진 도가니 지지대(17)가 설치된다. 도가니 지지대(17)는 단결정 잉곳(29)을 성장시킬 때 구동 수단(도시되지 않음)에 의해 회전되어 석영 도가니(13)를 회전시키면서 상하 이동되는 회전축(19) 상에 설치된다. 도가니 지지대(17)는 원통형의 히터(21)에 이격되어 에워싸여지며, 이 히터(21)는 보온통(23)에 의해 에워싸여진다.1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a single crystal ingot according to the prior art, FIG. 2 is a plan view of the water cooler shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the water cooler shown in FIG. 2. The apparatus for manufacturing ingots is provided with a quartz crucible 13 containing a silicon melt 15 in a chamber 11 and a crucible support 17 made of graphite or the like for supporting the quartz crucible 13. The crucible support 17 is installed on a rotating shaft 19 that is rotated by a driving means (not shown) when the single crystal ingot 29 is grown to move up and down while rotating the quartz crucible 13. The crucible support 17 is surrounded by a cylindrical heater 21 spaced apart, which is surrounded by a thermos (23).

챔버(11)의 상부에 케이블(33)을 감아 인상(引上)하는 인상 수단(도시되지 않음)이 설치되며, 이 인상 수단은 회전된다. 케이블(33)의 하부에 석영 도가니(13) 내의 실리콘 융액(15)에 접촉되어 인상하면서 단결정 잉곳(29)을 성장시키는 종결정(seed crystal : 31)이 설치된다.In the upper part of the chamber 11, the pulling means (not shown) which winds and pulls the cable 33 is provided, and this pulling means is rotated. A seed crystal 31 is provided in the lower portion of the cable 33 to grow the single crystal ingot 29 while contacting and pulling up the silicon melt 15 in the quartz crucible 13.

단결정 잉곳(29)과 도가니(13) 사이에 단결정 잉곳(29)을 에워싸는 열실드(heat shield : 35)가 설치된다. 열실드(35)는 상부가 보온통(23) 상에 고정되고, 또한, 하부가 삼각형의 단면을 가지며 단결정 잉곳(29) 쪽으로 돌출되게 형성되어 석영 도가니(13) 내의 실리콘 융액(15)과 일정한 간격을 유지하도록 설치된다.단결정 잉곳(29)의 냉각 속도를 증가시키기 위해 이 단결정 잉곳(29)을 에워싸며 실리콘 융액(15)의 표면과 이격되게 원통형의 스테인레스강(stainless steel) 또는 열전도성이 양호한 금속으로 이루어진 냉각기(37)가 설치된다. 상기에서 냉각기(37)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부에 유입구(39) 및 배출구(41)가 형성되며 내부에상부에서 하부 쪽으로 연결되지 않도록 연장되어 구멍을 형성하는 제 1 벽(45)과 하부에서 상부 쪽으로 연결되지 않도록 연장되어 구멍을 형성하는 제 2 벽(47)이 다수 개가 교호하면서 형성된다. 또한, 냉각기(37)의 단결정 잉곳(29)과 대향하는 면에 돌출부(43)가 형성된다.A heat shield 35 that surrounds the single crystal ingot 29 is provided between the single crystal ingot 29 and the crucible 13. The heat shield 35 is fixed on the thermos 23 and the lower part has a triangular cross section and is formed to protrude toward the single crystal ingot 29 so as to be spaced apart from the silicon melt 15 in the quartz crucible 13. In order to increase the cooling rate of the single crystal ingot 29, the single crystal ingot 29 is surrounded by a cylindrical stainless steel or a good thermal conductivity spaced apart from the surface of the silicon melt 15. A cooler 37 made of metal is installed. 2 and 3, the cooler 37 has an inlet 39 and an outlet 41 formed at an upper portion thereof and extends so as not to be connected from the upper portion to the lower portion thereof to form a hole. 45) and a plurality of second walls 47 extending so as not to be connected from the bottom to the top to form a hole are alternately formed. Moreover, the protrusion part 43 is formed in the surface which opposes the single crystal ingot 29 of the cooler 37. As shown in FIG.

챔버(11)는 상부에 원통형의 수냉기(37) 사이를 흘러 성장되는 단결정 잉곳(29)과 도가니(13) 내부의 실리콘 융액(15)에 분위기 가스로 사용되는 아르곤(Ar) 또는 네온(Ne) 등의 불활성 가스를 외부로부터 공급하는 공급관(도시되지 않음)이 설치된다. 그리고, 챔버(11)의 하부에 사용된 불활성 가스를 외부로 배출하는 배기관(27)이 설치된다.The chamber 11 is argon (Ar) or neon (Ne) used as an atmosphere gas for the silicon melt 15 inside the single crystal ingot 29 and the crucible 13 which are grown by flowing between the cylindrical water coolers 37 at the top. A supply pipe (not shown) for supplying an inert gas such as) from the outside is provided. And an exhaust pipe 27 for discharging the inert gas used to the outside of the chamber 11 to the outside is provided.

상술한 구성의 단결정 잉곳의 제조장치는 종결정(31)을 석영 도가니(13) 내의 실리콘 융액(15)을 침적(dipping)한 후 석영 도가니(13)와 종결정(31)를 반대 방향으로 회전하면서 인상하여 단결정 잉곳(29)을 성장시킨다.In the apparatus for producing a single crystal ingot of the above-described configuration, after dipping the silicon melt 15 in the quartz crucible 13 with the seed crystal 31, the quartz crucible 13 and the seed crystal 31 are rotated in opposite directions. While raising, the single crystal ingot 29 is grown.

이 때, 열실드(35)는 실리콘 융액(15)의 복사열과 석영 도가니(13)의 측면을 통해 방출되는 열의 손실을 방지한다. 또한, 열실드(35)는 실리콘 융액(15)의 표면과 일정한 거리로 이격되어 성장 계면의 온도를 일정하게 유지하여야 한다. 그러므로, 단결정 잉곳(29)의 성장으로 인해 실리콘 융액(15)이 소모되어 표면이 낮아지는 만큼 회전축(19)에 의해 석영 도가니(13)가 위쪽으로 이동되어 열실드(35)와 실리콘 융액(15)의 표면을 일정한 간격으로 유지되도록 한다. 그리고, 공급관(도시되지 않음)을 통해 챔버(11) 내에 질소(N), 아르곤(Ar) 또는 네온(Ne) 등의 불활성 가스를 공급하면서 냉각기(37)에 의해 단결정 잉곳(29)의 상부를 냉각시킨다. 상기에서 냉각기(37)는 제 1 및 제 2 벽(45)(47)이 수로로 사용되어 유입구(39)를 통해 주입되는 냉각수가 전체에 고르게 흐르게 되므로 온도가 균일되며, 또한, 단결정 잉곳(29)과 대향하는 면에 돌출부(43)가 형성되어 표면적이 증가되므로 냉각 효율이 증가되어 단결정 잉곳(29)의 수직 온도 구배가 크게된다.At this time, the heat shield 35 prevents the loss of radiant heat of the silicon melt 15 and the heat released through the side of the quartz crucible 13. In addition, the heat shield 35 should be spaced apart from the surface of the silicon melt 15 by a certain distance to maintain a constant temperature of the growth interface. Therefore, the quartz crucible 13 is moved upward by the rotating shaft 19 so that the silicon melt 15 is consumed due to the growth of the single crystal ingot 29 and the surface thereof is lowered, so that the heat shield 35 and the silicon melt 15 To keep the surface at a constant interval. The upper portion of the single crystal ingot 29 is cooled by the cooler 37 while supplying an inert gas such as nitrogen (N), argon (Ar), or neon (Ne) to the chamber 11 through a supply pipe (not shown). Cool. The cooler 37 has a uniform temperature since the first and second walls 45 and 47 are used as water channels so that the coolant injected through the inlet 39 flows evenly throughout, and the single crystal ingot 29 Since the protrusion 43 is formed on the surface opposite to) and the surface area is increased, the cooling efficiency is increased to increase the vertical temperature gradient of the single crystal ingot 29.

그러나, 종래 기술에 따른 단결정 잉곳의 제조장치에 있어서 냉각기는 유입구와 배출구를 각각 하나씩만을 가지므로 냉각수가 유입구를 통해 유입되고 배출구를 통해 배출되는 순환 시간이 길어질 뿐만 아니라 냉각수와 접촉되는 면적이 작고, 또한, 냉각기가 융점이 낮은 스테인레스강 등으로 형성되어 실리콘 융액에 근접되지 않고 일정 거리 이격되어야 하므로 냉각 효율이 저하된다. 그러므로, 단결정 잉곳의 성장 계면에서 수직온도 구배가 작아져 보이드성 결함인 COP의 크기가 증가될 뿐만 아니라 성장 속도가 저하되는 문제점이 있었다.However, in the apparatus for manufacturing a single crystal ingot according to the prior art, since the cooler has only one inlet and one outlet, each of the cooling water flows in through the inlet and discharges through the outlet, and the contact area with the cooling water is small, In addition, since the cooler is formed of stainless steel having a low melting point or the like and is to be spaced apart from the silicon melt by a distance, cooling efficiency is lowered. Therefore, the vertical temperature gradient is reduced at the growth interface of the single crystal ingot, so that the size of the void, the COP, which is a void defect, is increased, and the growth rate is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 단결정 잉곳의 성장시 보이드성 결함인 COP의 크기를 감소시킬 수 있는 단결정 잉곳의 제조장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus for producing a single crystal ingot which can reduce the size of COP, which is a void defect during growth of the single crystal ingot.

본 발명의 다른 목적은 단결정 잉곳의 성장 속도를 향상시킬 수 있는 단결정 잉곳의 제조장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a single crystal ingot which can improve the growth rate of the single crystal ingot.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 단결정 잉곳을 성장하기 위하여 실리콘 융액을 담는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 지지하는 도가니 지지대와, 상기 석영 도가니를 가열하는 히터와, 상기 히터의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보온통과, 상기 실리콘 융액으로부터 단결정 잉곳을 성장시키면서 인상하는 인상장치와, 상기 히터의 열이 전달되지 않도록 상기 단결정 잉곳을 에워싸는 열실드와, 상기 단결정 잉곳 상부를 냉각시키기위한 냉각기를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치에 있어서,One embodiment of the present invention for achieving the above object is a quartz crucible containing a silicon melt to grow a single crystal ingot, a crucible support for supporting the quartz crucible, a heater for heating the quartz crucible, and the heat of the heater A heat insulating tube that prevents the outflow to the outside, an pulling device that raises and grows a single crystal ingot from the silicon melt, a heat shield surrounding the single crystal ingot so that the heat of the heater is not transferred, and the upper portion of the single crystal ingot is cooled. In the single crystal ingot manufacturing apparatus comprising a cooler for,

상기 냉각기가 교호하는 각각 2개 이상의 유입구 및 배출구를 가지며, 내부에 각각 상부와 하부와 연결되고 하부와 상부와 연결되지 않게 연장된 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽을 갖되, 상기 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽이 교호하면서 형성되어 상기 유입구와 배출구 사이에 수로를 형성하도록 구성된다.The cooler has two or more inlets and outlets each alternating, and has a plurality of first and second walls connected to the upper and lower portions, respectively, and extending from the lower and upper portions, respectively. The wall and the second wall are formed alternately and are configured to form a channel between the inlet and outlet.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 단결정 잉곳을 성장하기 위하여 실리콘 융액을 담는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 지지하는 도가니 지지대와, 상기 석영 도가니를 가열하는 히터와, 상기 히터의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보온통과, 상기 실리콘 융액으로부터 단결정 잉곳을 성장시키면서 인상하는 인상장치와, 상기 히터의 열이 전달되지 않도록 상기 단결정 잉곳을 에워싸는 열실드와, 상기 단결정 잉곳 상부를 냉각시키기위한 냉각기를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치에 있어서,Another embodiment of the present invention for achieving the above object is a quartz crucible containing a silicon melt to grow a single crystal ingot, a crucible support for supporting the quartz crucible, a heater for heating the quartz crucible, and the heat of the heater A heat insulating tube that prevents the outflow to the outside, an pulling device that raises and grows a single crystal ingot from the silicon melt, a heat shield surrounding the single crystal ingot so that the heat of the heater is not transferred, and the upper portion of the single crystal ingot is cooled. In the single crystal ingot manufacturing apparatus comprising a cooler for,

상기 냉각기가 교호하는 각각 2개 이상의 유입구 및 배출구를 가지며, 내부에 각각 상부와 하부와 연결되고 하부와 상부와 연결되지 않게 연장된 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽을 갖되, 상기 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽이 교호하면서 형성되어 상기 유입구와 배출구 사이에 수로를 형성하는 구성을 가지며, 상기 냉각기의 내측 표면과 접촉되게 형성된 라이너를 더 포함한다.The cooler has two or more inlets and outlets each alternating, and has a plurality of first and second walls connected to the upper and lower portions, respectively, and extending from the lower and upper portions, respectively. The wall and the second wall is formed alternately to form a channel between the inlet and outlet, and further comprises a liner formed in contact with the inner surface of the cooler.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 단결정 잉곳을 성장하기위하여 실리콘 융액을 담는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 지지하는 도가니 지지대와, 상기 석영 도가니를 가열하는 히터와, 상기 히터의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보온통과, 상기 실리콘 융액으로부터 단결정 잉곳을 성장시키면서 인상하는 인상장치와, 상기 히터의 열이 전달되지 않도록 상기 단결정 잉곳을 에워싸는 열실드와, 상기 단결정 잉곳 상부를 냉각시키기위한 냉각기를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치에 있어서, 상기 냉각기가 교호하는 각각 2개 이상의 유입구 및 배출구를 가지며, 내부에 각각 상부와 하부와 연결되고 하부와 상부와 연결되지 않게 연장된 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽을 갖되, 상기 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽이 교호하면서 형성되어 상기 유입구와 배출구 사이에 수로를 형성하는 구성을 가지며, 상기 냉각기의 내측 표면과 접촉되게 형성된 라이너와, 상기 냉각기 및 라이너의 하부 모서리에 부착된 히트 싱크(heat sink)를 더 포함한다.바람직하게, 열실드는 외부 표면이 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 탄소(C) 또는 SiC가 코팅 또는 접착된 흑연으로 이루어지며 하부 내부가 카본 펠트(carbon felt)로 채워진다.Another embodiment of the present invention for achieving the above objects is a quartz crucible containing a silicon melt to grow a single crystal ingot, a crucible support for supporting the quartz crucible, a heater for heating the quartz crucible, and A heat insulating tube that prevents heat from leaking to the outside, an pulling device that raises and grows a single crystal ingot from the silicon melt, a heat shield surrounding the single crystal ingot so that heat of the heater is not transmitted, and a top of the single crystal ingot is cooled. A single crystal ingot manufacturing apparatus comprising a cooler for cooling, said cooler having two or more inlets and outlets each alternatingly, and having a plurality of first extending therein, respectively connected to the upper and lower portions and not connected to the lower and upper portions. A wall and a second wall, wherein the plurality of first and second walls are alternating And a liner formed to form a channel between the inlet and the outlet, the liner formed in contact with the inner surface of the cooler, and a heat sink attached to the cooler and the lower edge of the liner. Preferably, the heat shield is made of graphite coated or bonded with molybdenum (Mo), tungsten (W), carbon (C) or SiC, and the bottom inside is filled with carbon felt.

바람직하게, 냉각기는 각각 2개 이상을 갖는 유입구 및 배출구가 교호하면서 동일한 간격으로 이격되게 배열되고 내부 표면이 요철(凹凸)되게 형성된다.Preferably, the coolers are formed such that the inlets and outlets each having two or more are arranged alternately and spaced apart at equal intervals and the inner surface is uneven.

바람직하게, 라이너는 상기 단결정 잉곳과 대향하는 면이 요철(凹凸)되는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유로 형성된다.바람직하게, 라이너는 판상 재료를 둥그렇게 가공하여 양 끝단이 중첩되지 않고 이격되며 1개, 또는, 2개 이상의 다수 개로 형성된다.Preferably, the liner is formed of graphite having an uneven surface facing the single crystal ingot, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber. Preferably, the liner is formed by roundly processing a plate-like material at both ends. Are spaced apart without overlap and are formed of one, or a plurality of two or more.

바람직하게, 히트 싱크는 착탈이 가능하게 나사 결합으로 부착되는 것으로 흑연,표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유로 형성된다.Preferably, the heat sink is detachably attached to a screw joint and is formed of graphite, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber.

바람직하게, 히트 싱크는 상기 실리콘 융액과 접촉되지 않고 근접되는 길이와 냉각기에 대해 상기 단결정 잉곳 쪽으로 0 ~ 90°각도의 기울기를 갖는다.Preferably, the heat sink has a length of 0 to 90 degrees towards the single crystal ingot with respect to the cooler and the length that is not in contact with the silicon melt.

도 1은 종래 기술에 따른 단결정 잉곳의 제조장치의 개략 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for producing a single crystal ingot according to the prior art.

도 2는 도 1에 도시된 수냉기의 평면도.2 is a plan view of the water cooler shown in FIG.

도 3은 도 2에 도시된 수냉기의 측면도.3 is a side view of the water cooler shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 단결정 잉곳의 제조장치의 개략 단면도.4 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for producing a single crystal ingot according to the present invention.

도 5는 도 4에 도시된 수냉기의 평면도.5 is a plan view of the water cooler shown in FIG.

도 6은 도 4에 도시된 수냉기의 측면도.FIG. 6 is a side view of the water cooler shown in FIG. 4. FIG.

도 7은 도 5를 A-A선으로 자른 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 5 taken along line A-A. FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4은 본 발명에 따른 단결정 잉곳의 제조장치의 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for producing a single crystal ingot according to the present invention.

본 발명에 따른 단결정 잉곳의 제조장치는 챔버(51) 내에 실리콘 융액(55)을 담는 석영 도가니(53)와, 이 석영 도가니(53)를 지지하는 흑연 등으로 이루어진 도가니 지지대(57)가 설치된다. 도가니 지지대(57)는 단결정 잉곳(69)을 성장시킬 때 구동 수단(도시되지 않음)에 의해 회전되어 석영 도가니(53)를 회전시키면서 상측 방향으로 신장되는 회전축(69) 상에 설치된다. 도가니 지지대(57)는 원통형의 히터(61)에 이격되어 에워싸여지며, 이 히터(61)는 보온통(63)에 의해 에워싸여진다.챔버(51)의 상부에 단결정 잉곳(69) 성장시 케이블(73)을 감아 인상(引上)하는 인상 수단(도시되지 않음)이 설치되며, 이 케이블(73)의 하부에 석영 도가니(53) 내의 실리콘 융액(55)에 접촉되어 인상하면서 단결정 잉곳(69)을 성장시키는 종결정(seed crystal : 71)이 설치된다. 상기에서 인상 수단은 단결정 잉곳(69) 성장시 케이블(73)을 감아 인상할 뿐만 아니라 이 단결정 잉곳(69)을 석영 도가니(53)와 반대 방향으로 회전시킨다.The apparatus for manufacturing a single crystal ingot according to the present invention is provided with a quartz crucible 53 containing a silicon melt 55 in a chamber 51, and a crucible support 57 made of graphite or the like for supporting the quartz crucible 53. . The crucible support 57 is installed on a rotating shaft 69 which is rotated by a driving means (not shown) to grow the single crystal ingot 69 and extends upward while rotating the quartz crucible 53. The crucible support 57 is surrounded by a cylindrical heater 61 spaced apart, which is surrounded by a thermos 63. In the growth of the single crystal ingot 69 on the top of the chamber 51, A pulling means (not shown) for winding up and pulling 73 is provided, and the single crystal ingot 69 is brought into contact with the silicon melt 55 in the quartz crucible 53 at the bottom of the cable 73 to be pulled up. Seed crystal (71) is formed to grow. In the above, the pulling means not only winds and pulls the cable 73 when the single crystal ingot 69 grows, but also rotates the single crystal ingot 69 in the opposite direction to the quartz crucible 53.

단결정 잉곳(69)과 도가니(53) 사이에 단결정 잉곳(69)을 에워싸는 열실드(heat shield : 75)가 설치된다. 열실드(75)는 상부가 보온통(63) 상에 고정되고, 또한,하부가 삼각형의 단면을 가지며 단결정 잉곳(69) 쪽으로 돌출되게 형성된다. 상기에서 열실드(75)는 외부 표면이 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 탄소(C) 또는 SiC가 코팅 또는 접착된 흑연으로 이루어지며 하부의 돌출된 부분의 내부는 카본 펠트(carbon felt) 등의 단열 특성이 우수한 재료로 형성된다. 열실드(75) 하부의 돌출된 부분은 실리콘 융액(55)의 표면과 일정한 간격을 유지하여 단결정 잉곳(69) 하부 주변의 온도를 일정하게 하면서 복사열이 단결정 잉곳(69)의 상부로 전달되는 것을 방지한다. 상기에서 단결정 잉곳(69)이 성장됨에 따라 도가니(53) 내의 실리콘 융액(55)이 소모되어 표면이 낮아지는 데, 회전축(59)이 회전 운동하면서 도가니(53)을 실리콘 융액(55)의 표면이 낮아진 만큼 위쪽으로 이동시켜 실리콘 융액(55)과 열실드(75) 하부의 돌출된 부분 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한다.A heat shield 75 that surrounds the single crystal ingot 69 is provided between the single crystal ingot 69 and the crucible 53. The heat shield 75 is formed so that the upper part is fixed on the thermostat 63, and the lower part has a triangular cross section and protrudes toward the single crystal ingot 69. In the heat shield 75, the outer surface is made of molybdenum (Mo), tungsten (W), carbon (C) or SiC coated or bonded graphite, the inside of the protruding portion of the lower carbon felt (carbon felt) It is formed of a material having excellent heat insulating properties. The protruding portion of the lower portion of the heat shield 75 maintains a constant distance from the surface of the silicon melt 55 so that radiant heat is transferred to the upper portion of the single crystal ingot 69 while keeping the temperature around the lower portion of the single crystal ingot 69 constant. prevent. As the single crystal ingot 69 is grown, the silicon melt 55 in the crucible 53 is consumed and the surface is lowered. As the rotary shaft 59 rotates, the crucible 53 is moved to the surface of the silicon melt 55. This lowering is moved upward so that the gap between the silicon melt 55 and the protruding portion of the bottom of the heat shield 75 is kept constant.

챔버(51)의 상부에 원통형의 수냉기(77) 사이를 흘러 성장되는 단결정 잉곳(69)과 도가니(53) 내부의 실리콘 융액(55)에 분위기 가스로 사용되는 질소(N), 아르곤(Ar) 또는 네온(Ne) 등의 불활성 가스를 외부로부터 공급하는 공급관(도시되지 않음)이 설치된다. 그리고, 챔버(11)의 하부에 사용된 불활성 가스를 외부로 배출하는 배기관(67)이 설치된다.Nitrogen (N) and argon (Ar) used as an atmosphere gas in the single crystal ingot 69 and the silicon melt 55 inside the crucible 53 which are grown by flowing between the cylindrical water coolers 77 on the upper part of the chamber 51. ) Or a supply pipe (not shown) for supplying an inert gas such as neon (Ne) from the outside. And an exhaust pipe 67 for discharging the inert gas used in the lower part of the chamber 11 to the outside is provided.

그리고, 챔버(51)의 상부에 단결정 잉곳(69)을 에워싸는 원통형의 스테인레스강(stainless steel) 또는 열전도성이 양호한 금속으로 이루어져 단결정 잉곳(69)을 냉각시켜 성장 계면에서의 수직온도 구배를 크게 증가시키는 냉각기(77)가 설치된다. 냉각기(77)는 상부에 냉각수를 유입하는 2개 이상의 유입구(79)와 냉각 작용에 의해 가열된 물을 외부로 배출하는 2개 이상의 배출구(도시되지 않음)가 설치된다.The upper surface of the chamber 51 is made of a cylindrical stainless steel or a metal having good thermal conductivity to enclose the single crystal ingot 69 to cool the single crystal ingot 69, thereby greatly increasing the vertical temperature gradient at the growth interface. The cooler 77 is installed. The cooler 77 is provided with two or more inlets 79 for injecting cooling water and two or more outlets (not shown) for discharging the heated water to the outside by the cooling action.

또한, 원통형의 냉각기(77)의 내측 표면에 밀착되게 라이너(liner : 87)가 형성된다. 라이너(87)는 양호한 열방사 특성을 갖는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유 등으로 이루어져 단결정 잉곳(69)의 복사열을 빠르게 흡수하여 냉각기(77)의 냉각 효율을 증가시킨다. 라이너(87)는 판상 재료를 둥그렇게 가공하여 냉각기(77)의 내측 표면에 밀착되게 삽입된다. 상기에서 라이너(87)는 양 끝단이 중첩되지 않고 이격되도록 하여 탄성 복원력에 의해 냉각기(77)의 내측 표면과 밀착되도록 한다. 또한, 라이너(87)는 1개, 또는, 2개 이상의 다수 개로 형성될 수 있다.냉각기(77) 및 라이너(87)의 하부 모서리에 부착되며 실리콘 융액(55)과 접촉되지 않고 최대로 접근되게 연장되는 원통형의 히트 싱크(heat sink : 89)가 형성된다. 상기에서 히트 싱크(89)는 라이너(87)과 같이 양호한 열방사 특성을 갖는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유 등으로 이루어져 단결정 잉곳(69)의 하부의 복사열을 흡수하여 냉각 효율을 증가시키므로 단결정 잉곳(69)의 성장 계면의 수직온도 구배를 크게한다. 그러므로, 단결정 잉곳(69)의 성장시 보이드성 결함인 COP가 성장되지 않아 크기가 증가되는 것을 방지할 뿐만 아니라 성장 속도를 향상시킨다.In addition, a liner 87 is formed in close contact with the inner surface of the cylindrical cooler 77. The liner 87 is made of graphite having good thermal radiation characteristics, graphite coated with SiC on the surface, carbon fiber, or the like to quickly absorb radiant heat of the single crystal ingot 69 to increase the cooling efficiency of the cooler 77. The liner 87 roundly processes the plate material and is inserted in close contact with the inner surface of the cooler 77. The liner 87 is spaced apart from each other without overlapping the liner 87 to be in close contact with the inner surface of the cooler 77 by the elastic restoring force. In addition, the liner 87 may be formed of one or more than two. The liner 87 is attached to the cooler 77 and the lower edge of the liner 87 and is maximally accessed without contacting the silicon melt 55. An elongated cylindrical heat sink 89 is formed. The heat sink 89 is made of graphite having good thermal radiation characteristics such as the liner 87, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber to absorb radiant heat from the lower portion of the single crystal ingot 69 to be cooled. Since the efficiency is increased, the vertical temperature gradient of the growth interface of the single crystal ingot 69 is increased. Therefore, during growth of the single crystal ingot 69, COP, which is a void defect, is not grown, thereby preventing the size from increasing and increasing the growth rate.

도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 수냉기(77)의 평면도 및 측면도이고, 도 7은 도 5를 A-A선으로 자른 단면도이다.5 and 6 are a plan view and a side view of the water cooler 77 shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 5.

수냉기(77)는 상부에 각각 2개 이상을 갖는 유입구(79) 및 배출구(81)가 형성되며내부에 상부에서 하부 쪽으로 연결되지 않도록 연장되어 구멍을 형성하는 다수 개의 제 1 벽(83)과 하부에서 상부 쪽으로 연결되지 않도록 연장되어 구멍을 형성하는 다수 개의 제 2 벽(85)이 형성된다. 상기에서 각각 다수 개로 형성된 제 1 및 제 2 벽(83)(85)은 교호하게 형성되어 수로로 사용되는 것으로 2개 이상의 유입구(79)를 통해 주입되는 냉각수를 전체에 고르게 흐르게 한다.The water cooler 77 has a plurality of first walls 83 formed with inlets 79 and outlets 81 each having two or more at the top thereof, and extending so as not to be connected from the top to the bottom to form holes therein. A plurality of second walls 85 are formed that extend from the bottom to the top to form holes. The first and second walls 83 and 85 formed in plural numbers, respectively, are alternately formed and used as a water channel to evenly flow the cooling water injected through the two or more inlets 79.

또한, 수냉기(77)는 각각 2개 이상을 갖는 유입구(79) 및 배출구(81)도 교호하면서 동일한 간격으로 이격되게 배열되며, 내부 표면이 도 7에 도시된 바와 같이 요철(凹凸)을 갖는다. 상기에서 냉각기(77)는 각각 2개 이상을 갖는 유입구(79) 및 배출구(81)가 교호하면서 배열되므로 냉각수가 빠르게 순환되며, 또한, 내부 표면이 요철(凹凸)을 가지므로 냉각수와 접촉 면적이 증가될 뿐만 아니라 냉각수가 와류를 일으킨다. 그러므로, 냉각수의 빠른 순환 및 와류와 냉각수와 접촉 면적 증가에 의해 냉각기(87)의 냉각 효율은 증가된다.In addition, the water coolers 77 are also arranged to be spaced apart at equal intervals while alternately inlet 79 and outlet 81 having two or more, each having an uneven surface as shown in FIG. . Since the coolers 77 are arranged while the inlets 79 and the outlets 81 having two or more are alternately arranged, the coolant is rapidly circulated, and since the inner surface has irregularities, the contact area with the coolant is increased. Not only is it increased, but the coolant produces a vortex. Therefore, the cooling efficiency of the cooler 87 is increased by the rapid circulation of the coolant and the increase in the contact area with the vortex and the coolant.

또한, 냉각기(37)의 내측 표면과 접촉되게 형성된 라이너(87)는 단결정 잉곳(69)과 대향하는 면이 요철(凹凸)을 가지므로 단결정 잉곳(69)의 복사열을 빠르게 흡수하여 냉각기(77)의 냉각 효율을 증가시킨다.In addition, the liner 87 formed to be in contact with the inner surface of the cooler 37 has a concave-convex surface facing the single crystal ingot 69, so that the heat absorber of the single crystal ingot 69 is quickly absorbed to cool the cooler 77. To increase the cooling efficiency.

도 7에 도시된 바와 같이, 히트 싱크(89)는 냉각기(77) 및 라이너(87)의 하부 모서리에 착탈이 가능하도록, 예를 들면, 나사 결합에 의해 착탈이 가능하도록 부착된다. 히트 싱크(69)는 실리콘 융액(55)과 접촉되지 않고 근접되는 길이를 가지며 냉각기(77)에 대해 단결정 잉곳(69) 쪽으로 0 ~ 90°정도 각도의 기울기를 갖는다. 그러므로, 냉각기(77)는 길이에 따라 복사열을 흡수를 조절하며 기울기 각도에 따라 주입되는 불활성 가스의 흐름을 단결정 잉곳(69)의 하부로 제어하므로 결정의 냉각 속도와 결정 계면의 과냉각도와 결정에 유입되는 산소량을 조절한다상술한 바와 같이 본 발명은 냉각기가 유입구 및 배출구를 각각 2개 이상을 가져 냉각수의 순환이 빠를 뿐만 아니라 내부 표면이 요철(凹凸)을 가져 냉각수는 와류를 일으키면서 접촉되는 면적이 증가되며, 냉각기 내측 표면에 밀착되게 형성된 라이너가 단결정 잉곳의 복사열을 빠르게 흡수하고, 히트 싱크가 실리콘 융액 표면에 근접되므로 냉각 효율이 증가되며, 이에 의해, 단결정 잉곳의 성장 계면의 수직온도 구배가 크게 된다.As shown in FIG. 7, the heat sink 89 is attached to the lower edges of the cooler 77 and the liner 87 so as to be detachable, for example, by screwing. The heat sink 69 has a length that does not come into contact with the silicon melt 55 and has an inclination of 0 to 90 degrees with respect to the single crystal ingot 69 with respect to the cooler 77. Therefore, the cooler 77 adjusts the absorption of radiant heat according to the length and controls the flow of the inert gas injected according to the inclination angle to the lower portion of the single crystal ingot 69 so that the cooling rate of the crystal and the supercooling of the crystal interface and the flow into the crystal As described above, according to the present invention, the cooler has two or more inlets and outlets, respectively, so that the circulation of the coolant is not only fast, but also the inner surface has irregularities, so that the coolant is in contact with the vortex while causing the vortex. Increased, the liner formed in close contact with the cooler inner surface quickly absorbs the radiant heat of the single crystal ingot, and the heat sink is close to the silicon melt surface, thereby increasing the cooling efficiency, thereby greatly increasing the vertical temperature gradient of the growth interface of the single crystal ingot. do.

따라서, 본 발명은 단결정 잉곳은 성장 계면의 수직온도 구배가 크므로 보이드성 결함인 COP의 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 성장 속도를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.Therefore, in the present invention, since the single crystal ingot has a large vertical temperature gradient of the growth interface, the size of the COP, which is a void defect, can be reduced, as well as the growth rate can be improved.

Claims (37)

단결정 잉곳을 성장하기 위하여 실리콘 융액을 담는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 지지하는 도가니 지지대와, 상기 석영 도가니를 가열하는 히터와, 상기 히터의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보온통과, 상기 실리콘 융액으로부터 단결정 잉곳을 성장시키면서 인상하는 인상장치와, 상기 히터의 열이 전달되지 않도록 상기 단결정 잉곳을 에워싸는 열실드와, 상기 단결정 잉곳 상부를 냉각시키기위한 냉각기를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치에 있어서,A quartz crucible containing a silicon melt to grow a single crystal ingot, a crucible support for supporting the quartz crucible, a heater for heating the quartz crucible, a thermos to prevent heat from flowing out of the heater, and the silicon An apparatus for producing a single crystal ingot comprising: an pulling apparatus for pulling up a single crystal ingot while growing from a melt; a heat shield surrounding the single crystal ingot so that heat of the heater is not transmitted; and a cooler for cooling the upper portion of the single crystal ingot. 상기 냉각기가 교호하는 각각 2개 이상의 유입구 및 배출구를 가지며, 내부에 각각 상부와 하부와 연결되고 하부와 상부와 연결되지 않게 연장된 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽을 갖되, 상기 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽이 교호하면서 형성되어 상기 유입구와 배출구 사이에 수로를 형성하도록 구성된 단결정 잉곳 제조장치.The cooler has two or more inlets and outlets each alternating, and has a plurality of first and second walls connected to the upper and lower portions, respectively, and extending from the lower and upper portions, respectively. And a second wall formed alternately to form a channel between the inlet and outlet. 청구항 1에 있어서 상기 열실드는 외부 표면이 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 탄소(C) 또는 SiC가 코팅 또는 접착된 흑연으로 이루어진 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the heat shield is formed of graphite coated or bonded with molybdenum (Mo), tungsten (W), carbon (C), or SiC. 청구항 1에 있어서 상기 열실드는 하부 내부가 카본 펠트(carbon felt)로 채워진 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the heat shield is filled with carbon felt at a lower portion thereof. 청구항 1에 있어서 상기 냉각기는 각각 2개 이상을 갖는 유입구 및 배출구가 교호하면서 동일한 간격으로 이격되게 배열된 단결정 잉곳 제조장치.The single crystal ingot manufacturing apparatus of claim 1, wherein the inlets and outlets each having two or more are alternately arranged to be spaced apart at equal intervals. 청구항 1에 있어서 상기 냉각기는 내부 표면이 요철(凹凸)되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the cooler is formed such that an inner surface thereof is uneven. 청구항 1에 있어서 상기 냉각기의 내측 표면과 접촉되게 형성된 라이너를 더 포함하는 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 1, further comprising a liner formed in contact with the inner surface of the cooler. 청구항 6에 있어서 상기 라이너는 상기 단결정 잉곳과 대향하는 면이 요철(凹凸)되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 6, wherein the liner is formed such that a surface of the liner facing the single crystal ingot is uneven. 청구항 1에 있어서 상기 라이너는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the liner is formed of graphite, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber. 청구항 6에 있어서 상기 라이너는 판상 재료를 둥그렇게 가공하여 양 끝단이 중첩되지 않고 이격되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 6, wherein the liner is formed by processing a plate-like material in a circular manner so that both ends thereof are spaced apart without overlapping. 청구항 6에 있어서 상기 라이너는 1개, 또는, 2개 이상의 다수 개로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The single crystal ingot manufacturing apparatus of claim 6, wherein the liner is formed of one or a plurality of two or more. 청구항 6에 있어서 상기 냉각기 및 상기 라이너의 하부 모서리에 부착된 히트 싱크(heat sink)를 더 포함하는 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 6, further comprising a heat sink attached to a lower edge of the cooler and the liner. 청구항 11에 있어서 상기 히트 싱크는 착탈이 가능하게 부착된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 11, wherein the heat sink is detachably attached. 청구항 12에 있어서 상기 히트 싱크는 나사 결합으로 부착된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 12, wherein the heat sink is attached by screwing. 청구항 11에 있어서 상기 히트 싱크는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 11, wherein the heat sink is formed of graphite, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber. 청구항 11에 있어서 상기 히트 싱크는 상기 실리콘 융액과 접촉되지 않고 근접되는 길이를 갖는 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 11, wherein the heat sink has a length that is close to the silicon melt without being in contact with the silicon melt. 청구항 11에 있어서 상기 히트 싱크는 상기 냉각기에 대해 상기 단결정 잉곳 쪽으로 0 ~ 90°각도의 기울기를 갖는 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 11, wherein the heat sink has an inclination of 0 ° to 90 ° toward the single crystal ingot with respect to the cooler. 단결정 잉곳을 성장하기 위하여 실리콘 융액을 담는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 지지하는 도가니 지지대와, 상기 석영 도가니를 가열하는 히터와, 상기 히터의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보온통과, 상기 실리콘 융액으로부터 단결정 잉곳을 성장시키면서 인상하는 인상장치와, 상기 히터의 열이 전달되지 않도록 상기 단결정 잉곳을 에워싸는 열실드와, 상기 단결정 잉곳 상부를 냉각시키기위한 냉각기를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치에 있어서,상기 냉각기가 교호하는 각각 2개 이상의 유입구 및 배출구를 가지며, 내부에 각각 상부와 하부와 연결되고 하부와 상부와 연결되지 않게 연장된 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽을 갖되, 상기 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽이 교호하면서 형성되어 상기 유입구와 배출구 사이에 수로를 형성하는 구성을 가지며, 상기 냉각기의 내측 표면과 접촉되게 형성된 라이너를 더 포함하는 단결정 잉곳 제조장치.A quartz crucible containing a silicon melt to grow a single crystal ingot, a crucible support for supporting the quartz crucible, a heater for heating the quartz crucible, a thermos to prevent heat from flowing out of the heater, and the silicon An apparatus for producing a single crystal ingot, comprising: an pulling apparatus for pulling up a single crystal ingot while growing from a melt, a heat shield surrounding the single crystal ingot so that heat of the heater is not transmitted, and a cooler for cooling the upper portion of the single crystal ingot. The cooler has two or more inlets and outlets each alternating, and has a plurality of first and second walls therein, respectively connected to the top and the bottom and extending from the bottom and the top, the plurality of first walls. And a second wall are formed alternately to form a channel between the inlet and outlet Has the property, the single crystal ingot production device further comprises a liner formed in contact with the inner surface of the cooler. 청구항 17에 있어서 상기 냉각기는 각각 2개 이상을 갖는 유입구 및 배출구가 교호하면서 동일한 간격으로 이격되게 배열된 단결정 잉곳 제조장치.18. The apparatus of claim 17, wherein the coolers are arranged to be spaced at equal intervals while alternating inlets and outlets each having two or more. 청구항 17에 있어서 상기 냉각기는 내부 표면이 요철(凹凸)되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 17, wherein the cooler is formed such that an inner surface thereof is uneven. 청구항 17에 있어서 상기 라이너는 상기 단결정 잉곳과 대향하는 면이 요철(凹凸)되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.18. The apparatus of claim 17, wherein the liner is formed such that the surface of the liner facing the single crystal ingot is uneven. 청구항 17에 있어서 상기 라이너는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소섬유로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 17, wherein the liner is made of graphite, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber. 청구항 17에 있어서 상기 라이너는 판상 재료를 둥그렇게 가공하여 양 끝단이 중첩되지 않고 이격되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.18. The apparatus of claim 17, wherein the liner is formed by processing the plate material in a round shape so that both ends thereof are spaced apart without overlapping. 청구항 18에 있어서 상기 라이너는 1개, 또는, 2개 이상의 다수 개로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.19. The apparatus of claim 18, wherein the liner is formed of one, or two or more. 청구항 18에 있어서 상기 냉각기 및 상기 라이너의 하부 모서리에 부착된 히트 싱크(heat sink)를 더 포함하는 단결정 잉곳 제조장치.19. The apparatus of claim 18, further comprising a heat sink attached to the cooler and the lower edge of the liner. 청구항 24에 있어서 상기 히트 싱크는 착탈이 가능하게 부착된 단결정 잉곳 제조장치.25. The apparatus of claim 24, wherein the heat sink is detachably attached. 청구항 25에 있어서 상기 히트 싱크는 나사 결합으로 부착된 단결정 잉곳 제조장치.26. The apparatus of claim 25, wherein the heat sink is attached by screw engagement. 청구항 24에 있어서 상기 히트 싱크는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 24, wherein the heat sink is formed of graphite, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber. 청구항 24에 있어서 상기 히트 싱크는 상기 실리콘 융액과 접촉되지 않고 근접되는 길이를 갖는 단결정 잉곳 제조장치.25. The apparatus of claim 24, wherein the heat sink has a length that is proximate without contact with the silicon melt. 청구항 24에 있어서 상기 히트 싱크는 상기 냉각기에 대해 상기 단결정 잉곳 쪽으로 0 ~ 90°각도의 기울기를 갖는 단결정 잉곳 제조장치.The apparatus of claim 24, wherein the heat sink has an inclination of 0 ° to 90 ° toward the single crystal ingot with respect to the cooler. 단결정 잉곳을 성장하기 위하여 실리콘 융액을 담는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니를 지지하는 도가니 지지대와, 상기 석영 도가니를 가열하는 히터와, 상기 히터의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보온통과, 상기 실리콘 융액으로부터 단결정 잉곳을 성장시키면서 인상하는 인상장치와, 상기 히터의 열이 전달되지 않도록 상기 단결정 잉곳을 에워싸는 열실드와, 상기 단결정 잉곳 상부를 냉각시키기위한 냉각기를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치에 있어서,A quartz crucible containing a silicon melt to grow a single crystal ingot, a crucible support for supporting the quartz crucible, a heater for heating the quartz crucible, a thermos to prevent heat from flowing out of the heater, and the silicon An apparatus for producing a single crystal ingot comprising: an pulling apparatus for pulling up a single crystal ingot while growing from a melt; a heat shield surrounding the single crystal ingot so that heat of the heater is not transmitted; and a cooler for cooling the upper portion of the single crystal ingot. 상기 냉각기가 교호하는 각각 2개 이상의 유입구 및 배출구를 가지며, 내부에 각각 상부와 하부와 연결되고 하부와 상부와 연결되지 않게 연장된 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽을 갖되, 상기 다수 개의 제 1 벽과 제 2 벽이 교호하면서 형성되어 상기 유입구와 배출구 사이에 수로를 형성하는 구성을 가지며, 상기 냉각기의 내측 표면과 접촉되게 형성된 라이너와, 상기 냉각기 및 라이너의 하부 모서리에 부착된 히트 싱크(heat sink)를 더 포함하는 단결정 잉곳 제조장치.The cooler has two or more inlets and outlets each alternating, and has a plurality of first and second walls connected to the upper and lower portions, respectively, and extending from the lower and upper portions, respectively. A wall and a second wall are formed alternately to form a channel between the inlet and the outlet, a liner formed in contact with the inner surface of the cooler, and a heat sink attached to the cooler and the lower edge of the liner. Single crystal ingot manufacturing apparatus further comprising a sink). 청구항 30에 있어서 상기 냉각기는 각각 2개 이상을 갖는 유입구 및 배출구가 교호하면서 동일한 간격으로 이격되게 배열되며 내부 표면이 요철(凹凸)되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the coolers are arranged to be spaced apart at equal intervals while the inlets and outlets each having two or more are alternately formed, and the inner surfaces thereof are uneven. 청구항 30에 있어서 상기 라이너는 상기 단결정 잉곳과 대향하는 면이 요철(凹凸)되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the liner is formed such that a surface of the liner facing the single crystal ingot is uneven. 청구항 30에 있어서 상기 라이너는 판상의 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유를 둥그렇게 가공하여 양 끝단이 중첩되지 않고 이격되게 형성된 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the liner is formed of plate-shaped graphite, graphite coated with SiC on its surface, or carbon fiber roundly processed so that both ends thereof are spaced apart without overlapping. 청구항 30에 있어서 상기 라이너는 1개, 또는, 2개 이상의 다수 개로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the liner is formed of one or a plurality of two or more. 청구항 30에 있어서 상기 히트 싱크는 나사 결합으로 착탈이 가능하게 부착된 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the heat sink is detachably attached by screwing. 청구항 30에 있어서 상기 히트 싱크는 흑연, 표면에 SiC가 코팅된 흑연, 또는, 탄소 섬유로 형성된 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the heat sink is formed of graphite, graphite coated with SiC on the surface, or carbon fiber. 청구항 30에 있어서 상기 히트 싱크는 상기 실리콘 융액과 접촉되지 않고 근접되는길이를 가지며 상기 냉각기에 대해 상기 단결정 잉곳 쪽으로 0 ~ 90°각도의 기울기를 갖는 단결정 잉곳 제조장치.31. The apparatus of claim 30, wherein the heat sink has a length that is in contact with the silicon melt without contact and has an inclination of 0 to 90 degrees toward the single crystal ingot with respect to the cooler.
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