KR200368827Y1 - 승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 사용되는 분리형 도가니 내피와 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니 - Google Patents

승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 사용되는 분리형 도가니 내피와 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니 Download PDF

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신병철
김일수
이근형
이원재
구갑렬
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Abstract

본 고안은 승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 사용되는 분리형 도가니 내피와 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니에 관한 것으로서, 더 자세하게는 도가니 몸통 내부에 1.8 이상의 비중과 최대 입자 크기 60마이크로미터 이하인 도가니 내피를 삽입하여 승화 증기가 도가니 몸통을 통하여 도가니 밖으로 유출되는 현상을 방지하였으며 도가니 내피 자체도 상부와 하부로 분리할 수 있는 구조로 되어 있어 내피의 재활용율을 높였다. 또한 도가니 상부 뚜껑을 오목한 형상으로 만들어 승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 상부 도가니 뚜껑 중앙보다 상부 도가니 뚜껑 측면의 발열율을 높여 시드가 위치해 단결정이 자라는 상부 도가니 뚜껑 중앙 지역의 성장률을 높일 수 있도록 하였다. 이로 인해 저비용 고수율의 도가니를 실현할 수 있다.

Description

승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 사용되는 분리형 도가니 내피와 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니{Crucible with inner tube and convex lid for sublimation growth of SiC single crystal}
종래 승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장에 사용되는 도가니는 승화 증기가 도가니 몸통을 통해 도가니 밖으로 유출되어 성장된 결정의 수율이 높지 못하였으며 도가니 몸통 부분과 성장된 결정이 붙어서 도가니 몸통의 재활용이 어려웠다. 또한 일정한 두께를 갖는 치밀한 조직의 도가니 몸통을 사용해야 하기에 높은 비용을 유발하는 문제점이 있었다. 그리고 평평한 형상의 상부 도가니 뚜껑을 사용했기 때문에 상부 도가니 뚜껑 측면보다 상부 도가니 뚜껑 중앙의 발열율이 높아 결과적으로 단결정이 자라는 중앙 지역의 결정 성장률이 저하되는 문제점이 있었다.
본 고안이 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안이 가지는 목적은 도가니 내피는 그라파이트로 이루어진, 1.8 이상의 비중과 최대 입자 크기가 60마이크로미터 이하인 도가니 내피를 사용함으로써 원료 증기가 도가니 몸통을 통해 밖으로 유출되는 것을 방지하였으며 성장된 결정이 도가니 상부 외피와 붙기 때문에 성장된 결정이 도가니 몸통과 붙는 것을 방지하여 도가니 몸통의 재활용을 가능하게 하였다. 또한 단결정이 성장되는 상부 도가니 뚜껑 중앙보다 상부 도가니 뚜껑 측면의 발열율을 높여 시드가 위치하 상부 도가니 뚜껑 중앙의 결정 성장률을 증가시켰다.
도 1은 본 고안을 적용한 도가니 내피 및 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑을 갖는 도가니의 단면도
도 2는 본 고안에 따른 도가니 내피 단면도
도 3은 본 고안을 적용한 도가니 내피 및 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑을 갖는 도가니의 조립도
도 4는 본 고안에 따른 도가니 내피와 도가니 몸통의 횡단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:상부 도가니 뚜껑 2:시드
3:도가니 몸통 4:도가니 상부 내피
5:도가니 하부 내피 6:탄화규소 분말
7:하부 도가니 뚜껑
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 하부 도가니 뚜껑(7)을 도가니 몸통(3)과 결합하고, 그라파이트로 이루어진, 1.8 이상의 비중과 최대 입자 크기가 60마이크로미터 이하인 치밀한 조직을 갖는 도가니 상부 내피(4)와 도가니 하부 내피(5)를 결합하여 도가니 몸통(3) 내부에 삽입한다. 이로 인해 도가니 내부의 승화증기가 도가니 몸통(3)을 통해 도가니 밖으로 유출되는 것이 방지된다. 그리고 도가니 내피를 상부(4)와 하부(5)로 분리 및 결합이 가능하게 하여 성장된 결정이 도가니 몸통(3)이 아닌 도가니 상부 내피(4)와 붙게 하여 도가니 상부 내피(4)를 간단히 제거하는 것으로 성장된 결정을 얻을 수 있으며 도가니 몸통(3)의 재활용을 가능하도록 하였다. 또한 탄화규소 분말을 도가니 몸통(3)에 장입한 후 시드(2)가 붙어 있는 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑(1)을 결합시켜 상부 도가니 뚜껑(1) 중앙보다 상부 도가니 뚜껑(1) 측면의 발열율을 높여 시드가 위치한 상부 도가니 뚜껑(1) 중앙의 결정 성장률을 증가시켰다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 고안에 따른 승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 사용되는 분리형 도가니 내피와 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니로서 그라파이트로 이루어진, 1.8 이상의 비중과 최대 입자 크기가 60마이크로미터 이하인 치밀한 조직을 갖는 도가니 내피를 사용하여 승화 증기가 도가니 몸통을 통해 도가니 밖으로 유출되는 것을 방지할 수 있으며 이로 인해 투입된 원료 분말 대비 성장된 결정의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한 성장된 결정이 도가니 몸통과 붙지 않기 때문에 도가니 몸통의 재활용이 가능하여 원가절감을 이룰 수 있다. 그리고 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑을 사용하여 시드가 위치한 상부 도가니 뚜껑 중앙 부분의 단결정 영역에 대한 성장률 증가를 이룰 수 있게 된다. 따라서 도가니 내피와 오목한 형상의 도가니 뚜껑을 사용함으로서 비용 절감 및 수율 향상을 이룰 수 있어 경제성과 상업성을 동시에 만족시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 승화법에 의한 탄화규소 단결정 성장시 사용되는 도가니에 있어서, 그라파이트로 이루어진, 1.8 이상의 비중과 최대 입자 크기가 60마이크로미터 이하인 치밀한 조직을 갖는 분리 및 결합이 가능한 도가니 내피와 단결정이 성장되는 상부 도가니 뚜껑 중앙보다 상부 도가니 뚜껑 측면의 발열율을 높여서 상부 도가니 뚜껑 중앙의 단결정 성장률을 증가시키기 위해 사용된 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니.
  2. 청구항 1에 있어서, 그라파이트로 이루어진, 1.8 이상의 비중과 최대 입자 크기가 60마이크로미터 이하인 치밀한 조직을 갖는 분리 및 결합이 가능한 도가니 내피
  3. 청구항 1에 있어서, 단결정이 성장되는 상부 도가니 뚜껑 중앙보다 상부 도가니 뚜껑 측면의 발열율을 높여서 상부 도가니 뚜껑 중앙의 단결정 성장률을 증가시키기 위해 사용된 오목한 형상의 상부 도가니 뚜껑으로 이루어진 도가니
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101760030B1 (ko) 2016-03-02 2017-08-01 한국세라믹기술원 대구경 탄화규소 단결정 성장 장치로부터 소구경 탄화규소 단결정을 성장시키는 방법 및 장치
JP6291615B1 (ja) * 2017-05-23 2018-03-14 Ｊｆｅミネラル株式会社 窒化アルミニウム単結晶製造装置
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