KR20040039012A - 실리콘 잉곳의 성장 장치 - Google Patents

실리콘 잉곳의 성장 장치 Download PDF

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KR20040039012A
KR20040039012A KR1020020066629A KR20020066629A KR20040039012A KR 20040039012 A KR20040039012 A KR 20040039012A KR 1020020066629 A KR1020020066629 A KR 1020020066629A KR 20020066629 A KR20020066629 A KR 20020066629A KR 20040039012 A KR20040039012 A KR 20040039012A
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Abstract

본 발명은 실리콘 단결정을 성장시키는 실리콘 잉곳의 성장 장치에 관한 것으로, 특히, 실리콘 잉곳의 수율에 영향을 미치는 용융 실리콘 표면의 마랑고니 흐름을 제어한 실리콘 잉곳의 성장 장치에 관한 것이다.
본 발명인 실리콘 잉곳의 성장 장치는 폴리 실리콘을 적재하여 용융하는 석영도가니와, 상기 석영 도가니에 열을 가하기 위한 히터부와, 상기 히터부로부터의 열이 외부로 유출되는 것을 차단하는 열차폐수단을 포함하여 이루어진 챔버부와, 상기 석영 도가니에 용융된 폴리 실리콘으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 성장 인상시키는 실리콘 잉곳 인상 장치를 포함하여 이루어진 성장탑부를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에 있어서, 상기 석영 도가니 내부에 용융되어 있는 용융 실리콘의 상부면으로부터 일정 거리 이격되어 설치된 압력 플레이트(plate)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 압력 플레이트는 전체 지름이 상기 석영도가니의 내면 지름보다 작게 형성되고, 내부에 실리콘 잉곳이 통과 할 수 있도록 실리콘 잉곳의 지름보다 큰 중공이 형성되고, 상기 압력플레이트의 상부면에는 지지대 결합부가 형성되어 이루어지며, 일단이 상기 압력 플레이트의 상부면에 형성된 지지대 결합부와 결합되고, 타단이 상기 챔버부의 내부의 열차폐 수단의 상단부에 결합 설치된 압력 플레이트 지지대를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다. 또, 상기 압력 플레이트는 투명한 석영 유리로 형성된 것이 더욱 바람직하며, 또한, 상기 압력 플레이트는 상기 석영 도가니 내부의 용융 실리콘의 표면으로부터 10 내지 100㎜ 이격되어 설치된 것이 더욱 바람직하다.

Description

실리콘 잉곳의 성장 장치{A device for growing a silicon ingot}
본 발명은 실리콘 단결정을 성장시키는 실리콘 잉곳의 성장 장치에 관한 것으로, 특히, 실리콘 잉곳의 수율에 영향을 미치는 용융 실리콘 표면의 마랑고니 흐름을 제어한 실리콘 잉곳 성장 장치에 관한 것이다.
종래의 실리콘 잉곳 성장 장치는 폴리 실리콘을 적재하여 용융하는 석영도가니와, 상기 석영 도가니에 열을 가하기 위한 히터부와, 상기 히터부의 외부로 설치된 열차폐수단을 포함하여 이루어진 챔버부와, 상기 석영 도가니에 용융된 폴리 실리콘으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 성장 인상시키는 실리콘 단결정 잉곳 인상 장치를 포함하여 이루어진 성장탑부를 포함하여 이루어진다.
폴리 실리콘을 석영도가니에 적재하여, 히터부를 통하여 석영도가니에 열을 가함으로서 석영도가니에 적재되어있는 폴리 실리콘이 용융되며, 폴리 실리콘의 용융 후, 실리콘 잉곳 인상 장치를 이용하여 시드를 용융 실리콘의 표면에 디핑(dipping)하여 실리콘 단결정을 성장시킨다. 이 후, 실리콘 단결정이 일정 지름으로 성장되었을 때, 실리콘 단결정 인상 장치를 이용하여 시드를 인상시킴으로서 원하는 지름의 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있는 것이다.
여기에서, 이러한 쵸크랄스키(이하, 'CZ'라 함) 결정 성장은 용융액에서 단결정을 성장시키는 액상 성장(melt growth) 공정이기 때문에 필연적으로 고온에서 공정이 진행되며, 고온 분위기에서 성장되는 실리콘 단결정 잉곳의 품질 및 수율은, 도 1의 개요도에 나타낸 바와 같이, Heat Transport, Momentum Transport, Mass Transport, Free Boundaries(고/액 계면의 형상) 등의 결정 성장 시스템 내의 여러 가지 전달 현상으로부터 많은 영향을 받게 된다.
특히, 고온의 환경에서 석영 도가니 내의 용융 실리콘은 여러 가지 영향에 의하여 대류 현상이 발생하는데, 이러한 대류 현상은 용액 실리콘 흐름의 형태뿐만이 아니라, 고/액 계면의 형상에 영향을 미치는데, 이는 도 2에 나타낸 '실리콘 단결정 성장에서 각 흐름 구동력이 고/액 계면 형상 변화에 미치는 영향에 관한 수치 해석의 결과'를 보면 알 수 있다. 여기에서 가로축의 r은 반경 방향의 좌표축을 나타내며, Δho는 용융 실리콘 표면으로부터 실리콘 단결정 잉곳 성장 부분의 높이를 나타낸다. 즉, 용융 실리콘에 어떤 대류 현상도 없이 실리콘 단결정 잉곳이 성장 할 때(No Convection)에는 ①과 같은 고/액 계면 형상이 나타나고, 용융 실리콘에 가해지는 히터부로부터의 열에 의하여 형성되는 자연 대류 현상에 의하여서는 그래프의 ②와 같이 나타나며, 이외에 석영 도가니의 회전(crucible rotation)에 의한 실리콘 단결정 잉곳의 고/액 계면 형상(④), 실리콘 잉곳의 인상과 동시에 행하여지는 실리콘 단결정 잉곳의 회전(crystal rotation)의한 실리콘 단결정 잉곳의 고/액 계면 형상(⑤), 이러한 대류들의 혼합(mixed convection)에 의한 실리콘 단결정 잉곳의 고/액 계면 형상(⑥) 등이 나타난다. 그리고, 용융 실리콘의 표면에서 형성되는 용융 실리콘의 흐름(이하, '마랑고니(Marangoni) 흐름' 이라 함)에 의한 실리콘 단결정 잉곳의 고/액 계면 형상은 ③과 같이 나타난다는 것을 알 수 있다.
여기에서 용융 실리콘의 표면에서 발생하는 마랑고니 흐름은 도 2에 나타낸 그래프의 ③에서와 같이 실리콘 단결정 잉곳의 고/액 계면의 형상에도 영향을 주면서, 그 흐름의 속도가 클 경우에는 용융 실리콘 전체의 불안정화의 원인이 되며, 이러한 용융 실리콘의 불안정화 및 고/액 계면 형상에의 영향에 의하여 실리콘 단결정 잉곳의 품질 및 생산 수율에 악영향을 미친다는 문제점이 있으며, 종래에는 이러한 마랑고니 흐름의 속도를 제어하려는 노력이 없었던 것이다.
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳의 품질과 생산 수율에 악영향을 미치는 용융 실리콘 표면의 마랑고니 흐름을 제어하여, 고품질의 실리콘 단결정 잉곳을 생산하고, 실리콘 단결정 잉곳의 생산 수율을 향상시킨 실리콘 잉곳의 성장 장치를 제공하려는 것이다.
이를 위한 본 발명인 실리콘 잉곳의 성장 장치는 폴리 실리콘을 적재하여 용융하는 석영 도가니와, 상기 석영 도가니에 열을 가하기 위한 히터부와, 상기 히터부로부터의 열이 외부로 유출되는 것을 차단하는 열 차폐 수단을 포함하여 이루어진 챔버부와, 상기 석영 도가니에 용융된 폴리 실리콘으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 성장 인상시키는 실리콘 잉곳 인상 장치를 포함하여 이루어진 성장탑부를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에 있어서, 상기 석영 도가니 내부에 용융되어 있는 용융 실리콘의 상부면으로부터 일정 거리 이격되어 설치된 압력 플레이트(plate)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 압력 플레이트는 전체 지름이 상기 석영 도가니의 내면 지름보다 작게 형성되고, 내부에 실리콘 잉곳이 통과 할 수 있도록 실리콘 잉곳의 지름보다 큰 중공이 형성되고, 상기 압력 플레이트의 상부면에는 지지대 결합부가 형성되어 이루어지며, 일단이 상기 압력 플레이트의 상부면에 형성된 지지대 결합부와 결합되고, 타단이 상기 챔버부 내부의 열 차폐 수단의 상단부에 결합 설치된 압력 플레이트 지지대를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다. 또, 상기 압력 플레이트는 투명한 석영 유리로 형성된 것이 더욱 바람직하며, 또한, 상기 압력 플레이트는 상기 석영 도가니 내부의 용융 실리콘의 표면으로부터 10 내지 100㎜ 이격되어 설치된 것이 더욱 바람직하다.
도 1은 쵸크랄스키(CZ) 공정에서 발생하는 전달현상의 상호작용에 관한 개요도.
도 2는 CZ 실리콘 잉곳 성장 공정에서 각 흐름 구동력이 고/액 계면 형상 변화에 미치는 영향을 나타낸 그래프.
도 3은 실리콘 잉곳 성장 공정에서 산소 혼입 과정에 관한 개요도.
도 4a는 열모세관 상수(∂γ/∂T)와 산소 분압의 상관 관계를 나타낸 그래프.
도 4b는 무차원 변수 Ma(마랑고니 수)와 산소 분압의 상관 관계를 나타낸 그래프.
도 4c는 용융 실리콘의 표면 흐름 속도와 산소 분압의 상관 관계를 나타낸 그래프.
도 5a은 본 발명인 실리콘 단결정 성장 장치의 실시예를 나타내는 개략적인 단면도.
도 5b는 본 발명의 주요 구성 요소인 압력 플레이트를 나타내는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
100 : 챔버부 110 : 석영 도가니
120 : 히터부 130 : 열차폐수단
200 : 성장탑부 310 : 압력 플레이트
311 : 결합부 320 : 지지대
M.S : 용융 실리콘 I.G : 잉곳
먼저, 용융 실리콘의 표면에 형성되는 마랑고니 흐름에 대하여 살펴본다.
마랑고니(Marangoni) 흐름은 용융 실리콘의 대류 현상 중의 하나로서 용융 실리콘의 표면에서 석영 도가니의 내벽 쪽이 실리콘 단결정 잉곳이 성장하는 쪽보다 온도가 높게 형성됨으로서, 이러한 온도 구배에 의하여 석영 도가니의 내벽 쪽에서 실리콘 단결정 잉곳 쪽을 향하여 형성되는 용융 실리콘 표면에서의 흐름을 말한다.
이러한 용융 실리콘의 흐름은 용융 실리콘 표면에서의 온도 구배 이외에, 용융 실리콘의 자연 대류, 석영 도가니의 회전, 실리콘 단결정 잉곳의 회전 등에 의하여서도 영향을 받으면서 흐름 구동력을 받게 된다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 석영 도가니에 적재된 폴리 실리콘을 용융시키기 위하여 석영 도가니에 열을 가하는 과정에서 석영 도가니 내벽의 석영 결정(SiO2(s))이 분해되어 SiO(g)와 O2(g)로 분해되어, 그 중의 산소 일부 약 1% 정도는 실리콘 단결정 잉곳의 내부로 흡수되고, 약 99% 정도는 용융 실리콘의 표면을 통하여 배출되는데, 이렇게 용융 실리콘의 표면을 통하여 배출되는 산소 기체의 압력 즉, 챔버 내에서 차지하는 산소 기체의 분압에 따라서 마랑고니 흐름 속도가 큰 영향을 받는다.
이러한 산소 분압의 마랑고니 흐름의 영향에 관하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.
여기에서, 't'는 자유 계면에 관한 접선 벡터이고, 'n' 은 자유 계면에 관한 법선 벡터이며, 'σ'는 무차원 스트레스 텐서(dimensionless stress tensor)이다. 결국 tn:σ는 자유 계면에 작용하는 힘을 의미한다. 그리고, 'θ'는 무차원 온도로 T/Tm으로 정의되며 T는 절대온도이고, Tm은 실리콘의 융점이다. 'h'는 자유 계면을 나타내는 무차원 형태 함수(shape function)를 나타낸다. 그리고, 'Ma'는 마랑고니 수(Marangoni Number)로서 마랑고니 흐름의 우세도를 나타내는 무차원 수이며, 'Pr'는 프란틀 수(Prandtl Number)로서 용융 실리콘에서 열전도에 의한 열전달과 융액 대류에 의한 열전달의 우세도를 나타내는 무차원 수이다.
그리고, 상기 무차원 변수 Ma와 Pr은 다음의 수학식 2와 같이 정의된다.
여기에서 'ρ'는 실리콘 융액의 밀도, 'α'는 실리콘 융액의 열확산 계수, 'ν'는 실리콘 융액의 동점도, 'R'은 석영 도가니의 반지름을 나타내며, (∂γ/∂T)는 열모세관 상수(thermocapillary coefficient) 즉, 자유 계면에서의 온도 구배에 의하여 발생하는 열모세관 현상을 나타내는 상수를 의미한다.
따라서, 상기 수학식 1과 수학식 2에서 주목할 것은 자유 계면에 작용하는 힘 tn:σ는 마랑고니 수 Ma와 상기 수학식 1과 같은 상관 관계를 가지며, 또한 마랑고니 수 Ma는 열모세관 상수 (∂γ/∂T)와 상기 수학식 2와 같은 상관 관계를 가진다는 것이다.
그리고, 상기 열모세관 상수 (∂γ/∂T)는 도 4a에 나타낸 그래프와 같이 산소 분압이 증가함에 따라 '0'에 접근한다는 것을 실험을 통한 개략적인 실측치를 통하여 알 수 있으며, 이에 따라 산소 분압이 증가하면 마랑고니 수 Ma 또한 '0'에 가까워 진다는 것을 예측할 수 있다. 이에 대한 실험에 대한 개략적인 실측치를 살펴보면 도 4b에 나타낸 그래프와 같다. 즉, 산소 분압이 증가하게 되면 무차원 변수 마랑고니 수(Ma)가 '0'에 가까워지며, 이에 따라 상기 수학식 1에 따라서 자유 계면에 작용하는 힘 tn:σ 또한 '0'에 가까워 진다는 것을 알 수 있다.
따라서, 산소 분압이 증가 함에 따라서 자유 계면에 작용하는 힘 tn:σ이 '0'에 가까워지므로 산소 분압의 증가에 따라 마랑고니 흐름 또한 약해진다는 것을 알 수 있다. 즉, 산소 분압이 증가함에 따른 용융 실리콘의 자유 계면의 흐름 속도를 실험을 통한 개략적인 실측치를 보면 도4c에 나타낸 그래프과 같이 산소 분압이 증가함에 따라 용융 실리콘의 표면 부근의 융액 흐름 속도가 줄어드는 것을 알 수 있다.
이를 통하여 알 수 있듯이, 용융 실리콘 표면의 상부에서 산소 분압이 커지도록 제어함으로서, 마랑고니 흐름의 구동력을 작게 하여, 실리콘 단결정 잉곳의 성장에 영향을 주는 여러 가지 인자들 중에서 마랑고니 흐름에 의한 영향을 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다.
다음으로 상술한 바와 같은 실리콘 단결정 잉곳의 성장에 악영향을 미치는 마랑고니 흐름을 제어한 본 발명의 일 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 5a와 5b에 도시된 바와 같이, 폴리 실리콘을 적재하여 용융하는 석영 도가니(110)와, 석영 도가니(110)에 열을 가하기 위한 히터부(120)와, 히터부(120)의 열이 외부로 유출되는 것을 차단하는 열 차폐 수단(130)을 포함하여 이루어진 챔버부(100)와, 석영 도가니(110)에 용융된 폴리 실리콘(M.S)으로부터 실리콘 단결정 잉곳(I.G)을 성장 인상시키는 실리콘 잉곳 인상 장치(미도시)를 포함하여 이루어진 성장탑부(200)를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에 있어서, 석영 도가니(110) 내부에 용융되어 있는 용융 실리콘(M.S)의 상부면으로부터 일정 거리 이격되어 설치된 압력 플레이트(Pressure Plate)(310)를 포함하여 이루어진다. 여기에서, 압력 플레이트(310)는 전체 지름이 석영 도가니(110)의 내면 지름보다 작게 형성되고, 내부에 실리콘 잉곳(I.G)이 통과 할 수 있도록 실리콘 잉곳(I.G)의 지름보다 큰 중공이 형성되고, 압력 플레이트(310)의 상부면에는 지지대 결합부(311)가 형성되어 이루어지며, 일단이 압력 플레이트(310)의 상부면에 형성된 지지대 결합부(311)와 결합되고, 타단이 챔버부(100) 내부의 열차폐 수단(130)의 상단부에 결합 설치된 압력 플레이트 지지대(320)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 석영 도가니의 내부면에 있는 석영 결정(Si02)이 SiO와 O2로 분해되어 약 99%가 용융 실리콘(M.S)의 표면을 통하여 배출 될 때, 용융 실리콘(M.S)의 표면으로부터 일정 거리 이격되어 설치되어 있는 압력 플레이트(310)에 의하여 용융 실리콘(M.S)의 표면을 통하여 배출된 산소 기체가 바로 챔버(100) 내의 공간으로 확산되지 못하고, 일정 시간 동안 정체가 된다. 따라서, 용융 실리콘(M.S)의 표면과 압력 플레이트(310)의 하부면 사이에 산소 기체의 적체가 발생하여 용융 실리콘(M.S) 표면의 산소 분압이 일시적으로 상승하게 되는 것이다. 이렇게 하여 용융 실리콘(M.S) 표면의 산소 분압이 증가하게 되므로 상술한 바와 같은 원리에 의하여 산소 분압에 의한 마랑고니 흐름의 구동력이 작아지게 되고, 이에 따라 실리콘 단결정 잉곳(I.G)의 성장에 악영향을 미치는 마랑고니 흐름의 영향이 작아 지게 되는 것이다.
여기에서, 압력 플레이트(310)는 투명한 석영 유리로 형성된 것이 더욱 바람직한데, 이는 챔버(100) 내의 고온에서도 녹지 않고, 일부 녹는 현상이 발생하더라도 실리콘 단결정 잉곳의 성장에 있어서 예상치 못한 불순물의 발생을 방지하기 위함이다. 또한, 실리콘 단결정 잉곳의 성장 시에 용융 실리콘(M.S)의 표면과 실리콘 단결정 잉곳(I.G)의 성장 과정을 관찰이 가능하도록 압력 플레이트(310)를 투명으로 형성하는 것이 바람직한 것이다.
그리고, 압력 플레이트(310)는 석영 도가니(110) 내부의 용융 실리콘(M.S)의 표면으로부터 약 10 내지 100㎜ 이격되어 설치된 것이 바람직하다. 이는 압력 플레이트(310)를 용융 실리콘(M.S)의 표면으로부터 약 10㎜이상의 높이로 설치하는 것은 공정의 불안정성에 대한 문제가 발생하는 것을 방지하기 위함이며, 100㎜이하로 설치하는 것은 산소의 분압 상승에 큰 영향을 미치지 못하여 마랑고니 흐름을 제어 할 수 없기 때문이다.
본 발명의 실시예의 주요 구성 요소인 압력 플레이트(310)를 설치 적용하기 전의 실리콘 잉곳 성장 장치와 압력 플레이트(310)를 설치 적용한 후의 실리콘 잉곳 성장 장치를 이용하여 실리콘 단결정 잉곳을 성장시킨 결과를 비교하여 보면 다음과 표 1과 같다.
No. of Ingots Results No. of attempt
압력판 적용 전 8 F/S : 5 Avg. 2.30
S/L : 3
압력판 적용 후 8 F/S : 7 Avg. 1.38
S/L : 1
상기 표 1에서 F/S는 Full structure 즉, 성장된 잉곳 전체 길이가 단결정으로 성장 된 경우를 말하며, S/L는 Structure Loss 즉, 성장된 잉곳의 일부분만 단결정으로 성장된 경우를 말한다. attempt란 단결정 성장 시도 회수로써 첫 번째 실리콘 단결정 잉곳을 성장을 시도해서 공정을 마무리 한 경우 attempt의 수가 1인 것이다. 그리고, Avg.는 Average 즉, 평균값을 나타낸다.
상기 표 1을 자세히 살펴보면, 압력 플레이트(310)를 적용하지 않은 경우와 적용한 경우 각각 잉곳을 8회 성장시켰을 때, 압력 플레이트(310)를 적용하지 않은 경우에는 S/L가 3개 발생하였으며, 압력 플레이트(310)를 적용한 경우에는 S/L가 1개 발생하여, 압력 플레이트(310)를 적용하였을 경우에 S/L가 줄어들었다는 것을 알 수 있다. 그리고, 압력 플레이트(310)를 적용하기 전과 후의 Attempt도 평균 2.30에서 1.38로 낮아진 것을 알 수 있다.
따라서, 압력 플레이트(310)를 설치한 본 발명의 일 실시예인 실리콘 잉곳의 성장 장치를 이용하여 실리콘 잉곳을 성장시킬 경우에 압력 플레이트(310)를 이용하여 용융 실리콘 표면의 산소 분압을 증가시키고, 이에 따라 마랑고니 흐름이 제어됨으로써, 마랑고니 흐름에 의한 실리콘 잉곳 성장에의 악영향을 줄여, 실리콘 잉곳의 성장에 있어서, S/L를 줄이고, attempt 수도 줄일 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
본 발명은 실리콘 단결정 잉곳의 품질과 생산 수율에 악영향을 미치는 용융 실리콘 표면의 마랑고니 흐름을 제어하여, 고품질의 실리콘 단결정 잉곳을 생산하고, 실리콘 단결정 잉곳의 생산 수율을 향상시킨 실리콘 잉곳의 성장 장치를 제공하였다.

Claims (4)

  1. 폴리 실리콘을 적재하여 용융하는 석영도가니와, 상기 석영 도가니에 열을 가하기 위한 히터부와, 상기 히터부로부터의 열이 외부로 유출되는 것을 차단하는 열차폐수단을 포함하여 이루어진 챔버부와, 상기 석영 도가니에 용융된 폴리 실리콘으로부터 실리콘 단결정 잉곳을 성장 인상시키는 실리콘 잉곳 인상 장치를 포함하여 이루어진 성장탑부를 포함하는 실리콘 단결정 잉곳 성장 장치에 있어서,
    상기 석영 도가니 내부에 용융되어 있는 용융 실리콘의 상부면으로부터 일정 거리 이격되어 설치된 압력 플레이트(plate)를 포함하는 것이 특징인 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 플레이트는 전체 지름이 상기 석영도가니의 내면 지름보다 작게 형성되고, 내부에 실리콘 잉곳이 통과 할 수 있도록 실리콘 잉곳의 지름보다 큰 중공이 형성되고, 상기 압력플레이트의 상부면에는 지지대 결합부가 형성되어 이루어지며,
    일단이 상기 압력 플레이트의 상부면에 형성된 지지대 결합부와 결합되고, 타단이 상기 챔버부의 내부의 열차폐 수단의 상단부에 결합 설치된 압력 플레이트 지지대를 포함하여 이루어진 것이 특징인 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 압력 플레이트는 투명한 석영 유리로 형성된 것이 특징인 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 압력 플레이트는 상기 석영 도가니 내부의 용융 실리콘의 표면으로부터 10 내지 100㎜ 이격되어 설치된 것이 특징인 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100777336B1 (ko) * 2006-05-24 2007-11-28 요업기술원 실리콘 단결정 잉고트의 제조장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698235A (en) * 1982-09-29 1987-10-06 National Research Development Corporation Siting a film onto a substrate including electron-beam evaporation
WO1992001530A1 (en) * 1989-02-24 1992-02-06 Berg Kenneth R Method for attaching an end-fitting to a drive shaft tube
US6039801A (en) * 1998-10-07 2000-03-21 Memc Electronic Materials, Inc. Continuous oxidation process for crystal pulling apparatus
JP2000174029A (ja) * 1998-09-30 2000-06-23 Mitsubishi Materials Silicon Corp 単結晶体の欠陥除去方法及びその方法で欠陥除去された単結晶体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4698235A (en) * 1982-09-29 1987-10-06 National Research Development Corporation Siting a film onto a substrate including electron-beam evaporation
WO1992001530A1 (en) * 1989-02-24 1992-02-06 Berg Kenneth R Method for attaching an end-fitting to a drive shaft tube
JP2000174029A (ja) * 1998-09-30 2000-06-23 Mitsubishi Materials Silicon Corp 単結晶体の欠陥除去方法及びその方法で欠陥除去された単結晶体
US6039801A (en) * 1998-10-07 2000-03-21 Memc Electronic Materials, Inc. Continuous oxidation process for crystal pulling apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100777336B1 (ko) * 2006-05-24 2007-11-28 요업기술원 실리콘 단결정 잉고트의 제조장치

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