KR20100078894A - 단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치 - Google Patents

Abstract

쵸크랄스키 방법에 의한 단결정 잉곳 제조 시 국부적인 복사열을 제공하는 열원으로 사용되는 단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치가 개시된다. 단결정 잉곳 제조용 히터는 히터 몸체의 국부발열 부위에 슬릿 형태로 개구되는 슬릿부를 형성하여 단면적을 유효하게 감소시킴으로써, 국부발열 부위의 발열량을 증가시킬 수 있다. 또한, 히터 몸체의 국부발열 부위에 형성되는 슬릿부는 단결정 성장 챔버 내의 산화 가스에 대한 노출 면적을 최소함으로써, 히터의 부식 및 식각을 방지할 수 있고, 히터의 파손 위험을 최소화할 수 있다.

단결정, 잉곳, 히터, 슬릿(slit), 챔버

Description

단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치{HEATER USED FOR MANUFACTURING SINGLE CRYSTAL INGOT AND SINGLE CRYSTAL INGOT MANUFACTURING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 단결정 잉곳 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쵸크랄스키 방법에 의한 단결정 잉곳 제조 시 국부적인 복사열을 제공하는 열원으로 사용되는 단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조를 위해 사용되는 단결정 실리콘은 통상적으로 쵸크랄스키(Czochralski: CZ)법에 의해 제조된다. 쵸크랄스키법에서는, 흑연 재질의 도가니 지지대에 설치된 석영도가니 내부에 다결정 실리콘을 충진시킨 후 석영 도가니의 외주면을 둘러싸는 히터로 다결정 실리콘을 가열하여 실리콘 액상으로 융융시킨다.

다결정 실리콘을 용융시키기 위해 사용되는 히터는 대부분 흑연과 같은 저항 발열체로 구성됨으로써, 히터를 통해 전류가 흐르면 히터가 가진 고유 전기 저항에 의해 열이 발생한다. 이때, 히터로부터 발생되는 발열량은 히터의 전기 저항에 비 례하며, 저항은 단면적에 반비례한다. 즉, 히터의 단면적이 작을수록 발열량이 증가하게 된다.

이를 이용하여, 종래의 히터는 국부발열 부위에 사다리꼴 모양의 홈을 형성하여 단면을 부분적으로 감소시킴으로써 국부적인 발열량을 증가시킬 수 있었다.

그러나, 종래의 히터는 사다리꼴 모양의 국부발열 부위 전체가 챔버 내에 존재하는 산소와 실리콘 가스 흐름방향에 노출되므로 히터의 다른 발열 부위 보다 부식 및 식각이 빠르게 진행된다. 이에 따라 히터의 해당부위는 단면적이 점차 감소하게 되고 저항은 의도된 범위 외로 발열도가 증가하고 발열부위 및 발열 분포가 변경됨으로 인해 단결정의 품질이 저하되는 문제가 있다. 또한, 히터의 부식 및 식각이 발생하게 되면 물리적인 강도 저하에 따른 히터의 파손 위험이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 히터의 국부적인 발열량을 효율적으로 증가시킬 수 있는 단결정 잉곳 제조용 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 국부발열 히터의 부식 및 식각을 방지하여 히터의 발열부위의 변경 및 발열 분포의 변경을 최소화할 수 있는 단결정 잉곳 제조용 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 히터의 파손 위험을 최소화할 수 있는 단결정 잉곳 제조용 히터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 단결정 잉곳 제조용 히터를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터는, 히터 몸체, 및 상기 히터 몸체의 국부발열 부위에 슬릿 형태로 형성되며 상기 국부발열 부위의 단면적을 감소시키는 슬릿부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 슬릿부는 상기 히터 몸체의 국부발열 부위의 내벽 또는 외벽에 상기 히터 몸체의 반경방향으로 개구되는 적어도 하나의 슬릿을 포함할 수 있다.

또한, 상기 슬릿부는 상기 히터 몸체의 길이방향으로 상기 슬릿이 다층으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬릿 간의 간격과, 상기 슬릿의 개구 면적은 일정하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬릿은 수평방향으로 개구되어 형성되거나 상향 또는 하향으로 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 단결정 잉곳 제조용 히터는, 히터 몸체, 및 상기 히터 몸체의 국부발열 부위의 단면적을 감소시키고 단결정 성장 챔버 내부의 산화 가스에 대한 노출 면적을 감소시키도록 상기 히터 몸체의 국부발열 부위에 구비되는 슬릿부를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조장치는, 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 챔버, 상기 챔버의 내부에 구비되며 실리콘 용액이 수용되는 도가니, 및 상기 챔버의 내부에 구비되며 상기 실리콘 용액을 가열하는 히터를 포함한다. 여기서, 상기 히터는, 히터 몸체, 및 상기 히터 몸체의 국부발열 부위에 슬릿 형태로 형성되는 슬릿부를 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단 결정 잉곳 제조장치에 따르면, 히터 몸체의 국부발열 부위에 슬릿 형태로 개구되는 슬릿부를 형성하여 단면적을 유효하게 감소시킴으로써, 국부발열 부위의 발열량을 증가시킬 수 있다.

또한, 국부발열을 통해 고액 계면에서 실리콘 용액 측으로의 온도 구배가 증가하게 되고, 그 결과 고액 계면으로 실리콘 원자가 이동하려는 구동력이 증가하여 고액 계면의 볼록한 정도도 증가한다. 이에 따라 무결함 단결정 잉곳의 인상 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 히터 몸체의 국부발열 부위에 형성되는 슬릿부는 단결정 성장 챔버 내의 산화 가스(Si, O)에 대한 노출 면적을 최소함으로써 히터의 부식 및 식각을 방지할 수 있다.

또한, 히터의 부식 및 식각을 방지함으로써 히터의 국부발열 부위의 변경 및 국부발열 분포의 변경을 최소화할 수 있고, 히터의 파손 위험을 최소화할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터 및 이를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터의 사시도이다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조장치(100)는 챔버(110), 도가니(120), 인상수단(130) 및 히터(140) 등을 포함할 수 있다.

챔버(110)는 반도체 등의 전자부품 소재로 사용되는 실리콘 웨이퍼(wafer)용 단결정 잉곳(IG)을 성장시키기 위한 소정의 공정들이 수행되는 공간을 제공한다. 여기서, 실리콘 단결정 잉곳(IG) 성장을 위한 대표적인 제조방법으로는 단결정인 종자결정(seed crystal)(미도시)을 용융 실리콘에 담근 후 후술할 인상수단(130)에 의해 천천히 끌어 올리면서 결정을 성장시키는 쵸크랄스키(Czochralski.CZ)법이 있다. 이 방법에 따르면, 먼저, 종자결정으로부터 가늘고 긴 결정을 성장시키는 네 킹(necking)공정을 거치고 나면, 결정을 직경방향으로 성장시켜 목표직경으로 만드는 솔더링(shouldering)공정을 거치며, 이후에는 일정한 직경을 갖는 결정으로 성장시키는 바디그로잉(body growing)공정을 거치며, 일정한 길이만큼 바디그로잉이 진행된 후에는 결정의 직경을 서서히 감소시켜 결국 용융 실리콘과 분리하는 테일링(tailing)공정을 거쳐 단결정 성장이 마무리된다.

챔버(110)의 내벽에는 후술할 히터(140)의 열이 챔버(110)의 측벽부로 방출되지 못하도록 복사 단열체(111)가 설치될 수 있다.

최근에는 실리콘 단결정 웨이퍼의 주요 품질 항목으로 산소 농도가 큰 부분을 차지하고 있으며, 이러한 실리콘 단결정 잉곳 성장 시의 산소 농도를 제어하기 위하여 후술할 석영 도가니(120)의 회전 내부의 압력 조건 등 다양한 인자들을 조절하고 있다. 특히, 산소 농도를 제어하기 위하여 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 챔버(110) 내부에 아르곤 가스를 주입하여 하부로 배출할 수 있다.

도가니(120)는 실리콘 단결정 잉곳을 제조하기 위한 실리콘 용액(SM)을 담을 수 있도록 챔버(110)의 내부, 보다 상세하게는 후술할 히터의 내측에 구비된다. 바람직하게, 도가니(120)는 석영 재질로 이루질 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

석영 도가니(120)의 외부에는 석영 도가니(120)를 지지하는 도가니 지지대(121)가 구비될 수 있다. 바람직하게, 도가니 지지대(121)는 흑연 재질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

도가니 지지대(121)는 회전축(123) 상에 고정 설치되고, 이 회전축(123)은 구동수단(미도시)에 의해 회전되어 석영 도가니(120)를 회전 및 승강 운동시키면서 고액 계면이 동일한 높이를 유지하도록 한다.

인상수단(130)은 케이블(131)을 감아 인상(引上)할 수 있도록 챔버(110)의 상부에 설치된다. 이 케이블(131)의 하부에는 석영 도가니(120) 내의 실리콘 용액(SM)에 접촉되어 인상되면서 단결정 잉곳(IG)을 성장시키는 종자결정이 설치된다. 인상수단(130)은 단결정 잉곳(IG) 성장 시 케이블(131)을 감아 인상하면서 회전 운동하며, 이 때 실리콘 단결정 잉곳(IG)은 석영 도가니(120)의 회전축(123)과 동일한 축을 중심으로 하여 도가니(120)의 회전방향과 반대방향으로 회전시키면서 끌어 올린다.

히터(140)는 쵸크랄스키법에 의한 단결정 잉곳 제조장치(100)에서 복사열을 제공하는 열원으로 사용된다.

히터(140)는 석영 도가니(120)를 가열하도록 챔버(110)의 내부에 구비된다. 이러한 히터(140)는 석영 도가니(120) 내에 적재된 고순도의 다결정 실리콘 덩어리를 용융시켜 실리콘 용액(SM)으로 만들게 된다.

단결정 잉곳 제조장치(100)에 사용되는 히터(140)에는 전체적으로 일정한 발열량을 발생하는 히터도 있지만, 필요에 따라 국부적으로 발열량이 달라지는 국부 발열 히터도 있다. 본 발명은 일반적인 히터의 경우에도 적용할 수 있지만, 특히 국부적으로 발열량이 달라지는 국부 발열 히터의 경우에 더욱 그 효과가 있는 것으로, 이하 국부 발열 히터를 예로 들어 설명한다. 국부 발열 히터는 내부에 다양한 저항값을 가지며, 이에 따라 다양한 발열량을 가질 수 있다.

히터(140)는 히터 몸체(141)와, 히터 몸체(141)에 구비되는 슬릿부(143) 등 을 포함할 수 있다.

히터 몸체(141)는 석영 도가니(120)의 외곽을 에워싸고 상하면이 개방된 원통형으로 이루어질 수 있다.

히터 몸체(141)는 흑연 재질로 이루어질 수 있다. 하지만 흑연 이외에도 다양한 발열 물질이 사용될 수 있음은 자명하므로 히터(140)의 재질에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

히터 몸체(141)의 측면부에는 상하방향으로 교차하여 길게 형성되는 관통홈(142)이 다수 개 형성될 수 있다.

히터 몸체(141)는 고액 계면(121, 도 8 참조) 하부의 고온 멜트 영역(H, 도 8 참조)을 향하여 열분포 프로파일(P, 도 8 참조)을 제공하는 국부발열 부위(140a)를 포함한다. 여기서, 국부발멸 부위(140a)는 히터(140)를 이용하여 실리콘 용액(SM)을 가열하면 히터(140)에 의해 형성되는 열분포 프로파일(P) 중 가장 온도가 높은 지점, 즉 고액 계면(121)과 석영 도가니(120) 저부 사이의 대략 중간 지점에 위치한다.

슬릿부(143)는 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)의 단면적을 감소시키고 단결정 성장 챔버(110) 내의 산화 가스에 대한 노출 면적을 감소시키도록 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)에 슬릿(slit) 형태로 형성된다.

본 실시예에서 슬릿부(143)는 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)의 외벽에 히터 몸체(141)의 반경방향으로 적어도 하나 형성되는 슬릿(143a,143b,143c)을 구비한다.

도 3 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터에 구비되는 슬릿부의 다양한 실시 형태를 도시한 예시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 슬릿부(143)는 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)의 단면적을 감소시키도록 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)의 외벽에 히터 몸체(141)의 반경방향으로 개구되는 슬릿 형태로 형성될 수 있다. 도면에서, S1은 히터 몸체(141)의 보통 단면적, S2는 슬릿부(143)에 의한 국부발열 부위(140a)의 단면적이다. 즉, 슬릿부(143)에 의한 국부발멸 부위(140a)의 단면적(S2)은 히터 몸체(141)의 보통 단면적(S1) 보다 작게 된다. 바람직하게는 S2는 S1의 절반 보다 작거나 같게 형성될 수 있다.

또한, 슬릿부(143)는 히터 몸체(141)의 길이방향(수직방향)으로 슬릿(143a,143b,143c)이 다층, 예컨대 3층으로 형성될 수 있다.

또한, 슬릿부(143)는 각각의 슬릿(143a,143b,143c)이 반경방향(수평방향)으로 나란하게 개구되어 형성될 수 있다.

또한, 슬릿부(143)는 각 슬릿(143a,143b,143c)의 개구 갭(틈)(G) 면적을 일정하게 형성하며, 각 슬릿(143a,143b,143c) 간의 상하 간격(D)을 일정하게 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 각 슬릿(143a,143b,143c)의 개구 갭(G)이 3mm, 각 슬릿(143a,143b,143c) 간의 상하 간격(D)이 50mm를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 슬릿부(143)는 3개의 슬릿(143a,143b,143c)이 상향 또는 하향으로 경사지게 개구되어 형성될 수 있다. 특 히, 각 슬릿(143a,143b,143c)의 각도를 하향 조정함으로써 챔버(110) 내부의 산화 가스의 흐름에 따른 영향에 더욱 독립적인 형상으로 발전이 가능하다.

또한, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 슬릿부(143)는 중간에 수평 슬릿(143b)이 형성되고, 수평 슬릿(143b)을 기준으로 상하부에 상향 또는 하향으로 경사지게 형성되는 경사 슬릿(143a,143c)이 대칭되게 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 수평 슬릿(143b)을 기준으로 상,하향 경사 슬릿(143a,143c)이 대칭되게 위치하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 상,하향 경사 슬릿(143a,143c)이 비대칭적으로 위치할 수 있도록 구성할 수도 있다.

이와 같은 슬릿부(143)의 실시 형태를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 슬릿의 개수, 각도, 슬릿의 개구 갭(틈)(G) 및 슬릿 간의 간격(D) 등은 필요에 따라 선택적으로 변경할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터(140)를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치(100)는 쵸크랄스키법에 의해 단결정 잉곳을 성장시킨다. 이때, 히터(140)는 실리콘 용액(SM)이 수용되는 도가니(120)에 복사열을 제공하게 된다.

히터(140)는 순수 탄소 재질로 이루어진 흑연 발열체로서, 히터 몸체(141)에 흐르는 전류를 조절하여 발열하는 저항 히터이다. 이때, 히터 몸체(141) 자체가 저항 역할을 한다. 따라서, 히터(140)의 발열량은 저항에 따라 달라진다. 여기서, 발열량과 관련된 수식은 다음과 같다.

수학식 1 및 2에서 Q는 발열량, I는 전류, R은 저항, t는 시간, A는 단면적, ρ는 비저항(ohm-m)을 나타낸다. 이 식에서 알 수 있듯이 발열량은 저항에 비례하며, 저항은 단면적에 반비례한다. 즉, 히터(140)의 단면적이 작을수록 발열량이 증가하게 된다.

본 실시예에서 히터(140)는 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a) 외벽에 반경방향으로 슬릿 형태로 개구되는 슬릿부(143)가 형성되어 국부발열 부위(140a)의 단면적을 감소시키게 된다. 즉, 수학식 1 및 2에 의하면, 히터(140)는 슬릿부(143)에 의한 국부발열 부위(140a)의 단면적(S2)이 타 발열 부위의 단면적(S1) 보다 작으므로 전기 저항이 더 크고, 전기 저항이 커짐에 따라 국부발열 부위(140a)에서 열이 집중적으로 발생한다.

그 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 히터(140)에 의해 실리콘 용액(SM)으로 제공되는 열 분포 프로파일(P)은 사다리꼴 형태의 홈이 형성되는 종래의 히터에 의해 제공되는 열 분포 프로파일에 비해 극대값이 더욱 증가되고, 열 분포 프로파일(P)의 폭은 더 좁은 형태를 띠며, 그 방향은 고액 계면(121) 하부의 고온 멜트 영역(H)을 향하게 된다. 이와 같이 열 분포 프로파일(P)이 형성되면, 동일한 전류 가 히터(140)에 공급되고 있다고 가정할 때 고온 멜트 영역(H)으로 단위 시간당 전달되는 복사 열량이 증가한다. 그러면 고액 계면(121)에서 실리콘 용액(SM) 측으로의 온도 구배가 증가하게 되고, 그 결과 고액 계면(121)으로 실리콘 원자가 이동하려는 구동력이 증가하여 고액 계면(121)의 볼록한 정도도 증가한다. 이에 따라 무결함 단결정 잉곳의 인상 속도가 향상된다.

또한, 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)에서 단면적을 유효하게 줄여주며 동시에 슬릿부(143)는 단결정 성장 챔버(110) 내부의 산화 가스(Si, O)에 대한 노출 면적을 최소함으로써 히터(140)의 부식 및 식각을 방지할 수 있다. 그 결과, 히터(140)의 국부발열 부위(140a)의 변경 및 국부발열 분포의 변경을 최소화할 수 있고, 히터(140)의 파손 위험을 최소화할 수 있다.

보다 상세하게는, 단결정 성장 챔버(110) 내에 존재하는 산화 가스는 아르곤 퍼지 가스에 의하여 지속적으로 챔버(110)의 외부로 배출되며, 진공 환경과 지속적인 아르콘의 흐름에 의하여 군집농도가 매우 낮다. 가스의 흐름에 직접적으로 노출되어 지속적으로 산화되는 종래의 사다리꼴 홈과는 달리, 본 실시예에서 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)에 형성되는 슬릿부(143)의 내부는 산화 가스의 흐름이 거의 없으며 산화 가스에 대한 노출이 감소하게 된다. 따라서, 산화 가스에 노출되는 국부발열 부위(140a)의 단면적을 감소시키고 히터(140)의 탄소 성분이 반응하여 부식되는 정도를 최소화함으로써, 히터(140)의 파손에 따른 피해를 방지할 수 있고 히터(140)의 성능 저하 문제를 크게 개선할 수 있다. 또한, 히터(140)의 저항치가 지속적으로 변하는 정도를 감소시킬 수 있으며, 히터(140)의 발열 분포의 변화 역시 방지할 수 있다.

또한, 히터 몸체(141)의 국부발열 부위(140a)의 외벽, 즉 도가니(120)에 대향하는 반대쪽에 슬릿부(143)가 형성되므로, 히터 몸체(141)의 내벽에 슬릿부(143)를 형성하는 후술할 본 발명의 다른 실시예와 비교하여 국부발열 부위(140a)에서 히터(140)의 발열량이 더욱 높다.

또한, 히터 몸체(141)의 내측보다 외측에 산화 가스가 더 적게 존재하므로 히터 몸체(141)의 외벽에 슬릿부(143)를 형성할 때 산화 가스에 의한 히터(140)의 부식을 최소화할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터의 사시도이다.

도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조장치(200)는 챔버(110), 도가니(120), 인상수단(130) 및 히터(240) 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 히터 몸체(214)의 국부발열 부위(240a)의 내벽에 적어도 하나의 슬릿이 형성되는 슬릿부(243)를 구비하는 구성을 제외하고는 도 1 내지 8을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 일 실시예와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 병기하며, 상세한 설명은 생략한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터에 의한 국 부발열을 예시한 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 히터(240)는 히터 몸체(241)의 국부발열 부위(240a) 내벽에 반경방향으로 슬릿 형태로 개구되는 슬릿부(243)가 형성되어 국부발열 부위(240a)의 단면적을 감소시키게 된다. 그 결과, 히터는 슬릿부(243)에 의한 국부발열 부위(240a)의 단면적이 타 발열 부위의 단면적 보다 작으므로 전기 저항이 더 크고, 전기 저항이 커짐에 따라 국부발열 부위(240a)에서 열이 집중적으로 발생한다.

이때, 히터 몸체(241)의 국부발열 부위(240a)의 내벽, 즉 도가니(120)에 대향하는 쪽에 슬릿부(243)가 형성되므로, 히터 몸체(241)의 외벽에 슬릿부(143) 형성하는 상기 일 실시예와 비교하여 국부발열 부위(240a)에서 히터(240)의 발열량은 조금 낮다.

또한, 히터 몸체(241)의 내벽에 슬릿 형태로 형성되어 단결정 성장 챔버(110) 내부의 산화 가스에 대한 노출 면적을 최소함으로써 히터(240)의 부식 및 식각을 방지할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터의 사시도이다.

도 3 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터에 구비되는 슬릿부의 다양한 실시 형태를 도시한 예시도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터에 의한 국부발열을 예시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터를 구비하는 단결정 잉곳 제조장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터의 사시도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 잉곳 제조용 히터에 의한 국부발열을 예시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100,200 : 단결정 잉곳 제조장치 110 : 챔버

120 : 도가니 130 : 인상수단

140,240 : 히터 141,241 : 히터 몸체

143,243 : 슬릿부

Claims (12)

1. 히터 몸체; 및

   상기 히터 몸체의 국부발열 부위에 슬릿 형태로 형성되며, 상기 국부발열 부위의 단면적을 감소시키는 슬릿부를 포함하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿부는 상기 히터 몸체의 국부발열 부위의 내벽 또는 외벽에 상기 히터 몸체의 반경방향으로 개구되는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬릿부는 상기 히터 몸체의 길이방향으로 상기 슬릿이 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 슬릿 간의 간격은 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 슬릿의 개구 면적은 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 슬릿은 수평방향으로 개구되어 형성되는 것을 특징 으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 슬릿은 경사방향으로 개구되어 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬릿은 상향 또는 하향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
9. 히터 몸체; 및

   상기 히터 몸체의 국부발열 부위의 단면적을 감소시키고 단결정 성장 챔버 내부의 산화 가스에 대한 노출 면적을 감소시키도록 상기 히터 몸체의 국부발열 부위에 구비되는 슬릿부를 포함하는 단결정 잉곳 제조용 히터.
10. 단결정 잉곳을 성장시키기 위한 챔버;

    상기 챔버의 내부에 구비되며, 실리콘 용액이 수용되는 도가니; 및

    상기 챔버의 내부에 구비되며, 상기 실리콘 용액을 가열하는 히터를 포함하며,

    상기 히터는,

    히터 몸체; 및

    상기 히터 몸체의 국부발열 부위에 슬릿 형태로 형성되는 슬릿부를 포함하는 단결정 잉곳 제조장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 슬릿부는 상기 히터 몸체의 국부발열 부위의 내벽 또는 외벽에 상기 히터 몸체의 반경방향으로 개구되는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 슬릿부는 상기 히터 몸체의 길이방향으로 상기 슬릿이 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 단결정 잉곳 제조장치.

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