KR20110000800A - 단결정 성장 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 단결정 성장 방법은 복수의 종자정을 상호 접촉하여 상기 복수의 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단결정 성장 방법에 관한 것으로, 복수의 종자정을 마련하고, 후속 공정에서 상호 접촉될 상기 복수의 종자정의 일단부를 경사지도록 가공하는 단계, 복수의 종자정을 일방향으로 정렬하여 경사지도록 가공된 각 종자정의 일단이 상호 접촉되도록 종자정 홀더 상면에 부착시키는 단계 및 종자정 홀더 상면에 부착된 복수의 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명에 의하면 복수의 종자정 사이의 접촉부를 따라 상기 복수의 종자정 상에 성장된 단결정으로 전위가 이동되는 것을 방지할 수 있어, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있다. 또한 복수의 종자정의 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면에 단결정을 성장시킴으로써 무극성의 단결정을 제작할 수 있다. 따라서, 압전현상 및 내부 전기장이 발생되지 않아 전기광학소자의 제작 시 장파장 이동(red-shift) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
무극성, 단결정 성장, 종자정, SiC

Description

단결정 성장 방법{single crystal growth method}
본 발명은 단결정 성장 방법에 관한 것으로, 전위가 단결정으로 이동하는 것을 방지함으로써, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있는 단결정 성장 방법에 관한 것이다.
대표적인 반도체 소자 재료로 사용된 Si이 물리적 한계를 보이게 됨에 따라, 차세대 반도체 소자 재료로서 SiC, GaN, AlN 및 ZnO 등의 광대역 반도체 재료가 각광을 받고 있다. 여기서, GaN, AlN 및 ZnO 에 비해 SiC는 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특징을 가지고 있다. 또한, SiC는 4.6W/Cm℃ 정도의 우수한 열 전도도를 가지고 있으며, 직경 2인치 이상의 대구경의 기판으로서 생산 가능하다는 장점이 있어, GaN, AlN 및 ZnO 등의 기판에 비해 각광을 받고 있다. 종래에는 이러한 SiC 기판의 결정 성장에 여러 방위의 면 중 c-면이 성장면으로 사용되었다. 이때, SiC의 극성면인 C-면 상에 단결정을 성장시키면 단결정 내부에 스트레스를 발생시키고, 이는 내부의 전기장을 발생시키는 원인이 된다. 그리고, 극성면인 C-면에 성장된 단결정 기판을 이용하여 전기광학소자를 제작하면, 내부 전기장은 전자와 홀의 재결합 효율을 감소시켜 장파장 이동(red-shift) 현상 발생의 원인이 된 다. 이를 극복하기 위하여 SiC의 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 상에 단결정을 성장시켜, 무극성의 단결정 기판을 제작하는 방법이 각광을 받고 있는 추세이다.
또한, 2인치 이상의 SiC 기판을 제작하기 위해서는 작은 면적의 복수의 종자정를 종자정 홀더 상에 부착하고, 상기 복수의 종자정 상에 SiC 단결정을 성장시킨다. 이를 위해, 복수의 종자정을 일방향으로 정렬하여 상호 접촉되도록 종자정 홀더에 부착시킨다. 그리고, 공정 시간이 경과함에 따라 복수의 종자정이 하나의 종자정이 되고, 상기 종자정 상에 SiC 단결정이 성장된다. 하지만 종래에는 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 접촉부가 상기 복수의 종자정이 부착되는 종자정 홀더의 상면과 수직(90˚)을 이룬다. 이때, 종자정 홀더의 상면과 복수의 종자면의 하부 사이에서 발생된 전위가 상기 복수의 종자정 사이의 접촉부를 따라 단결정으로 이동하여 결정질을 저하시키는 원인이 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 접촉부가 상기 복수의 종자정이 부착되는 종자정 홀더의 상면과 경사지도록 함으로써, 단결정으로 전위가 이동하는 것을 방지하는 단결정 상장 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 단결정 성장 방법은 복수의 종자정을 상호 접촉하여 상기 복수의 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단결정 성장 방법에 관한 것으로, 복수의 종자정을 마련하고, 후속 공정에서 상호 접촉될 상기 복수의 종자정의 일단부를 경사지도록 가공하는 단계, 상기 복수의 종자정을 일방향으로 정렬하여 경사지도록 가공된 각 종자정의 일단이 상호 접촉되도록 종자정 홀더 상면에 부착시키는 단계 및 상기 종자정 홀더 상면에 부착된 복수의 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단계를 포함한다.
상기 복수의 종자정은 <0001> 방향으로 정렬되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 종자정은 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면이 성장면이 되도록하여, 상기 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면 상에 단결정을 성장시키는 것이 바람직하다.
상기 종자정 홀더에 부착되는 복수의 종자정의 기저면과 평행한 상기 복수의 종자정의 상측면이 m-면(1-100) 및 a-면(11-20)이 되도록 한다.
상기 복수의 종자정 상에 무극성의 단결정이 성장된다.
상기 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 접촉부와 상기 복수의 종자정이 부착된 종자정 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚ 내지 75˚인 것을 특징으로 한다.
상기 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 각 접촉부와 상기 복수의 종자정이 부착된 종자정 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚ 내지 75˚범위 내에서 동일하도록 한다.
상기 복수의 종자정으로 SiC를 이용하고, 상기 복수의 종자정 상에 SiC 단결정을 성장시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 접촉부가 상기 복수의 종자정이 부착되는 종자정 홀더의 상면에 대하여 경사지도록 한다. 따라서, 복수의 종자정 사이의 접촉부를 따라 상기 복수의 종자정 상에 성장된 단결정으로 전위가 이동되는 것을 방지할 수 있어, 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있다. 또한 복수의 종자정의 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면에 단결정을 성장시킴으로써 무극성의 단결정을 제작할 수 있다. 따라서, 압전현상 및 내부 전기장이 발생되지 않아 단결정을 이용하여 전기광학소자의 제작 시 장파장 이동(red-shift) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1a 내지 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장방법을 순서적으로 설명하기 위한 단면도이고, 도 1b 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장방법을 순서적으로 설명하기 위한 상면도이다. 도 5a 및 도 5b는 실시예의 변형예에 따른 단결정 성장방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 성장장치를 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 단결정 성장방법은 복수개의 종자정(seed)을 이용하여 상기 복수의 종자정(210, 220, 230) 상에 무극성의 단결정(300)을 성장시키는 방법에 관한 것이다. 이를 위해 먼저, 복수의 종자정(210, 220, 230)을 마련한다. 실시예에서는 SiC로 이루어진 3개의 종자정(210, 220, 230)을 마련하였으나 이에 한정되지 않고 다양한 개수의 종자정을 마련할 수 있다. 또한, GaN, AlN 및 ZnO 중 어느 하나를 종자정으로 사용할 수도 있다. 이때, 제 1 내지 제 3 종자정(210, 220, 230)으로 가로 5mm 내지 10mm, 세로 5mm 내지 20mm의 크기를 갖는 사각 형상의 종자정을 사용한다. 이러한 복수의 종자정(210, 220, 230)은 후속 공정에서 종자정 홀더(100) 상에 부착되는데, 일방향으로 정렬되어 상호 접촉되도록 상기 종자정 홀더(100) 상에 부착된다. 이때, 실시예에서는 일방향으로 정렬되어 상호 접촉되는 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부가 종자정 홀더(100)의 상면과 직각(90˚)을 이루지 않고, 경사를 이루도록 한다. 이를 위해, 먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 접촉될 각 종자정(210, 220, 230)의 적어도 일단을 경사지도록 가 공한다. 이때, 실시예에서는 제 1 종자정(210), 제 2 종자정(220), 제 3 종자정(230)을 순서적으로 정렬하여 종자정 홀더(100) 상면에 부착한다. 이에, 후속 공정에서 제 1 종자정(210)과 제 2 종자정(220)이 접촉될 상기 제 1 종자정(210)과 제 2 종자정(220)의 각 일단을 경사지도록 가공한다. 또한, 제 2 종자정(220)과 제 3 종자정(230)이 접촉될 상기 제 2 종자정(220)과 제 3 종자정(230)의 각 일단을 경사지도록 가공한다. 이때, 제 1 종자정(210)과 제 2 종자정(220) 사이의 접촉부 및 제 2 종자정(220)과 제 3 종자정(230) 사이의 접촉부 각각이 종자정 홀더(100)의 상면과 이루는 각이 35˚ 내지 75˚가 되도록 한다. 이는, 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 각 접촉부가 홀더의 상면과 이루는 각이 75˚ 이상일 경우 90˚에 가까워 지므로 전위의 이동이 용이해 고품질의 단결정을 성장시킬 수 없기 때문이다. 또한, 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 각 접촉부가 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚ 이하가 되도록 상기 복수의 종자정(210, 220, 230)을 가공하기가 어려운 문제점이 있다. 그리고, 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 각 접촉부가 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚ 이하가 된다 하더라도, 각도를 이루는 복수의 종자정(210, 220, 230)의 일단이 날카로져 손상 및 파손될 위험이 있다. 여기서, 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 각 접촉부가 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚내지 75˚ 범위 내에서 동일한 각도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 종자정 홀더(100) 상에 복수의 종자정(210, 220, 230)을 부착한다. 이때, 슈가(sugar), 카본 페이스트 및 포토레지스트 중 어느 하나를 이용하여 종자정 홀더(100) 상에 복수의 종자정(210, 220, 230)를 부착 한다. 물론 이에 한정되지 않고 종자정 홀더(100)의 상면에 복수의 종자정(210, 220, 230)를 부착시킬 수 있는 다양한 접착제를 사용하여도 무방하다. 그리고, 복수의 종자정(210, 220, 230)은 일 방향 예를 들어, <0001> 방향으로 정렬되어 상호 접촉되도록 종자정 홀더(100) 상에 부착하는 것이 바람직하다. 이때, 전술한 바와 같이 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부는 종자정 홀더(100)의 상면에 대하여 35˚내지 75˚의 경사를 이루고 있다. 또한, 복수의 종자정(210, 220, 230) 결정의 여러 방위의 면 중 무극성 면에 해당하는 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면이 성장면이 되도록 상기 복수의 종자정(210, 220, 230)을 종자정 홀더(100) 상에 부착시킨다. 실시예에서는 복수의 종자정(210, 220, 230)의 m-면(1-100)이 단결정(300) 성장면이 되도록 종자정 홀더(100) 상에 부착한다. 즉, 종자정 홀더(100) 상에 부착되는 복수의 종자정(210, 220, 230)의 기저면과 평행한 상측면이 m-면(1-100)이 되도록 종자정 홀더(100) 상에 부착된다. 물론 도 5a 및 도 5b에 도시된 변형예와 같이 복수의 종자정(210, 220, 230)의 a-면(11-20)이 단결정(300) 성장면이 되도록 종자정 홀더(100) 상에 부착할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 종자정 홀더(100)와 상기 종자정 홀더(100)에 부착된 복수의 종자정(210, 220, 230)을 가공하여, <0001> 방향으로 정렬 부착된 복수의 종자정(210, 220, 230)의 전체 형상 및 크기가 종자정 홀더(100)와 동일하도록 한다. 이때, 성장시키고자 하는 단결정(300)의 크기 및 형상과 대응하도록 복수의 종자정(210, 220, 230) 및 종자정 홀더(100)를 가공하는 것이 바람직하다. 실시예에서는 상호 접촉된 복수의 종자정(210, 220, 230)의 전체 크기 및 종자정 홀 더(100)가 2인치 이하가 되도록 가공한다. 또한, 종자정 홀더(100) 및 상기 종자정 홀더(100)에 부착된 복수의 종자정(210, 220, 230)의 전체적인 형상이 원형이 되도록 가공한다. 즉, 사각형으로 제작되어 일렬로 정렬 부착된 복수의 종자정(210, 220, 230) 및 종자정 홀더(100)의 가장자리를 연삭하여, 복수의 종자정(210, 220, 230)의 전체적인 형상이 종자정 홀더(100)와 동일한 크기 및 형상을 갖도록 한다. 이때, 연삭 및 절단 등과 같은 방법을 이용하여, 복수의 종자정(210, 220 , 230) 및 종자정 홀더(100)를 가공할 수 있다.
실시예에서는 종자정 홀더(100) 상에 복수의 종자정(210, 220, 230)을 부착한 후, 상기 복수의 종자정(210, 220, 230) 및 종자정 홀더(100)를 함께 가공하는 것으로 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 종자정 홀더(100)의 형상 및 크기와 대응하도록 복수의 종자정(210, 220, 230)를 가공한 후, 상기 복수의 종자정(210, 220, 230)를 종자정 홀더(100) 상에 부착할 수도 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 복수의 종자정(210, 220, 230) 상에 단결정(300)을 성장시킨다. 이를 위해, 복수의 종자정(210, 220, 230)가 부착된 종자정 홀더(100)를 성장장치 내로 인입시켜, 상기 복수의 종자정(210, 220, 230) 상에 단결정(300)을 성장시킨다. 이때, 공정이 진행됨에 따라, 종자정 홀더(100) 상에 부착된 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부가 사라지고, 상기 복수의 종자정(210, 220, 230) 상에 하나의 단결정(300)이 성장된다.
이와 같이, 상호 접촉된 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부가 종자정 홀더(100)의 상면에 대하여 35˚내지 75˚로 경사지도록 함으로써, 전위가 접 촉부를 따라 단결정(300)으로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 단결정(300)의 결정질이 종래에 비하여 향상된다. 하지만, 종래에는 상호 접촉된 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부가 종자정 홀더(100)의 상면과 수직(90˚)을 이룸에 따라, 전위가 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부를 따라 이동하기가 용이하였다. 이에, 상기 전위가 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 경계면을 따라 단결정(300)으로 이동하여 결정질을 손상시키게 되는 문제가 있었다.
하기에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 성장장치에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 성장장치는 내부에 단결정 원료가 장입되는 도가니(510)와, 실시예에 따른 복수의 종자정(210, 220, 230)이 부착되는 종자정 홀더(100)와, 도가니(510)를 둘러싸는 단열재(520) 및 석영관(530)과, 석영관(530) 외부에 마련되어 도가니(510)를 가열하기 위한 가열수단(540)을 포함한다. 또한, 가열수단(540)을 독립적으로 작동시키기 위한 제어장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
도가니(510)는 실리콘카바이드의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 제작되는데, 예를 들어 흑연으로 제작되거나 흑연 재질 상에 실리콘카바이드의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질이 도포될 수도 있다. 여기서, 흑연 재질 상에 도포되는 물질은 실리콘카바이드 단결정(300)이 성장되는 온도에서 실리콘 및 수소에 대해 화학적으로 불활성인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 탄화물로는 금속 질화물을 이용할 수 있으며, 특히 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V과 이들 중 적어도 둘 이상의 혼합물과 탄소가 이루는 탄화물과, Ta, Hf, Nb, Zr, W, V과 이들 중 적어도 둘 이상의 혼합물과 질소가 이루는 질화물을 이용할 수 있다. 또한, 도가니(510) 내에 장입되는 단결정 원료(A)는 실리콘카바이드 분말 등을 포함할 수 있다.
종자정 홀더(100)는 고밀도의 흑연을 이용하여 제작되고, 상기 종자정 홀더(100)에 전술한 바와 같이 복수의 종자정(210, 220, 230)을 부착한다. 그리고 복수의 종자정(210, 220, 230)이 부착된 종자정 홀더(100)를 도가니(510) 내의 상부에 장착하여, 상기 복수의 종자정(210, 220, 230) 상에 단결정(300)을 형성한다.
단열재(520) 및 석영관(530)은 도가니(510) 외부에 마련되며, 도가니(510)의 온도를 결정 성장 온도로 유지하도록 한다. 단열재(520)는 SiC의 결정 성장 온도가 매우 높기 때문에 흑연 섬유를 압착시켜 일정 두께의 관상 원통형으로 제작된 흑연 펠트를 사용할 수 있다. 또한, 단열재(520)는 복수의 층으로 형성되어 도가니(510)를 둘러쌀 수도 있다.
가열수단(540)은 석영관(530) 외부에 마련된다. 가열수단(540)으로는 예를 들어, 고주파 유도 코일이 이용될 수 있다. 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 도가니(510)를 가열하고, 단결정 원료(A)를 원하는 온도로 가열할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 실시예에 단결정(300) 성장 방법을 설명한다.
실시예에서는 SiC로 이루어진 3개의 종자정(210, 220, 230)을 마련한다. 이때, 3개의 종자정(210, 220, 230)은 후속공정에서 제 1 종자정(210), 제 2 종자정(220), 제 3 종자정(230) 순으로 정렬 접촉된다. 이에, 먼저 제 1 종자정(210)과 제 2 종자정(220)이 접촉될 상기 제 1 종자정(210)과 제 2 종자정(220)의 각 일단이 종자정 홀더(100)의 상면과 경사를 이루도록 가공한다. 또한, 제 2 종자정(220)과 제 3 종자정(230)이 접촉될 상기 제 2 종자정(220)과 제 3 종자정(230)의 각 일단이 종자정 홀더(100)의 상면과 경사를 이루도록 가공한다. 이때, 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부가 종자정 홀더(100)의 상면과 이루는 각이 35˚내지 75˚가 되도록 각 종자정(210, 220, 230)을 가공한다. 그리고, 복수의 종자정(210, 220, 230)의 각 접촉부가 종자정 홀더(100)의 상면과 이루는 각이 35˚내지 75˚ 범위 내에서 동일한 각도가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이어서, 접착제를 이용하여 종자정 홀더(100) 상에 복수의 종자정(210, 220, 230)를 <0001> 방향으로 정렬하여 부착한다. 또한, 제 1 내지 제 3 종자정(210, 220, 230)의 m-면(1-100)이 단결정(300) 성장면이 되도록 종자정 홀더(100) 상에 부착한다. 또한, 이에 한정되지 않고, a-면(11-20)이 성장면이 되도록 종자정 홀더(100) 상에 부착할 수도 있다.
이어서, 복수의 종자정(210, 220, 230)이 부착된 종자정 홀더(100)를 성장장치 내로 장입시켜, 도가니(510) 내부 상부에 장착한다. 이때, 종자정 홀더(100)의 하부면이 도가니(510) 내부의 상부에 부착되도록 하여, 종자정 홀더(100)에 부착된 복수의 종자정(210, 220, 230)의 상면 즉, m-면(1-100)이 도가니(510)의 상측에 대응 배치되도록 한다. 그리고, 도가니(510)의 내부에 단결정 원료(A), 예를 들어 SiC 분말을 장입한다. 이후, 1300℃ 내지 1500℃의 온도와 진공압력으로 2 시간 내지 3시간 동안 가열하여 도가니(510)에 포함된 불순물을 제거한다. 이어서, 불활성 가스 예를 들어 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 도가니(510) 내부 및 도가니(510)와 단열재(520) 사이에 남아있는 공기를 제거한다. 그리고, 압력을 대기압으로 높인 후, 가열수단(540)을 이용하여 도가니(510)를 2000℃ 내지 2300℃의 온도로 가열한다. 여기서, 대기압을 유지하는 이유는 결정 성장 초기에 원하지 않는 결정 다형의 발생을 방지하기 위함이다. 즉, 먼저 대기압을 유지하며 단결정 원료(A)를 성장 온도까지 승온시킨다. 이후, 성장장치 내부를 20mbar 내지 60mbar으로 감압하여 성장 압력으로 유지시키면서, 단결정 원료(A)를 승화시켜 단결정(300)을 성장시킨다.
도 7은 실시예에 따른 단결정 성장방법으로 성장된 단결정의 m-면(1-100) 성장면의 무극성을 확인하기 위해 XRD를 측정한 그래프이다. 도 8은 실시예에 따른 단결정 성장방법으로 성장된 단결정의 a-면(11-20) 성장면의 무극성을 확인하기 위해 XRD를 측정한 그래프이다. 도 9는 실시예에 따른 성장 방법으로 성장된 단결정의 실제 사진이다.
이와 같이, 본 발명에서는 복수의 종자정(210, 220, 230)의 여러 방위의 면 중 무극성인 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면에 단결정을 성장시킨다. 이로 인해, 도 7에 도시된 바와 같이, 성장면이 m-면(1-100)의 경우 2θ가 120˚인 한 피크만 나타나는 것으로 확인되어, 무극성 단결정이 성장되었음을 알 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 성장면이 a-면(12-10)의 경우 2θ가 60˚인 한 피크만 나타나는 것으로 확인되어, 무극성 단결정이 성장되었음을 알 수 있다. 따라서, 이와 같이 복수의 종자정(210, 220, 230) 상에 무극성의 단결정(300)을 성장시킴으로써, 압전현상 및 내부 자기장이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이 에, 전기광학소자 제작 시에 내부 전기장에 의해 발생되는 전자와 홀의 재결합 효율 감소로 인한 장파장 이동(red-shift) 현상을 방지할 수 있다. 또한, 우수한 캐리어 이동도를 갖는 효과가 있다. 또한, 상호 접촉된 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부가 상기 복수의 종자정(210, 220, 230)이 부착되는 종자정 홀더(100)의 상면에 대하여 35˚내지 75˚로 경사지도록 한다. 이로 인해, 복수의 종자정(210, 220, 230) 사이의 접촉부를 따라 전위가 단결정(300)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전위의 이동을 예방할 수 있어, 도 9에 도시된 바와 같이 고품질의 단결정(300)을 성장시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장방법을 순서적으로 설명하기 위한 단면도이고, 도 1b 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 단결정 성장방법을 순서적으로 설명하기 위한 상면도
도 5a 및 도 5b는 실시예의 변형예에 따른 단결정 성장방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 성장장치를 도시한 단면도
도 7은 실시예에 따른 단결정 성장방법으로 성장된 단결정의 m-면(1-100) 성장면의 무극성을 확인하기 위해 XRD를 측정한 그래프
도 8은 실시예에 따른 단결정 성장방법으로 성장된 단결정의 a-면(11-20) 성장면의 무극성을 확인하기 위해 XRD를 측정한 그래프
도 9는 실시예에 따른 성장 방법으로 성장된 단결정의 실제 사진
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 종자정 홀더 210: 제 1 종자정
220: 제 2 종자정 230: 제 3 종자정
300: 단결정

Claims (8)

  1. 복수의 종자정을 상호 접촉하여 상기 복수의 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단결정 성장 방법에 있어서,
    복수의 종자정을 마련하고, 후속 공정에서 상호 접촉될 상기 복수의 종자정의 일단부를 경사지도록 가공하는 단계;
    상기 복수의 종자정을 일방향으로 정렬하여 경사지도록 가공된 각 종자정의 일단이 상호 접촉되도록 종자정 홀더 상면에 부착시키는 단계;
    상기 종자정 홀더 상면에 부착된 복수의 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단계를 포함하는 단결정 성장 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 종자정은 <0001> 방향으로 정렬되는 단결정 성장 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 종자정은 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면이 성장면이 되도록하여, 상기 m-면(1-100) 및 a-면(11-20) 중 어느 하나의 면 상에 단결정을 성장시키는 단결정 성장 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 종자정의 기저면과 평행한 상기 복수의 종자정의 상측면이 m-면(1-100) 및 a-면(11-20)이 되도록 하는 단결정 성장 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 종자정 상에 무극성의 단결정이 성장되는 단결정 성장 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 접촉부와 상기 복수의 종자정이 부착된 종자정 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚ 내지 75˚인 단결정 성장 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상호 접촉된 복수의 종자정 사이의 각 접촉부와 상기 복수의 종자정이 부착된 종자정 홀더의 상면과 이루는 각이 35˚ 내지 75˚범위 내에서 동일하도록 하는 단결정 성장 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 종자정으로 SiC를 이용하고, 상기 복수의 종자정 상에 SiC 단결정을 성장시키는 단결정 성장 방법.
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