KR20130043390A - Heating apparatus in ingot grower - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 잉곳 성장기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉곳 성장기의 원재료를 용융한 후 시드를 이용해 성장시키기 위해 잉곳 성장기에 열을 가하는 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ingot grower, and more particularly, to a heating apparatus for applying heat to the ingot grower to melt the raw materials of the ingot grower and then grow using seeds.
반도체 직접회로, 발광 다이오드, 데이터 저장 장치, 광 탐지기등 현대의 정밀한 전자 제품에 소요되는 많은 소자들은 일반적으로 단결정으로부터 제조된다. 예를 들면, 반도체 직접회로는 단결정 실리콘 기판에서 제조되며, 발광다이오드, 데이터 저장장치, 광 탐지기 등과 같은 소자들은 일반적으로 사파이어 단결정 기판으로 부터 제조된다. Many devices for modern precision electronics, such as semiconductor integrated circuits, light emitting diodes, data storage devices, and photodetectors, are typically manufactured from single crystals. For example, semiconductor integrated circuits are fabricated on single crystal silicon substrates, and devices such as light emitting diodes, data storage devices, photodetectors and the like are generally fabricated from sapphire single crystal substrates.
이러한, 기판들은 잉곳이라고 불리는 덩어리를 절단하여 형성되며, 이러한 잉곳을 제조하는 방법으로 초크랄스키 및 키로풀러스 방법이 널리 알려져 있다. 이러한 방법은 원재료가 용융되어 충진된 도가니에 실리콘 혹은 사파이어 시드(seed)를 용융물로 하향하게 후, 제어된 속도로 들어올려 시드에 용융물이 점진적으로 부착되어 잉곳이 형성되도록 하는 방법이다. 이와 같이 잉곳을 점진적으로 상승시켜 잉곳을 생산하는 장비를 잉곳 성장기라 부른다.Such substrates are formed by cutting agglomerates called ingots, and Czochralski and Kyropulus methods are widely known as methods for producing such ingots. This method is to lower the silicon or sapphire seed (seed) into the melt in the crucible filled with the raw material is melted, then lifted at a controlled rate to gradually attach the melt to the seed to form an ingot. As such, the equipment for producing an ingot by gradually raising the ingot is called an ingot growing period.
잉속 성장기는 원재료가 담겨진 도가니 주위에 전기히터를 가동하여 원재료를 용융시키며, 용융된 원재료에 시드를 접촉한 후, 점진적으로 냉각하여 시드에 잉곳을 성장시킨다. The continuous growth machine operates an electric heater around the crucible containing the raw material to melt the raw material, contacts the molten raw material with the seed, and gradually cools the ingot to grow the seed.
이때, 도가니 주위의 온도분포가 불균일한 경우에는, 잉곳의 단결정 품질의 저하가 발생하며, 심한 경우 불량이 발생한다. 즉, 성장시 어느 한 곳이 빨리 냉각하는 경우 잉곳이 다결정화되거나, 도가니와 잉곳이 접착되어 잉곳의 크랙을 발생시킬 수 있다.At this time, when the temperature distribution around the crucible is nonuniform, deterioration of the single crystal quality of the ingot occurs and, in severe cases, a defect occurs. That is, when any one of the fast growing during growth, the ingot may be polycrystalline, or the crucible and the ingot may be bonded to generate cracks of the ingot.
또한, 도가니 및 도가니 주위를 둘러싼 히터들 사이에 온도의 차이가 심한 경우, 열팽창 차이로 인해, 도가니 혹은 히터의 사용연수가 줄어든다는 단점이 있다. In addition, when the temperature difference between the crucible and the heaters surrounding the crucible is severe, due to the difference in thermal expansion, there is a disadvantage that the service life of the crucible or the heater is reduced.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 잉곳 성장기의 도가니 주위의 온도분포를 균일하게 하여, 양질의 잉곳을 성장시킬 수 있는 잉곳 성장기의 가열장치를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention have been made to solve the above problems, to uniform the temperature distribution around the crucible of the ingot growth machine, to provide a heating device of the ingot growth machine capable of growing a good ingot.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 원재료가 용융되어 있으며, 상기 원재료가 시드에 부착되어 성장되도록 상측이 개방된 도가니; 상기 도가니의 측면과 바닥면에 열을 공급하는 제 1 히터; 및 상기 제 1 히터에 전기를 공급하도록 상기 제 1 히터 및 상기 도가니의 상측에 설치된 제 1 전극;을 포함하며, 상기 제 1 히터는, 상기 도가니의 원주방향으로 복수개 배치되며, 양단이 상기 제 1 전극에 연결되고, 상기 도가니의 측면과 바닥면을 감싸도록 형성된 제 1 전열바; 및 상기 도가니의 측면에 설치된 복수개의 상기 제 1 전열바를 동시에 연결하여 지지하는 제 1 측면지지 스트립;를 포함하며, 상기 제 1 측면지지 스트립은 상기 도가니의 상측 측면에서 하측 측면보다 촘촘하게 설치된 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치를 제공한다.Embodiment of the present invention, in order to solve the above problems, the raw material is melted, the crucible of the upper side is open so that the raw material is attached to the seed and grown; A first heater supplying heat to side and bottom surfaces of the crucible; And a first electrode provided above the first heater and the crucible to supply electricity to the first heater, wherein the first heater is disposed in plural in the circumferential direction of the crucible, and both ends of the first heater are provided. A first heat transfer bar connected to an electrode and formed to surround side and bottom surfaces of the crucible; And a first side support strip for simultaneously connecting and supporting the plurality of first heat transfer bars installed on the side of the crucible, wherein the first side support strip is denser than the lower side at the upper side of the crucible. It provides a heating device of the ingot growth machine.
한편, 본 발명은 또 다른 목적을 위해 원재료가 용융되어 있으며, 상기 원재료가 시드에 부착되어 성장되도록 상측이 개방된 도가니; 상기 도가니의 측면과 바닥면에 열을 공급하는 제 1 히터; 상기 제 1 히터에 전기를 공급하도록 상기 제 1 히터 및 상기 도가니의 상측에 설치된 제 1 전극; 상기 도가니의 상측 측면을 감싸는 제 2 히터; 및 상기 제 2 히터에 전기를 공급하는 제 2 전극;을 포함하고, 상기 제 1 히터는, 상기 도가니의 원주방향으로 복수개 배치되며, 양단이 상기 제 1 전극에 연결되고, 상기 도가니의 측면과 바닥면을 감도록 형성된 제 1 전열바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치를 제공할 수 있다.On the other hand, the present invention is a raw material is melted for another purpose, the crucible of the upper side is open so that the raw material is attached to the seed and grown; A first heater supplying heat to side and bottom surfaces of the crucible; A first electrode provided above the first heater and the crucible to supply electricity to the first heater; A second heater surrounding an upper side of the crucible; And a second electrode for supplying electricity to the second heater, wherein the first heater is disposed in plural in the circumferential direction of the crucible, and both ends of the first heater are connected to the first electrode. It is possible to provide a heating device for an ingot growth machine comprising a; first heat transfer bar formed to wind the surface.
상기 제 2 히터는, 일단이 상기 제 2 전극에 연결되며, 상기 도가니의 측면을 바라보며 복수개 배치된 제 2 수직 전열바; 및 한쌍의 상기 제 2 수직 전열바의 타단에 양단이 연결된 제 2 수평 전열바;를 포함한다.The second heater may include: a second vertical heat transfer bar having one end connected to the second electrode and facing a side of the crucible; And a second horizontal heat transfer bar connected at both ends to the other end of the pair of second vertical heat transfer bars.
상기 도가니의 측면에 설치된 복수개의 상기 제 2 수직 전열바를 동시에 연결하여 지지하는 제 2 측면지지 스트립;을 더 포함하는 것이 바람직하다.A second side support strip for simultaneously connecting and supporting the plurality of second vertical heat transfer bar provided on the side of the crucible; preferably further comprises.
상기 제 1 전열바는, 일단이 상기 제 1 전극에 연결되며, 상기 도가니의 측면을 바라보며 복수개 배치된 제 1 수직 전열바; 및 한쌍의 상기 제 1 수직 전열바의 타단에 양단이 연결되며, 상기 도가니의 바닥면을 바라보며 설치된 제 1 수평 전열바;를 포함하는 것이 효과적이다.The first heat transfer bar may include: a first vertical heat transfer bar having one end connected to the first electrode and disposed to face a side of the crucible; And a first horizontal heat transfer bar connected to both ends of the pair of the first vertical heat transfer bars and facing the bottom surface of the crucible.
상기 제 1 수평 전열바는, 상기 도가니 바닥면의 중심을 기준으로 X축(상기 도가니의 바닥면의 중심에서 상기 바닥면 상의 일방향을 'X축' 이라 함) 및 Y축(상기 X축에 수직인 상기 바닥면 상의 타방향을 'Y축' 이라 함)에 대칭인 위치에 있는 한 쌍의 제 1 수직 전열바를 연결하는 것이 바람직하다.The first horizontal heat transfer bar has an X axis (one direction on the bottom surface at the center of the bottom surface of the crucible is referred to as an 'X axis') and a Y axis (perpendicular to the X axis). It is preferable to connect a pair of first vertical heat transfer bars in a position symmetrical to the other direction on the bottom surface (called 'Y axis').
상기 도가니의 바닥면을 지지하는 지지축 삽입공간을 확보하기 위해, 상기 제 1 수평 전열바 중 일부는 절곡되어 형성된다.In order to secure the support shaft insertion space for supporting the bottom surface of the crucible, some of the first horizontal heat transfer bar is bent.
한편, 상기 제 1 수평 전열바는, 상기 도가니 바닥면의 중심을 기준으로 X축(상기 도가니의 바닥면의 중심에서 상기 바닥면 상의 일방향을 'X축' 이라 함) 및 Y축(상기 X축에 수직인 상기 바닥면 상의 타방향을 'Y축' 이라 함)에 대칭인 위치에 있는 한 쌍의 제 1 수직 전열바를 연결하는 대칭 수평 전열바; 및 직선으로 연결 시, 상기 도가니 바닥면을 지지하는 지지축 삽입공과 간섭을 일으키는 간섭영역에 위치한 상기 제 1 수직 전열바와, 상기 간섭영역에 인접한 타 간섭영역에 위치한 상기 제 1 수직 전열바를 사선으로 연결하는 사선 수평 전열바;를 포함하여 구현될 수 있다.On the other hand, the first horizontal heat transfer bar, the X axis (one direction on the bottom surface in the center of the crucible bottom surface referred to as the 'X axis' and the Y axis (the X axis) A symmetrical horizontal heat transfer bar connecting the pair of first vertical heat transfer bars in a position symmetrical to another direction on the bottom surface perpendicular to the 'Y axis'; And connecting the first vertical heat transfer bar positioned in the interference region causing interference with the support shaft insertion hole supporting the bottom of the crucible and the first vertical heat transfer bar positioned in the other interference region adjacent to the interference region when connecting in a straight line. It may be implemented including a diagonal horizontal heat transfer bar.
상기 사선 수평 전열바는, 상기 대칭 수평 전열바와 간섭을 회피하기 위해, 상기 바닥면에서 멀이지는 방향으로 굽어져 형성되는 것이 바람직하다.The oblique horizontal heat transfer bar is preferably formed to be bent in a direction away from the bottom surface in order to avoid interference with the symmetric horizontal heat transfer bar.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.
먼저, 상기 제 1 측면지지 스트립이 상기 도가니의 상측 측면에서 하측 측면보다 촘촘하게 설치됨으로써, 상측에 촘촘하게 배치된 제 1 측면 지지스트립을 통해서 발열되는 열이 도가니의 바닥면에 인접한 위치만 온도가 높은 것을 어느 정도 완화시켜 준다는 장점이 있다.First, since the first side support strips are densely installed at the upper side of the crucible than the lower side, only the position where the heat generated through the first side support strips densely arranged at the upper side is close to the bottom surface of the crucible is high. This has some advantages.
또한, 제 2 히터로 인해서, 도가니 상측의 온도를 함께 높여 줄 수 있을 뿐만 아니라, 초기 구동시 온도를 급속히 올릴 수 있을 뿐만 아니라, 온도 제어를 별도로 할 수 있어, 단결정 잉곳의 성장을 보다 효율적으로 할 수 있다는 장점이 있다.In addition, due to the second heater, not only can the temperature of the upper side of the crucible be increased, but also the temperature can be rapidly increased during the initial driving, and the temperature can be controlled separately, so that the growth of the single crystal ingot can be made more efficient. There is an advantage that it can.
그리고, 제 1 전열바의 배치로 인해서, 공간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 열을 대칭적으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.In addition, due to the arrangement of the first heat transfer bar, not only space can be saved, but heat can also be symmetrically supplied.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 잉곳 성장기 가열장치가 설치된 잉곳 성장기의 도가니 설치부위의 단면도
도 2는 도 1의 제 1 히터의 사시도
도 3은 도 2의 제 1 전열바의 정면도
도 4는 도 1의 제 1 수평 전열바의 배치를 나타낸 평면도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 제 1 수평 전열바의 배치를 나타낸 평면도
도 6은 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도
도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 잉곳 성장기의 도가니 설치부위의 사시도
도 8은 도 7의 제 2 히터의 사시도1 is a cross-sectional view of the crucible installation portion of the ingot growth machine in which the ingot growth machine heating apparatus of the first embodiment of the present invention is installed;
FIG. 2 is a perspective view of the first heater of FIG. 1.
3 is a front view of the first heat transfer bar of FIG. 2.
4 is a plan view illustrating an arrangement of the first horizontal heat transfer bar of FIG. 1.
5 is a plan view showing the arrangement of the first horizontal heat transfer bar of the second embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view taken along the cutting line VI-VI of FIG. 5.
Figure 7 is a perspective view of the crucible installation portion of the ingot growth machine of the third embodiment of the present invention
8 is a perspective view of the second heater of FIG. 7;
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제 1 실시에의 잉곳 성장기 가열장치가 설치된 잉곳 성장기의 도가니 설치부위의 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view of a crucible mounting portion of an ingot growth machine in which an ingot growth machine heating device according to a first embodiment of the present invention is installed.
도 1에 도시된 바와 같이, 잉곳 성장기는, 원재료가 용융되어 담겨지는 도가니(100)와, 용융된 원재료(1)가 부착되어 성장되는 시드(2)를 일단에 고정하고 승하강하는 승강로드(3)와, 도가니(100)의 측면과 바닥면에 열을 공급하는 제 1 히터(200)와, 상기 제 1 히터(200)에 전기를 공급하도록 상기 제 1 히터(200) 및 상기 도가니(100)의 상측에 설치된 제 1 전극(300)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the ingot growth machine includes a
도가니(100)는 고온에서도 견딜 수 있는 금속 또는 세라믹 재질로 형성되며, 상측이 개방된 그릇형상으로 형성된다. 도가니(100)의 하측에는, 도가니(100)를 지지하기 위한 지지축(4)이 설치된다. The
도 2는 도 1의 제 1 히터를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating the first heater of FIG. 1.
제 1 히터(200)는 상기 도가니의 측면과 바닥면에 열을 공급할 수 있도록 도가니의 측면과 바닥면을 감싸도록 형성된다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 측면과 바닥면에 열을 충분히 공급할 수 있는 구성으로 변형 가능하다. 즉, 제 1 히터(200)는 상기 도가니(100)의 원주방향으로 복수개 배치되며, 양단이 상기 제 1 전극(300)에 연결되고, 상기 도가니의 측면과 바닥면을 감싸도록 형성된 제 1 전열바(210)와, 도가니(100)의 측면에 설치된 복수개의 상기 제 1 전열바(210)를 동시에 연결하여 지지하는 제 1 측면지지 스트립(220)을 포함한다.The
제 1 히터(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 도가니(100)의 양측면과 바닥면을 감싸도록 'U'자형으로 형성된 제 1 전열바(210)가 원주방향으로 복수개 배치되어 형성된다. 이때, 제 1 전열바(210)의 양단은 서로 극성이 다른 전극(300)에 연결된다.As shown in FIG. 3, the
상기 제 1 전열바(210)는, 일단이 상기 제 1 전극(300)에 연결되며, 상기 도가니(100)의 측면을 바라보며 복수개 배치된 제 1 수직 전열바(211)와, 한쌍의 상기 제 1 수직 전열바(211)의 타단에 양단이 연결되며, 상기 도가니의 바닥면을 바라보며 설치된 제 1 수평 전열바(212)를 포함한다. One end of the first
복수의 제 1 수평 전열바(212)는 지지축(4)이 지날 수 있는 공간이 있도록 배치가 되어야 한다.The plurality of first horizontal
도 4는 제 1 수평 전열바의 배치를 나타낸 배치도이다.4 is a layout view illustrating an arrangement of a first horizontal heat transfer bar.
먼저, 제 1 수평 전열바(212)가 지지축(4)의 중심에 대칭이되는 제 1 수직 전열바(211)를 연결하는 경우(방사상 형상), 중심부위에 너무나 많은 제 1 수평 전열바(121)가 중첩되어, 부피를 너무 증대시킨다는 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수평 전열바(212)는, 상기 도가니 바닥면의 중심을 기준으로 X축(상기 도가니의 바닥면의 중심에서 상기 바닥면 상의 일방향을 'X축' 이라 함) 및 Y축(상기 X축에 수직인 상기 바닥면 상의 타방향을 'Y축' 이라 함)에 대칭인 위치에 있는 한 쌍의 제 1 수직 전열바(211)를 연결하도록 배치된다.First, when the first horizontal
다만, 상기 도가니(100)의 바닥면을 지지하는 지지축 삽입공간(5)을 확보하기 위해, 상기 제 1 수평 전열바(212) 중 일부는 절곡되어 형성된다. 즉, 도 4에서 지지축 삽입공간(5)의 인근의 제 1 수평 전열바(212)가 굽어져 형성된다. However, in order to secure the support
도 4와 같이 제 1 수평 전열바(212)가 형성되는 경우, X축과 나란한 제 1 수평전열바(212a)와 Y축과 나란한 제 1 수평전열바(212b) 2층만으로도 제 1 수평 전열바(212)가 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 지지축 삽입공간(5)을 확보할 수 있다는 장점이 있다.When the first horizontal
또한, 제 1 수평 전열바(212)가 대칭이 되도록 배치가 되어, 온도분포가 균일하다는 장점이 있다. In addition, the first horizontal
다만, 도가니(100)의 바닥면에 제 1 수평 전열바(212)가 중복됨으로써, 온도가 도가니(100)의 바닥면에 인접한 부위는 높은 데 반해, 도가니(100)의 측면 상단으로 갈 수록 온도가 떨어진다는 문제점이 있다.However, since the first horizontal
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 도 2 및 도 3과 같이, 상기 제 1 측면지지 스트립(220))은 상기 도가니의 상측 측면에서 하측 측면보다 촘촘하게 설치되는 것이 바람직하다. 그 결과, 상측에 촘촘하게 배치된 제 1 측면 지지스트립(220)을 통해서 발열되는 열이 도가니의 바닥면에 인접한 위치만 온도가 높은 것을 어느 정도 완화시켜 준다는 장점이 있다.In order to solve such a problem, as shown in Figs. 2 and 3, the first
제 1 실시예의 제 1 수평 전열바(212)의 배치는 전술한 바와 같이, 공간을 절약한다는 장점과, 바닥에서 온도의 분포가 균일하다는 장점 등 많은 장점이 있으나, 꺽이는 부분이 많다는 단점이 있다. 본 발명은 매우 고온하에서 작동하므로, 제 1 수평 전열바(212)의 꺾이는 부분에서 응력이 집중되어 쉽게 손상이 된다는 단점이 있다. 따라서, 꺾이는 지점을 최소화하는 구조의 개발이 필요하다.As described above, the arrangement of the first horizontal
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 구조를 도시한 것으로서, 제 1 수평 전열바의 변형예를 도시한 개념도이다.5 is a conceptual view showing a modification of the first horizontal heat transfer bar, showing the structure of the second embodiment of the present invention.
제 2 실시예의 제 1 수평 전열바(1212)는, 상기 도가니 바닥면의 중심을 기준으로 X축(상기 도가니의 바닥면의 중심에서 상기 바닥면 상의 일방향을 'X축' 이라 함) 및 Y축(상기 X축에 수직인 상기 바닥면 상의 타방향을 'Y축' 이라 함)에 대칭인 위치에 있는 한 쌍의 제 1 수직 전열바(1211a)를 연결하는 대칭 수평 전열바(1212a)와, 직선으로 연결 시, 상기 도가니 바닥면을 지지하는 지지축 삽입공간(5)과 간섭을 일으키는 간섭영역(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)에 위치한 상기 제 1 수직 전열바(1211b)와, 상기 간섭영역에 인접한 타 간섭영역에 위치한 상기 제 1 수직 전열바를 사선으로 연결하는 사선 수평 전열바(1212b)를 포함한다.The first horizontal heat transfer bar 1212 of the second embodiment has an X axis (one direction on the bottom surface at the center of the bottom surface of the crucible as the 'X axis') and the Y axis based on the center of the crucible bottom surface. A symmetrical horizontal
자세히 살펴보면, 도 5에서 X축 및 Y축을 기준으로 서로 마주보고 대칭위치에 있는 제 1 수직 전열바(1211a, 1211b)를 연결한 경우, 지지축 삽입공간(5)과 간섭을 일으키는 영역을 간섭영역(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)이라 정의하며, 지지축 삽입공간(5)과 간섭을 일으키지 않는 영역을 비간섭영역(Ⅴ)이라 정의한다. 대칭 수평 전열바(1212a)는 비간섭영역(Ⅴ)에 위치한 한 쌍의 제 1 수직 전열바(1211a)를 X축 및 Y축과 대칭이 되도록 연결한 것을 말하며, 사선 수평 전열바(1212b)는 인접한 간섭영역에 위치한 제 1 수직 전열바(1211b)를 말한다. 도 5에서는 Ⅰ영역에 위치한 제 1 수직 전열바(1211b)와 Ⅱ영역에 위치한 제 1 수직 전열바(1212b)를 연결하며, Ⅲ영역에 위치한 제 1 수직 전열바(1211b)와 Ⅳ영역에 위치한 제 1 수직 전열바(1211b)를 연결한다.In detail, in FIG. 5, when the first vertical
이때, 상기 사선 수평 전열바(1212b)는, 상기 대칭 수평 전열바(1212a)와 간섭을 회피하기 위해, 상기 바닥면에서 멀이지는 방향으로 굽어져 형성된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 사선 수평전열바(1212b)가 대칭 수평 전열바(1212a)의 하측에 위치하도록 하여 서로의 간섭을 방지한다.At this time, the oblique horizontal
상기와 같이, 제 2 실시예의 제 1 수평전열바의 배치는 꺾이는 부분을 최소화하면서, 지지축 삽입공간(5)을 확보할 수 있도록 한다. 특히, 수평 전열바(1212a)의 하측에 사선 수평전열바(1212b)를 위치하도록 함으로써, 각각의 제 1 수직전열바 및 수평전열바의 길이의 균형을 맞출 수 있다는 장점도 있다. 즉, 사선 수평전열바(1212b)의 길이가 수평 전열바(1212a)의 길이 보다 짧아서, 제 1 수직 전열바와 함께 연결된 저항값에 차이가 크게 날 수 있으나, 아래쪽에 위치하도록 함으로써, 제 1 수직전열바의 길이의 총합이 비슷하도록 하는 장점도 있다.As described above, the arrangement of the first horizontal heat transfer bar of the second embodiment enables the support
도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 가열장치를 도시한 개념도이다.7 is a conceptual diagram showing a heating apparatus of a third embodiment of the present invention.
제 1 실시예의 경우, 제 1 측면 지지 스트립의 분포를 다르게 하여, 도가니 상하의 온도 분포를 균일하게 하였다. 그러나, 전열바의 용량에 의해 온도를 높이기 위해서 투입할 수 있는 전류의 양은 한계가 있어, 온도를 점진적으로 올려야 하므로, 작업시간이 많이 소요된다는 단점이 있을 뿐만 아니라, 단결정 성장 시, 상측의 온도가 너무 높은 경우에도 성장이 적절히 되지 않는다는 단점도 있다.In the case of the first embodiment, the temperature distribution above and below the crucible was made uniform by varying the distribution of the first side support strips. However, due to the capacity of the heat transfer bar, the amount of current that can be input to increase the temperature is limited, and the temperature must be raised gradually, which not only has a disadvantage in that it takes a lot of work time. There is a disadvantage that growth is not appropriate even if it is too high.
제 3 실시예는 이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 원재료가 용융되어 있으며, 상기 원재료가 시드에 부착되어 성장되도록 상측이 개방된 도가니(100)와, 상기 도가니(100)의 측면과 바닥면을 감싸는 제 1 히터(200)와, 상기 제 1 히터(200)에 전기를 공급하도록 상기 도가니 및 상기 도가니의 상측에 설치된 제 1 전극(300)과, 도가니(100)의 상측 측면을 감싸는 제 2 히터(400)와, 상기 제 2 히터(400)에 전기를 공급하는 제 2 전극(500)을 포함한다.In order to solve such a problem, the third embodiment has a
제 1 실시예와는 제 2 히터(400) 및 제 2 전극(500)에 차이가 있으며, 나머지 구성은 동일하므로, 제 2 히터(400) 및 제 2 전극(500)에 대해서만 자세히 상술한다.Since the
도 8은 도 7의 제 2 히터의 구조를 도시한 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view illustrating a structure of the second heater of FIG. 7.
상기 제 2 히터(400)는, 일단이 상기 제 2 전극(500)에 연결되며, 상기 도가니의 측면을 바라보며 복수개 배치된 제 2 수직 전열바(410)와, 한쌍의 상기 제 2 수직 전열바(410)의 타단에 양단이 연결된 제 2 수평 전열바(420)와, 상기 도가니의 측면에 설치된 복수개의 상기 제 2 수직 전열바(410)를 동시에 연결하여 지지하는 제 2 측면지지 스트립(430)를 포함한다.One end of the
제 2 전극(500)은 제 1 전극(300)과 별도의 전원으로 연결되어, 제 2 히터(400)에 공급되는 전원을 제 1히터(200)와 별도로 구동할 수 있다. 제 2 측면지지 스트립(430)은 전열성 재질로 형성되어, 제 2 전극(500)를 구조적으로 보강하여 줄 뿐만 아니라, 열을 분산시켜 주는 역할도 한다.The
상기와 같이, 제 1 히터(200)와 별도의 전원으로 연결되는 제 2 히터(400)를 도가니(100)의 상측 측면에 구비함으로써, 초기 구동시 온도를 급속히 올릴 수 있을 뿐만 아니라, 온도 제어를 별도로 할 수 있어, 단결정 잉곳의 성장을 보다 효율적으로 할 수 있다.As described above, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
100: 도가니 200: 제 1 히터
300: 제 1 전극 210: 제 1 전열바
220: 제 1 측면지지 스트립 400: 제 2 히터
500: 제 2 전극 410: 제 2 수직 전열바
420: 제 2 수평 전열바 430: 제 2 측면지지 스트립
211: 제 1 수직 전열바 212: 제 1 수평 전열바
1212a: 대칭 수평 전열바 1212b: 사선 수평 전열바100: crucible 200: first heater
300: first electrode 210: first heat transfer bar
220: first side support strip 400: second heater
500: second electrode 410: second vertical heat transfer bar
420: second horizontal heat transfer bar 430: second side support strip
211: first vertical heat transfer bar 212: first horizontal heat transfer bar
1212a: symmetric horizontal
Claims (9)
상기 도가니의 측면과 바닥면에 열을 공급하는 제 1 히터; 및
상기 제 1 히터에 전기를 공급하도록 상기 제 1 히터 및 상기 도가니의 상측에 설치된 제 1 전극;
을 포함하고,
상기 제 1 히터는,
상기 도가니의 원주방향으로 복수개 배치되며, 양단이 상기 제 1 전극에 연결되고, 상기 도가니의 측면과 바닥면을 감싸도록 형성된 제 1 전열바; 및
상기 도가니의 측면에 설치된 복수개의 상기 제 1 전열바를 동시에 연결하여 지지하는 제 1 측면지지 스트립;
를 포함하고,
상기 제 1 측면지지 스트립은 상기 도가니의 상측 측면에서 하측 측면보다 촘촘하게 설치된 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
A crucible in which the raw material is melted and the upper side is opened so that the raw material is attached to the seed and grown;
A first heater supplying heat to side and bottom surfaces of the crucible; And
A first electrode provided above the first heater and the crucible to supply electricity to the first heater;
/ RTI >
The first heater,
A plurality of first heat transfer bars disposed in the circumferential direction of the crucible and connected to both ends of the crucible, and configured to surround side and bottom surfaces of the crucible; And
A first side support strip for simultaneously connecting and supporting the plurality of first heat transfer bars installed on the side of the crucible;
Including,
The first side support strip is the heating device of the ingot growth machine, characterized in that more densely installed than the lower side on the upper side of the crucible.
상기 도가니의 측면과 바닥면에 열을 공급하는 제 1 히터;
상기 제 1 히터에 전기를 공급하도록 상기 제 1 히터 및 상기 도가니의 상측에 설치된 제 1 전극;
상기 도가니의 상측 측면을 감싸는 제 2 히터; 및
상기 제 2 히터에 전기를 공급하는 제 2 전극;
을 포함하고,
상기 제 1 히터는,
상기 도가니의 원주방향으로 복수개 배치되며, 적어도 일단이 상기 제 1 전극에 연결되고, 상기 도가니의 측면과 바닥면에 열을 공급하는 제 1 전열바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
A crucible in which the raw material is melted and the upper side is opened so that the raw material is attached to the seed and grown;
A first heater supplying heat to side and bottom surfaces of the crucible;
A first electrode provided above the first heater and the crucible to supply electricity to the first heater;
A second heater surrounding an upper side of the crucible; And
A second electrode supplying electricity to the second heater;
/ RTI >
The first heater,
A plurality of first heat transfer bars disposed in a circumferential direction of the crucible, at least one end of which is connected to the first electrode, and supplies heat to side and bottom surfaces of the crucible; .
상기 제 2 히터는,
일단이 상기 제 2 전극에 연결되며, 상기 도가니의 측면을 바라보며 복수개 배치된 제 2 수직 전열바; 및
한쌍의 상기 제 2 수직 전열바의 타단에 양단이 연결된 제 2 수평 전열바;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
3. The method of claim 2,
The second heater,
A second vertical heat transfer bar having one end connected to the second electrode and disposed to face a side of the crucible; And
A second horizontal heat transfer bar connected at both ends to a second end of the pair of second vertical heat transfer bars;
Heating apparatus of the ingot growth machine comprising a.
상기 도가니의 측면에 설치된 복수개의 상기 제 2 수직 전열바를 동시에 연결하여 지지하는 제 2 측면지지 스트립;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
The method of claim 3, wherein
A second side support strip for simultaneously connecting and supporting the plurality of second vertical heat transfer bars installed on the side of the crucible;
Ingot growth apparatus for heating apparatus further comprises a.
상기 제 1 전열바는,
일단이 상기 제 1 전극에 연결되며, 상기 도가니의 측면을 바라보며 복수개 배치된 제 1 수직 전열바; 및
한쌍의 상기 제 1 수직 전열바의 타단에 양단이 연결되며, 상기 도가니의 바닥면을 바라보며 설치된 제 1 수평 전열바;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The first heat transfer bar,
A first vertical heat transfer bar, one end of which is connected to the first electrode and disposed to face a side of the crucible; And
A first horizontal heat transfer bar having both ends connected to the other ends of the pair of first vertical heat transfer bars and installed to face the bottom of the crucible;
Heating apparatus of the ingot growth machine comprising a.
상기 제 1 수평 전열바는, 상기 도가니 바닥면의 중심을 기준으로 X축(상기 도가니의 바닥면의 중심에서 상기 바닥면 상의 일방향을 'X축' 이라 함) 및 Y축(상기 X축에 수직인 상기 바닥면 상의 타방향을 'Y축' 이라 함)에 대칭인 위치에 있는 한 쌍의 제 1 수직 전열바를 연결하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
The method of claim 5, wherein
The first horizontal heat transfer bar has an X axis (one direction on the bottom surface at the center of the bottom surface of the crucible is referred to as an 'X axis') and a Y axis (perpendicular to the X axis). And a pair of first vertical heat transfer bars in a symmetrical position in the other direction on the bottom surface, referred to as a 'Y axis'.
상기 도가니의 바닥면을 지지하는 지지축 삽입공간을 확보하기 위해, 상기 제 1 수평 전열바 중 일부는 절곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
The method according to claim 6,
In order to secure the support shaft insertion space for supporting the bottom surface of the crucible, the heating device of the ingot growth machine, characterized in that some of the first horizontal heat transfer bar is formed bent.
상기 제 1 수평 전열바는,
상기 도가니 바닥면의 중심을 기준으로 X축(상기 도가니의 바닥면의 중심에서 상기 바닥면 상의 일방향을 'X축' 이라 함) 및 Y축(상기 X축에 수직인 상기 바닥면 상의 타방향을 'Y축' 이라 함)에 대칭인 위치에 있는 한 쌍의 제 1 수직 전열바를 연결하는 대칭 수평 전열바;
직선으로 연결 시, 상기 도가니 바닥면을 지지하는 지지축 삽입공과 간섭을 일으키는 간섭영역에 위치한 상기 제 1 수직 전열바와, 상기 간섭영역에 인접한 타 간섭영역에 위치한 상기 제 1 수직 전열바를 사선으로 연결하는 사선 수평 전열바;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
The method of claim 5, wherein
The first horizontal heat transfer bar,
X axis (one direction on the bottom surface is called 'X axis' at the center of the bottom surface of the crucible) and Y axis (the other direction on the bottom surface perpendicular to the X axis) A symmetrical horizontal heat transfer bar connecting the pair of first vertical heat transfer bars in a position symmetrical to the 'Y axis';
When connecting in a straight line, diagonally connecting the first vertical heat transfer bar located in the interference region causing interference with the support shaft insertion hole supporting the bottom of the crucible and the first vertical heat transfer bar located in the other interference region adjacent to the interference region in a diagonal line. Diagonal horizontal heat transfer bar;
Heating apparatus of the ingot growth machine comprising a.
상기 사선 수평 전열바는,
상기 대칭 수평 전열바와 간섭을 회피하기 위해, 상기 바닥면에서 멀이지는 방향으로 굽어져 형성된 것을 특징으로 하는 잉곳 성장기의 가열장치.
The method of claim 8,
The diagonal horizontal heat transfer bar,
In order to avoid interference with the symmetrical horizontal heat transfer bar, the heating apparatus of the ingot growth machine, characterized in that formed in the direction away from the bottom surface.
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CN104805498A (en) * | 2015-04-10 | 2015-07-29 | 兰州四联光电科技有限公司 | Interactive heating device for crystal growth |
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CN103060903B (en) * | 2012-12-28 | 2015-04-29 | 青海铸玛蓝宝石晶体有限公司 | A heating electrode for the production of sapphire crystal by using a KY method |
CN104805498A (en) * | 2015-04-10 | 2015-07-29 | 兰州四联光电科技有限公司 | Interactive heating device for crystal growth |
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