KR20130066975A - Single crystal growth apparatus and method - Google Patents

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KR20130066975A
KR20130066975A KR1020110133772A KR20110133772A KR20130066975A KR 20130066975 A KR20130066975 A KR 20130066975A KR 1020110133772 A KR1020110133772 A KR 1020110133772A KR 20110133772 A KR20110133772 A KR 20110133772A KR 20130066975 A KR20130066975 A KR 20130066975A
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crystal growth
seed
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KR1020110133772A
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이원재
양태경
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A device for single crystal growth and a method thereof are provided to easily control a temperature by forming tantalum foil on the inner surface of a crucible. CONSTITUTION: A crucible is charged with raw materials. A crucible cover(130) opens and closes the upper part of the crucible. The crucible cover forms a seed holder on one side thereof. A heating device(160) heats the crucible. Tantalum foil is formed on the inner surface of the crucible.

Description

단결정 성장 장치 및 방법{Single crystal growth apparatus and method}Single crystal growth apparatus and method

본 발명은 단결정 성장 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 결함이 적은 고품질의 단결정을 성장시킬 수 있는 단결정 성장 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a single crystal growth apparatus and method, and more particularly, to a single crystal growth apparatus and method capable of growing high quality single crystals with few defects.

대표적인 반도체 소자 재료로 사용된 실리콘(Si)이 물리적 한계를 보이게 됨에 따라, 차세대 반도체 소자 재료로서 SiC, GaN, AlN 및 ZnO 등의 광대역 반도체 재료가 각광을 받고 있다. 그런데, SiC는 GaN, AlN 및 ZnO에 비해 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특징을 가지고 있다. 또한, SiC는 4.6W/㎝℃ 정도의 우수한 열 전도도를 가지고 있으며, 직경 2인치 이상의 대구경 기판으로 생산 가능하다는 장점이 있다. 따라서, SiC는 GaN, AlN 및 ZnO 등에 비해 각광을 받고 있다. SiC는 성장 온도에 따라 여러 종류로 분류가 되는데, 대표적인 SiC로 6H-SiC 단결정은 LED 소자로 이용되고, 4H-SiC 단결정은 전력 소자에 이용되고 있다. 현재 친환경, 전력 손실 절감 차원에서 4H-SiC 단결정 기판을 제작하는 방법이 각광을 받고 있는 추세이다.As silicon (Si) used as a representative semiconductor device material shows physical limitations, broadband semiconductor materials such as SiC, GaN, AlN, and ZnO are in the spotlight as next-generation semiconductor device materials. However, SiC has superior thermal stability and excellent oxidation resistance compared to GaN, AlN, and ZnO. In addition, SiC has an excellent thermal conductivity of about 4.6W / ㎝ ℃, has the advantage that can be produced in a large diameter substrate of 2 inches or more in diameter. Therefore, SiC is in the spotlight compared with GaN, AlN, ZnO, etc. SiC is classified into various types according to the growth temperature. 6H-SiC single crystal is used as an LED device, and 4H-SiC single crystal is used for a power device. Currently, a method of manufacturing a 4H-SiC single crystal substrate is gaining popularity in view of environment friendliness and power loss reduction.

2인치 이상의 4H 또는 6H-SiC 기판을 제작하기 위해서는 4H 또는 6H-SiC 종자정을 종자정 홀더 상에 부착하고, SiC 분말이 장입된 도가니 상에 배치시킨다. 그리고, 유도 가열에 의해 도가니를 가열시켜 종자정 상에 4H 또는 6H-SiC 단결정을 성장시킨다. 한편, 한국공개특허 제2006-0095268호에는 이러한 도가니를 이용한 단결정 성장 방법이 제시되어 있다.To fabricate 2H or larger 4H or 6H-SiC substrates, 4H or 6H-SiC seed crystals are attached onto seed crystal holders and placed on a crucible loaded with SiC powder. The crucible is then heated by induction heating to grow 4H or 6H-SiC single crystals on seed crystals. On the other hand, Korean Patent Publication No. 2006-0095268 discloses a single crystal growth method using such a crucible.

그런데, 6H-SiC의 경우 4H-SiC보다 비교적 높은 온도대에서 단결정 성장을 하기가 비교적 쉽지만, 온도대가 비슷한 4H-SiC 단결정을 성장할 때에는 여러가지 SiC 다형의 혼입 등으로 결정 다형의 제어가 어렵다. 이러한 결정 다형의 혼입이 발생되면 결정 다형간의 계면이 발생하게 되고, 이 계면 주위에 여러가지 결함들이 많이 발생되어 추후 반도체 소자로 응용 시 악영향을 미친다.However, in the case of 6H-SiC, it is relatively easy to grow single crystals at a higher temperature range than 4H-SiC, but when growing 4H-SiC single crystals having similar temperature ranges, it is difficult to control the crystal polymorphism by incorporating various SiC polymorphs. When the mixing of the crystal polymorphs occurs, the interface between the crystal polymorphisms is generated, and various defects are generated around the interface, which adversely affects the application to semiconductor devices later.

또한, 도가니는 일반적으로 그라파이트 재질을 이용하며, 도가니가 가열되면 그라파이트로부터 탄소가 공급된다. 탄소는 SiC 단결정의 소오스 물질이지만, 그라파이트로부터 공급되는 탄소에 의해 SiC 단결정의 탄소 비율이 증가하게 되고, 이는 SiC 단결정의 불순물로 작용하게 된다. 따라서, SiC 단결정에 마이크로파이프(micropipe) 등의 결함을 생성시키게 된다.
In addition, the crucible generally uses a graphite material, and carbon is supplied from the graphite when the crucible is heated. Although carbon is a source material of SiC single crystal, the carbon ratio of SiC single crystal is increased by the carbon supplied from graphite, which acts as an impurity of SiC single crystal. Therefore, defects such as micropipes are generated in the SiC single crystal.

본 발명은 결함이 적은 SiC 단결정을 성장시킬 수 있는 단결정 성장 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a single crystal growth apparatus and method capable of growing a small defect SiC single crystal.

본 발명은 도가니의 온도 제어를 용이하게 하여 SiC 단결정을 보다 용이하게 성장시킬 수 있는 단결정 성장 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a single crystal growth apparatus and method that can facilitate the temperature control of a crucible to more easily grow SiC single crystals.

본 발명은 도가니로부터 공급되는 탄소를 차단하여 결함이 적은 SiC 단결정을 성장시킬 수 있는 단결정 성장 장치 및 방법을 제공한다.
The present invention provides a single crystal growth apparatus and method capable of growing a low defect SiC single crystal by blocking carbon supplied from the crucible.

본 발명의 실시 예들에 따른 단결정 성장 장치는 원료가 장입되는 도가니; 상기 도가니의 상부를 개폐하고 일면에 종자정 홀더가 형성된 도가니 덮개; 상기 도가니를 가열하는 가열 수단; 및 적어도 상기 도가니 내면에 형성된 탄탈륨 포일을 포함한다.Single crystal growth apparatus according to embodiments of the present invention is a crucible in which the raw material is charged; A crucible cover which opens and closes the top of the crucible and has a seed crystal holder formed on one surface thereof; Heating means for heating the crucible; And tantalum foil formed on at least an inner surface of the crucible.

상기 도가니의 내측 상부에 삽입되며 상기 도가니의 내측 중심 방향으로 돌출부가 형성된 가이드 링을 더 포함한다.It further includes a guide ring inserted into the inner upper portion of the crucible and a protrusion formed in the inner center direction of the crucible.

상기 탄탈륨 포일은 상기 도가니 내면, 상기 도가니 덮개의 일면 및 상기 가이드 링 상에 형성된다.The tantalum foil is formed on the inner surface of the crucible, one surface of the crucible cover and the guide ring.

상기 탄탈륨 포일은 상기 도가니 외면을 감싸도록 형성된다.The tantalum foil is formed to surround the outer surface of the crucible.

상기 탄탈륨 포일과 상기 도가니 내면, 도가니 덮개의 일면 및 가이드 링 사이에 형성된 코팅층을 더 포함한다.Further comprising a coating layer formed between the tantalum foil and the inner surface of the crucible, one surface of the crucible cover and the guide ring.

상기 코팅층은 상기 원료 물질의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 형성되며, 실리콘카바이드, 금속 탄화물 및 금속 질화물의 적어도 어느 하나로 형성된다.The coating layer is formed of a material having a melting point higher than the sublimation temperature of the raw material, and formed of at least one of silicon carbide, metal carbide, and metal nitride.

상기 금속 탄화물은 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V의 하나 또는 적어도 둘 이상의 혼합물과 탄소가 이루는 탄화물로 형성되고, 상기 금속 질화물은 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V의 하나 또는 적어도 둘 이상의 물질과 질소가 이루는 질화물로 형성된다.
The metal carbide is formed of a carbide formed of carbon with one or at least two or more mixtures of Ta, Hf, Nb, Zr, W, and V, and the metal nitride is one or at least one of Ta, Hf, Nb, Zr, W, and V. It is formed from a nitride consisting of two or more substances and nitrogen.

본 발명의 실시 예들에 따른 단결정 성장 방법은 도가니의 내면에 탄탈륨 포일이 형성된 성장 장치를 마련하는 단계; 종자정을 종자정 홀더 상면에 부착하는 단계; 상기 종자정 홀더를 상기 도가니 내에 인입하는 단계; 및 상기 도가니 내에 원료 물질을 장입한 후 승화시켜 상기 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단계를 포함한다.Single crystal growth method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing a growth device in which the tantalum foil is formed on the inner surface of the crucible; Attaching the seed crystals to the seed crystal holder top surface; Introducing the seed crystal holder into the crucible; And subliming the raw material into the crucible to grow a single crystal on the seed crystal.

상기 종자정은 4H-SiC이고, 상기 종자정 홀더 상에 상기 종자정을 (000-1)면으로 부착한다.The seed crystal is 4H-SiC, and the seed crystal is attached to the seed crystal holder in the (000-1) plane.

상기 단결정은 4H-SiC 단결정이다.
The single crystal is a 4H-SiC single crystal.

본 발명의 실시 예들은 적어도 도가니의 내면에 탄탈륨 포일을 형성한다. 또한, 도가니의 내면에 코팅층을 형성한 후 탄탈륨 포일을 형성할 수도 있다. 이때, 코팅층은 단결정이 성장되는 온도에서 단결정을 구성하는 물질에 대해 화학적으로 불활성인 물질을 이용하여 형성한다.Embodiments of the present invention form a tantalum foil at least on the inner surface of the crucible. In addition, a tantalum foil may be formed after the coating layer is formed on the inner surface of the crucible. In this case, the coating layer is formed using a material that is chemically inert to the material constituting the single crystal at the temperature at which the single crystal is grown.

이렇게 도가니 내면에 탄탈륨 포일을 형성함으로써 도가니의 온도 제어를 종래보다 더욱 용이하게 할 수 있다. 따라서, 4H-SiC 단결정을 보다 용이하게 성장시킬 수 있고, 결정 성장 시 결정 다형의 혼입을 조절할 수 있어 결함 발생을 줄일 수 있다.By forming tantalum foil on the inner surface of the crucible as described above, temperature control of the crucible can be made easier than before. Therefore, 4H-SiC single crystals can be grown more easily, and the incorporation of crystal polymorphs during crystal growth can be controlled to reduce the occurrence of defects.

또한, 도가니를 단결정 성장 온도로 가열할 때 도가니로부터 공급되는 탄소를 차단할 수 있다. 따라서, 탄소의 과다 공급에 의한 단결정의 결함 발생을 방지할 수 있고, 그에 따라 종래보다 우수한 단결정을 성장시킬 수 있다.
In addition, the carbon supplied from the crucible can be cut off when the crucible is heated to a single crystal growth temperature. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of defects in the single crystal due to the excessive supply of carbon, and thereby to grow a single crystal superior to the conventional one.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단결정 성장 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단결정 성장 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단결정 성장 방법의 공정 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 성장된 단결정의 XRD 그래프.
도 5는 종래 방법으로 성장된 단결정과 본 발명의 일 실시 예에 따라 성장된 단결정의 비교 사진.1 is a schematic diagram of a single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a single crystal growth apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 is a process flow diagram of a single crystal growth method according to an embodiment of the present invention.
4 is an XRD graph of single crystals grown according to one embodiment of the present invention.
5 is a comparison photo of single crystals grown by a conventional method and single crystals grown according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단결정 성장 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a single crystal growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 단결정 성장 장치는 원료 물질이 장입되는 도가니(110)와, 상하 관통된 형상으로 도가니(110)의 내측 상부에 삽입되며 도가니(110)의 내측 중심 방향으로 돌출부(122)가 형성된 가이드 링(120)과, 도가니(110)의 개방된 상부를 개폐하고 하단면에 종자정 홀더(132)가 마련되는 도가니 덮개(130)와, 도가니(110)의 외주면을 감싸는 단열재(140) 및 석영관(150)과, 석영관(150) 외부에 마련되어 도가니(110)를 가열하기 위한 가열 수단(160)과, 적어도 도가니(110)의 내면에 마련된 탄탈륨 포일(170)을 포함한다. 한편, 도가니(110)와 석영관(150) 사이, 도가니(110)의 하부 및 도가니 덮개(130)의 상부에 구비되는 그라파이트 펠트(graphite felt)(미도시)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the single crystal growth apparatus has a crucible 110 into which a raw material is charged, and is inserted into an upper portion of the crucible 110 in a vertically penetrating shape, and a protrusion 122 is formed in the inner center direction of the crucible 110. The guide ring 120 formed, the crucible cover 130 to open and close the open upper portion of the crucible 110 and the seed crystal holder 132 is provided on the bottom surface, and the heat insulating material 140 surrounding the outer peripheral surface of the crucible 110 And a quartz tube 150, a heating means 160 provided outside the quartz tube 150 for heating the crucible 110, and at least a tantalum foil 170 provided on an inner surface of the crucible 110. Meanwhile, a graphite felt (not shown) may be further provided between the crucible 110 and the quartz tube 150, provided at a lower portion of the crucible 110 and an upper portion of the crucible cover 130.

도가니(110)는 소정의 공간이 마련되어 원료 물질(P)이 장입되고, 원료 물질(P)을 승화시킨다. 이러한 도가니(110)는 상단이 개방되고, 하단이 측벽과 일체인 원통형으로 제작될 수 있다. 물론, 도가니(110)는 상단 및 하단이 모두 개방된 관 형상으로 제작된 후 별도의 덮개를 이용하여 하단을 밀폐시킬 수도 있다. 또한, 도가니(110)는 수평 단면이 원형으로 제작할 수 있고, 다각형, 타원형 등 다양한 형태의 수평 단면을 갖도록 제작할 수도 있다. 한편, 도가니(110) 내에 장입되는 원료 물질은 단결정 원료로서 예를 들어 실리콘카바이드(SiC) 분말 등을 포함할 수 있다. 단결정 원료는 미세한 반도체 불순물인 도펀트가 포함될 수 있다. 또한, 도가니(110)는 원료 물질(P), 예를 들어 실리콘카바이드의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질, 예를 들어 그라파이트로 제작될 수 있다.The crucible 110 is provided with a predetermined space so that the raw material P is charged, and the raw material P is sublimated. The crucible 110 is open at the top, the bottom may be manufactured in a cylindrical shape integral with the side wall. Of course, the crucible 110 may be manufactured in a tubular shape in which both top and bottom ends are opened, and then seal the bottom using a separate cover. In addition, the crucible 110 may be manufactured to have a horizontal cross section in a circular shape, and may have a horizontal cross section of various shapes such as polygons and ellipses. Meanwhile, the raw material loaded into the crucible 110 may include, for example, silicon carbide (SiC) powder as a single crystal raw material. The single crystal raw material may include a dopant which is a fine semiconductor impurity. In addition, the crucible 110 may be made of a raw material (P), for example, a material having a melting point above the sublimation temperature of silicon carbide, for example, graphite.

가이드 링(120)과 그 내주면에 형성된 돌출부(122)는 도가니(110)와 동일 재질, 예를 들어 그라파이트로 이루어지며, 가이드 링(120)은 몸체의 외주면이 도가니(110)의 내주면과 밀접하게 접하여 도가니(110)의 내측 상부로 삽입된다. 이를 위해 도가니(110)의 내주면 상부에는 가이드 링(120) 몸체의 수직 길이만큼 환형의 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 가이드 링(120)의 형상은 도가니(110)의 내부 형상에 따라 결정이 되며, 예를 들어 원통형의 도가니(110)에 삽입될 수 있도록 가이드 링(120) 역시 상하 관통된 원통형으로 제작된다. 이러한 가이드 링(120)의 내주면에는 승화된 원료 물질(P)을 종자정으로 집속시켜 단결정의 성장률을 강화시키며, 다결정의 단결정으로의 침입 또는 확장을 방지하는 돌출부(122)가 형성된다. 돌출부(122)는 가이드 링(120)의 내주면을 따라 환형으로 돌출되는데, 돌출부(122)의 상부면은 종자정의 하부면과 평행하고, 돌출부(122)의 하부는 하측 방향으로 갈수록 가이드 링(120)의 내부 직경이 커지는 테이퍼(taper) 형상을 갖는다. 즉, 돌출부(122)의 테이퍼 형상에 의해서 승화된 원료 분말, 예를 들어 실리콘카바이드 분말의 진행 경로를 좁게 하여 실리콘카바이드 가스를 종자정의 하부로 집속시킬 수 있다. 또한, 종자정으로의 집속을 보다 효과적으로 실시하기 위하여 돌출부(122)의 상부면에 의해 형성된 개방된 공간의 직경은 종자정 하부면의 직경보다 작게 형성된다. 돌출부(122)의 상부면과, 이격된 종자정의 외측 부분 및 하측 일부분이 형성하는 공간은 실리콘카바이드 다결정이 성장하는 영역이다. 승화된 실리콘카바이드 가스가 동일한 재질, 즉 실리콘카바이드 재질의 종자정에서는 단결정으로 성장하고, 이질의 도가니(110) 내부면 및 가이드 링(120) 면상에서는 다결정으로 성장한다. 돌출부(122)의 상부면과 종자정의 하부면 사이의 이격 거리는 도가니(110)의 크기, 실리콘카바이드의 성장 속도, 성장량 등에 따라서 그 크기가 결정된다. 이격 거리의 미세한 조절에 의해서 단결정 영역으로의 다결정의 확장을 조절할 수 있다. 돌출부(122) 하부의 테이퍼 형상의 기울기는 지면에 대해 수직 방향인 도가니(110)의 내주면으로부터 45°∼50°범위의 기울기로 기울어진 형상을 갖는다. 이와 같이, 가이드 링(120) 내측에 수직 방향으로 상부면이 지면에 평행하고 하부면이 테이퍼진 삼각 단면을 갖는 돌출부(122)를 형성함으로써 테이퍼진 하부면에 의해서 승화된 실리콘카바이드를 종자정으로 집속시켜 단결정 성장률이 향상된다. 또한, 가이드 링(120)의 중심 방향으로 뾰족한 형상의 단면을 가지며, 도가니(110)와 동일한 재질로 일정한 부피를 갖는 돌출부(122)를 형성함으로써 가이드 링(120)의 열적 효과를 향상시킨다. 즉, 수직 방향으로 삼각 단면을 갖는 돌출부(122)를 가이드 링(120)에 형성함으로써 고주파 유도 가열에 의한 발열 및 도가니(110)로부터의 전도열, 복사열 등에 의하여 돌출부(122)의 온도를 돌출부(122)를 형성하기 전보다 상대적으로 높여준다. 따라서, 돌출부(122)의 하부로 접근하는 승화된 실리콘카바이드 가스의 온도를 높여 돌출부(122)의 하부 영역에 다결정이 성장하는 것을 방지한다.The guide ring 120 and the protrusion 122 formed on the inner circumferential surface thereof are made of the same material as the crucible 110, for example, graphite, and the guide ring 120 has an outer circumferential surface of the body closely with the inner circumferential surface of the crucible 110. It is in contact with the inner top of the crucible 110 is inserted. To this end, an annular groove (not shown) may be formed on the inner circumferential surface of the crucible 110 by the vertical length of the body of the guide ring 120. The shape of the guide ring 120 is determined according to the internal shape of the crucible 110, and for example, the guide ring 120 is also manufactured to have a cylindrical shape that is vertically penetrated so that the guide ring 120 can be inserted into the cylindrical crucible 110. The inner circumferential surface of the guide ring 120 focuses the sublimed raw material P into seed crystals to enhance the growth rate of the single crystal, and a protrusion 122 is formed to prevent the infiltration or expansion of the polycrystal into the single crystal. The protrusion 122 protrudes annularly along the inner circumferential surface of the guide ring 120. The upper surface of the protrusion 122 is parallel to the lower surface of the seed crystal, and the lower portion of the protrusion 122 moves downward toward the lower side of the guide ring 120. ) Has a taper shape in which the inner diameter of the tube becomes large. That is, the progress path of the raw material powder sublimated by the tapered shape of the protrusion 122, for example, the silicon carbide powder, can be narrowed to focus the silicon carbide gas to the lower part of the seed crystal. In addition, the diameter of the open space formed by the upper surface of the protrusion 122 is formed smaller than the diameter of the seed crystal lower surface in order to more effectively focus on the seed crystal. The upper surface of the protrusion 122 and the space formed by the outer and lower portions of the spaced seed crystal are regions in which silicon carbide polycrystals grow. The sublimed silicon carbide gas grows into a single crystal in the seed material of the same material, that is, silicon carbide material, and grows into a polycrystal on the inner surface of the heterogeneous crucible 110 and the guide ring 120. The separation distance between the upper surface of the protrusion 122 and the lower surface of the seed crystal is determined according to the size of the crucible 110, the growth rate of silicon carbide, the growth amount, and the like. By fine adjustment of the separation distance, the expansion of the polycrystal to the single crystal region can be controlled. The tapered shape of the lower portion of the protrusion 122 has a shape inclined at an inclination in the range of 45 ° to 50 ° from the inner circumferential surface of the crucible 110 which is perpendicular to the ground. As such, the silicon carbide sublimated by the tapered lower surface is seeded by forming the protrusion 122 having a triangular cross section in which the upper surface is parallel to the ground and the lower surface is tapered in the vertical direction inside the guide ring 120. By focusing, single crystal growth rate is improved. In addition, the thermal effect of the guide ring 120 is improved by forming a protrusion 122 having a pointed shape in the center direction of the guide ring 120 and having a constant volume of the same material as the crucible 110. That is, by forming a protrusion 122 having a triangular cross section in the vertical direction in the guide ring 120, the temperature of the protrusion 122 is increased by heat generated by high frequency induction heating and conduction heat and radiant heat from the crucible 110. ) To a relatively higher level than before. Accordingly, the temperature of the sublimed silicon carbide gas approaching the lower portion of the protrusion 122 is increased to prevent the polycrystal from growing in the lower region of the protrusion 122.

도가니 덮개(130)은 개방된 도가니(110) 상부를 폐쇄하며, 도가니(110)와 동일한 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어 도가니 덮개(130)는 그라파이트 재질로 제작될 수 있다. 또한, 도가니 덮개(130)는 다공성의 그라파이트 또는 얇은 그라파이트판에 다량의 구멍을 뚫어 제작할 수도 있다. 또한, 도가니 덮개(130)의 일면, 즉 도가니(110)에 삽입되는 면에는 종자정 홀더(132)가 부착된다. 종자정 홀더(132)은 종자정을 지지하여 종자정에 단결정이 성장되도록 한다. 한편, 도가니 덮개(130)와 도가니(110) 사이에는 원료 물질(P)을 도가니(110) 내에 투입하기 위한 적어도 하나의 투입구(미도시)가 마련될 수 있다. 그러나, 투입구가 마련되지 않고 도가니 덮개(130)를 개방하여 원료 물질(P)을 도가니(110) 내에 투입할 수도 있다.The crucible cover 130 closes the open top of the crucible 110 and may be made of the same material as the crucible 110. For example, the crucible cover 130 may be made of graphite material. In addition, the crucible cover 130 may be produced by drilling a large amount of holes in the porous graphite or thin graphite plate. In addition, the seed crystal holder 132 is attached to one surface of the crucible cover 130, that is, the surface inserted into the crucible 110. The seed crystal holder 132 supports the seed crystal so that single crystals grow on the seed crystal. Meanwhile, at least one inlet (not shown) may be provided between the crucible cover 130 and the crucible 110 to inject the raw material P into the crucible 110. However, the crucible cover 130 may be opened without the introduction hole, and the raw material P may be introduced into the crucible 110.

단열재(140) 및 석영관(150)는 도가니(110) 외부에 마련되며, 도가니(110)의 온도를 소정 온도를 유지하도록 하는데, 예를 들어 원료 물질(P)이 용융 상태를 유지할 수 있을 정도의 온도를 유지하도록 한다. 단열재(140)는 그라파이트 섬유를 압착시켜 일정 두께의 관상 원통형으로 제작된 그라파이트 펠트를 이용할 수 있다. 또한, 단열재(140)는 복수의 층으로 형성되어 도가니(110)를 둘러쌀 수도 있다.The heat insulating material 140 and the quartz tube 150 are provided outside the crucible 110 to maintain the temperature of the crucible 110 at a predetermined temperature, for example, to the extent that the raw material P can maintain a molten state. Keep the temperature at The heat insulator 140 may compress graphite fibers to use graphite felt made of a tubular cylinder having a predetermined thickness. In addition, the heat insulating material 140 may be formed of a plurality of layers to surround the crucible 110.

가열 수단(160)은 석영관(150) 외부에 마련되며, 예를 들어 고주파 유도 코일을 이용할 수 있다. 고주파 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 도가니(110)를 가열하는데, 예를 들어 고주파 전류의 양을 조절하여 원료 물질(P)의 융점 이상으로 도가니(110)를 가열함으로써 원료 물질(P)이 용융되도록 한다.The heating means 160 is provided outside the quartz tube 150 and may use, for example, a high frequency induction coil. The crucible 110 is heated by flowing a high frequency current through a high frequency induction coil. For example, the raw material P is melted by controlling the amount of the high frequency current to heat the crucible 110 above the melting point of the raw material P. Be sure to

탄탈륨 포일(170)은 적어도 도가니(110) 내면에 형성된다. 탄탈륨 포일(170)은 도가니(110) 내면 뿐만 아니라 가이드 링(120)의 표면 및 도가니 덮개(130)의 내면에 형성될 수도 있다. 즉, 탄탈륨 포일(170)은 단결정이 성장되는 성장 장치 내측에 위치하며, 그라파이트 재질로 제작되는 도가니(110), 가이드 링(120) 및 도가니 덮개(130)의 내면에 형성될 있다. 또한, 탄탈륨 포일(170)은 도가니(110) 내면과 동시에 도가니(110) 외면을 감싸도록 형성될 수 있다. 이렇게 탄탈륨 포일(170)이 적어도 도가니(110) 내면에 형성됨으로써 원료 물질(P)의 승화 온도 이상으로 도가니(110)가 가열될 때 그라파이트로부터 발생되는 탄소가 단결정에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 그라파이트로부터 발생된 탄소가 불순물로 작용하여 단결정 내에 결함 등이 발생되어 단결정의 결정질을 저하시키는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 우수한 단결정을 성장시킬 수 있다. 또한, 탄탈륨 포일(170)은 도가니(110) 내부의 원료 물질(P)의 탄소(C)를 게터하는 역할을 한다. 따라서, 도가니(110) 내부의 실리콘(Si)종과 탄소(C)종의 비율을 조절하여 결정 다형 제어를 용이하게 한다. 그리고, 탄탈륨 포일(170)은 온도 제어가 그라파이트보다 비교적 쉬워 결정 다형 제어를 용이하게 한다.
Tantalum foil 170 is formed on at least an inner surface of the crucible 110. Tantalum foil 170 may be formed not only on the inner surface of the crucible 110 but also on the surface of the guide ring 120 and the inner surface of the crucible cover 130. That is, the tantalum foil 170 is positioned inside the growth device in which the single crystal is grown, and may be formed on the inner surfaces of the crucible 110, the guide ring 120, and the crucible cover 130 made of graphite material. In addition, the tantalum foil 170 may be formed to surround the outer surface of the crucible 110 at the same time as the inner surface of the crucible 110. The tantalum foil 170 is formed on at least the inner surface of the crucible 110 to prevent the carbon generated from the graphite from being supplied to the single crystal when the crucible 110 is heated above the sublimation temperature of the raw material P. Therefore, it is possible to prevent the carbon generated from the graphite from acting as an impurity to cause defects or the like in the single crystal and to lower the crystalline quality of the single crystal, thereby growing an excellent single crystal. In addition, the tantalum foil 170 serves to getter carbon C of the raw material P in the crucible 110. Therefore, by controlling the ratio of silicon (Si) species and carbon (C) species in the crucible 110, it is easy to control the crystal polymorphism. And, tantalum foil 170 is easier to control the crystal polymorphism than temperature is easier than graphite.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단결정 성장 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a single crystal growth apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 단결정 성장 장치는 원료 물질이 장입되는 도가니(110)와, 상하 관통된 형상으로 도가니(110)의 내측 상부에 삽입되며 도가니(110)의 내측 중심 방향으로 돌출부(122)가 형성된 가이드 링(120)과, 도가니(110)의 개방된 상부를 개폐하고 하단면에 종자정 홀더(132)가 마련되는 도가니 덮개(130)와, 도가니(110)의 외주면을 감싸는 단열재(140) 및 석영관(150)과, 석영관(150) 외부에 마련되어 도가니(110)를 가열하기 위한 가열 수단(160)과, 적어도 도가니(110)의 내면에 마련된 탄탈륨 포일(170)과, 도가니(110) 내면과 탄탈륨 포일(170) 사이에 형성된 코팅층(180)을 포함한다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예는 적어도 도가니(110) 내면에 코팅층(180)이 형성되고, 그 상면에 탄탈륨 포일(170)이 형성된다.Referring to FIG. 2, the single crystal growth apparatus includes a crucible 110 into which a raw material is charged, and a top and bottom penetrating shape inserted into an upper portion of the crucible 110 and a protrusion 122 in the inner center direction of the crucible 110. The guide ring 120 formed, the crucible cover 130 to open and close the open upper portion of the crucible 110 and the seed crystal holder 132 is provided on the bottom surface, and the heat insulating material 140 surrounding the outer peripheral surface of the crucible 110 And a quartz tube 150, a heating means 160 provided outside the quartz tube 150 to heat the crucible 110, at least a tantalum foil 170 provided on an inner surface of the crucible 110, and a crucible 110. ) And a coating layer 180 formed between the inner surface and the tantalum foil 170. That is, in another embodiment of the present invention, the coating layer 180 is formed on at least the inner surface of the crucible 110 and the tantalum foil 170 is formed on the upper surface thereof.

코팅층(180)은 적어도 도가니(110) 내면에 형성된다. 또한, 코팅층(180)은 도가니(110) 내면 뿐만 아니라 가이드 링(120)의 표면 및 도가니 덮개(130)의 내면에 형성될 수도 있다. 즉, 코팅층(180)은 단결정이 성장되는 성장 장치 내측에 위치하며, 그라파이트 재질로 제작되는 도가니(110), 가이드 링(120) 및 도가니 덮개(130)의 내면에 형성될 있다. 이러한 코팅층(180)은 단결정으로 성장되는 원료 물질(P), 예를 들어 실리콘카바이드의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 실리콘카바이드 단결정이 성장되는 온도에서 실리콘 및 수소에 대해 화학적으로 불활성인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 코팅층(180)은 실리콘카바이드로 형성될 수 있고, 금속 탄화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 탄화물은 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V의 하나 또는 적어도 둘 이상의 혼합물과 탄소가 이루는 탄화물로 형성될 수 있고, 금속 질화물은 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V의 하나 또는 적어도 둘 이상의 물질과 질소가 이루는 질화물로 형성될 수 있다. 또한, 코팅층(180)은 상기 물질을 이용한 단일층 또는 이중층 이상의 다층 구조로 형성될 수도 있다.The coating layer 180 is formed on at least the inner surface of the crucible 110. In addition, the coating layer 180 may be formed not only on the inner surface of the crucible 110 but also on the surface of the guide ring 120 and the inner surface of the crucible cover 130. That is, the coating layer 180 is located inside the growth apparatus in which the single crystal is grown, and may be formed on the inner surfaces of the crucible 110, the guide ring 120, and the crucible cover 130 made of graphite material. The coating layer 180 may be formed of a raw material P grown as a single crystal, for example, a material having a melting point higher than the sublimation temperature of silicon carbide. That is, it is preferable to use a material that is chemically inert to silicon and hydrogen at the temperature at which silicon carbide single crystal is grown. The coating layer 180 may be formed of silicon carbide, and may be formed of metal carbide or metal nitride. For example, the metal carbide may be formed of a carbide formed of carbon with one or at least two or more mixtures of Ta, Hf, Nb, Zr, W, V, and the metal nitride may be formed of Ta, Hf, Nb, Zr, W, V It may be formed of a nitride consisting of one or at least two or more substances and nitrogen. In addition, the coating layer 180 may be formed in a multi-layered structure of a single layer or a double layer or more using the material.

이렇게 코팅층(180)이 더 형성됨으로써 탄탈륨 포일(170)과 더불어 원료 물질(P)의 승화 온도 이상으로 도가니(110)가 가열될 때 그라파이트로부터 발생되는 탄소가 단결정에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 그라파이트로부터 발생된 탄소가 불순물로 작용하여 단결정 내에 결함 등이 발생되어 단결정의 결정질을 저하시키는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 우수한 단결정을 성장시킬 수 있다.
As the coating layer 180 is further formed, carbon generated from graphite may be prevented from being supplied to the single crystal when the crucible 110 is heated above the sublimation temperature of the raw material P together with the tantalum foil 170. Therefore, it is possible to prevent the carbon generated from the graphite from acting as an impurity to cause defects or the like in the single crystal and to lower the crystalline quality of the single crystal, thereby growing an excellent single crystal.

상기한 본 발명의 일 실시 예에 따른 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 방법을 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.The single crystal growth method using the single crystal growth apparatus according to the embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG. 3.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단결정 성장 방법은 적어도 도가니의 내면에 탄탈륨 포일이 형성된 성장 장치를 마련하는 단계(S110)와, 종자정을 마련하는 단계(S120)와, 종자정 홀더 상면에 종자정을 부착하는 단계(S130)와, 종자정 홀더를 도가니 내에 인입하고 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단계(S140)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the single crystal growth method according to an embodiment of the present invention includes providing a growth device in which tantalum foil is formed on at least an inner surface of the crucible (S110), preparing a seed crystal (S120), and seed. Attaching seed crystals to the upper surface of the crystal holder (S130); and inserting the seed crystal holder into the crucible and growing single crystals on the seed crystal (S140).

적어도 도가니의 내면에 탄탈륨 포일이 형성된 도가니를 마련한다(S110). 도 1을 이용하여 설명된 바와 같이 탄탈륨 포일은 도가니 내면 뿐만 아니라 가이드 링 상면 및 도가니 덮개의 일면 상에 형성될 수 있다. 또한, 탄탈륨 포일은 도가니 외면을 감싸도록 형성될 수도 있다.A crucible having tantalum foil formed on at least an inner surface of the crucible is provided (S110). As described with reference to FIG. 1, tantalum foil may be formed on the inner surface of the crucible as well as on the top surface of the guide ring and on one surface of the crucible cover. In addition, tantalum foil may be formed to surround the outer surface of the crucible.

4H 및 6H-SiC를 포함하는 종자정을 마련한다(S120). 종자정은 이에 한정되지 않고 3C-SiC, 15R-SiC 등을 포함하는 다양한 종류의 종자정을 마련할 수 있다. 또한, SiC 종자정 이외에 GaN, AlN, ZnO 등의 종자정을 마련할 수도 있다. 이때, 종자정으로 직경 2인치 이상 크기의 원 형상의 종자정을 이용할 수 있다.A seed crystal including 4H and 6H-SiC is prepared (S120). The seed crystal is not limited to this, and various kinds of seed crystals may be prepared including 3C-SiC, 15R-SiC, and the like. In addition to SiC seed crystals, seed crystals such as GaN, AlN, and ZnO may be provided. At this time, a seed crystal of a circular shape having a diameter of 2 inches or more may be used as the seed crystal.

종자정 홀더 상에 종자정을 부착한다(S130). 종자정 홀더는 도가니 덮개의 일 면, 즉 도가니 내측에 인입되는 면에 형성된다. 이때, 종자정 홀더 상에 종자정을 예를 들어 (000-1)면으로 부착한다. 또한, 종자정 홀더 상에 종자정을 부착하기 위해 슈가(sugar), 카본 페이스트 및 포토레지스트 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고 다양한 접착 물질을 이용하여 종자정 홀더의 상면에 종자정를 부착할 수도 있다.Attaching the seed crystal on the seed crystal holder (S130). The seed crystal holder is formed on one surface of the crucible cover, that is, the surface drawn inside the crucible. At this time, the seed crystal is attached to the seed crystal holder, for example, on the (000-1) plane. In addition, any one of sugar, carbon paste, and photoresist may be used to attach seed crystals onto the seed crystal holder. Of course, the seed crystal may be attached to the upper surface of the seed crystal holder using various adhesive materials.

종자정이 부착된 종자정 홀더를 단결정 성장 장치 내로 인입한 후 종자정 상에 단결정을 성장시킨다(S140). 이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 종자정 홀더가 일면에 부착된 도가니 덮개를 종자정 홀더가 도가니 내측에 위치하도록 하여 도가니를 밀폐시킨다. 그리고, 도가니의 내부에 단결정 원료, 예를 들어 실리콘카바이드 분말을 장입한다. 이후, 1300℃∼1500℃의 온도와 진공 압력으로 2 시간 내지 3시간 동안 가열하여 도가니에 포함된 불순물을 제거한다. 이어서, 불활성 가스, 예를 들어 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 도가니 내부 및 도가니와 단열재 사이에 남아있는 공기를 제거한다. 그리고, 압력을 대기압으로 높인 후 가열 수단을 이용하여 도가니를 2000℃∼2300℃의 온도로 가열한다. 여기서, 대기압을 유지하는 이유는 결정 성장 초기에 원하지 않는 결정 다형의 발생을 방지하기 위함이다. 즉, 먼저 대기압을 유지하며 단결정 원료를 성장 온도까지 승온시킨 후 성장 장치 내부를 20mbar∼60mbar으로 감압하여 성장 압력으로 유지시키면서 단결정 원료를 승화시켜 단결정을 성장시킨다. 이때, 도가니 내면에 코팅층이 형성되어 있으므로 도가니로부터 생성된 탄소 원자가 단결정에 포함되지 않게 된다. 따라서, 종래보다 우수한 결정을 갖는 단결정이 성장될 수 있다.
After the seed crystal holder with the seed crystal attached is introduced into the single crystal growth apparatus, the single crystal is grown on the seed crystal (S140). This will be described in more detail as follows. First, the crucible lid having the seed crystal holder attached to one surface thereof is sealed so that the seed crystal holder is positioned inside the crucible. Then, a single crystal raw material such as silicon carbide powder is charged into the crucible. Thereafter, the substrate is heated at a temperature of 1300 ° C to 1500 ° C and a vacuum pressure for 2 to 3 hours to remove impurities contained in the crucible. An inert gas, such as argon (Ar) gas, is then injected to remove air remaining inside the crucible and between the crucible and the heat insulator. And after raising a pressure to atmospheric pressure, a crucible is heated to the temperature of 2000 degreeC-2300 degreeC using a heating means. Here, the reason for maintaining the atmospheric pressure is to prevent the occurrence of unwanted crystal polymorphism at the beginning of crystal growth. That is, the single crystal raw material is grown by sublimation of the single crystal raw material while maintaining the atmospheric pressure while maintaining the growth pressure by reducing the inside of the growth apparatus to 20 mbar to 60 mbar by increasing the temperature of the single crystal raw material to the growth temperature. At this time, since the coating layer is formed on the inner surface of the crucible, carbon atoms generated from the crucible are not included in the single crystal. Thus, single crystals having crystals superior to the conventional ones can be grown.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 성장된 단결정의 XRD 그래프로서, 종자정의 c-면(000-1)으로 성장된 단결정이 4H-SiC 단결정인지 확인한다. 4 is an XRD graph of a single crystal grown according to an embodiment of the present invention, and it is confirmed whether the single crystal grown on the c-plane (000-1) of the seed crystal is a 4H-SiC single crystal.

도 4에 도시된 바와 같이, 주 피크인 35.6°와 75.3° 사이에 3개의 보조 피크가 나타나는 것을 알 수 있다. 이로부터, 4H-SiC 단결정이 성장되었음을 확인할 수 있다. 즉, 종자정 상에 4H-SiC 단결정을 성장시킴으로써 원하는 결정다형을 성장시킬 수 있다.
As shown in FIG. 4, it can be seen that three auxiliary peaks appear between the main peaks of 35.6 ° and 75.3 °. From this, it can be seen that the 4H-SiC single crystal was grown. That is, the desired crystal polymorph can be grown by growing 4H-SiC single crystal on seed crystals.

도 5는 종래 방법으로 성장된 단결정과 본 발명의 일 실시 예에 따라 성장된 단결정의 비교 사진이다. 즉, 도가니 내면에 탄탈륨 포일을 형성하지 않고 성장된 4H-SiC 단결정 사진(도 5(a))과 본 발명에 따라 도가니 내면 및 외면에 탄탈륨 포일을 형성하여 성장된 4H-SiC 단결정 사진(도 5(b))이다. 이때, 종래 방식으로 성장된 4H-SiC 단결정의 결정질 값은 285arcsec이고, 본 발명에 따라 성장된 4H-SiC 단결정의 결정질 값은 151arcsec로, 본 발명에 따라 성장된 단결정의 결정질이 더욱 향상되었다. 또한, 본 발명에 따라 성장된 4H-SiC 단결정이 종래보다 결함의 개수도 더 적다. 따라서, 반도체 소자 제조 시 내부 결함에 의해 발생되는 전자와 홀의 재결합 효율 감소로 인한 장파장 이동(red-shift) 현상을 방지할 수 있고, 우수한 캐리어 이동도를 갖는 효과가 있다.
5 is a comparative photograph of a single crystal grown by a conventional method and a single crystal grown according to an embodiment of the present invention. That is, a 4H-SiC single crystal photo grown without forming tantalum foil on the inner surface of the crucible (FIG. 5 (a)) and a 4H-SiC single crystal photo grown by forming tantalum foil on the inner surface and the outer surface of the crucible according to the present invention (FIG. 5). (b)). At this time, the crystalline value of the 4H-SiC single crystal grown in the conventional manner is 285arcsec, the crystalline value of the 4H-SiC single crystal grown in accordance with the present invention is 151arcsec, the crystallinity of the single crystal grown according to the present invention is further improved. In addition, the 4H-SiC single crystal grown according to the present invention has fewer defects than before. Therefore, the red-shift phenomenon due to the reduction of recombination efficiency of electrons and holes generated by internal defects during semiconductor device manufacturing can be prevented, and there is an effect of having excellent carrier mobility.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

110 : 도가니 120 : 가이드 링
130 : 도가니 덮개 140 : 단열재
150 : 석영관 160 : 가열 수단
170 : 탄탈륨 포일110: crucible 120: guide ring
130: crucible cover 140: insulation
150: quartz tube 160: heating means
170: tantalum foil

Claims (11)

원료가 장입되는 도가니;
상기 도가니의 상부를 개폐하고 일면에 종자정 홀더가 형성된 도가니 덮개;
상기 도가니를 가열하는 가열 수단; 및
적어도 상기 도가니 내면에 형성된 탄탈륨 포일을 포함하는 단결정 성장 장치.
A crucible into which raw materials are charged;
A crucible cover which opens and closes the top of the crucible and has a seed crystal holder formed on one surface thereof;
Heating means for heating the crucible; And
A single crystal growth apparatus comprising at least tantalum foil formed on the inner surface of the crucible.
제 1 항에 있어서, 상기 도가니의 내측 상부에 삽입되며 상기 도가니의 내측 중심 방향으로 돌출부가 형성된 가이드 링을 더 포함하는 단결정 성장 장치.
The single crystal growth apparatus of claim 1, further comprising a guide ring inserted into an inner upper portion of the crucible and having a protrusion formed in an inner center direction of the crucible.
제 2 항에 있어서, 상기 탄탈륨 포일은 상기 도가니 내면, 상기 도가니 덮개의 일면 및 상기 가이드 링 상에 형성되는 단결정 성장 장치.
The single crystal growth apparatus of claim 2, wherein the tantalum foil is formed on an inner surface of the crucible, one surface of the crucible cover, and the guide ring.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 탄탈륨 포일은 상기 도가니 외면을 감싸도록 형성된 단결정 성장 장치.The single crystal growth apparatus according to claim 1 or 3, wherein the tantalum foil is formed to surround the outer surface of the crucible. 제 3 항에 있어서, 상기 탄탈륨 포일과 상기 도가니 내면, 도가니 덮개의 일면 및 가이드 링 사이에 형성된 코팅층을 더 포함하는 단결정 성장 장치.
The single crystal growth apparatus of claim 3, further comprising a coating layer formed between the tantalum foil and the inner surface of the crucible, one surface of the crucible cover, and a guide ring.
제 5 항에 있어서, 상기 코팅층은 상기 원료 물질의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 형성된 단결정 성장 장치.
The single crystal growth apparatus of claim 5, wherein the coating layer is formed of a material having a melting point equal to or higher than a sublimation temperature of the raw material.
제 6 항에 있어서, 상기 코팅층은 실리콘카바이드, 금속 탄화물 및 금속 질화물의 적어도 어느 하나로 형성되는 단결정 성장 장치.
The single crystal growth apparatus of claim 6, wherein the coating layer is formed of at least one of silicon carbide, metal carbide, and metal nitride.
제 7 항에 있어서, 상기 금속 탄화물은 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V의 하나 또는 적어도 둘 이상의 혼합물과 탄소가 이루는 탄화물로 형성되고, 상기 금속 질화물은 Ta, Hf, Nb, Zr, W, V의 하나 또는 적어도 둘 이상의 물질과 질소가 이루는 질화물로 형성되는 단결정 성장 장치.
8. The metal carbide of claim 7, wherein the metal carbide is formed of carbide formed of carbon with one or at least two or more mixtures of Ta, Hf, Nb, Zr, W, V, and the metal nitride is Ta, Hf, Nb, Zr, W , Single crystal growth apparatus is formed of a nitride consisting of nitrogen and one or at least two materials of V.
도가니의 내면에 탄탈륨 포일이 형성된 성장 장치를 마련하는 단계;
종자정을 종자정 홀더 상면에 부착하는 단계;
상기 종자정 홀더를 상기 도가니 내에 인입하는 단계; 및
상기 도가니 내에 원료 물질을 장입한 후 승화시켜 상기 종자정 상에 단결정을 성장시키는 단계를 포함하는 단결정 성장 방법.
Providing a growth device having tantalum foil formed on an inner surface of the crucible;
Attaching the seed crystals to the seed crystal holder top surface;
Introducing the seed crystal holder into the crucible; And
Charging a raw material into the crucible and then subliming to grow a single crystal on the seed crystal.
제 9 항에 있어서, 상기 종자정은 4H-SiC이고, 상기 종자정 홀더 상에 상기 종자정을 (000-1)면으로 부착하는 단결정 성장 방법.
The single crystal growth method according to claim 9, wherein the seed crystal is 4H-SiC, and the seed crystal is attached to the seed crystal holder by (000-1) plane.
제 9 항에 있어서, 상기 단결정은 4H-SiC 단결정인 단결정 성장 방법.10. The method of claim 9, wherein the single crystal is a 4H-SiC single crystal.
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KR20190074152A (en) * 2017-12-19 2019-06-27 한국세라믹기술원 A crucible designed with protrusion for crystal growth using solution

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