KR20150062278A

KR20150062278A - 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조

Info

Publication number: KR20150062278A
Application number: KR1020130146742A
Authority: KR
Inventors: 최기형; 이남진
Original assignee: 현빈테크 주식회사
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-08
Also published as: KR101530349B1

Abstract

본 발명은 휴대폰, LED TV, 내비게이션 등의 백라이트 용으로 사용되는 백색 LED의 주기판재료을 제조하기 위한 단결정 성장로의 단열구조에 관한 것으로서, 사파이어 계열의 원재료를 보다 효과적으로 가열 및 용융시켜 수율이 더욱더 높은 단결정을 수득할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 단결정 성장로(1)에 구성되는 챔버(10)의 내 벽면에는, 그래파이트 단열재(210)를 구성시킨 것과; 상기 그래파이트 단열재(210)로 감싸진 쳄버(10) 내의 상,하측에는, 사파이어를 고온으로 융융시키는 핫존(H)을 설치하되, 상기 핫존(H)의 상. 하부와 그 외 측에는 초내열성 몰리브덴(molybdenum) 합금 재질로 된 상.하부 몰리 단열판(300, 300-1) 및 측면 몰리단열판(400)을 구성시킨 것과; 상기 핫존(H)의 내부에는 외부의 컨트롤 제어와 전원의 공급에 따라 상당한 초고온(2000℃ 이상)으로 가열할 수 있는 히터(500)를 설치한 것과; 상기 히터(500)의 내향 중심에는 단결정 성형 및 잉곳 성장시 요구되는 사파이어의 융용액을 담을 수 있는 텡스텐 도가니(W)를 설치한 것이다.

Description

사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조{The insulation structure for a sapphire single crystal growth}

본 발명은 휴대폰, LED TV, 내비게이션 등의 백라이트 용으로 사용되는 백색 LED의 주기판재료를 제조하기 위한 단결정 성장로의 단열구조에 관한 것으로서, 사파이어 계열의 원재료를 보다 효과적으로 가열 및 용융시켜 수율이 더욱더 높은 단결정을 수득할 수 있도록 한 것이다.

사파이어 단결정은 InGaN계의 백색 LED(Light Emitting Diode)에 사용하는 기판재료로 널리 이용하고 있다. 근년에 InGaN계 백색 LED의 휘도를 높여서 휴대전화 등의 소형 액정용 백라이트(Back light) 광원으로 시장이 확대되고 있다. 2007년에는 PC모니터 등의 대형 액정 디스플레이용 백라이트에도 적용되었고 2009년도에는 대형 액정TV의 백라이트에 채용되어 수요가 증가하고 있다. 금후에는 조명용, 표시용, 헤드라이트 등의 용도가 확대될 것이며 LED 시장은 1년에 20% 이상 향상될 것으로 보인다. 장차 백색 LED의 용도는 일반조명용 대체광원으로 크게 기대되어 개발되고 있다. 백색 LED를 일반광원용으로 시장을 확대하려면 휘도를 높이고 단가를 저렴하게 하여야 하는 상황에서, 기판재료인 사파이어 단결정에 대하여는 LED 제조공정 전체를 저렴하게 하기 위하여 기판 직경을 종래의 2인치에서 3~6인치로 대구경화하기를 요망하고 있다.

LED의 기판 재료는 사파이어, GaN, SiC, AlN 기판 등이 있으며 현재 상용화되어 있는 기판은 사파이어 기판이다. 상용화된 사파이어 기판은 현재 2인치가 대부분이며, 산업적인 측면에서는 6인치 이상의 기판을 요구하고 있는 데, GaN, SiC, AlN와 같은 기판은 성능은 우수하지만 아직 실용화 연구가 진행되고 있다.

사파이어 잉곳 제조용 단결정 성장 장치에서는 반드시 원료 재료인 알루미나를 녹이고 결정화 온도제어가 가능한 핫존을 필요로 하며, 핫존은 열을 발생하는 히터, 진공에서 발생하는 복사열을 외부로의 방출을 제한하거나 핫존 내부의 온도 구배를 제어하는 반사체 그리고 내부 열의 유지 및 금속 쳄버를 보호하는 단열재로 구성되어 있다.

CZ법은 빠른 성장속도로 3~5일에 결정을 성장시킬 수 있는 반면, KY법은 8일~20일의 긴 성장시간이 단점이지만, 성장된 결정의 결함이 적으며, 대형결정 성장이 가능하고 설비가격이 CZ법에 비해 낮다는 장점을 가지고 있다.

최근에 생산되는 사파이어의 60% 정도가 KY법으로 성장되는 것으로 알려져 있는 데, 이는 수율이 낮으며 coring 가공을 필요로 하는 a-축 사파이어 단결정을 생산하는 방식에 비해 수율이 높고 coring 공정이 필요 없는 c-축 사파이어 단결정을 생산할 수 있는 장치가 LED 시장의 급속한 확장과 더불어 요구되고 있다.

LED의 제조는 크게 단결정 잉곳 제조, 기판 가공, 에피 웨이퍼, 칩 제조, 패키지 제조, 모듈 조립으로 분류할 수 있는데,

기판용 단결정 잉곳은 고순도 사파이어로부터 대부분 만들어지며, 성장된 단결정은 coring 및 절단 그리고 연마 등의 가공을 수행한다.

가공이 완료된 기판 위에 P-N 접합을 제작하기 위해 에피 성장을 시키며 성장된 층을 포함한 웨이퍼를 에피 웨이퍼라 부른다. 이렇게 성장된 에피 웨이퍼로 LED 칩을 제작한다. LED 제조 과정 중 핵심 부분은 잉곳 제조이며 사파이어 잉곳의 제조 방법에는 EFG(Edge-defined Film-fed Growth)법, Cz(Czochralski)법, Ky(Kyropulos)법 그리고 VHGF (Vertical- Horizontal Gradient Freezing)법 등이 있다.

단결정 사파이어 성장을 위해 성장 장치 내부에 단결정 알루미나 원료를 넣고 성장 챔버를 진공 배기 한 후 적당한 기체의 흐름과 압력을 유지하고 단결정 알루미나를 용융시켜 완전히 녹으면 성장 챔버의 온도를 알루미나의 융점보다 조금 높게 유지한 후 적절한 회전속도로 도가니와 시드를 회전 및 인상하면서 단결정을 성장한다. 시드 결정의 결정방위가 결정성장 방향으로 성장된 것을 원하는 결정방위로 끊어낸 시드 결정을 사용하여 성장 방향을 제어할 수 있다. 결정의 직경 제어는 induction 방식에서는 결정 중량의 변화율이 목적하는 값이 되도록 주파 파워를 제어하여 조절하고, 직접 가열 방식에는 pyrometer나 비전을 통하여 제어한다. 통상적으로 Cz법은 결정으로 된 고체부분과 액체 상 융액 부분과의 계면 형상이 거의 평탄한 상태가 되도록 인상 속도(Pulling rate), 결정 회전수 및 온도 구배를 가장 적당하게 하여야 한다.

시드의 인상 속도나 온도를 높이면 성장하는 결정의 직경은 작아지는 반면, 인상 속도나 온도를 낮추면 직경이 큰 결정을 얻을 수 있다. 일반적으로 성장 챔버 내에서 시드를 지속적으로 회전시키면서 결정을 성장하게 되는데 이는 용융상의 흐름을 조절하여 계면의 온도를 균일하도록 함으로서 불순물의 분포가 균일하고 원형인 결정을 제조하기 위해서이다.

LED용 기판에 사용되는 사파이어 기판의 방위는, Cz법으로 결정을 성장하는 경우에 c축에 따르는 시드 결정을 준비하여 c축 방향으로 결정의 직경을 제어하면서 성장시킨다. 성장 초기에 용융 상의 알루미나에 시드를 접촉시키는 시드ing 공정을 행한다.

시드ing 공정에서는 심한 온도 충격으로 인해 시드 내에 전위(dislocation) 즉 2차원적 결함(defect)이 형성될 수 있기 때문에 이러한 결함이 없는 결정을 생산하기 위해서 성장 초기에 종자의 끌어올리는 속도를 증가시키는 방법을 사용한다. 디스로케이션 결함은 주로 알루미나 외부 표면에서 결함의 계속적인 전파가 정지되기 때문에 성장 초기에 결함이 표면에서 모두 제거될 때까지는 단결정의 직경을 키우지 않고 성장을 진행하게 되는 것이다.

이러한 공정을 necking 공정이라 한다. 결함이 모두 제거되면 원하는 직경의 잉곳을 만들기 위하여 온도를 약간 내리고 인상 속도를 줄여 결정의 직경을 점차 증가시키는 crown 및 shouldering 공정을 행한다. 결정이 만족할 만한 직경을 이루게 되면 결정이 더욱 커지는 것을 막기 위해 속도를 다시 증가시켜 일정한 직경에서 성장이 이루어지도록 유지하는 body 공정을 수행한다.

결정의 성장이 거의 끝나게 되면 결정의 직경을 점차 작게 하기 위해서 속도를 조금 증가시키면서 tailing 공정(결정의 끝 부분의 직경이 점차 작질 수 있게)을 수행한다.

이와 같은 방법으로 제조되는 사파이어 단결정은 InGaN계의 백색 LED(Light Emitting Diode)에 사용하는 기판재료로 널리 이용되고 있고, 이러한 InGaN계 백색 LED를 이용한 기판은 휴대전화 등의 휘도가 높은 소형 액정용 백라이트(Back light) 광원의 원료로 중요하게 이용되고 있다.

또한, 백색 LED의 경우 PC모니터, 조명용, 표시용, 헤드라이트 및 대형 액정 디스플레이용 백라이트로 적용되면서 사용범위가 급증하는 동시에 최근에는 일반조명용 광원의 대체용으로 사용하기 위한 노력(연구)들이 진행중이다.

나아가, 백색 LED를 일반 광원으로 사용하기 위해서는 보통 2인치 ~ 6인치 크기로 만들어 휘도를 높여야 확실한 수요를 기대할 수 있음에 따라, 현재 LED 제조공정에서는 이를 달성하기 위한 다양한 형태의 연구 또한 집중적으로 이루어지고 있다.

특히, 잉곳 제조용 단결정 성장장치는 원재료(알루미나 등)를 엄청난 초고온의 조건으로 녹이면서 성장시키고 시드의 제어를 통해 단결정을 취득해야하므로 온도제어와 열온의 유지에 효과적인 고효율 핫존의 역할이 그 무엇보다 중요하고 필수적이다.

그러나 기존의 핫존은, 열을 발생하는 히터, 진공에서 발생하는 복사열을 외부로의 방출을 제한하거나 핫존 내부의 온도 구배를 제어하는 반사체, 그리고 내부 열의 유지 및 금속 쳄버를 보호하는 단열구조 및 그 재료적 특성의 한계로,

통상의 예와 같이 알루미나 계열(GaN, SiC, AlN)의 원재료로 소형기판(2인치 이하)을 생성할 때는 수율 성능을 어느 정도 맞출 수 있지만, 최근 수요가 급증하는 3~6인치 형태의 대형기판의 단결정 성장 및 그 제조시에는 공정상 다양한 문제점을 일으키고 있어 실용화에 어려움이 있는 실정이다.

더군다나, 기존과 같이 알루미나를 이용한 단결정 잉곳성형 방식은, A축 형태로만 제조되기 때문에 양품의 기판생산을 얻기 위해서는 별도의 C축 가공을 위한 공정이 추가되어야하므로 이에 따른 제조공정 및 비용상의 낭비요소가 컸던 문제점도 함께 존재한다.

결국, 기존 잉곳 성장로의 단열재 및 그 구조로는 수요가 높고 효율이 뛰어난 3~6인치의 대형 단결정 기판을 생산하는 데는 현실적인 어려움이 커 이에 대한 새로운 대안이 절실한 실정이다.

이에 본 발명은 핫존 내부 부품들의 위치 제어 및 챔버내의 수직과 수평의 온도 분포, 도가니 내부 멜트의 수직과 수평의 온도 분포를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 함에 따라, 알루미나 계열보다 높은 초고온의 사파이어 단결정 잉곳을 더욱 유효하게 성장시킬 수 있도록 하는 새로운 단열구조를 제공함을 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 즉, 본 발명은 단결정 성장로(1)에 구성되는 챔버(10)의 내 벽면에는, 그래파이트 단열재(210)를 구성시킨 것과; 상기 그래파이트 단열재(210)로 감싸진 쳄버(10) 내의 상, 하측에는, 사파이어를 고온으로 융융시키는 핫존(H)을 설치하되, 상기 핫존(H)의 상. 하부와 그 외 측에는 초 내열성 몰리브덴(molybdenum) 합금 재질로 된 상.하부 몰리 단열판(300, 300-1) 및 측면 몰리단열판(400)을 구성시킨 것과; 상기 핫존(H)의 내부에는 외부의 컨트롤 제어와 전원의 공급에 따라 상당한 초고온(2000℃ 이상)으로 가열할 수 있는 히터(500)를 설치한 것과; 상기 히터(500)의 내향 중심에는 단결정 성형 및 잉곳 성장시 요구되는 사파이어의 융용액을 담을 수 있는 텡스텐 도가니(W)를 설치한 것이다.

이와 같이 본 발명의 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조는, 쳄버 및 핫존 내부 복사열의 외부 방출을 보다 효과적으로 차단할 수 있음으로 초고온 가열에 따른 전력소모를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 그래파이트 단열재로 둘러싸인 핫존의 벽체를 2000℃ 이상에서도 견딜 수 있는 초 내열성의 몰리브덴 금속의 단열판을 사용하는 동시에 이중 이상의 다단형 복층으로 구성함에 따라 내부 구조체의 변성 및 훼손방지는 물론 열손실의 최소화에도 보다 효과적이고, 아르곤 가스의 주입성과 핫존 내부 열의 대류현상과 열의 분포도를 높임으로써 보다 안정된 분위기에도 우수한 품질의 단결정 성정을 기대할 수 있고, 나아가 단결정 성장시 대형 기판의 생성에 결정적인 잉곳의 완벽한 C축 성장이 곧바로 가능함으로 별도의 후공정(C축 절단가공 등)을 수행하지 않아도 되는 등 그 기대하는 바가 실로 다대한 발명이라 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 단결정 성장로 내부 핫존 단면 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 핫존 단면 확대 예시도
도 3은 본 발명의 측면 몰리단열판의 단면 확대 예시도
도 4는 본 발명의 상부 몰리단열판의 평면도 와 단면을 나타낸 예시도
도 5는 본 발명의 하부 몰리단열판의 평면도 와 단면을 나타낸 예시 도이다.

본 발명의 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조는 첨부된 각 도면에 의거보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉 본 발명은, 도가니에 사파이어 원료를 채우고 히팅수단으로 그 원료의 융점 이상으로 가열하여 녹인 후 끝 부분에 시드(종 결정)가 달인 잉곳로드를 하강시켜 종자결정이 융액 표면에 접촉시키면서 권양수단으로 서서히 끌어올리면 융점 이하로 서서히 냉각되는 과정에서 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있도록 하는 단결정 성장로(1)에 있어서,

상기 단결정 성장로(1)에 구성되는 챔버(10)의 내 벽면에는, 복사열의 외부방출을 최대한 제한하여 단결정 성형에 필요한 고온유지와 열손실 방지에 크게 도움이 되는 그래파이트 단열재(210)를 구성시킨 것과;

상기 그래파이트 단열재(210)로 감싸진 쳄버(10) 내의 상,하측에는, 시드의 하방 진입을 유도하는 시드진입부와 진입된 시드에 단결정 잉곳의 성장이 가능하도록 사파이어를 초고온으로 융융시키는 핫존(H)을 설치하는 것과;

상기 핫존(H)의 상. 하측에는 2,000℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있는 초내열성 몰리브덴(molybdenum) 합금 재질로 된 상.하부 몰리 단열판(300, 300-1)을 각각 구성시킨 것과;

상기 상,하부 몰리단열판(300, 300-1) 사이의 외곽 둘레에는 이 또한 초 내열성 몰리브덴(molybdenum) 합금재질로 만들어진 측면 몰리단열판(400)을 구성시킨 것과;

상기 상,하부 몰리단열판(300, 300-1)과 측면 몰리단열판(400)에 의해 둘러싸인 핫존(H)의 내부에는 외부의 컨트롤 제어와 전원의 공급에 따라 상당한 초고온(2000℃ 이상)으로 가열할 수 있는 히터(500)를 설치한 것과;

상기 히터(500)의 내 향 중심에는 단결정 성형 및 잉곳 성장시 요구되는 사파이어의 융용액을 담을 수 있는 텡스텐 도가니(W)를 설치한 것과;

상기 상,하부 몰리단열판(300)과 측면 몰리단열판(400)은, 각각 2장 이상을 다단구조로 결합하여 그 사이에 가스 유도로가 마련되도록 한 것; 을 그 특징적 요지로 하였다.

이때. 상기 텡스텐 도가니는 그 외곽에 유도 가열방식인 메탈 단열재 타입형 유도가열코일이 구성되어 사파이어 결정화 온도(융점)인 2000℃ 이상으로 가열할 수 있게 된다.

그리고 상기 상, 하부 몰리단열판(300)과 측면 몰리단열판(400)를 설치할 때, 전술된 바와 같이 각각 2장 이상을 다단구조로 형성시켜 그 사이에 일정한 간극의 가스 유도경로가 마련되도록 함에 따라, 이중(다단)구조에 따른 단열효과의 극대화는 물론 알루곤가스(G)의 이송 및 유도하는데도 상당한 효율을 지원하게 되고,

나아가, 상,하부 몰리단열판(300)과 측면 몰리단열판(400)에는, 하나 이상의 통공(301)을 방사형으로 추가 천공되어 있는데,

이는 상기 측면 몰리단열판(400)의 일측 하단부에서 도가니가 위치하는 핫존의 내부까지 알루곤가스(G)를 주입시킬 때,

이동되는 가스 중 일부가 미량씩 안쪽으로 먼저 내입될 수 있음으로 가스의 주 입성이 크게 향상되는 것은 물론 핫존의 내부 가열온도의 대류를 유도하는 원천이 되고,

쳄버 및 핫존(핫존) 내의 수직과 수평의 온도 분포의 효과적인 제어까지 가능함으로 잉곳성장의 안정화에 크게 도움이 되는 등 아주 유효한 구조가 아닐 수 없다.

특히, 상기 상, 하부 몰리단열판(300)과 측면 몰리단열판(400)을 몰리브덴(molybdenum) 합금 재질로 구성함에 따라, 핫존의 내부에 초고온인 2000℃ 이상으로 가열되는 환경에서도 충분히 견딜 수 있는 초 극도의 내열성을 가지고 있기 때문에 핫존의 외벽을 방어하는 단열구조로 아주 효과적이다.

또한, 상기 상, 하부 몰리단열판(300, 300-1)과 측면 몰리단열판(400)에 의해 둘러싸인 핫존(H)의 내부에 설치되는 히터(500)는, 그래파이트 계열의 단열재로 그 골격이 유지됨으로써 고온에 대한 내구성이 유지되는 동시에 외부전원 인가용 연결홈(410)에 의해 외부 전원과 연결된 히터코일이 매립되어 있기 때문에, 외부의 콘트롤에 따라 초고온의 열을 발생시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명의 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조를 그래파이트와 금속인 몰리 단열재를 적절하게 배치하는 것은 물론 주지된 바와 같이 합리적인 구조를 제시함으로써,

상기 단결정 성장로(1) 챔버(10)내의 핫존에 부여된 초고온의 복사열이 외부 손실을 최대한 제한 및 유지시킬 수 있을 뿐 아니라,

초고온 환경의 핫존 외벽 방어(보존 및 유지)에 크게 도움이 되는 것은 물론 진공을 위한 효과적인 아르곤가스의 내부 주입성과 함께 핫존 내부의 가열온도에 대류를 인가되어 온도 분포도의 효율성과 잉곳성장의 안정성을 높이는 데도 크게 도움이 된다.

더군다나, 가열히터에 의해 발생되는 사파이어 융액이 시드에 잉곳형태로 성장할 때 다양한 원인으로 환원되는 현상까지도 확실하게 방지할 수 있기 때문에 단결정의 정밀성과 고품질화에도 크게 기여할 수 있고,

특히, 열손실 방지와 단열효과의 극대화로 초고온 가열에 따른 전력(에너지) 소비의 최소화에도 크게 유리한 단결정 성장로를 제공할 수 있으며,

더 나아가, 상기 핫존(H) 내부의 히터(500)로 가열되는 도가니의 상부에는 외부의 컨트롤 제어에 따라 회전되면서 시드에 의해 일정간격의 승, 하강 동작이 가능한 도가니 구동 샤프트가 구성되어 있기 때문에,

도가니에 담긴 사파이어의 재료가 그 용융점보다 조금 높게 유지한 후 적절한 속도로 회전과 동시에 인상시키면서 단결정을 촉발시키다가 성장이 본격화되면 점차적으로 하강하면서 성장시킬 수 있다.

따라서 단결정 성장시, 수율이 높고 대형기판 생성에 결정적인 기반이 되는 완전한 C축 잉곳 결정체로 곧바로 성장시킬 수 있음으로, 기존과 같이 A축 성장 후 다시 C축으로 절단하므로서 나타나는 공정상의 손실과 소형기판 생성과 같은 문제점을 확실하게 해결할 수 있는 등 아주 유용한 발명이다.

G: 알루곤가스 H: 핫존
S: 사파이어 W: 텡스텐 도가니
1: 단결정 성장로 10: 금속챔버
100: 내부 공간 200: 상,하 그래파이트 단열재
210: 측면 그래파이트 단열재 300: 금속단열판
400: 금속단열측판 500: 히터

Claims

도가니에 사파이어 원료를 채우고 히팅수단으로 그 원료의 융점 이상으로 가열하여 녹인 후 끝 부분에 시드(종 결정)가 달인 잉곳로드를 하강시켜 종자결정이 융액 표면에 접촉시키면서 권양수단으로 서서히 끌어올리면 융점 이하로 서서히 냉각되는 과정에서 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있도록 하는 단결정 성장로(1)에 있어서,

상기 단결정 성장로(1)에 구성되는 챔버(10)의 내 벽면에는, 복사열의 외부방출을 최대한 제한하여 단결정 성형에 필요한 고온유지와 열손실 방지에 크게 도움이 되는 그래파이트 단열재(210)를 구성시킨 것과;
상기 그래파이트 단열재(210)로 감싸진 쳄버(10) 내의 상,하측에는, 시드의 하방 진입을 유도하는 시드진입부와 진입된 시드에 단결정 잉곳의 성장이 가능하도록 사파이어를 초고온으로 융융시키는 핫존(H)을 설치하는 것과;
상기 핫존(H)의 상. 하측에는 2,000℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있는 초내열성 몰리브덴(molybdenum) 합금 재질로 된 상.하부 몰리 단열판(300, 300-1)을 각각 구성시킨 것과;
상기 상, 하부 몰리단열판(300, 300-1) 사이의 외곽 둘레에는 이 또한 초내열성 몰리브덴(molybdenum) 합금재질로 만들어진 측면 몰리단열판(400)을 구성시킨 것과;
상기 상, 하부 몰리단열판(300, 300-1)과 측면 몰리단열판(400)에 의해 둘러싸인 핫존(H)의 내부에는 외부의 컨트롤 제어와 전원의 공급에 따라 상당한 초고온(2000℃ 이상)으로 가열할 수 있는 히터(500)를 설치한 것과;
상기 히터(500)의 내향 중심에는 단결정 성형 및 잉곳 성장시 요구되는 사파이어의 융용액을 담을 수 있는 텡스텐 도가니(W)를 설치한 것; 을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 1항에 있어서,
상기 상, 하부 몰리단열판(300)(300-1)과 측면 몰리단열판(400)은, 각각 2장 이상을 다단구조로 결합하여 이중 또는 3중 이상의 복층으로 이루어진 것; 을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 2항에 있어서,
2중 이상 복층으로 이루어지는 상기 상, 하부 몰리단열판(300)과 측면 몰리단열판(400)에는,
그 다단구조 사이에 아르곤 가스가 유입될 수 있는 가스 유도로가 확보되어 있는 것을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 1항에 있어서,
상기 상, 하부 몰리단열판(300)(300-1)과 측면 몰리단열판(400)에는, 하나 이상의 통공(301)을 방사형으로 형성되는 것; 을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 1항에 있어서,
상기 핫존(H) 내부의 히터(500)에는 온도변화를 최소화 할 수 있도록 측면 몰리단열판(400)의 하부에 외부전원 인가용 연결홈(410)을 구성하여 외부의 온도 제어를 위한 컨트롤 제어에 따라 전원이 인가될 수 있는 것을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 1항에 있어서,
상기 상, 하부 몰리단열판(300, 300-1)과 측면 몰리단열판(400)에 의해 둘러싸인 핫존(H)의 내부에 설치되는 히터(500)는,
그래파이트 단열재로 그 골격이 유지시키는 동시에, 상기 그래파이트 단열재의 내부에는 전원과 연결된 히터코일이 매립되어 있는 구조인 것을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 1항에 있어서,
상기 도가니는 텅스텐 재질로 제작되는 것을 특징으로 한 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.
제 1항에 있어서,
상기 쳄버 및 핫존(H)에는 광물인 그래파이트와 금속인 몰리브덴 재질의 단열재가 선택 유기적으로 조합된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 사파이어 초고온 단결정 성장로 단열 구조.