KR20150095259A - Apparatus for growing silicon carbide single crystal and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20150095259A
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홍성완
안민기
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for growing a silicon carbide single crystal. The apparatus has a reaction chamber protection body to protect a reaction chamber from a solution which can be leaked when a crucible is damaged in the process of growing the silicon carbide single crystal in a liquid growth manner, thereby growing stable and high-quality silicon carbide single crystal.

Description

탄화규소 단결정 성장 장치 {Apparatus for growing silicon carbide single crystal and manufacturing method thereof}[0001] The present invention relates to a silicon carbide single crystal growing apparatus,

본 발명은 액상 성장(solution growth)에 의해 탄화규소 단결정을 성장시키기 위한 것으로서, 탄화규소 단결정 성장 과정에서 도가니의 파손에 의해 유출될 수 있는 용액으로부터 반응실을 보호할 수 있도록 하여 안정적이고 우수한 품질의 탄화규소 단결정을 성장시킬 수 있는 탄화규소 단결정 성장 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for growing a silicon carbide single crystal by solution growth, which is capable of protecting a reaction chamber from a solution that can be released by the breakage of a crucible in the process of growing silicon carbide single crystal, To a silicon carbide single crystal growing apparatus capable of growing a silicon carbide single crystal.

반도체 재료로 가장 일반적으로 사용되고 있는 실리콘에 비해 우수한 특성을 가지고 있는 차세대 반도체 재료로서 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN) 및 질화알루미늄(AlN) 등의 화합물 반도체 재료가 널리 연구되고 있다.BACKGROUND ART Compound semiconductor materials such as silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), and aluminum nitride (AlN) have been extensively studied as next-generation semiconductor materials having superior characteristics to silicon most commonly used as semiconductor materials.

그 중에서도 특히 탄화규소는 기계적 강도가 우수할 뿐만 아니라, 열적 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 열전도도가 4W/cm2 이상으로 매우 클 뿐만 아니라 동작 한계 온도가 실리콘의 200℃ 이하와 비교하여 350℃ 이하일 정도로 매우 높다. 또한 결정 구조가 3C 탄화규소, 4H 탄화규소, 6H 탄화규소인 경우에 대전력 및 저손실 변환장치용 반도체 재료로서 매우 우수하여, 최근 광반도체 및 전력 변환용 반도체 재료로서 주목 받고 있다.Especially, silicon carbide is excellent not only in mechanical strength, but also in thermal stability and chemical stability, and has a very high thermal conductivity of 4 W / cm 2 or more. In addition, the operation limit temperature is lower than 350 ° C . In addition, when the crystal structure is 3C silicon carbide, 4H silicon carbide, and 6H silicon carbide, it is excellent as a semiconductor material for a large power and low loss conversion device, and has recently attracted attention as a semiconductor material for optical semiconductor and power conversion.

통상적으로 탄화규소 단결정의 성장을 위해서는, 예를 들어 탄소와 실리카를 2000℃ 이상의 고온 전기로에서 반응시키는 애치슨(Acheson) 방법, 탄화규소(SiC)를 원료로 하여 2400℃ 이상의 고온에서 승화시켜 단결정을 성장시키는 승화법이 있다. 이외에도, 기체 소스를 사용하여 화학적으로 증착시키는 방법이 사용되고 있다.Generally, in order to grow a silicon carbide single crystal, for example, an Acheson method in which carbon and silica are reacted in a high-temperature electric furnace at a temperature of 2000 ° C or higher, a method in which a single crystal is grown by sublimation at a high temperature of 2400 ° C or higher using silicon carbide (SiC) There is a sublimation method. In addition, a method of chemical vapor deposition using a gas source is being used.

그러나 애치슨(Acheson) 방법은 고순도의 탄화규소 단결정을 얻기가 매우 어렵고, 화학적 기상 증착법은 박막으로만 두께가 제한된 수준으로 성장시킬 수 있다. 이에 따라 고온에서 탄화규소를 승화시켜 결정을 성장시키는 승화법에 대한 연구에 집중되어 왔다. 그런데 승화법 역시 일반적으로 2400℃ 이상의 고온에서 이루어지고, 마이크로 파이프(Micro pipe) 및 적층 결함(Stacking fault)과 같은 여러 결함이 발생할 가능성이 많아 생산 단가적 측면에서 한계가 있는 문제점을 안고 있다.However, the Acheson method is very difficult to obtain a high purity silicon carbide single crystal, and the chemical vapor deposition method can grow to a thickness limited level only by a thin film. Therefore, it has been focused on a sublimation method for growing crystals by sublimation of silicon carbide at a high temperature. However, the sublimation method is also generally performed at a high temperature of 2400 DEG C or more, and there is a possibility that various defects such as a micropipe and a stacking fault are likely to occur, thus posing a problem in terms of production unit cost.

이러한 승화법의 문제점을 해결하고자 초크랄스키법(Czochralski, 결정 인상법: crystal pulling method)을 응용한 액상 성장법이 도입되었다.In order to solve the problem of the sublimation method, a liquid phase growth method using a Czochralski (crystal pulling method) was introduced.

초크랄스키법은 융액으로부터 단결정을 성장하는 방법이다. 결정 형상이나 성질은 인상속도, 회전속도, 온도기울기 또는 결정방위에 따라 결정된다. 탄화규소 단결정을 위한 액상 성장법은 일반적으로 그라파이트 도가니 안에 실리콘 또는 탄화규소 분말을 장입한 후, 약 1700℃에서 1900℃의 고온으로 승온하여 도가니 상부에 위치한 탄화규소 종자정 표면에서부터 결정이 성장되도록 한다.The Czochralski method is a method for growing a single crystal from a melt. The crystal shape and properties are determined by the pulling rate, rotation speed, temperature gradient or crystal orientation. In the liquid phase growth method for silicon carbide single crystal, generally, silicon or silicon carbide powder is charged into a graphite crucible, and then the temperature is raised to about 1900 ° C. at about 1700 ° C. to grow crystals from the silicon carbide seed crystal surface located at the top of the crucible .

그리고 승화법 및 액상 성장법에서는 일반적으로 그라파이트 재질의 도가니를 사용하며, 탄화규소 단결정 성장을 위한 고온의 분위기와 도가니 내부의 가스 혹은 용액은 도가니 내벽을 손상시키기 때문에 두 방법 모두에서 도가니가 파손될 가능성은 상존한다. 특히, 액상 성장법의 경우, 도가니의 내벽은 탄소의 공급원으로 사용될 뿐만 아니라, 용액은 도가니 내벽 내부로 침투하여 도가니의 손상을 가속한다. 실제적으로 액상의 표면 부근의 도가니의 내벽은 도가니 내벽인 고체, 용액인 액체, 용액에서 증발되는 가스인 기체의 세 가지 상이 함께 존재하여 물리적 및 화학적 반응이 일어나기 때문에 도가니의 파손이 가장 잘 일어나는 위치이다. 고밀도 그라파이트 재질의 도가니를 적용하거나 도가니 내벽의 일부분에 특수한 구조나 특수한 물질을 적용하여 이러한 파손을 줄일 수 있지만, 탄화규소 단결정 성장에서 도가니 파손에 의한 반응실의 오염은 완전히 피할 수 없는 문제이다.In the sublimation method and the liquid phase growth method, a crucible made of a graphite material is generally used. Since a high-temperature atmosphere for growing a silicon carbide single crystal and a gas or a solution inside the crucible damage the crucible inner wall, Lt; / RTI > In particular, in the case of the liquid phase growth method, not only the inner wall of the crucible is used as a supply source of carbon but also the solution penetrates into the inner wall of the crucible to accelerate the damage of the crucible. Practically, the inner wall of the crucible near the surface of the liquid phase is the position where the crucible is most likely to be broken because the three phases of the solid, the solution liquid and the gas, which is the gas evaporated in the solution, . It is possible to reduce such damage by applying a crucible made of a high-density graphite material or by applying a special structure or a special material to a part of the inner wall of the crucible. However, contamination of the reaction chamber due to crucible failure in the growth of silicon carbide single crystal is an inevitable problem.

따라서 액상 성장법을 이용한 탄화규소 단결정 성장 과정에서 그라파이트 도가니의 파손은 단순하고 저렴한 비용으로 막을 수 없기 때문에, 도가니가 파손에 의하여 유출된 용융물 혹은 용액이 반응실 내로 유출되는 것을 억제하여 반응실을 보호하는 장치가 필요하다.Therefore, since the fracture of the graphite crucible can not be prevented simply and inexpensively during the growth process of the silicon carbide single crystal by the liquid phase growth method, the crucible can prevent the melt or the solution flowing out of the crucible from flowing out into the reaction chamber, .

이와 관련된 종래 기술로는 미국공개특허(2007-0209573)인 “Method for preparing silicon carbide single crystal”(탄화규소 단결정을 준비하기 위한 방법)이 개시되어 있다.
As a related art related thereto, US Pat. No. 2007-0209573 entitled "Method for preparing silicon carbide single crystal" (a method for preparing silicon carbide single crystal) is disclosed.

US 2007-0209573 A1 (2012.04.19.)US 2007-0209573 A1 (April 19, 2012)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액상 성장에 의해 탄화규소 단결정을 성장시키는 과정에서 도가니의 파손에 의해 유출될 수 있는 용액으로부터 반응실을 보호할 수 있도록 하여 안정적이고 우수한 품질의 탄화규소 단결정을 성장시킬 수 있는 탄화규소 단결정 성장 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a silicon carbide single crystal by growing a silicon carbide single crystal by liquid growth, A single crystal silicon carbide single crystal having a high quality can be grown.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄화규소 단결정 성장 장치는, 반응실; 상기 반응실 내부에 구비되며, 내측에 수용부가 형성된 도가니; 및 상기 반응실의 바닥면 상측에 이격되어 구비되며, 상기 도가니로부터 유출되는 용액을 수용할 수 있도록 유출 용액 수용부를 포함하는 반응실 보호체; 를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a silicon carbide single crystal growing apparatus comprising: a reaction chamber; A crucible which is provided inside the reaction chamber and has a receiving portion inside; And a reaction chamber protecting member provided on the bottom of the reaction chamber, the reaction chamber protecting member including a solution outlet for receiving a solution flowing out from the crucible; . ≪ / RTI >

본 발명의 탄화규소 단결정 성장 장치는, 도가니의 파손에 의해 유출될 수 있는 용액으로부터 반응실을 보호할 수 있도록 하여 안정적이고 우수한 품질의 탄화규소 단결정을 성장시킬 수 있다.
The silicon carbide single crystal growth apparatus of the present invention can protect a reaction chamber from a solution that can be leaked due to the breakage of a crucible, thereby growing a stable and superior quality silicon carbide single crystal.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 장치를 나타낸 정면 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 장치를 나타낸 정면 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 지지체 회전봉 및 반응실 보호체를 나타낸 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 지지체 회전봉 및 반응실 보호체의 냉각구조 및 결합구조를 나타낸 개략도 및 단면도.
도 8 은 본 발명에 따른 탄화규소 단결정 성장 장치에 단열재가 추가된 구성을 나타낸 정면 단면도.1 is a front sectional view showing a silicon carbide single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 and FIG. 3 are front sectional views showing a silicon carbide single crystal growing apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG.
4 and 5 are perspective views showing a support rotation rod and a reaction chamber protection body according to the present invention.
6 and 7 are a schematic view and a cross-sectional view showing a cooling structure and a coupling structure of a support rotation rod and a reaction chamber protection body according to the present invention.
8 is a front cross-sectional view showing a configuration in which a heat insulating material is added to the silicon carbide single crystal growing apparatus according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 탄화규소 단결정 성장 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the silicon carbide single crystal growing apparatus of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 장치를 나타낸 정면 단면도이다.1 is a front sectional view showing a silicon carbide single crystal growing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장 장치(1000)는, 반응실(100); 상기 반응실(100) 내부에 구비되며, 내측에 수용부(210)가 형성된 도가니(200); 및 상기 반응실(100)의 바닥면 상측에 이격되어 구비되며, 상기 도가니(200)로부터 유출되는 용액을 수용할 수 있도록 유출 용액 수용부(510)를 포함하는 반응실 보호체(500); 를 포함할 수 있다.As shown in the figure, a silicon carbide single crystal growing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes a reaction chamber 100; A crucible 200 provided inside the reaction chamber 100 and having a receiving part 210 formed therein; And a reaction chamber protecting member 500 spaced above the bottom surface of the reaction chamber 100 and including an effluent solution receiving portion 510 for receiving a solution flowing out of the crucible 200; . ≪ / RTI >

반응실(100)은 내부가 중공되며 밀폐된 챔버 형태로 형성되어, 그 내부가 일정한 압력으로 유지될 수 있다. 그리고 도시되지는 않았으나 반응실(100)에는 진공 펌프 및 분위기 제어용 가스 탱크가 연결되어, 반응실(100) 내부를 진공상태로 만든 후 아르곤 기체와 같은 비활성 기체 또는 n형 단결정으로의 도핑(doping)을 위한 질소 기체로 충전될 수 있다.The inside of the reaction chamber 100 is formed in a hollow and airtight chamber, and the inside of the reaction chamber 100 can be maintained at a constant pressure. Although not shown, a vacuum pump and a gas tank for atmosphere control are connected to the reaction chamber 100 so that the inside of the reaction chamber 100 is evacuated and then doped into an inert gas such as argon gas or n-type single crystal, For example, nitrogen gas.

도가니(200)는 반응실(100) 내부에 구비되며, 내측에 수용부(210)가 형성되어 상측이 개방된 용기 형태로 형성될 수 있다. 그리고 도가니(200)의 수용부(210)에는 실리콘 또는 탄화규소 분말이 장입되어 수용될 수 있으며, 실리콘과 탄화규소의 혼합물 또는 실리콘과 탄화규소의 화합물이 장입될 수도 있다. 이때, 도가니(200)는 흑연(그라파이트) 재질로 형성되어 그 자체가 탄소의 공급원으로 활용될 수도 있다.The crucible 200 may be provided inside the reaction chamber 100 and may be formed in a vessel shape having an upper portion opened by forming a receiving portion 210 inside. The receiving portion 210 of the crucible 200 may be filled with silicon or silicon carbide powder and may be filled with a mixture of silicon and silicon carbide or with silicon and silicon carbide. At this time, the crucible 200 is formed of graphite and can be utilized as a carbon source.

그리고 상기 도가니(200)를 가열하는 가열 수단(400); 을 더 포함할 수 있으며, 가열 수단(400)은 도가니(200)를 가열하여 도가니(200)에 수용되는 물질이 용융될 수 있다. 이때, 가열 수단(400)은 도시된 바와 같이 도가니(200)의 외주면에서 이격되어 반응실(100)의 내부에 구비될 수 있다.A heating means 400 for heating the crucible 200; And the heating means 400 may heat the crucible 200 so that the material contained in the crucible 200 can be melted. At this time, the heating means 400 may be provided inside the reaction chamber 100 by being spaced apart from the outer circumferential surface of the crucible 200 as shown in FIG.

탄화규소 종자정(220)은 탄화규소 단결정이 성장되는 부분으로, 도가니(200) 수용부(210)의 상측에 배치되며, 도가니(200) 내부에 용융된 용액 표면에 탄화규소 종자정(220)의 하면이 접촉되도록 배치될 수 있다. 그리고 종자정 연결봉(230)이 탄화규소 종자정(220)의 상측에 연장 형성되어 탄화규소 종자정(220)이 지지될 수 있다. 이때, 종자정 연결봉(230)은 종자정 회전봉(240)에 연결되어 함께 회전하도록 결합될 수 있으며, 종자정 연결봉(230)은 종자정 회전봉(240)에 의해 상하로 이동 가능하도록 형성될 수 있다.The silicon carbide seed crystal 220 is a part where the silicon carbide single crystal is grown and is disposed on the upper side of the crucible 200 accommodating part 210. The silicon carbide seed crystal 220 is formed on the surface of the molten solution inside the crucible 200, So that the lower surface of the base plate can be in contact with the base plate. The seed crystal connecting rod 230 is extended on the upper side of the silicon carbide seed crystal 220 to support the silicon carbide seed crystal 220. At this time, the seed fixing rod 230 may be connected to the seed fixing rod 240 so as to rotate together, and the seed fixing rod 230 may be vertically movable by the seed fixing rod 240 .

여기에서 반응실(100)의 바닥면의 상측에 이격되어 유출 용액 수용부(510)가 형성된 반응실 보호체(500)가 구비되어, 반응실 보호체(500)의 유출 용액 수용부(510)는 도가니(200)의 파손에 의해 유출될 수 있는 용액을 수용하는 역할을 한다. 즉, 도가니(200)의 파손에 의해 도가니(200)에서 흘러내리는 용액이 반응실(100)의 바닥면으로 떨어지는 것을 방지할 수 있도록, 반응실(100)의 바닥면으로부터 상측으로 일정거리 이격되어 반응실 보호체(500)가 구비될 수 있다.Here, the reaction chamber protecting member 500, which is spaced above the bottom surface of the reaction chamber 100 and has the effluent solution receiving portion 510, is provided so that the effluent solution receiving portion 510 of the reaction chamber protecting member 500, Serves to receive a solution which can be discharged by the breakage of the crucible 200. In order to prevent the solution flowing down from the crucible 200 from falling down to the bottom surface of the reaction chamber 100 due to breakage of the crucible 200, the reaction chamber 100 is spaced a certain distance upward from the bottom surface of the reaction chamber 100 A reaction chamber protective body 500 may be provided.

그리하여 본 발명의 탄화규소 단결정 성장 장치는, 도가니의 파손에 의해 유출될 수 있는 용액으로부터 반응실을 보호할 수 있도록 하여 안정적이고 우수한 품질의 탄화규소 단결정을 성장시킬 수 있다.Thus, the silicon carbide single crystal growth apparatus of the present invention can protect the reaction chamber from a solution that can be leaked due to the breakage of the crucible, and can grow a stable and superior quality silicon carbide single crystal.

또한, 상기 반응실 보호체(500)는 내부가 중공되고 상측이 개방되어 상기 유출 용액 수용부(510)로 형성되며, 상기 유출 용액 수용부(510)의 바깥쪽 내경은 상기 도가니(200)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.The outflow inner diameter of the outflow solution receiving portion 510 is larger than the inner diameter of the outflow solution receiving portion 510, May be formed larger than the outer diameter.

즉, 반응실 보호체(500)의 유출 용액 수용부(510)는 도가니(200)로부터 흘러내리는 용액을 받아낼 수 있도록 용기 형태로 형성될 수 있으며, 도가니(200)가 파손되는 경우 도가니(200)의 외주면을 타고 용액이 흘러내리므로, 흘러내리는 용액이 유출 용액 수용부(510)로 떨어질 수 있도록 도가니(200)의 외경보다 유출 용액 수용부(510)의 바깥쪽 내경이 크게 형성되는 것이다. 즉, 도 3과 같이 반응실 보호체(500)의 바깥쪽 테두리부(530)의 내경이 도가니(200)의 외경보다 크게 형성될 수 있으며, 안쪽 테두리부(530)의 외경은 도가니(200)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.That is, the effluent solution receiving portion 510 of the reaction chamber protector 500 may be formed in a container shape to receive the solution flowing down from the crucible 200. When the crucible 200 is broken, The outer diameter of the outflow solution receiving portion 510 is formed to be larger than the outer diameter of the crucible 200 so that the flowing down solution can be dropped into the outflow solution receiving portion 510. 3, the inner diameter of the outer edge portion 530 of the reaction chamber protective body 500 may be larger than the outer diameter of the crucible 200, and the outer diameter of the inner edge portion 530 may be larger than the outer diameter of the crucible 200, As shown in FIG.

또한, 상기 도가니(200)의 하측에 결합되어 상기 도가니(200)를 회전시키는 회전 지지체(300); 및 상기 반응실(100)의 하측을 관통하여 상기 회전 지지체(300)에 결합된 지지체 회전봉(310); 을 더 포함하며, 상기 반응실 보호체(500)는 상기 회전 지지체(300)의 둘레에 형성되거나 상기 회전 지지체(300)에 형성될 수 있다.A rotary support 300 coupled to a lower side of the crucible 200 to rotate the crucible 200; And a support rotation bar 310 coupled to the rotation support 300 through a lower side of the reaction chamber 100; And the reaction chamber protective body 500 may be formed around the rotation support body 300 or may be formed on the rotation support body 300.

이는 도가니(200)를 지지하고 회전시킬 수 있도록 도가니(200)의 하측에 회전 지지체(300)가 결합되어 지지체 회전봉(310)의 회전에 의해 도가니(200)가 회전될 수 있도록 구성되어 탄화규소 종자정(220)에 균일하게 탄화규소 단결정이 성장되도록 하기 위한 것이며, 이때 도 2와 같이 반응실 보호체(500)는 회전 지지체(300)의 둘레에 형성되어 바깥쪽 테두리부(530)로 형성될 수 있으며, 반응실 보호체(500)는 회전 지지체(300)에 형성되어 반응실(100)의 바닥면에서 상측으로 일정거리 이격되어 구비될 수도 있다.This is because the crucible 200 is rotatably supported by the rotary support 300 under the crucible 200 so as to support and rotate the crucible 200, As shown in FIG. 2, the reaction chamber protective body 500 is formed around the rotating support body 300 and is formed as an outer rim portion 530, as shown in FIG. 2, so as to uniformly grow a silicon carbide single crystal in the chamber 220. And the reaction chamber protective member 500 may be formed on the rotary support 300 and spaced upward from the bottom surface of the reaction chamber 100.

여기에서 지지체 회전봉(310)은 반응실(100)의 하측인 반응실(100)의 바닥면을 관통하여 회전 지지체(300)에 결합되며, 지지체 회전봉(310)은 원활하게 회전될 수 있도록 반응실(100)의 바닥에 베어링으로 결합될 수 있다. 그러므로 반응실 보호체(500)에 의해 도가니(200)의 파손시 흘러내리는 용액이 베어링에 침투되거나 고착되는 것을 방지할 수 있어 도가니(200)의 원활한 회전이 가능하며 이에 따라 탄화규소 단결정을 균일하고 안정적으로 성장시킬 수 있다.The support rotation bar 310 is coupled to the rotation support 300 through the bottom of the reaction chamber 100 which is the lower side of the reaction chamber 100. The support rotation bar 310 is rotatably supported by the reaction chamber 100, (Not shown). Therefore, it is possible to prevent the solution flowing down from the reaction chamber protective body 500 when the crucible 200 is broken down from being infiltrated or fixed to the bearing, so that the crucible 200 can be smoothly rotated and the single crystal silicon carbide can be uniformly It can be stably grown.

또한, 상기 반응실 보호체(500)는 도넛 형태로 형성되어, 상기 반응실 보호체(500)는 상기 지지체 회전봉(310)에 접촉되지 않고 상기 반응실(100)에 고정될 수 있다. 즉, 도 3과 같이 반응실 보호체(500)가 반응실(100)에 보호체 지지부(550)에 의해 고정되어 지지체 회전봉(310)에 접촉 및 결합되지 않아 회전되지 않고 고정된 상태가 된다. 그리하여 지지체 회전봉(310)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.The reaction chamber protecting member 500 is formed in a donut shape so that the reaction chamber protecting member 500 can be fixed to the reaction chamber 100 without contacting the support rotation bar 310. That is, as shown in FIG. 3, the reaction chamber protecting member 500 is fixed to the reaction chamber 100 by the protecting body supporting portion 550 and is not rotated and fixed to the supporting body rotation bar 310 without being rotated. Thus, rotation of the support rotating bar 310 can be smoothly performed.

또한, 상기 반응실(100)의 하측을 관통하여 상기 회전 지지체(300)에 결합된 지지체 회전봉(310); 을 더 포함하며, 상기 반응실 보호체(500)는 상기 지지체 회전봉(310)에 결합될 수 있다.Further, a support rotating bar 310 penetrating the lower side of the reaction chamber 100 and coupled to the rotating support 300; And the reaction chamber protective body 500 may be coupled to the support rotation bar 310. [

즉, 도 1 및 도 4와 같이 지지체 회전봉(310)에 반응실 보호체(500)가 결합되어 함께 회전되도록 구성될 수 있다. 이에 따라 반응실 보호체(500)를 결합하기 위한 별도의 지지구조를 반응실(100)에 형성하지 않고 직접 지지체 회전봉(310)에 반응실 보호체(500)를 결합할 수 있다.That is, as shown in FIGS. 1 and 4, the reaction chamber protecting member 500 may be coupled to the support rotation rod 310 so as to rotate together. Accordingly, the reaction chamber protecting member 500 can be directly coupled to the support rotating rod 310 without forming a separate supporting structure for joining the reaction chamber protecting member 500 in the reaction chamber 100.

이때, 상기 반응실 보호체(500)는 중앙이 관통 형성된 결합부(520)가 형성되어 상기 결합부(520)에 지지체 회전봉(310)이 삽입되어, 상기 반응실 보호체(500)가 상기 지지체 회전봉(310)에 결합될 수 있다.At this time, the reaction chamber protecting body 500 is formed with a coupling part 520 having a center through which the support rotation bar 310 is inserted into the coupling part 520, And may be coupled to the rotation bar 310.

즉, 반응실 보호체(500)의 결합부(520)에 지지체 회전봉(310)이 삽입되어 밀착되도록 결합되어, 도가니(200)에서 흘러내리는 용액이 반응실(100)의 바닥으로 떨어지는 것을 방지하면서 용액이 지지체 회전봉(310)을 따라 흘러 베어링쪽으로 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다. 그리하여 반응실 보호체(500)가 지지체 회전봉(310)에 견고하게 고정되도록 할 수 있으며, 지지체 회전봉(310)이 원활하게 회전되도록 할 수 있다.That is, the supporter rotation rod 310 is inserted into the coupling portion 520 of the reaction chamber protective body 500 so as to be closely contacted with each other, thereby preventing the solution flowing down from the crucible 200 from falling to the bottom of the reaction chamber 100 It is possible to prevent the solution flowing along the support rotating bar 310 and flowing into the bearing. Thus, the reaction chamber protective member 500 can be firmly fixed to the support rotation bar 310, and the support rotation bar 310 can be smoothly rotated.

여기에서 도시된 바와 같이 반응실 보호체(500)의 결합부(520)의 높이가 테두리부(530)의 높이보다 높게 형성되어, 유출 용액 수용부(510)에 고인 용액이 결합부(520)와 지지체 회전봉(310)이 밀착된 면으로 용액이 튀어 들어가거나 흘러 들어가는 것을 줄일 수 있다.The height of the joining portion 520 of the reaction chamber protective member 500 is higher than the height of the rim portion 530 so that the solution that is accumulated in the outflow solution receiving portion 510 is separated from the joining portion 520, It is possible to prevent the solution from jumping or flowing into the surface where the support rotating bar 310 and the support rotating bar 310 are in close contact with each other.

또한, 도 5와 같이 상기 반응실 보호체(500) 하면에는 방열부재(540)가 형성될 수 있다.5, a heat dissipating member 540 may be formed on the lower surface of the reaction chamber protecting member 500.

이는 그라파이트와 같이 열전도도가 높은 소재로 반응실 보호체(500)의 하면에 방열부재(540)를 결합하여, 방열부재(540)를 통해 반응실 보호체(500)에 고인 용액의 열을 하측 방향으로 방출하여 낮은 온도로 유지되도록 함으로써 유출 용액 수용부(510) 내에 고인 용액이 응고되도록 할 수 있다.This is because the heat dissipating member 540 is coupled to the lower surface of the reaction chamber protecting member 500 with a material having a high thermal conductivity such as graphite so that the heat of the solution which has remained on the reaction chamber protecting body 500 through the heat dissipating member 540, So that the solution remaining in the effluent solution receiving portion 510 can be solidified.

또한, 상기 지지체 회전봉(310)은 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 도가니(200)의 파손에 의해 용액이 유출되어 반응실 보호체(500)의 유출 용액 수용부(510)에 용액이 고이게 되면, 반응실 보호체(500)가 가열되고 이에 따라 결합된 지지체 회전봉(310) 및 베어링이 가열될 수 있으므로, 도 6과 같이 지지체 회전봉(310)의 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 하여 냉각되도록 할 수 있다. 이때, 지지체 회전봉(310)은 내부의 전부가 중공 형성되고 하측에 냉매 유입구 및 냉매 유출구가 형성되어 내부에 냉매가 순환되도록 구성될 수 있다.In addition, the supporter rotation bar 310 may be formed to allow the refrigerant to flow therein. That is, when the solution flows out due to the breakage of the crucible 200 and the solution is accumulated in the outflow solution receiving portion 510 of the reaction chamber protective body 500, the reaction chamber protective body 500 is heated, The rotating rod 310 and the bearing may be heated so that the refrigerant can be cooled by allowing the refrigerant to flow into the support rotating rod 310 as shown in FIG. At this time, the supporter rotation bar 310 may be configured such that the entire interior thereof is hollow and the refrigerant inlet port and the refrigerant outlet port are formed on the lower side, and the refrigerant is circulated inside.

또한, 도 7과 같이 지지체 회전봉의 상부(310-1)는 상측의 도가니(200)로부터 전달되는 열을 차단할 수 있도록 열전도도가 낮은 재질의 환봉으로 형성하고, 지제체 회전봉의 하부(310-2)는 열전도도가 높은 재질의 관으로 형성하여 지지체 회전봉의 하부(310-2)에만 냉매가 순환되도록 구성될 수도 있다. 그리고 반응실 보호체(500)의 결합부(520)가 지지체 회전봉의 하부(310-2)에 결합되어 반응실 보호체(500)를 냉각시키기 용이하게 구성될 수 있다.7, the upper portion 310-1 of the supporter rotation bar is formed of a round bar made of a material having low thermal conductivity so as to block heat transmitted from the upper crucible 200, and the lower portion 310-2 of the supporter rotation bar May be formed of a tube having a high thermal conductivity so that the refrigerant circulates only in the lower portion 310-2 of the support rotating bar. The coupling portion 520 of the reaction chamber protective body 500 is coupled to the lower portion 310-2 of the support rotation bar to facilitate cooling of the reaction chamber protection body 500.

또한, 도 8과 같이 상기 도가니(200)의 하면 또는 회전 지지체(300)의 하면에 단열재(320)가 형성될 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 도가니(200)로부터 전달되는 열을 차단할 수 있도록 단열재(320)가 형성되는 것이다.8, a heat insulating material 320 may be formed on the lower surface of the crucible 200 or on the lower surface of the rotary support 300. [ This is because the heat insulating material 320 is formed to block heat transmitted from the crucible 200 as described above.

또한, 상기 가열 수단(400)이 도가니(200) 외주면의 바깥쪽에 이격되어 구비될 수 있다. 이는, 도가니(200)의 외주면 바깥쪽에 가열 수단(400)이 구비되어, 가열 수단(400)의 하측에 이격되어 반응실 보호체(500)가 구비되도록 하는 것이며, 이에 따라 가열 수단(400)에 의해 반응실 보호체(500)가 가열되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the heating means 400 may be provided outside the outer circumferential surface of the crucible 200. This is because the heating means 400 is provided outside the outer circumferential surface of the crucible 200 so that the reaction chamber protective body 500 is provided on the lower side of the heating means 400, The reaction chamber protective body 500 can be prevented from being heated.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

1000 : 탄화규소 단결정 성장 장치
100 : 반응실
200 : 도가니 210 : 수용부
220 : 탄화규소 종자정 230 : 종자정 연결봉
240 : 종자정 회전봉
300 : 회전 지지체 310 : 지지체 회전봉
310-1 : 지지체 회전봉 상부 310-2 : 지지체 회전봉 하부
320 : 단열재
400 : 가열 수단
500 : 반응실 보호체
510 : 유출 용액 수용부 520 : 결합부
530 : 테두리부 540 : 방열부재
550 : 보호체 지지부1000: Silicon carbide single crystal growth device
100: Reaction chamber
200: Crucible 210:
220: silicon carbide seed crystal 230: seed crystal seed rod
240: seed rotating bar
300: rotating support body 310: supporting body rotating rod
310-1: supporter rotation bar upper part 310-2: supporter rotation bar lower part
320: Insulation
400: heating means
500: reaction chamber protective body
510: effluent solution accommodating portion 520:
530: rim portion 540: heat dissipating member
550: Protector body support

Claims (9)

반응실;
상기 반응실 내부에 구비되며, 내측에 수용부가 형성된 도가니; 및
상기 반응실의 바닥면 상측에 이격되어 구비되며, 상기 도가니로부터 유출되는 용액을 수용할 수 있도록 유출 용액 수용부를 포함하는 반응실 보호체; 를 포함하는 탄화규소 단결정 성장장치.
Reaction chamber;
A crucible which is provided inside the reaction chamber and has a receiving portion inside; And
A reaction chamber protecting member disposed above the bottom surface of the reaction chamber and including an effluent solution accommodating portion for accommodating a solution flowing out from the crucible; Wherein the silicon carbide single crystal growth apparatus comprises:
제1항에 있어서,
상기 반응실 보호체는 내부가 중공되고 상측이 개방되어 상기 유출 용액 수용부로 형성되며, 상기 유출 용액 수용부의 바깥쪽 내경은 상기 도가니의 외경보다 크게 형성된 탄화규소 단결정 성장장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction chamber protective body is hollow and has an open upper side to form the outflow solution accommodating portion, and the outflow inner diameter of the outflow solution accommodating portion is larger than the outer diameter of the crucible.
제1항에 있어서,
상기 도가니의 하측에 결합되어 상기 도가니를 회전시키는 회전 지지체; 및 상기 반응실의 하측을 관통하여 상기 회전 지지체에 결합된 지지체 회전봉; 을 더 포함하며,
상기 반응실 보호체는 상기 회전 지지체의 둘레에 형성되거나 상기 회전 지지체에 형성된 탄화규소 단결정 성장장치.
The method according to claim 1,
A rotary support coupled to a lower side of the crucible to rotate the crucible; And a support rotating rod penetrating the lower side of the reaction chamber and coupled to the rotating support body; Further comprising:
Wherein the reaction chamber protecting member is formed around the rotating support body or formed on the rotating support body.
제1항에 있어서,
상기 반응실의 하측을 관통하여 상기 회전 지지체에 결합된 지지체 회전봉; 을 더 포함하며,
상기 반응실 보호체는 도넛 형태로 형성되어, 상기 반응실 보호체는 상기 지지체 회전봉에 접촉되지 않고 상기 반응실에 고정된 탄화규소 단결정 성장장치.
The method according to claim 1,
A supporting body rotating rod penetrating through the lower side of the reaction chamber and coupled to the rotating supporting body; Further comprising:
Wherein the reaction chamber protecting member is formed in a donut shape and the reaction chamber protecting member is fixed to the reaction chamber without being contacted with the support rotation bar.
제1항에 있어서,
상기 반응실의 하측을 관통하여 상기 회전 지지체에 결합된 지지체 회전봉; 을 더 포함하며,
상기 반응실 보호체는 상기 지지체 회전봉에 결합된 탄화규소 단결정 성장장치.
The method according to claim 1,
A supporting body rotating rod penetrating through the lower side of the reaction chamber and coupled to the rotating supporting body; Further comprising:
And the reaction chamber protective body is bonded to the support rotation bar.
제5항에 있어서,
상기 반응실 보호체는 중앙이 관통 형성된 결합부가 형성되어 상기 결합부에 지지체 회전봉이 삽입되어, 상기 반응실 보호체가 상기 지지체 회전봉에 결합된 탄화규소 단결정 성장장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the reaction chamber protective body is formed with a coupling part formed at the center thereof through which the support rotation bar is inserted and the reaction chamber protective body is coupled to the support rotation bar.
제1항에 있어서,
상기 반응실 보호체 하면에는 방열부재가 형성된 탄화규소 단결정 성장장치.
The method according to claim 1,
And a heat dissipating member is formed on the lower surface of the reaction chamber protective body.
제5항에 있어서,
상기 지지체 회전봉은 내부에 냉매가 유동될 수 있도록 형성된 탄화규소 단결정 성장장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the support rotating bar is configured to allow a refrigerant to flow therein.
제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도가니의 하면 또는 회전 지지체의 하면에 단열재가 형성된 탄화규소 단결정 성장장치.9. The method according to any one of claims 3 to 8,
And a heat insulating material is formed on the lower surface of the crucible or the lower surface of the rotary support.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180024458A (en) * 2016-08-30 2018-03-08 주식회사 엘지화학 Manufacturing apparatus for silicon carbide single crystal and manufacturing method of silicon carbide single crystal
KR20180026186A (en) * 2016-09-02 2018-03-12 주식회사 엘지화학 Manufacturing apparatus for silicon carbide single crystal
KR20180036388A (en) * 2016-09-30 2018-04-09 주식회사 엘지화학 Manufacturing apparatus for silicon carbide single crystal and manufacturing method of silicon carbide single crystal
KR20210091885A (en) * 2020-01-15 2021-07-23 에스케이씨 주식회사 Extendable crucible for heat treating silicon carbide powder

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