KR20190031036A - Manufacturing apparatus for silicon carbide single crystal - Google Patents

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KR20190031036A KR1020170118858A KR20170118858A KR20190031036A KR 20190031036 A KR20190031036 A KR 20190031036A KR 1020170118858 A KR1020170118858 A KR 1020170118858A KR 20170118858 A KR20170118858 A KR 20170118858A KR 20190031036 A KR20190031036 A KR 20190031036A
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주식회사 엘지화학
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Abstract

An apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to an embodiment of the present invention is an apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal by growing a silicon carbide single crystal using a solution growth method. The apparatus comprises: a main chamber including a crucible into which a melt is charged; an auxiliary chamber connected to the main chamber and maintaining a constant atmosphere; and a plurality of shafts positioned within the auxiliary chamber. According to the present invention, a continuous growth process of a silicon carbide single crystal may be possible without a cooling process or a termination process of the apparatus.

Description

실리콘카바이드 단결정의 제조 장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a manufacturing apparatus for a silicon carbide single crystal,

본 발명은 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing a silicon carbide single crystal.

실리콘카바이드(SiC) 단결정은 내마모성 등의 기계적 강도와 내열성 및 내부식성이 우수하여 반도체, 전자, 자동차, 기계 분야 등의 부품소재로 많이 사용되고 있다.Silicon carbide (SiC) single crystals are widely used as parts materials for semiconductors, electronics, automobiles, machinery, etc. because of their excellent mechanical strength such as abrasion resistance, heat resistance and corrosion resistance.

통상적으로 실리콘카바이드 단결정의 성장을 위해서는, 예를 들어, 탄소와 실리카를 2000도(℃) 이상의 고온 전기로에서 반응시키는 애치슨 방법, 실리콘카바이드를 원료로 하여 2000도(℃) 이상의 고온에서 승화시켜 단결정을 성장시키는 승화법, 결정 인상법(crystal pulling method)을 응용한 용액 성장법 등이 있다. 이외에도, 기체 소스를 사용하여 화학적으로 증착시키는 방법이 사용되고 있다. Generally, in order to grow silicon carbide single crystals, for example, an Atchison method in which carbon and silica are reacted in a high-temperature electric furnace at a temperature of 2000 degrees Celsius or more, or a method in which a single crystal is sublimated at a high temperature of 2000 degrees And a solution growing method using a crystal pulling method. In addition, a method of chemical vapor deposition using a gas source is being used.

그러나 애치슨 방법은 고순도의 실리콘카바이드 단결정을 얻기가 매우 어렵고, 화학적 기상 증착법은 박막 수준으로 두께가 제한될 수 있다. 이에 따라 고온에서 실리콘카바이드를 승화시켜 결정을 성장시키는 승화법에 대한 연구에 집중되어 왔다. 그런데 승화법 역시 일반적으로 2400℃ 이상의 고온에서 이루어지고, 마이크로 파이프 및 적층 결함과 같은 여러 결함이 발생할 가능성이 많아 생산 단가적 측면에서 한계가 있다.However, the Acheson method is very difficult to obtain a high purity silicon carbide single crystal, and the chemical vapor deposition method can be limited in thickness to a thin film level. Accordingly, 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 higher, and there are many defects such as micropipes and stacking faults, which are limited in terms of production unit cost.

본 발명은 연속적인 공정을 통해 공정에 소요되는 시간 및 비용의 절감이 가능한 실리콘카바이드의 제조 장치를 제공하고자 한다. The present invention provides a silicon carbide manufacturing apparatus capable of reducing the time and cost required for a process through a continuous process.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치는 용액 성장법을 사용하여 실리콘카바이드 단결정을 성장시키는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에서, 용융액이 장입되는 도가니를 포함하는 주챔버, 상기 주챔버와 연결되며 일정한 분위기를 유지하는 보조 챔버, 그리고 상기 보조 챔버 내에 위치하는 복수의 샤프트를 포함한다.The apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to an embodiment of the present invention includes a main chamber including a crucible in which a melt is charged, An auxiliary chamber connected and maintained in a constant atmosphere, and a plurality of shafts positioned in the auxiliary chamber.

상기 복수의 샤프트 중 적어도 하나는 실리콘카바이드 종결정과 연결될 수 있다.At least one of the plurality of shafts may be connected to a silicon carbide seed crystal.

상기 복수의 샤프트 중 적어도 하나는 원료 장입이 가능한 로딩 부재와 연결될 수 있다.At least one of the plurality of shafts may be connected to a loading member capable of loading a raw material.

상기 주챔버와 상기 보조 챔버는 개폐 부재를 통해 분리될 수 있다.The main chamber and the auxiliary chamber may be separated through the opening and closing member.

상기 보조 챔버와 연결된 진공 펌프, 상기 보조 챔버에 형성된 가스 주입부 및 가스 배출부, 그리고 상기 보조 챔버에 대한 가열부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.A vacuum pump connected to the auxiliary chamber, a gas injection unit and a gas discharge unit formed in the auxiliary chamber, and a heating unit for the auxiliary chamber.

상기 복수의 샤프트 중 어느 하나에 연결되어 상기 주챔버를 향해 상하 운동하는 샤프트 이동 부재를 더 포함할 수 있다.And a shaft moving member connected to any one of the plurality of shafts and moving up and down toward the main chamber.

상기 보조 챔버 내에 위치하는 제3 보조 챔버를 더 포함하고, 상기 복수의 샤프트 중 적어도 하나는 상기 제3 보조 챔버 내에 위치할 수 있다.And a third auxiliary chamber located within the auxiliary chamber, at least one of the plurality of shafts being located in the third auxiliary chamber.

상기 제3 보조 챔버 내에 위치하는 가열부, 진공 펌프, 가스 주입부 및 가스 배출부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.A vacuum pump, a gas injection unit, and a gas discharge unit located in the third auxiliary chamber.

상기 복수의 샤프트는 상기 보조 챔버 내부에 연결된 샤프트 교환축과 연결될 수 있다.The plurality of shafts may be connected to a shaft exchange shaft connected to the inside of the auxiliary chamber.

상기 샤프트 이동 부재는 상기 보조 챔버 내의 상단에 위치하는 제1 위치, 그리고 상기 보조 챔버 내의 하단에 위치하는 제2 위치 사이를 상하 이동하고, 상기 제1 위치에서 복수의 샤프트 중 적어도 하나와 결합될 수 있다.Wherein the shaft-moving member is movable up and down between a first position located at an upper end in the auxiliary chamber and a second position located at a lower end in the auxiliary chamber, and being capable of engaging with at least one of the plurality of shafts in the first position have.

본 발명에 의하면 장치의 냉각 공정 또는 종료 공정 없이도 실리콘카바이드 단결정의 연속적인 성장 공정이 가능할 수 있다. 특히 수득 공정의 분위기가 제어된 상태에서 소정의 조성을 가지는 용융액을 연속적으로 실시간 제공하거나 추가 실리콘카바이드 종결정의 실시간 제공을 통해 연속적으로 실리콘카바이드 단결정을 수득할 수 있다. 또한 이러한 제조 장치에 따라 수득된 실리콘카바이드 단결정은 고품질일 수 있다.According to the present invention, a continuous growth process of a silicon carbide single crystal may be possible without a cooling process or a termination process of the device. The silicon carbide single crystal can be obtained successively in real time by continuously providing a melt having a predetermined composition in real time or in real time by providing additional silicon carbide termination definition in a state in which the atmosphere of the obtaining step is controlled. Further, the silicon carbide single crystal obtained by such a manufacturing apparatus can be of high quality.

도 1은 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다.
도 2, 도 3 및 도 4는 샤프트 교환에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다.
도 6은 비교예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to an embodiment.
Figs. 2, 3 and 4 are sectional views of a manufacturing apparatus for a silicon carbide single crystal according to shaft exchange. Fig.
5 is a cross-sectional view of an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to another embodiment.
6 is a cross-sectional view of an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to a comparative example.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions will not be described in order to clarify the present invention.

본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In order to clearly illustrate the present disclosure, portions that are not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification. In addition, since the sizes and thicknesses of the individual components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited thereto.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. The thickness of some layers and regions is exaggerated for convenience of explanation in the drawings. Whenever a portion such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" or "on" another portion, it includes not only the case where it is "directly on" another portion but also the case where there is another portion in between.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다. Hereinafter, an apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a cross-sectional view of an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정 제조 장치는 원료를 장입하는 도가니(500)가 내부에 배치된 주챔버(300), 주챔버(300)와 연결되며 소정의 분위기가 유지되는 보조 챔버(200)를 포함한다. 보조 챔버(200) 내부에는 주챔버(300) 내부로 연장되는 복수의 샤프트(400)가 위치할 수 있다. 이하에서 주챔버(300) 및 보조 챔버(200)를 기준으로 보다 상세하게 살펴본다. 1, an apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to an embodiment includes a main chamber 300 in which a crucible 500 for charging a raw material is disposed, a main chamber 300 connected to the main chamber 300, And an auxiliary chamber (200). A plurality of shafts 400 extending into the main chamber 300 may be positioned within the auxiliary chamber 200. Hereinafter, the main chamber 300 and the auxiliary chamber 200 will be described in more detail.

주챔버(300)는 빈 내부 공간을 포함하는 밀폐된 형태이고 그 내부가 일정한 압력 등의 분위기로 유지될 수 있다. 도시되지 않았으나 주챔버(300)에는 진공 펌프 및 분위기 제어용 가스 탱크가 연결될 수 있다. 진공 펌프 및 분위기 제어용 가스 탱크를 이용하여 주챔버(300) 내부를 진공상태로 만든 후 아르곤 기체와 같은 비활성 기체를 충전할 수 있다.The main chamber 300 is in a closed form including an empty interior space and the interior thereof can be maintained in an atmosphere such as a constant pressure. Although not shown, a vacuum pump and a gas tank for atmosphere control may be connected to the main chamber 300. The inside of the main chamber 300 may be evacuated by using a vacuum pump and a gas tank for atmosphere control, and an inert gas such as argon gas may be charged.

주챔버(300)는 개폐 부재(310)를 통해 보조 챔버(200)와 연결될 수 있다. 개폐 부재(310)가 열린 상태에서는 샤프트(400)가 개폐 부재(310)를 관통하여 주챔버(300) 내의 도가니(500)에 인접하게 위치할 수 있다. 개폐 부재(310)가 닫힌 상태에서는 샤프트(400)가 보조 챔버(200) 내에 위치할 수 있다. The main chamber 300 may be connected to the auxiliary chamber 200 through the opening and closing member 310. The shaft 400 can be positioned adjacent to the crucible 500 in the main chamber 300 through the opening and closing member 310 when the opening and closing member 310 is opened. When the opening and closing member 310 is closed, the shaft 400 may be positioned in the auxiliary chamber 200.

샤프트(400)에는 지지 부재(410)를 통해 실리콘카바이드 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)가 연결될 수 있다. A silicon carbide seed crystal 420 or a loading member 430 may be connected to the shaft 400 through a support member 410.

실리콘카바이드 종결정(420)은 실리콘카바이드 단결정으로 이루어진다. 실리콘카바이드 종결정(420)의 결정 구조는 제조하려는 실리콘카바이드 단결정의 결정 구조와 같다. 예를 들어, 4H 다형의 실리콘카바이드 단결정을 제조하는 경우, 4H 다형의 실리콘카바이드 종결정(420)을 이용할 수 있다. 4H 다형의 실리콘카바이드 종결정(420)을 이용하는 경우, 결정 성장면은 (0001)면 또는 (000-1)면이거나, (0001)면 또는 (000-1)면으로부터 8도 이하의 각도로 경사진 면일 수 있다. The silicon carbide seed crystal 420 is made of a silicon carbide single crystal. The crystal structure of the silicon carbide seed crystal 420 is the same as the crystal structure of the silicon carbide single crystal to be produced. For example, when a 4H polymorphic silicon carbide single crystal is produced, a 4H polymorphic silicon carbide seed crystal 420 can be used. 4H polymorphic silicon carbide seed crystal 420 is used, the crystal growth surface may be a (0001) plane or a (000-1) plane, or a plane at an angle of 8 degrees or less from a (0001) plane or a It can be a picture plane.

로딩 부재(430)는 도가니(500) 내에 추가 원료를 장입할 수 있다. 실리콘, 탄소, 또는 금속 첨가물 등의 추가 장입이 가능한 어떠한 부재도 가능할 수 있다. The loading member 430 can load additional raw materials into the crucible 500. Any member capable of additional charging such as silicon, carbon, or metal additives may be possible.

지지 부재(410)는 실리콘카바이드 종결정(420)과 샤프트(400)를 연결하거나 로딩 부재(430)와 샤프트(400)를 연결할 수 있다. 지지 부재(410)의 일단은 샤프트(400)에 연결되고 타단은 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)에 연결될 수 있다. The supporting member 410 may connect the shaft 400 with the silicon carbide seed crystal 420 or may connect the loading member 430 and the shaft 400. One end of the support member 410 may be connected to the shaft 400 and the other end may be connected to the seed crystal 420 or the loading member 430.

본 명세서는 지지 부재(410) 및 샤프트(400)가 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)와 연결되는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 주챔버(300) 내측으로 제공될 수 있는 어떠한 부재와도 연결될 수 있음은 물론이다. Although the present invention has been described in connection with the embodiment in which the support member 410 and the shaft 400 are connected to the seed crystal 420 or the loading member 430, It is of course possible to be connected to any member.

샤프트 이동 부재(240)는 샤프트(400)와 연결된다. 샤프트 이동 부재(240)는 이동 부재(240)에 연결된 샤프트(400)를 주챔버(300) 내에 위치시키거나 보조 챔버(200) 내에 위치시킬 수 있다. 샤프트 이동 부재(240)는 보조 챔버(200) 내부의 상단에 위치하거나(제1 위치) 보조 챔버(200) 내부의 하단에 위치할 수 있다(제2 위치). 샤프트 이동 부재(240)가 제1 위치에 위치하는 경우 샤프트 이동 부재(240)에 연결된 샤프트(400)는 보조 챔버(200) 내에 위치할 수 있으며, 샤프트 이동 부재(240)가 제2 위치에 위치하는 경우 샤프트 이동 부재(240)에 연결된 샤프트(400)는 주챔버(300) 내에 위치할 수 있다. The shaft-moving member 240 is connected to the shaft 400. The shaft-moving member 240 can position the shaft 400 connected to the moving member 240 in the main chamber 300 or in the auxiliary chamber 200. The shaft-moving member 240 may be positioned at the upper end of the inside of the auxiliary chamber 200 (first position) or at the lower end of the inside of the auxiliary chamber 200 (second position). The shaft 400 connected to the shaft-moving member 240 can be located in the auxiliary chamber 200 when the shaft-moving member 240 is positioned at the first position, and the shaft- The shaft 400 connected to the shaft-moving member 240 may be located in the main chamber 300. [

샤프트 이동 부재(240)는 주챔버(300) 및 보조 챔버(200)의 높이 방향을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 샤프트 이동 부재(240)가 상하 방향으로 이동함에 따라, 샤프트 이동 부재(240)에 연결된 샤프트(400)는 실리콘카바이드 단결정의 성장 공정을 위해 도가니(500) 내측으로 이동되거나 실리콘카바이드 단결정의 성장 공정이 종료된 이후 도가니(500) 외측으로 이동될 수 있다. 또한 샤프트(400)의 교체가 필요한 경우에도 도가니(500) 외측, 보조 챔버(200) 내로 이동될 수 있다. The shaft moving member 240 can move up and down along the height direction of the main chamber 300 and the auxiliary chamber 200. As the shaft moving member 240 moves up and down, the shaft 400 connected to the shaft moving member 240 is moved to the inside of the crucible 500 for the growth process of the silicon carbide single crystal, or the growth process of the silicon carbide single crystal And may be moved to the outside of the crucible 500 after finishing. Further, even when the shaft 400 needs to be replaced, it can be moved to the outside of the crucible 500 and into the auxiliary chamber 200.

또한 일 실시예에 따른 샤프트 이동 부재(240)는 도가니(500) 내에서 일 방향으로 회전할 수 있다. 실리콘카바이드 단결정을 성장시키는 공정에서 실리콘카바이드 종결정(420)은 샤프트 이동 부재(240)과 연결된 회전 운동을 통해 수득 효율을 높일 수 있다. In addition, the shaft-moving member 240 according to one embodiment can be rotated in one direction in the crucible 500. In the step of growing the silicon carbide single crystal, the silicon carbide seed crystal 420 can increase the efficiency of obtaining the silicon carbide seed crystals by rotational motion connected to the shaft moving member 240.

샤프트 이동 부재(240)는 상하 방향으로 이동하거나 일 방향으로 회전하기 위한 공지의 수단을 포함할 수 있다. The shaft-moving member 240 may include known means for moving in the vertical direction or rotating in one direction.

도가니(500)는 주챔버(300) 내부에 구비되며 상측이 개방된 용기 형태일 수 있다. 도가니(500)는 상부면을 제외한 외주면 및 하부면을 포함할 수 있다. 도가니(500)는 전술한 형태에 제한 없이 실리콘카바이드 단결정을 형성하기 위한 어떠한 형태도 가능함은 물론이다. 도가니(500)는 실리콘 또는 실리콘카바이드 분말과 같은 용융 원료가 장입되어 수용될 수 있다. The crucible 500 may be provided in the main chamber 300 and may be in the form of a container opened on the upper side. The crucible 500 may include an outer circumferential surface and a lower surface except for the upper surface. It is needless to say that the crucible 500 may have any form for forming the silicon carbide single crystal without limitation to the above-described form. The crucible 500 may be charged with a molten raw material such as silicon or silicon carbide powder.

도가니(500)는 그라파이트, 실리콘카바이드와 같이 탄소를 함유하는 재질일 수 있다. 탄소를 함유하는 도가니(500) 자체는 탄소 원료의 공급원으로 활용될 수 있다. 이에 제한되지 않고 세라믹 재질의 도가니를 사용할 수 있으며, 이때 탄소를 제공할 물질 또는 공급원 별도로 제공할 수 있다. The crucible 500 may be a material containing carbon such as graphite or silicon carbide. The crucible 500 itself containing carbon can be utilized as a source of carbon raw material. A crucible made of a ceramic material can be used without being limited thereto, and the material or the source for supplying carbon can be provided separately.

주챔버 가열 부재(700)는 도가니(500)를 가열하여 도가니(500)에 수용된 원료를 용융시키거나 가열할 수 있다. 주챔버 가열 부재(700)는 저항식 발열 수단 또는 유도 가열식 발열 수단을 사용할 수 있다. 구체적으로 주챔버 가열 부재(700) 자체가 발열하는 저항식으로 형성되거나 주챔버 가열 부재(700)가 인덕션 코일로 형성되고 인덕션 코일에 고주파 전류를 흐르게 함으로써 도가니(500)를 가열하는 유도 가열 방식으로 형성될 수도 있다. 그러나 전술한 방법에 제한되지 않고 어떠한 가열 부재도 사용될 수 있음은 물론이다. The main chamber heating member 700 can heat or melt the raw material contained in the crucible 500 by heating the crucible 500. The main chamber heating member 700 may use a resistance heating means or an induction heating type heating means. Specifically, the main chamber heating member 700 may be formed by a resistance type in which the heating member 700 itself generates heat, or an induction heating system in which the main chamber heating member 700 is formed of an induction coil and a crucible 500 is heated by flowing a high- . However, it goes without saying that any heating member can be used without being limited to the above-described method.

주챔버 가열 부재(700)와 도가니(500) 사이에 단열 부재(600)가 위치할 수 있다. 단열 부재(600)는 도가니(500)가 일정한 온도로 유지되게 할 수 있다. The heat insulating member 600 may be positioned between the main chamber heating member 700 and the crucible 500. The heat insulating member 600 can keep the crucible 500 at a constant temperature.

단열 부재(600)는 본 명세서에 도시된 형태에 제한되지 않으며 도가니(500)를 감싸는 어떠한 형상도 가능할 수 있다. 일 예로 도가니(500)의 상부면을 덮는 뚜껑 형태를 가지거나 격벽 형태로 제공될 수 있다. 단열 부재(600)는 적어도 하나의 조립체를 포함할 수 있다. The heat insulating member 600 is not limited to the shape shown in this specification, and any shape surrounding the crucible 500 may be possible. For example, a lid shape covering the upper surface of the crucible 500 or may be provided in the form of a partition. The insulating member 600 may include at least one assembly.

도가니(500) 하부에는 회전 부재(900)가 위치할 수 있다. 회전 부재(900)는 도가니(500)의 하측면에 결합되어 도가니(500)를 회전시킬 수 있다. 도가니(500) 회전을 통해 균일한 조성의 용융액 제공이 가능한 바 실리콘카바이드 종결정(420)에서 고품질의 실리콘카바이드 단결정이 성장될 수 있다.The rotary member 900 may be positioned below the crucible 500. The rotary member 900 is coupled to the lower surface of the crucible 500 to rotate the crucible 500. A high quality silicon carbide single crystal can be grown in the silicon carbide seed crystal 420 capable of providing a melt of uniform composition through the rotation of the crucible 500. [

보조 챔버(200)는 빈 내부 공간을 포함하는 밀폐된 형태이다. 보조 챔버(200) 내부는 일정한 압력 및 온도로 유지될 수 있다. 보조 챔버(200)에는 일정한 분위기 유지를 위한 진공 펌프(100), 가스 주입부(220), 가스 배출부(221) 및 보조 챔버 가열 부재(210)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 진공 펌프(100), 가스 주입부(220), 가스 배출부(221) 및 보조 챔버 가열 부재(210) 중 적어도 어느 하나는 생략될 수 있다. The auxiliary chamber 200 is in an enclosed form including an empty interior space. The interior of the auxiliary chamber 200 can be maintained at a constant pressure and temperature. The auxiliary chamber 200 may include a vacuum pump 100, a gas injection unit 220, a gas discharge unit 221, and an auxiliary chamber heating member 210 for maintaining a constant atmosphere. At least one of the vacuum pump 100, the gas injection unit 220, the gas discharge unit 221, and the auxiliary chamber heating member 210 may be omitted according to the embodiment.

가스 주입부(220)에는 분위기 제어용 가스 탱크가 연결될 수 있다. 진공 펌프(100)를 이용하여 보조 챔버(200) 내부를 진공 상태로 만든 이후 가스 주입부(220)를 통해 비활성 기체 등을 주입할 수 있다. The atmosphere control gas tank may be connected to the gas injection unit 220. After the inside of the auxiliary chamber 200 is evacuated by using the vacuum pump 100, an inert gas or the like may be injected through the gas injecting unit 220.

보조 챔버 가열 부재(210)는 보조 챔버(200) 내부를 일정한 온도로 유지할 수 있다. 실시예에 따라서는 샤프트(400)에 연결된 실리콘카바이드 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)에 장입된 원료를 가열하여 표면에 형성된 산화막 또는 불순물 등을 제거할 수 있다. The auxiliary chamber heating member 210 can maintain the inside of the auxiliary chamber 200 at a constant temperature. According to an embodiment, the silicon carbide seed crystal 420 connected to the shaft 400 or the raw material loaded in the loading member 430 may be heated to remove an oxide film or impurities formed on the surface.

보조 챔버(200) 내부에 샤프트 교환축(230)이 위치한다. 샤프트 교환축(230)은 복수의 샤프트(400)와 각각 결합될 수 있다. 샤프트 교환축(230)은 회전을 통해 선택된 어느 하나의 샤프트(400)를 샤프트 이동 부재(240)와 결합시킬 수 있다. A shaft exchange shaft (230) is located inside the auxiliary chamber (200). The shaft exchange shaft 230 can be coupled to the plurality of shafts 400, respectively. The shaft exchange shaft 230 can couple any one of the shafts 400 selected through the rotation with the shaft moving member 240.

샤프트 교환축(230)은 복수의 샤프트(400)와 결합되며 샤프트(400)가 탈착될 수 있는 샤프트 교환축(230)은 샤프트(400)를 샤프트 교환축(230)에 고정시키는 샤프트 지지축(231)을 포함할 수 있다. 샤프트 지지축(231)은 도시하지 않았으나 샤프트 고정부(미도시)를 포함할 수 있다. The shaft exchange shaft 230 is coupled to the plurality of shafts 400 and the shaft exchange shaft 230 to which the shaft 400 can be attached and detached includes a shaft support shaft 231). The shaft support shaft 231 may include a shaft fixing portion (not shown) although not shown.

본 명세서는 샤프트 교환축(230)이 2개의 영역에서 샤프트(400)와 연결되는 실시예를 설명하였으나 이에 제한되지 않고 샤프트 교환축(230)은 2 이상의 샤프트 고정부를 포함하고 2 이상의 샤프트와 연결될 수 있음은 물론이다. Although the present disclosure has described an embodiment in which the shaft exchange shaft 230 is connected to the shaft 400 in two regions, the shaft exchange shaft 230 includes at least two shaft fixing portions and is connected to two or more shafts Of course.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치를 이용하여 실리콘카바이드 단결정을 수득하는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of obtaining a silicon carbide single crystal by using an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

우선 실리콘계 용융 조성물을 포함하는 초기 용융 원료를 도가니(500) 내에 투입한다. 초기 용융 원료는 분말 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 도가니(500)가 탄소 재질을 포함하는 경우 초기 용융 원료는 탄소를 별도로 포함하지 않을 수 있으며 이에 제한되지 않고 초기 용융 원료는 탄소를 포함할 수도 있다. First, an initial molten material containing the silicon-based molten composition is charged into the crucible 500. The initial molten feed may be in powder form, but is not limited thereto. When the crucible 500 includes a carbon material, the initial molten raw material may not contain carbon separately, and the initial molten raw material may include carbon.

초기 용융 원료를 실장하고 있는 도가니(500)를 아르곤 기체와 같은 비활성 분위기에서 주챔버 가열 부재(700)를 이용하여 가열한다. 가열에 따라 도가니(500) 내의 초기 용융 원료는 탄소(C), 실리콘(Si) 및 금속을 포함하는 용융액으로 변한다. The crucible 500 in which the initial melting material is mounted is heated by using the main chamber heating member 700 in an inert atmosphere such as argon gas. Upon heating, the initial molten material in the crucible 500 turns into a melt containing carbon (C), silicon (Si), and metal.

도가니(500)가 소정의 온도에 도달한 이후, 도가니(500)의 특정 위치를 기준으로 한 공정온도는 일정한 온도로 유지된다. 다만 용융액은 도가니(500) 내의 위치별로 온도 편차를 가질 수 있다. 이러한 온도 편차에 따르면 용융액 위치에 따른 탄소 용해도 편차가 발생한다. After the crucible 500 reaches a predetermined temperature, the process temperature based on the specific position of the crucible 500 is maintained at a constant temperature. However, the melt may have a temperature variation by position in the crucible 500. These temperature deviations result in carbon solubility deviations depending on the location of the melt.

탄소가 녹아있는 용융액이 고온 영역에서 저온 영역으로 유동하는 경우 석출 구동력이 발생할 수 있다. 이때 종결정(420)의 온도를 가장 낮게 제어하여 종결정(420)에 인접한 영역에서 적절한 과포화 상태가 발생할 수 있다. A precipitation driving force may occur when the molten liquid in which carbon is melted flows from the high temperature region to the low temperature region. At this time, the temperature of the seed crystal 420 is controlled to be the lowest, and an appropriate supersaturation state may occur in the region adjacent to the seed crystal 420.

과포화도 상태에서는 종결정(420) 상에 실리콘카바이드 단결정이 성장한다. In the supersaturation state, a silicon carbide single crystal grows on the seed crystal 420.

일 실시예에 따르면 실리콘카바이드 종결정(420)의 표면과 용융액 사이에 메니스커스가 형성될 수 있다. 메니스커스란 실리콘카바이드 종결정(420)의 하부면이 용융액과 접촉한 이후 살짝 들어올려지면서 발생하는 표면 장력에 의해 용융액 상에 형성되는 곡면을 지칭한다. 메니스커스를 형성하여 실리콘카바이드 단결정을 성장시키는 경우 다결정의 발생을 억제하여 보다 고품질의 단결정을 수득할 수 있다.According to one embodiment, a meniscus may be formed between the surface of the silicon carbide seed crystal 420 and the melt. The meniscus refers to a curved surface formed on the melt by the surface tension generated when the lower surface of the silicon carbide seed crystal 420 is slightly lifted after contact with the melt. When a meniscus is formed to grow a silicon carbide single crystal, generation of polycrystals can be suppressed and a single crystal of higher quality can be obtained.

실리콘카바이드 종결정(420)은 실리콘카바이드 단결정으로 이루어진다. 실리콘카바이드 종결정(420)의 결정 구조는 제조하려는 실리콘카바이드 단결정의 결정 구조와 같다. 예를 들어, 4H 다형의 실리콘카바이드 단결정을 제조하는 경우, 4H 다형의 실리콘카바이드 종결정(420)을 이용할 수 있다. 4H 다형의 실리콘카바이드 종결정(420)을 이용하는 경우, 결정 성장면은 (0001)면 또는 (000-1)면이거나, (0001)면 또는 (000-1)면으로부터 8도 이하의 각도로 경사진 면일 수 있다. The silicon carbide seed crystal 420 is made of a silicon carbide single crystal. The crystal structure of the silicon carbide seed crystal 420 is the same as the crystal structure of the silicon carbide single crystal to be produced. For example, when a 4H polymorphic silicon carbide single crystal is produced, a 4H polymorphic silicon carbide seed crystal 420 can be used. 4H polymorphic silicon carbide seed crystal 420 is used, the crystal growth surface may be a (0001) plane or a (000-1) plane, or a plane at an angle of 8 degrees or less from a (0001) plane or a It can be a picture plane.

실리콘카바이드 단결정이 성장함에 따라 용융액으로부터 실리콘카바이드를 석출하는 조건이 변할 수 있다. As the silicon carbide single crystal grows, the conditions for depositing silicon carbide from the melt may vary.

본 발명의 실시예에 따르면 주챔버(300) 뿐만 아니라 보조 챔버(200) 역시 외부로부터 분리되어 있다. 보조 챔버(200)는 용융액에 첨가되는 실리콘, 탄소, 또는 금속 첨가물을 로딩 부재(430)에 장입하여 주챔버(300) 내의 도가니(500)로 제공할 수 있다. 도가니(500) 내에 추가 원료를 장입하여 소정의 조성을 만족시키는 용융액이 유지되게 할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, not only the main chamber 300 but also the auxiliary chamber 200 are separated from the outside. The auxiliary chamber 200 may be loaded with the silicon, carbon, or metal additive added to the melt into the loading member 430 and provided to the crucible 500 in the main chamber 300. The additional raw material may be charged into the crucible 500 to maintain the melt satisfying the predetermined composition.

구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 실리콘카바이드 종결정(420)이 연결된 샤프트를 보조 챔버(200) 내측으로 이동시킨다. 그리고 나서 개폐 수단(310)을 이용하여 주챔버(300)와 보조 챔버(200)를 분리한다. Specifically, as shown in FIG. 2, the shaft to which the silicon carbide seed crystal 420 is connected is moved to the inside of the auxiliary chamber 200. Then, the main chamber 300 and the auxiliary chamber 200 are separated using the opening / closing means 310.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 교환축(310)을 통해 샤프트 이동 부재(240)에 실리콘카바이드 단결정이 수득된 샤프트(400)를 분리하고 로딩 부재(430)가 연결된 샤프트(400)를 결합시킨다. 3, the shaft 400 obtained by removing the silicon carbide single crystal is removed from the shaft moving member 240 through the shaft exchange shaft 310 and the shaft 400 to which the loading member 430 is connected .

그리고 나서 도 4에 도시된 바와 같이 개폐 수단(310)을 개방하고 샤프트 이동 부재(240)를 하강시켜 용융액 내에 추가 원료를 장입한다. 실리콘 및 탄소는 연속적으로 또는 비연속적으로 투입될 수 있다. Then, as shown in FIG. 4, the opening and closing means 310 is opened and the shaft moving member 240 is lowered to load the additional raw material into the melt. Silicon and carbon may be introduced continuously or discontinuously.

이후 도가니(500) 내에 새로운 실리콘카바이드 종결정(420)의 제공을 위해 전술한 공정을 반복할 수 있다. The process described above can then be repeated to provide a new silicon carbide seed crystal 420 in the crucible 500.

투입된 실리콘카바이드 종결정(420)에 상당량의 실리콘카바이드 단결정이 성장된 경우 실리콘카바이드 종결정(420)의 교체가 필요할 수 있다. 이 경우 보조 챔버(200)에서 이동 부재(240)에 결합되지 않은 나머지 샤프트(400)에 새로운 실리콘카바이드 종결정(420)을 연결한다. 보조 챔버(200)에서는 새로운 샤프트(400)에 대한 전처리 공정을 실시할 수 있다. The silicon carbide seed crystal 420 may need to be replaced when a significant amount of silicon carbide single crystal is grown in the introduced silicon carbide seed crystal 420. [ In this case, a new silicon carbide seed crystal 420 is connected to the remaining shaft 400 that is not coupled to the moving member 240 in the auxiliary chamber 200. In the auxiliary chamber 200, a pretreatment process for the new shaft 400 can be performed.

그리고 나서 새로운 실리콘카바이드 종결정(420)이 연결된 샤프트 이동 부재(240)가 보조 챔버(200) 하단으로 이동함에 따라 새로운 실리콘카바이드 종결정(420)을 도가니(500) 내의 용융액에 제공할 수 있다. 전술한 공정과 동일한 순서에 따라 제공될 수 있다. The new silicon carbide seed crystal 420 can be provided to the melt in the crucible 500 as the shaft moving member 240 to which the new silicon carbide seed crystal 420 connected is moved to the lower end of the auxiliary chamber 200. [ Can be provided in the same order as the above-described processes.

즉 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치를 사용하는 경우, 추가 원료의 장입 또는 새로운 실리콘카바이드 종결정을 제공하는 공정에서 외부에 대한 개방 없이 공정의 연속성이 유지될 수 있다. 이를 통해 실리콘카바이드 수득 공정에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다. 또한 용융액의 바람직한 조성을 연속적으로 유지할 수 있으므로 고품질의 실리콘카바이드 단결정의 수득이 가능할 수 있다. That is, when the apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to an embodiment of the present invention is used, the continuity of the process can be maintained without opening to the outside in the process of charging additional raw materials or providing a new silicon carbide seed crystal. This can reduce the time and cost of the process for obtaining silicon carbide. Further, since a desired composition of the melt can be continuously maintained, it is possible to obtain a high quality silicon carbide single crystal.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에 대해 설명한다. 도 5는 다른 실시예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다. 전술한 실시예와 다른 구성요소에 대해 설명하고, 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, an apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 is a cross-sectional view of an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to another embodiment. Components different from those of the above-described embodiment will be described, and description of the same similar components will be omitted.

도 5를 참조하면, 보조 챔버(200) 내에 제3 보조 챔버(800)가 위치한다. Referring to FIG. 5, a third auxiliary chamber 800 is located in the auxiliary chamber 200.

제3 보조 챔버(800)는 빈 내부 공간을 포함하는 밀폐된 형태이다. 본 명세서는 도시하지 않았으나 보조 챔버(200)와 제3 보조 챔버(800) 사이의 개폐를 제어하는 수단을 더 포함할 수 있다. The third auxiliary chamber 800 is in an airtight form including an empty inner space. Although not shown, the present disclosure may further include means for controlling opening and closing between the auxiliary chamber 200 and the third auxiliary chamber 800.

제3 보조 챔버(800)의 내부는 일정한 압력 및 온도로 유지될 수 있다. 제3 보조 챔버(800)는 보조 챔버(200)와는 별개의 일정한 분위기의 유지를 위한 진공 펌프(100), 가스 주입부(820) 및 가스 배출부(821), 그리고 제3 보조 챔버 가열 부재(810)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는 진공 펌프(100), 가스 주입부(820), 가스 배출부(821) 및 가열 부재(810) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. The interior of the third auxiliary chamber 800 can be maintained at a constant pressure and temperature. The third auxiliary chamber 800 includes a vacuum pump 100, a gas injection unit 820 and a gas discharge unit 821 for maintaining a constant atmosphere separate from the auxiliary chamber 200, and a third auxiliary chamber heating member 810). At least one of the vacuum pump 100, the gas injection unit 820, the gas discharge unit 821, and the heating member 810 may be omitted according to the embodiment.

가스 주입부(820)에는 분위기 제어용 가스 탱크가 연결될 수 있다. 진공 펌프(100)를 이용하여 제3 보조 챔버(800) 내부를 진공 상태로 만든 이후 가스 주입부(820)를 통해 비활성 기체 등을 주입할 수 있다.The atmosphere control gas tank may be connected to the gas injection unit 820. After the inside of the third auxiliary chamber 800 is evacuated by using the vacuum pump 100, an inert gas or the like may be injected through the gas injecting unit 820.

제3 보조 챔버 가열 부재(810)는 제3 보조 챔버(800) 내부를 일정한 온도로 유지할 수 있다. 실시예에 따라서는 샤프트(400)에 연결된 실리콘카바이드 종결정 또는 원료 등에 포함된 불순물 및/또는 산화막을 제거할 수 있다. The third auxiliary chamber heating member 810 can maintain the inside of the third auxiliary chamber 800 at a constant temperature. Depending on the embodiment, impurities and / or oxide contained in the silicon carbide seed crystal or the raw material connected to the shaft 400 can be removed.

실시예에 따라 제3 보조 챔버(800) 내에 샤프트(400)와 연결된 실리콘카바이드 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)가 위치할 수 있다. 실리콘카바이드 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)는 소정의 분위기에서 준비될 수 있다. The silicon carbide seed crystal 420 or the loading member 430 connected to the shaft 400 may be positioned in the third auxiliary chamber 800 according to the embodiment. The silicon carbide seed crystal 420 or the loading member 430 may be prepared in a predetermined atmosphere.

제조 공정에 따라 주챔버(300) 내부에 위치하는 샤프트(400)가 교체되어야 하는 경우 제3 보조 챔버(800)에서 준비된 실리콘카바이드 종결정(420) 또는 로딩 부재(430)는 샤프트 교환축(230)에 의해 샤프트 이동 부재(240)에 연결될 수 있다. 샤프트 이동 부재(240)에 장착된 새로운 샤프트(400)는 다시 주챔버(300) 내로 이동될 수 있다. The silicon carbide seed crystal 420 or the loading member 430 prepared in the third auxiliary chamber 800 may be rotated by the shaft exchange shaft 230 To the shaft-moving member 240. The shaft- The new shaft 400 mounted on the shaft-moving member 240 can be moved into the main chamber 300 again.

본 명세서는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치가 샤프트 회전축을 포함하고, 이에 연결된 복수의 샤프트가 샤프트 이동 부재에 교체되는 구성을 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 수동식으로 교체될 수 있음은 물론이다. Although the present invention has been described with reference to a configuration in which the apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal includes a shaft rotation shaft and a plurality of shafts connected to the shaft rotation shaft are replaced with the shaft moving member, it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be manually replaced.

이하에서는 비교예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에 대해 살펴보고, 본 발명의 실시예에 따른 장치의 효과에 대해 설명한다. 도 6은 비교예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치의 단면도이다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to a comparative example will be described, and the effect of the apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. 6 is a cross-sectional view of an apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to a comparative example.

비교예에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치는 보조 챔버에 하나의 샤프트가 위치하고, 보조 챔버는 분위기 제어를 위한 별도의 진공 펌프 내지 가스 주입구 등을 포함하지 않는다. In the apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal according to the comparative example, one shaft is disposed in the auxiliary chamber, and the auxiliary chamber does not include a separate vacuum pump, gas inlet, or the like for atmosphere control.

비교예에 따른 제조 장치는 실리콘카바이드 단결정의 수득을 위해 도가니(500) 내에 실리콘카바이드 종결정(420)을 위치시킬 수 있다. 단결정 성장이 완료된 이후 새로운 실리콘카바이드 종결정의 제공을 위해 주챔버는 냉각될 수 있다. The manufacturing apparatus according to the comparative example can position the silicon carbide seed crystal 420 in the crucible 500 to obtain a silicon carbide single crystal. After the single crystal growth is completed, the main chamber can be cooled to provide a new silicon carbide termination definition.

이후 냉각된 챔버를 개방하여 기존 샤프트(400)를 탈착하고 새로운 샤프트(400)를 이동 부재(240)에 결합한다. 이후 주챔버(300)의 분위기를 다시 설정 및 제어하고 새로운 샤프트(400)를 도가니(500) 내의 용융액과 접촉하도록 위치시킨다. Thereafter, the cooled chamber is opened to detach the existing shaft 400, and the new shaft 400 is coupled to the moving member 240. Thereafter, the atmosphere of the main chamber 300 is reset and controlled, and the new shaft 400 is placed in contact with the melt in the crucible 500.

비교예에 따르면 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 장치와는 달리 복수의 샤프트를 하나의 공정에서 실시간으로 교환하기 어려울 수 있다. 또한 샤프트의 교환을 위해서는 장치의 개방이 필요하여 제어된 분위기 유지가 어려운 문제가 있다.According to the comparative example, unlike the manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, it may be difficult to exchange a plurality of shafts in one process in real time. In addition, there is a problem that it is difficult to maintain the controlled atmosphere because the apparatus needs to be opened to exchange the shaft.

상기와 같은 문제는 2회 이상의 공정을 지속 수행함에 있어 전체 공정에 소요되는 시간 증가 등의 문제로 나타날 수 있다. The above problems may be caused by an increase in the time required for the entire process in the continuous execution of two or more processes.

구체적으로, 실리콘카바이드 단결정이 성장됨에 따라 도가니 내의 용융액 조성이 변경될 수 있다. 예를 들어 용융액 내에 포함되는 실리콘(Si)의 함량이 감소할 수 있다. 이 경우 실리콘카바이드 단결정의 성장 속도가 지나치게 빨라질 수 있으며 빠른 성장 속도에서 수득된 실리콘카바이드 단결정은 상당수의 결함을 포함한다. 따라서, 소정의 함량을 만족시키는 용융액을 각 공정별 안정적으로 제공하기 위해 도가니의 냉각 공정, 조성이 제어된 원료의 투입 및 주챔버의 분위기 제어를 위한 공정단계가 추가로 필요할 수 있다. 그러나 이러한 공정 단계가 추가됨에 따라 전체 공정에 소요되는 시간이 증가하는 등 전체 공정 효율이 낮아지는 문제가 발생 할 수 있다. 도 6에 따른 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치와 유사하나 별도의 보조 챔버를 포함하지 않는 경우에는 상술한 공정상의 문제가 더욱 심하게 나타날 수 있다.Specifically, as the silicon carbide single crystal is grown, the composition of the melt in the crucible can be changed. For example, the content of silicon (Si) contained in the melt can be reduced. In this case, the growth rate of the silicon carbide single crystal may be excessively high, and the silicon carbide single crystal obtained at a high growth rate includes a considerable number of defects. Therefore, a process step for cooling the crucible, charging the composition with controlled composition, and controlling the atmosphere of the main chamber may be additionally required in order to stably provide the melt satisfying the predetermined content for each process. However, as the process steps are added, the time required for the entire process may increase, which may result in lowering the overall process efficiency. 6 is similar to the apparatus for producing a silicon carbide single crystal according to FIG. 6, but the process described above may be more severely problematic if it does not include a separate auxiliary chamber.

도가니(500)의 냉각 공정에서는 용융액의 팽창에 따른 도가니 파손이 발생할 수 있다. 또한 용융액 내에 포함되는 금속의 냉각 중 분리 석출(segregation) 현상은 응고물의 영역별 조성편차를 발생시킨다. 이 때문에 냉각된 응고물을 정확한 조성 컨트롤 하에 다시 사용하는 것도 쉽지 않다. 이는 원료 손실, 추가 원료 및 도가니 준비에 따른 공정 시간 증가의 원인으로 작용해 공정원가 상승 요소로 작용한다.In the cooling step of the crucible 500, the crucible may be broken due to the expansion of the melt. Also, the segregation phenomenon during cooling of the metal contained in the melt causes a compositional deviation of the solidified product in each region. For this reason, it is not easy to use the cooled coagulum again under the correct composition control. This contributes to the increase in process costs due to the loss of raw materials, the increase in the process time due to the preparation of additional raw materials and crucible.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따라 연속적인 수득 공정이 가능한 경우, 공정에 소요되는 시간 및 비용을 절감함은 물론 고품질의 실리콘카바이드 단결정을 제공할 수 있는 이점이 있다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a high quality silicon carbide single crystal as well as to reduce the time and cost required for the continuous process, when the continuous process is possible.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 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, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

200: 보조 챔버
300: 주챔버
400: 샤프트200: auxiliary chamber
300: main chamber
400: shaft

Claims (10)

용액 성장법을 사용하여 실리콘카바이드 단결정을 성장시키는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치에서,
용융액이 장입되는 도가니를 포함하는 주챔버,
상기 주챔버와 연결되며 일정한 분위기를 유지하는 보조 챔버, 그리고
상기 보조 챔버 내에 위치하는 복수의 샤프트를 포함하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. In an apparatus for producing a silicon carbide single crystal in which a silicon carbide single crystal is grown by a solution growth method,
A main chamber including a crucible in which a melt is charged,
An auxiliary chamber connected to the main chamber and maintaining a constant atmosphere, and
And a plurality of shafts located in the auxiliary chamber. 제1항에서,
상기 복수의 샤프트 중 적어도 하나는 실리콘카바이드 종결정과 연결된 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
Wherein at least one of the plurality of shafts is connected to a silicon carbide seed crystal. 제1항에서,
상기 복수의 샤프트 중 적어도 하나는 원료 장입이 가능한 로딩 부재와 연결된 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
Wherein at least one of the plurality of shafts is connected to a loading member capable of loading a raw material. 제1항에서,
상기 주챔버와 상기 보조 챔버는 개폐 부재를 통해 분리되는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
Wherein the main chamber and the auxiliary chamber are separated through the opening and closing member. 제1항에서,
상기 보조 챔버와 연결된 진공 펌프, 상기 보조 챔버에 형성된 가스 주입부 및 가스 배출부, 그리고 상기 보조 챔버에 대한 가열부 중 적어도 하나를 포함하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
And at least one of a vacuum pump connected to the auxiliary chamber, a gas injection unit and a gas discharge unit formed in the auxiliary chamber, and a heating unit for the auxiliary chamber. 제1항에서,
상기 복수의 샤프트 중 어느 하나에 연결되어 상기 주챔버를 향해 상하 운동하는 샤프트 이동 부재를 더 포함하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
And a shaft moving member connected to any one of the plurality of shafts and moving up and down toward the main chamber. 제1항에서,
상기 보조 챔버 내에 위치하는 제3 보조 챔버를 더 포함하고,
상기 복수의 샤프트 중 적어도 하나는 상기 제3 보조 챔버 내에 위치하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
Further comprising a third auxiliary chamber located in said auxiliary chamber,
Wherein at least one of the plurality of shafts is located in the third auxiliary chamber. 제7항에서,
상기 제3 보조 챔버 내에 위치하는 가열부, 진공 펌프, 가스 주입부 및 가스 배출부 중 적어도 하나를 더 포함하는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. 8. The method of claim 7,
Further comprising at least one of a heating unit, a vacuum pump, a gas injection unit, and a gas discharge unit located in the third auxiliary chamber. 제1항에서,
상기 복수의 샤프트는 상기 보조 챔버 내부와 연결된 샤프트 교환축에 탈부착되는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치. The method of claim 1,
Wherein the plurality of shafts are detachably attached to a shaft exchange shaft connected to the inside of the auxiliary chamber. 제6항에서,
상기 샤프트 이동 부재는 상기 보조 챔버 내의 상단에 위치하는 제1 위치, 그리고 상기 보조 챔버 내의 하단에 위치하는 제2 위치 사이를 상하 이동하고,
상기 제1 위치에서 복수의 샤프트 중 적어도 하나와 결합되는 실리콘카바이드 단결정의 제조 장치.The method of claim 6,
Wherein the shaft moving member moves up and down between a first position located at an upper end in the auxiliary chamber and a second position located at a lower end in the auxiliary chamber,
And is coupled to at least one of the plurality of shafts at the first position.
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