KR20190101346A - Method for growing silicon carbide single crystal ingot with large diameter - Google Patents

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Abstract

A method for disposing a seed crystal of SiC single crystal with a carbonaceous protective film in a reaction vessel without adhesion and growing the SiC single crystal from a SiC raw material on the seed crystal does not attach the seed crystal to a holder, so that a large-diameter single crystal ingot can be grown due to no warpage or cracks caused during heating. Particularly, according to the embodiment, the carbonaceous protective film is formed in multiple layers, and physical properties of the layers are different, thereby having enhanced the film quality, adhesion between the seed crystal and the protective film, thickness and heat resistance of the protective film than the same obtained when forming the protective film in a single layer.

Description

대구경 탄화규소 단결정 잉곳의 성장방법{METHOD FOR GROWING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL INGOT WITH LARGE DIAMETER}METHOD FOR GROWING SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL INGOT WITH LARGE DIAMETER}

실시예는 탄화규소(SiC) 원료 물질로부터 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 방법, 및 이에 사용되는 종자정에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 실시예는 SiC 원료 물질로부터 종자정에 대구경의 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 방법, 및 이에 사용되는 보호막을 구비한 종자정에 관한 것이다.Examples relate to methods of growing SiC single crystal ingots from silicon carbide (SiC) raw materials, and seed crystals used therein. More specifically, the embodiment relates to a method of growing a large diameter SiC single crystal ingot from a SiC raw material to seed crystals, and a seed crystal having a protective film used therein.

탄화규소(SiC), 실리콘(Si), 질화갈륨(GaN), 사파이어(Al2O3), 갈륨비소(GaAs), 질화알루미늄(AlN) 등의 단결정(single crystal)은, 이의 다결정(polycrystal)으로부터 기대할 수 없는 특성을 나타내므로 산업분야에서의 수요가 증가하고 있다.Single crystals such as silicon carbide (SiC), silicon (Si), gallium nitride (GaN), sapphire (Al 2 O 3 ), gallium arsenide (GaAs) and aluminum nitride (AlN) are polycrystals thereof. The demand in the industrial sector is increasing because it shows unpredictable characteristics.

특히 단결정 탄화규소(single crystal SiC)는, 에너지 밴드갭(energy band gap)이 크고, 최대 절연파괴전계(break field voltage) 및 열전도율(thermal conductivity)이 실리콘(Si)보다 우수하다. 또한, 단결정 탄화규소의 캐리어 이동도는 실리콘에 비견되며, 전자의 포화 드리프트 속도 및 내압도 크다. 이러한 특성으로 인해, 단결정 탄화규소는 고효율화, 고내압화 및 대용량화가 요구되는 반도체 디바이스로의 적용이 기대된다. In particular, single crystal SiC has a large energy band gap and a superior break field voltage and thermal conductivity than silicon (Si). In addition, the carrier mobility of single crystal silicon carbide is comparable to that of silicon, and the saturation drift rate and breakdown voltage of electrons are also large. Due to these characteristics, single crystal silicon carbide is expected to be applied to semiconductor devices requiring high efficiency, high breakdown voltage and high capacity.

이러한 단결정의 제조 방법으로서, 예컨대 일본 공개특허공보 제2001-114599호에는, 아르곤 가스를 도입할 수 있는 진공용기(가열로) 속에서 히터에 의해 가열하면서 종자정의 온도를 원료 분말의 온도보다도 10~100℃ 낮은 온도로 유지하는 것에 의해, 종자정 상에 단결정 잉곳을 성장시키는 것이 개시되어 있다.As a method of producing such a single crystal, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-114599 discloses that the temperature of the seed crystal is 10 to 10 to the temperature of the raw material powder while heating by a heater in a vacuum vessel (heating furnace) into which argon gas can be introduced. It is disclosed to grow single crystal ingots on seed crystals by keeping them at a low temperature of 100 ° C.

단결정 잉곳의 성장을 위해서는 일반적으로 종자정의 접착 공정을 미리 거치고 있다. 예를 들어 종래의 공정에서는, 도 7을 참조하여, 종자정 홀더(190)와 종자정(110) 사이에 접착제(150)를 도포하고 압착함으로써 종자정을 접착한 후, 반응용기(200) 내에서 원료 물질(300)을 가열하여 승화시킴으로써 종자정(110)의 전면에 단결정 잉곳을 성장시켰다. In order to grow single crystal ingots, the seed crystals are generally pasted in advance. For example, in the conventional process, referring to FIG. 7, after the adhesive 150 is applied between the seed crystal holder 190 and the seed crystal 110 and pressed, the seed crystals are adhered to each other, and then inside the reaction vessel 200. The single crystal ingot was grown on the front surface of the seed crystal 110 by heating and subliming the raw material 300.

일본 공개특허공보 제2001-114599호 (2001.04.24)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-114599 (2001.04.24)

종자정을 반응용기 상부의 홀더에 접착하는 종래의 방법은, 종자정과 홀더 간의 열팽창계수(CTE)의 차이에 의해 가열 과정에서 잔류 응력에 따른 휨이나 크랙이 발생하고, 이와 같은 현상은 단결정 잉곳이 성장하여 구경이 커질수록 더욱 증대되므로, 대구경의 단결정 잉곳을 성장시키는데 어려움이 있었다. In the conventional method of adhering the seed crystal to the holder on the upper part of the reaction vessel, warpage or crack occurs due to residual stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion (CTE) between the seed crystal and the holder. There is a difficulty in growing a large-diameter single crystal ingot because it grows further increases as the diameter increases.

또한, 종래의 방식에 따르면 종자정을 반응용기 상부의 홀더에 접착제를 이용하여 접착하기 때문에, 접착제로 인한 단결정 잉곳의 성장 시의 품질의 저하, 종자정 이탈, 종자정 표면의 오염 등의 문제도 있었다.In addition, according to the conventional method, the seed crystal is adhered to the holder on the upper part of the reaction vessel by using an adhesive, so that problems such as deterioration of quality during seed growth of the single crystal ingot, seed crystal detachment, and contamination of the seed crystal surface are also caused by the adhesive. there was.

따라서, 실시예는 종자정을 홀더에 접착하지 않고 단결정 잉곳을 성장시킴으로써 대구경 및 고품질의 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 방법을 제공하고자 한다. Thus, the embodiment seeks to provide a method for growing large diameter and high quality SiC single crystal ingots by growing single crystal ingots without adhering the seed crystals to the holders.

또한, 실시예는 상기 방법에 사용되는 보호막이 구비된 종자정 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a seed crystal with a protective film used in the method and a manufacturing method thereof.

일 실시예에 따르면, (1) 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정의 후면에 보호막을 형성하는 단계; (2) 반응용기의 하부에 SiC 원료 물질을 장입하고, 반응용기의 상부에 상기 종자정을 접착 없이 배치하는 단계; 및 (3) 상기 SiC 원료 물질로부터 상기 종자정의 전면에 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 보호막은 제 1 탄소질 층 및 제 2 탄소질 층을 포함하며, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는, SiC 단결정 잉곳의 성장 방법이 제공된다.According to one embodiment, (1) forming a protective film on the back of the seed crystal of the silicon carbide (SiC) single crystal; (2) charging a SiC raw material to the bottom of the reaction vessel, and disposing the seed crystals on top of the reaction vessel without adhesion; And (3) growing a SiC single crystal ingot from the SiC raw material over the seed crystal, wherein the protective film comprises a first carbonaceous layer and a second carbonaceous layer, wherein the first carbonaceous layer And the second carbonaceous layer is provided with a method of growing a SiC single crystal ingot having different physical properties.

다른 실시예에 따르면, (a) 바인더 수지 및 필러를 함유하는 제 1 조성물 및 제 2 조성물을 제조하는 단계; (b) 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정의 후면에 상기 제 1 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 1 탄소질 층을 형성하는 단계; (c) 상기 제 1 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 2 탄소질 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는, 보호막이 구비된 종자정의 제조방법이 제공된다.According to another embodiment, (a) preparing a first composition and a second composition containing a binder resin and a filler; (b) coating the first composition on the backside of the seed crystals of silicon carbide (SiC) single crystals and carbonizing to graphitizing to form a first carbonaceous layer; (c) coating the second composition on the surface of the first carbonaceous layer and carbonizing or graphitizing to form a second carbonaceous layer, wherein the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer Silver provides a method for producing seed crystals having a protective film, having different physical properties.

또 다른 실시예에 따르면, 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정, 및 상기 종자정의 후면에 형성된 보호막을 포함하고, 여기서 상기 보호막은 상기 종자정의 후면에 접하는 제 1 탄소질 층, 및 상기 제 1 탄소질 층 상에 형성된 제 2 탄소질 층을 포함하며, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는, 보호막이 구비된 종자정이 제공된다.According to another embodiment, a seed crystal of a silicon carbide (SiC) single crystal, and a protective film formed on the back of the seed crystal, wherein the protective film is a first carbonaceous layer in contact with the back of the seed crystal, and the first carbon And a second carbonaceous layer formed on the vaginal layer, wherein the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer have different physical properties, and seed crystals with a protective film are provided.

상기 실시예의 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법에 따르면, 종자정을 홀더에 부착하지 않기 때문에 가열 과정에서 열팽창계수 차이에 따라 발생하는 잔류 응력에 의한 휨이나 크랙이 발생하지 않아서 대구경의 단결정 잉곳을 성장시킬 수 있다. 또한, 상기 실시예에 따르면 종자정에 접착제를 도포할 필요가 없기 때문에 접착제로 인한 품질의 저하도 방지할 수 있다.According to the growth method of the SiC single crystal ingot of the above embodiment, since seed crystals are not attached to the holder, there is no warpage or crack due to residual stress caused by the difference in thermal expansion coefficient during the heating process, so that a large diameter single crystal ingot can be grown. have. In addition, according to the above embodiment, since it is not necessary to apply the adhesive to the seed crystals, the degradation of the quality due to the adhesive can also be prevented.

또한, 실시예에 따르면 종자정의 후면에 탄소질 보호막을 형성하기 때문에, 성장을 위한 가열 중에 발생할 수 있는 종자정 후면의 손실을 방지할 수 있다. 특히 실시예에 따르면, 상기 탄소질 보호막을 다층으로 형성하면서 각 층별로 물성을 다르게 구성함으로써, 단층으로 보호막을 형성할 경우보다, 막질, 종자정과 보호막 간의 접착성과 보호막의 두께 및 내열성 면에서 개선될 수 있다. 이에 따라 단결정 잉곳의 성장 중에 발생할 수 있는 응력을 보다 효과적으로 억제하여 잉곳의 크랙 발생 등의 품질 저하를 방지할 수 있다.In addition, according to the embodiment, since the carbonaceous protective film is formed on the rear surface of the seed crystal, it is possible to prevent loss of the rear surface of the seed crystal which may occur during heating for growth. Particularly, according to the embodiment, the carbonaceous protective film is formed in multiple layers and the physical properties of each layer are different, so that the adhesion between the film quality, the seed crystal and the protective film, and the thickness and heat resistance of the protective film can be improved compared to the case of forming the protective film in a single layer. Can be. Accordingly, it is possible to more effectively suppress the stress that may occur during the growth of the single crystal ingot, thereby preventing the deterioration of the quality such as the occurrence of cracking of the ingot.

도 1은 실시예에 따라 종자정에 보호막을 형성하는 방법을 도시한 것이다.
도 2a 및 2b는 실시예에 따라 SiC 단결정 잉곳을 제조하기 위한 반응용기 구성이다.
도 3 및 4는 각각 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 종자정에 구비된 보호막의 표면을 관찰한 것이다.
도 5는 실시예 1에서 제조한 보호막이 구비된 종자정의 단면을 관찰한 것이다.
도 6은 실시예 2에서 제조된 SiC 단결정 잉곳의 사진이다.
도 7은 종래의 방식에 따라 SiC 단결정 잉곳을 제조하기 위한 반응용기의 구성이다.
1 illustrates a method of forming a protective film on seed crystals according to an embodiment.
2a and 2b is a reaction vessel configuration for producing a SiC single crystal ingot according to the embodiment.
3 and 4 respectively observe the surface of the protective film provided in the seed crystals prepared in Example 1 and Comparative Example 1.
5 is a cross-sectional view of a seed crystal provided with a protective film prepared in Example 1.
6 is a photograph of a SiC single crystal ingot prepared in Example 2.
7 is a configuration of a reaction vessel for producing a SiC single crystal ingot according to a conventional method.

이하의 실시예의 설명에 있어서, 각 구성요소의 상부 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한 첨부된 도면들에서 이해를 돕기 위해 크기나 간격 등이 과장되어 표시될 수 있으며, 이 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 자명한 내용은 도시가 생략될 수 있다.In the following description of the embodiments, the reference for the top or bottom of each component will be described with reference to the drawings. In addition, in the accompanying drawings, sizes, intervals, etc. may be exaggeratedly displayed for clarity, and the descriptions of those skilled in the art may be omitted.

보호막이 구비된 종자정의 제조방법Manufacturing method of seed crystal with protective film

실시예에 따른 보호막이 구비된 종자정의 제조방법은, (a) 바인더 수지 및 필러를 함유하는 제 1 조성물 및 제 2 조성물을 제조하는 단계; (b) 탄화규소(SiC) 종자정의 후면에 상기 제 1 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 1 탄소질 층을 형성하는 단계; (c) 상기 제 1 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 2 탄소질 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는다.According to an embodiment of the present invention, a method of preparing seed crystals includes: (a) preparing a first composition and a second composition containing a binder resin and a filler; (b) coating the first composition on the back side of silicon carbide (SiC) seed crystals and carbonizing to graphitizing to form a first carbonaceous layer; (c) coating the second composition on the surface of the first carbonaceous layer and carbonizing or graphitizing to form a second carbonaceous layer, wherein the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer Has different physical properties.

이하 각 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each step will be described in more detail.

(a) 코팅 조성물의 제조(a) Preparation of Coating Composition

상기 단계 (a)에서는 바인더 수지 및 필러를 함유하는 제 1 조성물 및 제 2 조성물을 제조한다.In step (a), a first composition and a second composition containing a binder resin and a filler are prepared.

상기 바인더 수지는 보호막의 제조를 위한 코팅 조성물의 주성분을 이룬다. 상기 바인더 수지는 예를 들어 페놀 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 피치계 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아크릴산 수지, 푸란계 수지, 에폭시계 수지, 또는 이들의 혼합 수지일 수 있다.The binder resin forms a main component of the coating composition for preparing the protective film. The binder resin may be, for example, a phenol resin, a polyacrylonitrile resin, a pitch resin, a polyvinyl chloride resin, a polyacrylic acid resin, a furan resin, an epoxy resin, or a mixed resin thereof.

상기 바인더 수지는 잔탄량(actual carbon ratio)이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 바인더 수지는 불활성 분위기에서 잔탄량이 5~50%, 또는 10~30%일 수 있다.It is preferable that the binder resin has a high actual carbon ratio. For example, the binder resin may have a residual amount of 5 to 50%, or 10 to 30% in an inert atmosphere.

또한, 상기 바인더 수지는 경화성 수지인 것이 바람직하며, 예를 들어 열경화성 수지일 수 있다.In addition, the binder resin is preferably a curable resin, for example, may be a thermosetting resin.

상기 필러는 조성물의 코팅 이후 열처리 시에 탄화를 촉진시키고 과도한 수축을 막아 크랙이 형성되는 것을 방지하는 역할을 한다. The filler promotes carbonization during heat treatment after coating of the composition and prevents excessive shrinkage, thereby preventing cracks from forming.

상기 필러는 예를 들어, 탄소질 필러, 금속계 필러, 또는 이들의 복합 필러일 수 있다. 구체적으로, 상기 필러는 인상흑연, 토상흑연, 팽창흑연, 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀, 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄화탄탈륨(TaC), 탄화텅스텐(WC) 등의 성분을 함유할 수 있다.The filler may be, for example, a carbonaceous filler, a metal filler, or a composite filler thereof. Specifically, the filler is impression graphite, earth graphite, expanded graphite, carbon black, carbon nanotubes, graphene, tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), It may contain components such as tantalum carbide (TaC) and tungsten carbide (WC).

상기 제 1 조성물은 바인더 수지 100 중량부 대비 20~300 중량부, 또는 50~200 중량부의 필러를 포함할 수 있다.The first composition may include 20 to 300 parts by weight, or 50 to 200 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the binder resin.

또한 상기 제 2 조성물은 바인더 수지 100 중량부 대비 10~200 중량부, 또는 30~150 중량부의 필러를 포함할 수 있다.In addition, the second composition may include a filler 10 to 200 parts by weight, or 30 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

조성이 상기 바람직한 범위 내일 때, 조성물의 코팅성이 우수하면서 코팅 이후 열처리 시에 표면 수축이나 크랙 등을 방지하는데 보다 유리할 수 있다.When the composition is within the above preferred range, it may be more advantageous to prevent surface shrinkage or cracks during heat treatment after coating, while having excellent coating properties of the composition.

보다 구체적인 일례로서, 상기 바인더 수지로서 페놀 수지를 사용하고, 상기 필러로서 흑연을 사용하며, 상기 제 1 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 100~180 중량부의 필러를 포함하고, 상기 제 2 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 50~120 중량부의 필러를 포함할 수 있다.As a more specific example, a phenol resin is used as the binder resin, graphite is used as the filler, and the first composition includes 100 to 180 parts by weight of a filler relative to 100 parts by weight of the binder resin, and the second composition is It may include 50 to 120 parts by weight of the filler relative to 100 parts by weight of the binder resin.

보다 구체적인 다른 예로서, 상기 바인더 수지로서 페놀 수지를 사용하고, 상기 필러로서 인상 흑연을 사용하며, 상기 제 1 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 120~150 중량부의 필러를 포함하고, 상기 제 2 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 80~100 중량부의 필러를 포함할 수 있다.As another specific example, a phenol resin is used as the binder resin, impression graphite is used as the filler, and the first composition includes 120 to 150 parts by weight of a filler relative to 100 parts by weight of the binder resin, and the second The composition may include 80 to 100 parts by weight of the filler relative to 100 parts by weight of the binder resin.

상기 조성물은 코팅의 효율을 위해 액상의 조성물인 것이 바람직하다.The composition is preferably a liquid composition for the efficiency of the coating.

이에 따라 상기 조성물은 에탄올, 메탄올, 아세톤, 디메틸폼아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 등의 용매를 함유할 수 있다. Accordingly, the composition may contain a solvent such as ethanol, methanol, acetone, dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO).

이때 상기 조성물의 고형분 함량은 1~50 중량%, 또는 5~30 중량%일 수 있다.At this time, the solid content of the composition may be 1 to 50% by weight, or 5 to 30% by weight.

상기 제 1 조성물과 제 2 조성물은 서로 다른 고형분 함량 또는 점도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 조성물은 제 2 조성물보다 더 낮은 고형분 함량을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 제 1 조성물은 상대적으로 낮은 점도를 가지게 되어 종자정에 대한 부착성을 향상시킬 수 있다. The first composition and the second composition may have different solids content or viscosity. Preferably, the first composition may have a lower solids content than the second composition. Accordingly, the first composition may have a relatively low viscosity to improve adhesion to seed crystals.

이때, 상기 제 1 조성물의 고형분 함량은 1~30 중량%, 또는 1~20 중량%일 수 있다. 또한, 상기 제 2 조성물의 고형분 함량은 5~50 중량%, 또는 5~30 중량%일 수 있다.At this time, the solid content of the first composition may be 1 to 30% by weight, or 1 to 20% by weight. In addition, the solid content of the second composition may be 5 to 50% by weight, or 5 to 30% by weight.

바람직한 일례로서, 상기 제 1 조성물이 5~15 중량%의 고형분 함량을 가지고, 상기 제 2 조성물이 8~18 중량%의 고형분 함량을 가지되, 상기 제 1 조성물이 상기 제 2 조성물보다 더 낮은 고형분 함량을 가질 수 있다.As a preferred example, the first composition has a solids content of 5-15% by weight and the second composition has a solids content of 8-18% by weight, wherein the first composition has a lower solids content than the second composition. It may have a content.

상기 조성물에는 그 외에도 습윤분산제, 소포제 등이 더 함유될 수 있다.The composition may further contain a wet dispersant, an antifoaming agent, and the like.

추가적으로, 상기 제 1 조성물 및 제 2 조성물과 다른 조성의 제 3 조성물, 제 4 조성물 등을 더 제조하여 보호막의 다양한 층 구성을 도모할 수 있다.In addition, the third composition, the fourth composition, and the like, which are different from the first composition and the second composition, may be further prepared to achieve various layer configurations of the protective film.

(b) 제 1 탄소질 층의 형성(b) formation of a first carbonaceous layer

상기 단계 (b)에서는, 탄화규소(SiC) 종자정의 후면에 상기 제 1 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 1 탄소질 층을 형성한다.In step (b), the first composition is coated on the rear surface of silicon carbide (SiC) seed crystals and carbonized to graphitized to form a first carbonaceous layer.

본 명세서에서, 종자정의 "전면"이란, 일반적으로 넓고 평평한 형태를 갖는 종자정의 양면 중 단결정 잉곳이 성장하는 면을 의미하고, 반대로 종자정의 "후면"이란 단결정 잉곳이 성장하는 면의 반대면을 의미한다. In the present specification, the term "front" of a seed crystal generally refers to a side on which a single crystal ingot grows on both sides of a seed crystal having a wide and flat shape, and on the contrary, the "back side" of a seed crystal refers to an opposite side to a surface on which a single crystal ingot grows. do.

구체적으로, 도 1의 (a) 내지 (c)에서 보듯이, SiC 단결정의 종자정(110)의 후면(112)에 상기 제 1 조성물을 코팅하여 제 1 코팅막(121')을 얻은 뒤, 열처리에 의해 건조 및 경화를 거쳐, 탄화 내지 흑연화시켜 제 1 탄소질 층(121)을 형성할 수 있다. 이때 상기 제 1 코팅막은 1~40 ㎛, 1~20 ㎛, 또는 1~10 ㎛의 두께를 가질 수 있다.Specifically, as shown in (a) to (c) of FIG. 1, the first composition is coated on the back surface 112 of the seed crystal 110 of SiC single crystal to obtain a first coating film 121 ′, and then heat treatment. By drying and curing, and carbonization to graphitization to form the first carbonaceous layer 121. At this time, the first coating film may have a thickness of 1 ~ 40 ㎛, 1 ~ 20 ㎛, or 1 ~ 10 ㎛.

상기 종자정으로는, 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC 또는 15R-SiC 등 성장시키고자 하는 결정의 종류에 따라 다양한 결정구조를 갖는 종자정을 사용할 수 있다.As the seed crystal, seed crystals having various crystal structures may be used depending on the kind of crystals to be grown, such as 4H-SiC, 6H-SiC, 3C-SiC, or 15R-SiC.

상기 종자정은 코팅 이전에 세정 단계를 미리 거칠 수 있다. 종자정의 표면에는 실리콘이 산소와 반응하여 형성된 이산화실리콘 산화막이 형성될 수 있는데, 이러한 산화막은 후속 공정에서 단결정 잉곳이 성장할 때 종자정이 이탈되거나 결함을 발생시킬 수 있으므로 세정으로 미리 제거하는 것이 바람직하다. 상기 세정은 아세톤, 알코올, 증류수, 산 용액 등을 이용하여 수행될 수 있으며, 초음파 처리 또는 침지 등에 의해 수행될 수 있고, 1회 또는 2회 이상 수행될 수 있다.The seed crystals may be subjected to a cleaning step before coating. The silicon dioxide oxide film formed by the reaction of silicon with oxygen may be formed on the surface of the seed crystal. Since the seed crystal may deviate or cause defects when the single crystal ingot is grown in a subsequent process, it is preferable to remove it in advance by washing. The washing may be performed using acetone, alcohol, distilled water, acid solution, and the like, may be performed by sonication or dipping, and may be performed once or twice or more.

세척이 완료되면, 종자정의 후면에 상기 제 1 조성물의 코팅이 수행될 수 있다. When the washing is completed, the coating of the first composition may be performed on the back of the seed crystals.

상기 코팅은 스핀 코팅, 테이프 캐스팅 등의 통상적인 코팅 방식을 이용할 수 있다.The coating may use conventional coating methods such as spin coating and tape casting.

또한 상기 코팅은 0.1~2000 ㎛의 두께 범위, 또는 20~1500 ㎛의 두께 범위로 수행될 수 있다. 코팅 두께가 상기 바람직한 범위에 비하여 너무 작은 경우 열처리 후 보호막의 역할을 못할 가능성이 있고, 반대로 너무 큰 경우 열처리 시에 기포 함유, 크랙, 코팅 박리(peel off) 등이 발생할 수 있다.In addition, the coating may be carried out in a thickness range of 0.1 ~ 2000 ㎛, or a thickness range of 20 ~ 1500 ㎛. If the coating thickness is too small compared to the above preferred range, there is a possibility that it may not play a role of the protective film after the heat treatment. On the contrary, if the coating thickness is too large, bubbles may be contained during the heat treatment, cracks, peeling off of the coating, and the like.

이후 상기 종자정의 후면에 코팅된 제 1 조성물을 탄화 내지 흑연화시켜 제 1 탄소질 층을 형성한다.Thereafter, the first composition coated on the rear surface of the seed crystals is carbonized to graphitized to form a first carbonaceous layer.

예를 들어, 상기 제 1 조성물을 300℃ 이상, 예를 들어 300~2200℃의 온도에서 열처리함으로써, 건조 및 경화를 거쳐, 탄화 내지 흑연화를 수행할 수 있다.For example, the first composition may be heat-treated at a temperature of 300 ° C. or higher, for example, 300˜2200 ° C., followed by drying and curing, and carbonization to graphitization may be performed.

상기 제 1 조성물에 함유된 바인더 수지는, 상기 열처리에 의해 탄화(carbonization)되거나 나아가 흑연화(graphitization)되어 제 1 탄소질 층을 구성하게 된다. 또한 상기 조성물 내의 필러는 열처리 시에 발생할 수 있는 크랙을 방지하고 탄화 내지 흑연화를 촉진시킬 수 있다.The binder resin contained in the first composition is carbonized or further graphitized by the heat treatment to form a first carbonaceous layer. In addition, the filler in the composition may prevent cracks that may occur during heat treatment and promote carbonization to graphitization.

상기 열처리 온도는 보다 구체적으로 400℃ 이상, 500℃ 이상, 또는 600℃ 이상일 수 있으며, 예를 들어 400~1500℃, 500~1000℃, 1500~2500℃, 또는 2000~2500℃일 수 있다. 또한, 상기 열처리는 1~10 시간, 또는 1~5 시간 동안 수행될 수 있다.The heat treatment temperature may be more specifically 400 ° C or higher, 500 ° C or higher, or 600 ° C or higher, for example, 400 to 1500 ° C, 500 to 1000 ° C, 1500 to 2500 ° C, or 2000 to 2500 ° C. In addition, the heat treatment may be performed for 1 to 10 hours, or 1 to 5 hours.

일 구체예로서, 상기 열처리는 0.5~5℃/min의 승온 속도 및 500℃ 이상 또는 600℃ 이상의 온도 조건에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 500~1000℃의 온도까지 승온하고, 상기 온도를 유지하며 1~5시간 가열한 뒤, 0.5~5℃/min의 속도로 냉각함으로써 수행될 수 있다.In one embodiment, the heat treatment may be carried out at a temperature increase rate of 0.5 ~ 5 ℃ / min and temperature conditions of 500 ℃ or more or 600 ℃ or more, for example, the temperature is raised to a temperature of 500 ~ 1000 ℃, and maintain the temperature After heating for 1 to 5 hours, it can be carried out by cooling at a rate of 0.5 ~ 5 ℃ / min.

다른 구체예로서, 상기 열처리는 1~5℃/min의 승온 속도 및 1500℃ 이상 또는 2000℃ 이상의 온도 조건에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 1500~2500℃의 온도 또는 2000~2500℃의 온도까지 승온하고, 상기 온도를 유지하며 1~5시간 가열한 뒤, 1~5℃/min의 속도로 냉각함으로써 수행될 수 있다.In another embodiment, the heat treatment may be carried out at a temperature increase rate of 1 ~ 5 ℃ / min and temperature conditions of more than 1500 ℃ or more than 2000 ℃, for example, up to a temperature of 1500 ~ 2500 ℃ or a temperature of 2000 ~ 2500 ℃ After heating, maintaining the temperature and heating for 1 to 5 hours, it can be carried out by cooling at a rate of 1 ~ 5 ℃ / min.

상기 열처리는 불활성 가스 분위기에서 수행될 수 있고, 예를 들어 아르곤 가스 또는 질소 가스 분위기에서 수행될 수 있다.The heat treatment may be performed in an inert gas atmosphere, for example, may be performed in an argon gas or a nitrogen gas atmosphere.

상기 열처리는 유도가열로 수행되거나 저항가열로 수행될 수 있다. 즉, 상기 열처리는 유도가열 소성로에서 진행될 수도 있고, 저항가열 소성로에서 진행될 수도 있다. The heat treatment may be performed by induction heating or resistance heating. That is, the heat treatment may be performed in an induction heating kiln, or may be performed in a resistance heating kiln.

(c) 제 2 탄소질 층의 형성(c) formation of a second carbonaceous layer

상기 단계 (c)에서는, 상기 제 1 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 2 탄소질 층을 형성한다.In the step (c), the second composition is coated on the surface of the first carbonaceous layer and carbonized to graphitize to form a second carbonaceous layer.

구체적으로, 도 1의 (d) 및 (e)에서 보듯이, 제 1 탄소질 층(121)의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하여 제 2 코팅막(122')을 얻은 뒤, 열처리에 의해 건조 및 경화를 거쳐, 탄화 내지 흑연화시켜 제 2 탄소질 층(122)을 형성할 수 있다. 이때 상기 제 2 코팅막은 11~100 ㎛, 11~50 ㎛, 또는 11~30 ㎛의 두께를 가질 수 있다.Specifically, as shown in (d) and (e) of FIG. 1, the second composition is coated on the surface of the first carbonaceous layer 121 to obtain a second coating film 122 ′, and then dried by heat treatment. And through hardening, carbonization to graphitization to form the second carbonaceous layer 122. At this time, the second coating film may have a thickness of 11 ~ 100 ㎛, 11 ~ 50 ㎛, or 11 ~ 30 ㎛.

그 외 상기 제 2 탄소질 층을 형성하기 위한 공정의 구체적인 조건은, 앞서 제 1 탄소질 층의 형성 공정에서 예시한 조건을 채용할 수 있다.In addition, specific conditions of the process for forming the second carbonaceous layer may employ the conditions exemplified in the process of forming the first carbonaceous layer.

상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 양의 필러를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 탄소질 층은 상기 제 1 탄소질 층보다 더 많은 양의 필러를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 탄소질 층 내에 함유된 총 필러의 양은, 상기 제 1 탄소질 층 내에 함유된 총 필러의 양보다 더 많을 수 있다.The first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer may have different amounts of fillers. Preferably the second carbonaceous layer may have a greater amount of filler than the first carbonaceous layer. That is, the amount of the total filler contained in the second carbonaceous layer may be greater than the amount of the total filler contained in the first carbonaceous layer.

이와 같이 상기 제 2 탄소질 층에 상대적으로 많은 양의 필러를 함유시킴으로써 고온 성장 시에 필요한 내열성을 확보할 수 있다.Thus, by containing a relatively large amount of filler in the second carbonaceous layer it is possible to ensure the heat resistance required at high temperature growth.

상기 제 2 탄소질 층에 함유되는 필러의 양을 늘리기 위해서, 상기 제 2 탄소질 층의 필러 함량(%)을 높이거나 또는 제 2 탄소질 층의 두께를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 상기 제 2 탄소질 층은 상기 제 1 탄소질 층보다 필러 함량이 더 높거나, 또는 두께가 더 클 수 있다.In order to increase the amount of filler contained in the second carbonaceous layer, the filler content (%) of the second carbonaceous layer may be increased or the thickness of the second carbonaceous layer may be increased. Accordingly, the second carbonaceous layer may have a higher filler content or a larger thickness than the first carbonaceous layer.

또한, 필요에 따라, 상기 제 2 탄소질 층(122) 상에 추가적인 탄소질 층을 더 형성할 수 있다. 이때 상기 추가적인 탄소질 층은 상기 제 2 탄소질 층의 원료 조성물(제 2 조성물)을 이용하여 형성할 수도 있고, 또는 다른 조성물(제 3 조성물, 제 4 조성물 등)을 이용하여 형성할 수도 있다.In addition, as needed, an additional carbonaceous layer may be further formed on the second carbonaceous layer 122. In this case, the additional carbonaceous layer may be formed using the raw material composition (second composition) of the second carbonaceous layer, or may be formed using another composition (third composition, fourth composition, etc.).

예를 들어, 상기 제 2 탄소질 층 상에 1~8개 또는 1~4개의 추가적인 탄소질 층들을 더 형성할 수 있으며, 이때 추가적인 탄소질 층들은 상기 제 2 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.For example, one to eight or one to four additional carbonaceous layers may be further formed on the second carbonaceous layer, where the additional carbonaceous layers may be formed using the second composition.

이와 같은 반복적인 탄소질 층의 형성 공정을 거치면, 다층의 탄소질 보호막(120)이 구비된 종자정(110)이 수득된다. Through such a repeating process of forming the carbonaceous layer, the seed crystal 110 is provided with a multi-layered carbonaceous protective film 120.

보호막이 구비된 With shield 종자정Seed crystal

실시예에 따른 보호막이 구비된 종자정은, 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정, 및 상기 종자정의 후면에 형성된 보호막을 포함하고, 여기서 상기 보호막은 상기 종자정의 후면에 접하는 제 1 탄소질 층, 및 상기 제 1 탄소질 층 상에 형성된 제 2 탄소질 층을 포함하며, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는다.Seed crystal provided with a protective film according to an embodiment includes a seed crystal of silicon carbide (SiC) single crystal, and a protective film formed on the back of the seed crystal, wherein the protective film is a first carbonaceous layer in contact with the back of the seed crystal, and And a second carbonaceous layer formed on the first carbonaceous layer, wherein the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer have different physical properties.

상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 예를 들어 두께, 부착성, 내열성 등의 물성 면에서 서로 다르다.The first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer are different from each other in terms of physical properties such as thickness, adhesion, and heat resistance.

상기 제 1 탄소질 층은 종자정에 대한 부착성이 우수하여 코팅 이후 열처리 및 잉곳 성장 과정에서 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 탄소질 층은 상기 제 2 탄소질 층보다 상대적으로 높은 부착성을 가질 수 있다.The first carbonaceous layer may have excellent adhesion to seed crystals to prevent peeling from occurring during heat treatment and ingot growth after coating. Specifically, the first carbonaceous layer may have a relatively higher adhesion than the second carbonaceous layer.

또한, 상기 제 2 탄소질 층은 고온에 대한 내열성이 우수하여 코팅 이후 열처리 및 잉곳 성장 과정에서 보호막에 크랙이 발생하거나 소멸되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 탄소질 층은 상기 제 1 탄소질 층보다 상대적으로 높은 내열성을 가질 수 있다.In addition, the second carbonaceous layer may have excellent heat resistance to high temperature, thereby preventing cracks or disappearing in the protective layer during heat treatment and ingot growth after coating. Specifically, the second carbonaceous layer may have a relatively higher heat resistance than the first carbonaceous layer.

또한, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 탄소질 층은 상기 제 1 탄소질 층보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.In addition, the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer may have different thicknesses. Preferably, the second carbonaceous layer may have a larger thickness than the first carbonaceous layer.

이때, 상기 제 1 탄소질 층의 두께는 0.1~20 ㎛, 0.2~15 ㎛, 또는 0.3~10 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 2 탄소질 층의 두께는 1~50 ㎛, 2~30 ㎛, 또는 3~20 ㎛일 수 있다.In this case, the thickness of the first carbonaceous layer may be 0.1-20 μm, 0.2-15 μm, or 0.3-10 μm. In addition, the thickness of the second carbonaceous layer may be 1 to 50 μm, 2 to 30 μm, or 3 to 20 μm.

구체적인 일례로서, 상기 제 1 탄소질 층은 0.5~5 ㎛의 두께를 갖고, 상기 제 2 탄소질 층은 6~15 ㎛의 두께를 가질 수 있다.As a specific example, the first carbonaceous layer may have a thickness of 0.5 to 5 μm, and the second carbonaceous layer may have a thickness of 6 to 15 μm.

상기 보호막은 바인더 수지 및 필러를 포함하는 조성물이 탄화 내지 흑연화된 것일 수 있다. 즉, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 바인더 수지 및 필러를 포함하는 조성물이 탄화 내지 흑연화된 것일 수 있다.The protective film may be carbonized to graphitized composition comprising a binder resin and a filler. That is, the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer may be a carbonized to graphitized composition comprising a binder resin and a filler.

이에 따라 상기 탄소질 보호막은 결정화되지 않은 탄소 또는 결정화된 탄소(예를 들어 흑연화된 탄소)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 탄소질 보호막은 상기 바인더 수지의 탄화물 또는 흑연화물을 포함할 수 있다.Accordingly, the carbonaceous protective layer may include uncrystallized carbon or crystallized carbon (eg, graphitized carbon). That is, the carbonaceous protective film may include carbide or graphite of the binder resin.

이때 상기 바인더 수지는 페놀 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 피치계 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아크릴산 수지, 푸란계 수지, 에폭시계 수지 및 이들의 혼합 수지일 수 있다. 또한, 상기 필러는 카본계 필러, 금속계 필러, 또는 이들의 복합 필러일 수 있다.In this case, the binder resin may be a phenol resin, a polyacrylonitrile resin, a pitch resin, a polyvinyl chloride resin, a polyacrylic acid resin, a furan resin, an epoxy resin, and a mixed resin thereof. In addition, the filler may be a carbon-based filler, a metal-based filler, or a composite filler thereof.

또한, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 양의 필러를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 탄소질 층은 상기 제 1 탄소질 층보다 더 많은 양의 필러를 가질 수 있다.In addition, the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer may have different amounts of fillers. Preferably the second carbonaceous layer may have a greater amount of filler than the first carbonaceous layer.

또한, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 액상의 제 1 조성물 및 제 2 조성물이 각각 탄화 내지 흑연화된 것이고, 이때 상기 제 1 조성물은 상기 제 2 조성물보다 더 낮은 고형분 함량을 가질 수 있다.In addition, the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer are carbonized to graphitized liquid first composition and second composition, respectively, wherein the first composition has a lower solids content than the second composition. Can have

상기 보호막은 상기 제 1 탄소질 층 및 제 2 탄소질 층 외에도 1~8개의 추가적인 탄소질 층들을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 보호막은 상기 제 2 탄소질 층 상에 제 3 탄소질 층, 제 4 탄소질 층 등의 추가적인 탄소질 층들을 더 포함할 수 있다.The protective layer may further include 1 to 8 additional carbonaceous layers in addition to the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer. That is, the passivation layer may further include additional carbonaceous layers, such as a third carbonaceous layer and a fourth carbonaceous layer, on the second carbonaceous layer.

이때, 상기 추가적인 탄소질 층들은 상기 제 1 탄소질 층 또는 상기 제 2 탄소질 층과 동일하거나 다른 물성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 추가적인 탄소질 층들은 상기 제 2 탄소질 층과 동일한 물성을 가질 수 있다.In this case, the additional carbonaceous layers may have the same or different physical properties as the first carbonaceous layer or the second carbonaceous layer. For example, the additional carbonaceous layers may have the same physical properties as the second carbonaceous layer.

이와 같은 다층의 탄소질 보호막의 총 두께는 예를 들어 10~1500 ㎛의 범위, 또는 15~1000 ㎛의 범위, 또는 20~500 ㎛의 범위일 수 있다.The total thickness of the multilayer carbonaceous protective film may be, for example, in the range of 10 to 1500 µm, or in the range of 15 to 1000 µm, or in the range of 20 to 500 µm.

바람직한 예로서, 상기 보호막이 1~8개의 추가적인 탄소질 층들을 더 포함하고, 상기 보호막이 20~1500 ㎛의 총 두께를 가질 수 있다.As a preferred example, the protective film may further include 1 to 8 additional carbonaceous layers, and the protective film may have a total thickness of 20 to 1500 μm.

이와 같이, 상기 탄소질 보호막을 다층으로 형성하면서 각 층별로 물성을 다르게 구성함으로써, 단층으로 보호막을 형성할 경우보다, 막질, 종자정과 보호막 간의 접착성과 보호막의 두께 및 내열성 면에서 개선될 수 있다.As such, by forming the carbonaceous protective film in multiple layers and configuring different physical properties for each layer, the carbonaceous protective film can be improved in terms of adhesion between the film quality, seed crystal and the protective film, and thickness and heat resistance of the protective film, rather than forming a single protective film.

SiC 단결정 잉곳의 성장 방법SiC Single Crystal Ingot Growth Method

실시예에 따른 SiC 단결정 잉곳의 성장 방법은, (1) 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정의 후면에 보호막을 형성하는 단계; (2) 반응용기의 하부에 SiC 원료 물질을 장입하고, 반응용기의 상부에 상기 종자정을 접착 없이 배치하는 단계; 및 (3) 상기 SiC 원료 물질로부터 상기 종자정의 전면에 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 보호막은 제 1 탄소질 층 및 제 2 탄소질 층을 포함하며, 상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는다.SiC single crystal ingot growth method according to the embodiment, (1) forming a protective film on the back of the seed crystal of silicon carbide (SiC) single crystal; (2) charging a SiC raw material to the bottom of the reaction vessel, and disposing the seed crystals on top of the reaction vessel without adhesion; And (3) growing a SiC single crystal ingot from the SiC raw material over the seed crystal, wherein the protective film comprises a first carbonaceous layer and a second carbonaceous layer, wherein the first carbonaceous layer And the second carbonaceous layer have different physical properties.

(1) 보호막이 구비된 종자정의 제조(1) Preparation of seed crystals equipped with a protective film

상기 단계 (1)에서는, 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정의 후면에 보호막을 형성한다.In the step (1), a protective film is formed on the rear surface of the seed crystal of the silicon carbide (SiC) single crystal.

바람직한 일례로서, 상기 단계 (1)은 (a) 바인더 수지 및 필러를 함유하는 제 1 조성물 및 제 2 조성물을 제조하는 단계; (b) SiC 단결정의 종자정의 후면에 상기 제 1 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 1 탄소질 층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제 1 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 제 2 탄소질 층을 형성하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.As a preferred example, step (1) comprises the steps of (a) preparing a first composition and a second composition containing a binder resin and a filler; (b) coating the first composition on the backside of the seed crystal of SiC single crystal and carbonizing to graphitizing to form a first carbonaceous layer; And (c) coating the second composition on the surface of the first carbonaceous layer and carbonizing or graphitizing to form a second carbonaceous layer.

이때, 상기 제 1 조성물이 상기 제 2 조성물보다 더 낮은 고형분 함량을 갖고, 상기 제 2 탄소질 층이 상기 제 1 탄소질 층보다 더 많은 양의 필러를 가질 수 있다. In this case, the first composition may have a lower solids content than the second composition, and the second carbonaceous layer may have a larger amount of filler than the first carbonaceous layer.

상기 단계 (a) 내지 (c)의 구체적인 공정 조건들은 앞서 예시한 바와 같다.Specific process conditions of steps (a) to (c) are as described above.

또한, 그 결과 제조된 보호막이 구비된 종자정의 구체적인 구성은 앞서 예시한 바와 같다.In addition, the specific configuration of the resulting seed crystal provided with a protective film as described above.

(2) SiC 원료 물질 장입 및 종자정의 배치(2) Charging SiC raw material and disposing of seed crystal

상기 단계 (2)에서는 반응용기의 하부에 탄화규소(SiC) 원료 물질을 장입하고, 반응용기의 상부에 상기 종자정을 접착 없이 배치한다.In step (2), the silicon carbide (SiC) raw material is charged to the lower portion of the reaction vessel, and the seed crystal is disposed on the upper portion of the reaction vessel without adhesion.

이와 같이 실시예에 따른 방법은 종자정을 홀더에 접착하지 않는다.As such, the method according to the embodiment does not adhere seed crystals to the holder.

바람직하게는 상기 반응용기에는 종자정의 접착을 위한 홀더가 구비되지 않는다.Preferably, the reaction vessel is not provided with a holder for the adhesion of seed crystals.

일례로서, 도 2a를 참조하여, 상기 반응용기(200)는 종자정 홀더 없이 상부 내벽에 거치대(250)를 구비하고, 상기 종자정(110)은 상기 거치대(250)에 접착 없이 올려져 배치될 수 있다. 이때 상기 종자정(110)은 상기 SiC 원료 물질에 대해 종자정의 전면이 향하도록 배치될 수 있다. 즉 상기 종자정(110)의 전면(성장면)이 반응용기(200)의 하부를 향하도록, 종자정의 후면(보호막이 구비된 면)이 반응용기(200)의 상부를 향하도록 배치될 수 있다. 상기 거치대(250)는 그 형상에 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 평평한 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 거치대(250)는 상기 반응용기(200)의 상부 내벽 중 일부가 돌출되는 방식으로 형성될 수 있다.As an example, referring to Figure 2a, the reaction vessel 200 is provided with a cradle 250 on the upper inner wall without a seed crystal holder, the seed crystal 110 is to be placed on the cradle 250 without adhesive Can be. In this case, the seed crystal 110 may be disposed to face the front surface of the seed crystal with respect to the SiC raw material. That is, the rear surface of the seed crystal (surface with a protective film) may be disposed to face the upper portion of the reaction vessel 200 such that the front surface (growth surface) of the seed crystal 110 faces the lower portion of the reaction vessel 200. . The cradle 250 is not particularly limited in shape, but may have, for example, a flat shape. In addition, the holder 250 may be formed in such a way that a part of the upper inner wall of the reaction vessel 200 protrudes.

다른 예로서, 도 2b를 참조하여, 상기 반응용기(200)는 종자정 홀더 없이 상부에 홈이 패인 거치대(250)를 구비하고, 상기 종자정은 상기 거치대의 홈에 접착 없이 끼워져서 배치될 수 있다. 이때 상기 종자정(110)은 상기 SiC 원료 물질에 대해 종자정의 전면이 향하도록 배치될 수 있다. 즉 상기 종자정(110)의 전면(성장면)이 반응용기(200)의 하부를 향하도록, 종자정의 후면(보호막이 구비된 면)이 반응용기(200)의 상부를 향하도록 배치될 수 있다. 상기 거치대(250)는 그 형상에 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 단면에서 "ㄷ"자형으로 홈이 패인 형상을 가질 수 있다. As another example, referring to Figure 2b, the reaction vessel 200 is provided with a cradle 250 is grooved in the upper portion without a seed crystal holder, the seed crystal may be disposed without being fitted into the groove of the holder. . In this case, the seed crystal 110 may be disposed to face the front surface of the seed crystal with respect to the SiC raw material. That is, the rear surface of the seed crystal (surface with a protective film) may be disposed to face the upper portion of the reaction vessel 200 such that the front surface (growth surface) of the seed crystal 110 faces the lower portion of the reaction vessel 200. . The cradle 250 is not particularly limited in shape, but may have, for example, a shape in which a groove is recessed in a cross-section in a "c" shape.

이때 상기 반응용기는 개방형의 상부 구조를 가지고 상기 종자정에 의해 상기 반응용기가 밀폐되는 방식을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 상기 반응용기(200)에는 상부에 덮개가 없거나 또는 개방형의 덮개(220)를 구비하면서, 상기 거치대(250)의 홈에 끼워지는 종자정(보호막이 구비된 종자정)에 의해 밀폐되는 방식을 채용할 수도 있다. In this case, the reaction vessel may have an open top structure and may employ a method in which the reaction vessel is sealed by the seed crystal. For example, the reaction vessel 200 is closed by a seed crystal (seed crystal provided with a protective film) fitted into a groove of the holder 250 while having no cover or an open lid 220 thereon. It may also be employed.

상기 반응용기는 도가니일 수 있고, SiC의 승화 온도 이상의 융점을 갖는 물질로 제작된다. 예를 들어 상기 반응용기는 탄소질 성분, 구체적으로 흑연 성분으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 거치대도 상기 반응용기의 성분과 같거나 다른 탄소질 성분으로 이루어질 수 있다.The reaction vessel may be a crucible and is made of a material having a melting point above the sublimation temperature of SiC. For example, the reaction vessel may be composed of a carbonaceous component, specifically, a graphite component. In addition, the holder may be made of the same or different carbonaceous components as the components of the reaction vessel.

또한, 상기 SiC 원료 물질은 예를 들어 SiC 분말일 수 있다.In addition, the SiC raw material may be SiC powder, for example.

이후 상기 반응용기를 단열재로 에워싸고, 가열수단을 구비하는 반응챔버(석영관 등) 내에 넣을 수 있다. The reaction vessel may then be enclosed with a heat insulator and placed in a reaction chamber (quartz tube, etc.) having heating means.

이때 상기 가열수단은 예를 들어 유도가열 코일 또는 저항가열 수단일 수 있다.In this case, the heating means may be, for example, an induction heating coil or a resistance heating means.

(3) SiC 단결정 잉곳의 성장(3) growth of SiC single crystal ingot

상기 단계 (3)에서는, 상기 SiC 원료 물질로부터 상기 종자정의 전면에 SiC 단결정 잉곳을 성장시킨다.In step (3), a SiC single crystal ingot is grown from the SiC raw material to the entire surface of the seed crystal.

상기 SiC 단결정 잉곳의 성장은 상기 원료 물질을 승화시켜 상기 종자정 상에 성장시키는 것일 수 있다.The SiC single crystal ingot may be grown on the seed crystal by sublimation of the raw material.

상기 SiC 단결정 잉곳의 성장을 위한 온도 및 압력 조건은, 예를 들어, 상기 SiC 단결정 잉곳을 성장시키는 단계는 2000~2500℃ 및 1~200 torr 범위의 조건, 2200~2400℃ 및 1~150 torr 범위의 조건, 2200~2300℃ 및 1~100 torr 범위의 조건, 또는 2250~2300℃ 및 1~50 torr의 범위의 조건으로 가열하여 수행될 수 있다.Temperature and pressure conditions for the growth of the SiC single crystal ingot, for example, the step of growing the SiC single crystal ingot is a condition in the range of 2000 ~ 2500 ℃ and 1 ~ 200 torr, 2200 ~ 2400 ℃ and 1 ~ 150 torr It can be carried out by heating to the conditions of, the conditions of 2200 ~ 2300 ℃ and 1 ~ 100 torr, or the conditions of 2250 ~ 2300 ℃ and 1 ~ 50 torr.

그러나, SiC 단결정 잉곳의 성장은 SiC 원료 물질이 고온에서 SiC 가스로 승화되고, 이후 감압 조건에서 SiC 가스가 종자정 상에서 단결정 잉곳으로 성장하는 원리를 이용한 것이므로, SiC 단결정 잉곳의 성장을 위한 온도 및 압력 조건은 SiC 원료 물질이 승화되는 온도 및 압력 조건 대비 감압 조건이라면 특별한 제한 없이 채용될 수 있다.However, the growth of SiC single crystal ingot is based on the principle that the SiC raw material is sublimed into SiC gas at high temperature, and then SiC gas is grown to single crystal ingot on seed crystal under reduced pressure, so the temperature and pressure for the growth of SiC single crystal ingot The conditions may be employed without particular limitation as long as the pressure is reduced under the temperature and pressure conditions at which the SiC raw material is sublimed.

즉 앞서 구체적인 수치 범위로 예시한 온도 및 압력 조건은, 이보다 높은 온도 조건에서 수행할 경우, 이에 비례하여 적절히 높은 압력 조건으로 조절함으로써, 동일한 효과를 도모할 수 있다.That is, when the temperature and pressure conditions exemplified in the specific numerical ranges above are performed at higher temperature conditions, the same effects can be achieved by adjusting the pressure and pressure conditions appropriately in proportion thereto.

이와 같이 성장을 위한 가열 시에 종자정도 함께 가열되는데, 이때 보호막이 구비되지 않는다면 종자정의 일부가 승화에 의해 손실될 우려가 있다. 즉, 종자정의 전면(성장면)에는 원료 물질로부터 승화된 SiC 가스가 계속적으로 공급되므로 문제가 없더라도, 종자정의 후면은 가열에 영향을 받게 된다. 그러나 실시예에 따르면 종자정의 후면에 탄소질 보호막이 형성되므로, 가열로 인한 종자정 후면의 손실을 방지할 수 있다.In this way, the seed is also heated together during heating for growth, and if a protective film is not provided, part of the seed crystal may be lost by sublimation. That is, since the SiC gas sublimed from the raw material is continuously supplied to the front surface (growth surface) of the seed crystals, the rear surface of the seed crystals is affected by heating even if there is no problem. However, according to the embodiment, since the carbonaceous protective film is formed on the rear surface of the seed crystal, it is possible to prevent loss of the rear surface of the seed crystal due to heating.

또한, 실시예에 따르면 탄소질 보호막을 다층으로 형성하면서 각 층별로 물성을 다르게 구성함으로써, 단층으로 보호막을 형성할 경우보다, 막질, 종자정과 보호막 간의 접착성, 보호막의 두께 면에서 향상될 수 있다. 이에 따라 단결정 잉곳의 성장 중에 발생할 수 있는 응력을 보다 효과적으로 억제하여 잉곳의 크랙 발생 등의 품질 저하를 방지할 수 있다.In addition, according to the embodiment, by forming the carbonaceous protective film in a multi-layered structure, the physical properties of each layer may be different, so that the film quality, adhesion between the seed crystal and the protective film, and the thickness of the protective film may be improved, compared with the case of forming a single protective film. . Accordingly, it is possible to more effectively suppress the stress that may occur during the growth of the single crystal ingot, thereby preventing the deterioration of the quality such as the occurrence of cracking of the ingot.

특히, 실시예에 따르면 종자정을 홀더에 부착하지 않기 때문에 SiC 단결정 잉곳을 대구경으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따라 성장 단계를 거친 후의 SiC 단결정 잉곳은 2인치 이상, 3인치 이상, 4인치 이상, 5인치 이상, 나아가 6인치 이상의 구경을 가질 수 있다. 일례로서, 실시예에 따라 제조된 SiC 단결정 잉곳은 2~10 인치, 2~8 인치, 4~8 인치, 또는 4~6 인치의 범위의 구경을 가질 수 있다.In particular, according to the embodiment, since the seed crystal is not attached to the holder, the SiC single crystal ingot can be manufactured in a large diameter. For example, the SiC single crystal ingot after the growth step according to the embodiment may have a diameter of at least 2 inches, at least 3 inches, at least 4 inches, at least 5 inches, and even at least 6 inches. As an example, SiC single crystal ingots prepared according to embodiments may have apertures in the range of 2-10 inches, 2-8 inches, 4-8 inches, or 4-6 inches.

또한, 실시예의 방법에 따르면 종자정에 접착제를 도포하지 않기 때문에 SiC 단결정 잉곳을 고품질로 제조할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따라 제조된 SiC 단결정 잉곳은 99% 이상, 99.5% 이상, 나아가 99.9% 이상의 순도를 가질 수 있다.Moreover, according to the method of the Example, since an adhesive agent is not apply | coated to a seed crystal, SiC single crystal ingot can be manufactured with high quality. For example, the SiC single crystal ingot prepared according to the embodiment may have a purity of 99% or more, 99.5% or more, and even 99.9% or more.

이하, 보다 구체적인 실시예들을 예시적으로 설명한다.Hereinafter, more specific embodiments will be described by way of example.

아래 실시예 1에서 사용한 재료는 다음과 같다:The materials used in Example 1 below are as follows:

- 바인더 수지: 페놀 수지, KC-5536, 강남화성-Binder Resin: Phenolic Resin, KC-5536, Gangnam Hwaseong

- 필러: 인상 흑연, 순도 80~99%, D50 2.5 ㎛Filler: impression graphite, purity 80 ~ 99%, D 50 2.5 ㎛

- 용매: 에탄올, OCI사Solvent: Ethanol, OCI

- SiC 단결정 종자정: 직경 100~150 mm, 결정구조 4H-SiC, 두께 350~1000 ㎛-SiC single crystal seed crystal: diameter 100 ~ 150 mm, crystal structure 4H-SiC, thickness 350 ~ 1000 ㎛

- SiC 원료 분말: 순도 99.99% 이상, D50 100 ㎛-SiC raw material powder: purity 99.99% or more, D 50 100 ㎛

실시예 1: 보호막이 구비된 종자정의 제조 (다층, 필러 첨가)Example 1: Preparation of seed crystals equipped with a protective film (multilayer, filler added)

단계 (1): 코팅 조성물의 제조Step (1): Preparation of Coating Composition

먼저, 바인더 수지를 용매와 혼합하여 고형분 농도 약 10 중량%의 용액을 제조한 후, 바인더 수지 100 중량부 대비 약 135 중량부의 필러를 첨가하고, 습윤분산제, 소포제 등의 첨가제를 5 중량부 이내로 더 혼합 및 분산하여 제 1 조성물을 얻었다.First, a binder resin is mixed with a solvent to prepare a solution having a solid content of about 10% by weight, then about 135 parts by weight of a filler is added to 100 parts by weight of the binder resin, and additives such as a wet dispersion agent and an antifoaming agent are added within 5 parts by weight. Mixing and dispersing gave a first composition.

또한, 바인더 수지를 용매와 혼합하여 고형분 농도 약 13 중량%의 용액을 제조한 후, 바인더 수지 100 중량부 대비 약 90 중량부의 필러를 첨가하고, 습윤분산제, 소포제 등의 첨가제를 5 중량부 이내로 더 혼합하고 분산시켜 제 2 조성물을 얻었다.In addition, after the binder resin is mixed with the solvent to prepare a solution having a solid content of about 13% by weight, about 90 parts by weight of filler is added to 100 parts by weight of the binder resin, and additives such as a wet dispersion agent and an antifoaming agent are added within 5 parts by weight. Mixing and dispersing gave a second composition.

단계 (2): 제 1 탄소질 층의 형성Step (2): Formation of the First Carbonaceous Layer

탄화규소 종자정의 후면(성장면의 반대면)에 상기 제 1 조성물을 스핀 코팅하여 5 ㎛ 두께의 제 1 코팅막을 얻었다. 상기 코팅된 종자정을 오븐에 넣고 1℃/min의 속도로 승온하여 600℃에 도달한 후 2시간 동안 열처리하여 제 1 코팅막을 탄화시켰다. 이후 1℃/min의 속도로 냉각하여, 제 1 탄소질 층이 후면에 형성된 종자정을 얻었다. The first composition was spin coated on the rear surface (opposite side of the growth surface) of silicon carbide seed crystals to obtain a first coating film having a thickness of 5 μm. The coated seed crystals were put in an oven and heated at a rate of 1 ° C./min to reach 600 ° C., followed by heat treatment for 2 hours to carbonize the first coating film. Thereafter, cooling was performed at a rate of 1 ° C./min to obtain seed crystals in which a first carbonaceous layer was formed on the rear surface.

단계 (3): 제 2 탄소질 층의 형성Step (3): Formation of Second Carbonaceous Layer

상기 제 1 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 스핀 코팅하여 20 ㎛ 두께의 제 2 코팅막을 얻었다. 상기 코팅된 종자정을 오븐에 넣고 1℃/min의 속도로 승온하여 600℃에 도달한 후 2시간 동안 열처리하여 제 2 코팅막을 탄화시켰다. 이후 1℃/min의 속도로 냉각하여, 제 1 탄소질 층 및 제 2 탄소질 층이 순차로 후면에 형성된 종자정을 얻었다. The second composition was spin coated on the surface of the first carbonaceous layer to obtain a second coating layer having a thickness of 20 μm. The coated seed crystals were put in an oven and heated at a rate of 1 ° C./min to reach 600 ° C., followed by heat treatment for 2 hours to carbonize the second coating layer. After cooling at a rate of 1 ° C./min, seed crystals were formed in which the first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer were sequentially formed on the rear surface.

단계 (4): 추가 탄소질 층의 형성Step (4): Formation of Additional Carbonaceous Layer

상기 단계 (3)과 같은 방식으로, 상기 제 2 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 스핀 코팅한 뒤 열처리하는 절차를 반복하여, 추가 1층의 탄소질 층을 더 형성하였다.In the same manner as in the step (3), the procedure of spin coating the second composition on the surface of the second carbonaceous layer and then heat-treating was repeated to further form an additional carbonaceous layer.

비교예 1: 보호막이 구비된 종자정의 제조 (단층, 필러 미첨가)Comparative Example 1 Preparation of Seed Crystal with Protective Film (Single Layer, No Filler Added)

액상 페놀수지에 필러를 혼합하지 않고, 탄화규소 종자정의 후면 상에 스핀 코팅하여 400 ㎛ 두께의 코팅막을 얻었다. 상기 코팅된 종자정을 가열기에 넣고 1℃/min의 속도로 승온하여 600℃에 도달한 후 2시간 동안 열처리하여 코팅막을 탄화시켰다. 이후 1℃/min의 속도로 냉각하여, 단층의 탄소질 보호막이 후면에 형성된 종자정을 얻었다. On the back side of the silicon carbide seed crystal, without mixing the filler with the liquid phenolic resin Spin coating was performed to obtain a coating film having a thickness of 400 μm. The coated seed crystals were put in a heater to heat up at a rate of 1 ° C./min to reach 600 ° C., and then heat treated for 2 hours to carbonize the coating film. Thereafter, the mixture was cooled at a rate of 1 ° C./min to obtain seed crystals having a single layer of carbonaceous protective film formed on the rear surface thereof.

실시예 2: 탄화규소 단결정 잉곳의 성장 (단순 거치)Example 2: Growth of Silicon Carbide Monocrystalline Ingot (Simple Fermentation)

상부 내벽에 거치대를 구비한 그라파이트 도가니를 준비하였다. 상기 도가니 내의 하부에 원료 물질로서 SiC 분말를 장입하였다. 또한 상기 도가니 내의 상부 거치대에, 앞서 실시예 1에서 제조한 보호막이 구비된 종자정을 거치하였다(도 2a 참조). 이때 종자정은 거치대와 아무런 접착을 수행하지 않았고 단지 거치대에 올려 놓았다. 또한 종자정의 후면(보호막이 구비된 면)이 도가니 상부를 향하게 하였으며, 종자정의 성장면(보호막이 구비되지 않은 면)이 도가니 하부를 향하도록 하였다.A graphite crucible having a holder on the upper inner wall was prepared. SiC powder was charged as a raw material in the lower part of the crucible. In addition, the seed holder with the protective film prepared in Example 1 was placed on the upper holder in the crucible (see FIG. 2A). At this time, the seed crystal did not perform any adhesion with the holder and was placed on the holder. In addition, the rear surface of the seed crystal (surface with a protective film) was directed toward the top of the crucible, and the growth surface of the seed crystal (surface without a protective film) was directed toward the lower crucible.

상기 도가니를 덮개로 덮고, 단열재로 에워싼 뒤, 가열 코일이 구비된 반응챔버 내에 넣었다. 도가니 내를 진공 상태로 만든 뒤, 아르곤 가스를 서서히 주입하여 대기압에 도달한 뒤 서서히 감압시켰다. 또한 이와 함께 도가니 내의 온도를 2300℃까지 승온시켰다. 이후 2300℃ 및 20 torr의 조건에서 100시간 동안, 종자정의 보호막이 구비되지 않은 면에 SiC 단결정 잉곳을 성장시켰다. 그 결과, 도 6에서 보듯이, 4~6인치 구경의 SiC 단결정 잉곳을 얻었다.The crucible was covered with a lid, surrounded by a heat insulator and placed in a reaction chamber equipped with a heating coil. After making the inside of the crucible into a vacuum state, argon gas was slowly injected to reach atmospheric pressure and gradually reduced in pressure. In addition, the temperature in the crucible was heated up to 2300 degreeC with this. Thereafter, SiC single crystal ingots were grown on the surface not provided with a seed protective film for 100 hours at 2300 ° C. and 20 torr. As a result, as shown in FIG. 6, a SiC single crystal ingot of 4 to 6 inches diameter was obtained.

시험예 1: 보호막의 물성 평가Test Example 1 Evaluation of Physical Properties of Protective Film

상기 실시예 1에서 제조한 종자정에 구비된 보호막의 물성을 평가하였다. The physical properties of the protective film provided in the seed crystals prepared in Example 1 were evaluated.

상기 보호막에 대해 열확산율 측정기(LFA447, NETZCH사)를 이용하여 측정한 결과 143 ㎟/s의 열확산율을 갖는 것으로 측정되었다. 또한, 상기 보호막은 158.5 W/mK의 열전도도, 1.3 g/㎤의 밀도, 및 0.85 J/gK의 비열을 갖는 것으로 측정되었다. The protective film was measured using a thermal diffusivity measuring instrument (LFA447, NETZCH) to determine the thermal diffusivity of 143 mm 2 / s. The protective film was also measured to have a thermal conductivity of 158.5 W / mK, a density of 1.3 g / cm 3, and a specific heat of 0.85 J / gK.

시험예 2: 보호막의 단면 관찰Test Example 2: Observation of the cross section of the protective film

상기 실시예 1에서 제조한 보호막이 구비된 종자정의 단면을 전자현미경으로 관찰하였다.The cross section of the seed crystal provided with the protective film prepared in Example 1 was observed with an electron microscope.

그 결과, 도 5에서 보듯이, 종자정의 후면에 다층의 보호막이 형성되었음을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figure 5, it was confirmed that a multi-layered protective film formed on the back of the seed crystal.

시험예 3: 보호막 표면 평가Test Example 3: Evaluation of Protective Film Surface

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 종자정에 구비된 보호막의 표면을 관찰하였다. 그 결과, 실시예 1에서 제조한 보호막은, 도 3의 (a)에서 보듯이, 박리나 크랙이 발생하지 않아 표면 상태가 우수하였다. 반면, 비교예 1에서 제조한 보호막은, 도 4의 (a)에서 보듯이, 박리 및 크랙이 발생하여 표면 상태가 불량하였다.The surface of the protective film provided in the seed crystals prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was observed. As a result, the protective film produced in Example 1 was excellent in the surface state without peeling and a crack, as shown to Fig.3 (a). On the other hand, in the protective film prepared in Comparative Example 1, as shown in Fig. 4 (a), peeling and cracks occurred, the surface state was poor.

또한, 상기 실시예 2의 단결정 잉곳 성장 이후에, 종자정에 구비된 보호막의 표면을 관찰하였다. 그 결과, 도 3의 (b)에서 보듯이, 단결정 잉곳 성장 이후에도 보호막에 홀 발생이나 소멸 등이 관찰되지 않았다.In addition, after the single crystal ingot growth of Example 2, the surface of the protective film provided in the seed crystal was observed. As a result, as shown in Fig. 3B, no hole generation or disappearance was observed in the protective film even after single crystal ingot growth.

아울러, 상기 비교예 1에서 제조한 보호막이 구비된 종자정을 이용하여 상기 실시예 2의 절차대로 단결정 잉곳을 성장시킨 후, 보호막의 표면을 관찰하였다. 그 결과, 도 4의 (b)에서 보듯이, 비교예의 경우 단결정 성장 이후에 보호막에 홀이 발생하였고 소멸이 관찰되었다.In addition, after the single crystal ingot was grown according to the procedure of Example 2 using the seed crystal provided with the protective film prepared in Comparative Example 1, the surface of the protective film was observed. As a result, as shown in (b) of FIG. 4, in the comparative example, holes were formed in the protective film after single crystal growth, and disappearance was observed.

시험예 4: 단결정 잉곳 표면의 크랙 평가Test Example 4: Crack Evaluation of Single Crystal Ingot Surface

상기 실시예 2에서 얻은 SiC 단결정 잉곳에 대해, 육안 혹은 광학 현미경을 이용해 잉곳 표면의 크랙을 확대하여 확인하였다. 그 결과, 잉곳 표면에 크랙이 발견되지 않았다.About the SiC single crystal ingot obtained by the said Example 2, the crack of the ingot surface was expanded and confirmed using the naked eye or an optical microscope. As a result, no crack was found on the surface of the ingot.

110: 종자정, 111: 종자정의 전면, 112: 종자정의 후면,
120: 보호막, 121': 제 1 코팅막, 121: 제 1 탄소질 층,
122': 제 2 코팅막, 122: 제 2 탄소질 층, 150: 접착제,
190: 종자정 홀더, 200: 반응용기, 210: 반응용기 몸체,
220: 개방형 덮개, 250: 거치대, 300: 원료 물질.
110: seed crystal, 111: front of seed crystal, 112: rear of seed crystal,
120: protective film, 121 ': first coating film, 121: first carbonaceous layer,
122 ': second coating film, 122: second carbonaceous layer, 150: adhesive,
190: seed crystal holder, 200: reaction vessel, 210: reaction vessel body,
220: open cover, 250: holder, 300: raw material.

Claims (7)

(a) 바인더 수지 및 필러를 함유하는 제 1 조성물 및 제 2 조성물을 제조하는 단계;
(b) 탄화규소(SiC) 단결정의 종자정의 후면에 상기 제 1 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 0.5 내지 5 ㎛ 두께의 제 1 탄소질 층을 형성하는 단계;
(c) 상기 제 1 탄소질 층의 표면에 상기 제 2 조성물을 코팅하고 탄화 내지 흑연화시켜 6 내지 15 ㎛ 두께의 제 2 탄소질 층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 탄소질 층이 상기 제 1 탄소질 층보다 더 많은 양의 필러를 갖고,
상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는, 보호막이 구비된 종자정의 제조방법.
(a) preparing a first composition and a second composition containing a binder resin and a filler;
(b) coating the first composition on the backside of the seed crystals of silicon carbide (SiC) single crystals and carbonizing to graphitizing to form a first carbonaceous layer of 0.5 to 5 μm thickness;
(c) coating the second composition on the surface of the first carbonaceous layer and carbonizing to graphitizing to form a second carbonaceous layer having a thickness of 6 to 15 μm,
The second carbonaceous layer has a greater amount of filler than the first carbonaceous layer,
The first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer has a different physical properties, the method of producing seed crystals with a protective film.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 조성물이 상기 제 2 조성물보다 더 낮은 고형분 함량을 갖는, 보호막이 구비된 종자정의 제조방법.
The method of claim 1,
The first composition has a lower solids content than the second composition, a method for producing seed crystals with a protective film.
제 1 항에 있어서,
상기 바인더 수지가 페놀 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 피치계 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아크릴산 수지, 푸란계 수지, 에폭시계 수지 및 이들의 혼합 수지이고,
상기 필러가 카본계 필러, 금속계 필러, 또는 이들의 복합 필러인, 보호막이 구비된 종자정의 제조방법.
The method of claim 1,
The binder resin is a phenol resin, a polyacrylonitrile resin, a pitch resin, a polyvinyl chloride resin, a polyacrylic acid resin, a furan resin, an epoxy resin, and a mixed resin thereof;
A method for producing seed crystals with a protective film, wherein the filler is a carbon filler, a metal filler, or a composite filler thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 단계 (c) 이후에, 상기 제 2 탄소질 층 상에 1~8개의 추가적인 탄소질 층들을 더 형성하는 단계를 포함하며,
이때 상기 추가적인 탄소질 층들은 상기 제 2 조성물을 이용하여 형성되는, 보호막이 구비된 종자정의 제조방법.
The method of claim 1,
After step (c), further comprising forming one to eight additional carbonaceous layers on the second carbonaceous layer,
Wherein the additional carbonaceous layers are formed using the second composition.
탄화규소(SiC) 단결정의 종자정, 및
상기 종자정의 후면에 형성된 보호막을 포함하고,
여기서 상기 보호막은
상기 종자정의 후면에 접하는 제 1 탄소질 층, 및
상기 제 1 탄소질 층 상에 형성된 제 2 탄소질 층을 포함하며,
상기 제 1 탄소질 층은 0.5 내지 5 ㎛ 두께를 갖고, 제 2 탄소질 층은 6 내지 15 ㎛ 두께를 가지며,
상기 제 2 탄소질 층이 상기 제 1 탄소질 층에 비해 더 많은 양의 필러를 갖고,
상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 서로 다른 물성을 갖는, 보호막이 구비된 종자정.
Seed crystal of silicon carbide (SiC) single crystal, and
It includes a protective film formed on the back of the seed crystal,
Where the protective film is
A first carbonaceous layer in contact with the back of the seed crystal, and
A second carbonaceous layer formed on the first carbonaceous layer,
The first carbonaceous layer has a thickness of 0.5 to 5 μm, the second carbonaceous layer has a thickness of 6 to 15 μm,
The second carbonaceous layer has a higher amount of filler than the first carbonaceous layer,
The first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer has different properties, seed crystals with a protective film.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 탄소질 층과 상기 제 2 탄소질 층은 바인더 수지 및 필러를 포함하는 조성물이 탄화 내지 흑연화된, 보호막이 구비된 종자정.
The method of claim 5,
The first carbonaceous layer and the second carbonaceous layer is a seed crystal having a protective film, carbonized to graphitized composition comprising a binder resin and a filler.
제 6 항에 있어서,
상기 바인더 수지가 페놀 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 피치계 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아크릴산 수지, 푸란계 수지, 에폭시계 수지 및 이들의 혼합 수지이고,
상기 필러가 카본계 필러, 금속계 필러, 또는 이들의 복합 필러인, 보호막이 구비된 종자정.
The method of claim 6,
The binder resin is a phenol resin, a polyacrylonitrile resin, a pitch resin, a polyvinyl chloride resin, a polyacrylic acid resin, a furan resin, an epoxy resin, and a mixed resin thereof;
Seed crystal with a protective film, wherein the filler is a carbon-based filler, a metal-based filler, or a composite filler thereof.
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