KR20220038991A - Device for improving flow in single crystal growth furnace of pulling machine - Google Patents

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Abstract

A device for improving fluid flow in a single crystal growth furnace of a pulling machine comprises: an outer protruding to an upper side from an outer side; and an inner coupled with a part of a top surface of the outer and coupled with the outer at a lower side to form predetermined space. A guide extends downward at a lower coupling portion of the outer and the inner and again extends in a direction of the outer so that flow of argon gas is changed. In the related art, flow of inert gas affects a yield of a crystal. An embodiment of the present invention may reduce vortex to improve the yield of a crystal. Further, in the embodiment of the present invention, flow of inert gas on a surface of a crystal is increased and maintains constant so that oxygen concentration in a single crystal can be reduced. A flow rate of the inert gas may be increased by controlling a length and a height of the guide to reduce oxygen concentration in the single crystal.

Description

단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치{Device for improving flow in single crystal growth furnace of pulling machine}Device for improving flow in single crystal growth furnace of pulling machine

본 발명은 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치에 관한 것으로, 특히 결정내부 새로운 구조물을 이용하여 불활성가스의 흐름을 개선함으로써 결정성장의 안정성과 산소농도를 낮출 수 있는 단결정 성장로 내 유동흐름 개선 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for improving flow in a single crystal growth furnace, and in particular, to an apparatus for improving flow in a single crystal growth furnace that can lower the stability of crystal growth and oxygen concentration by improving the flow of inert gas using a new structure inside the crystal. it's about

일반적으로, 단결정 실리콘은 초크랄스키(CZ)법에 의해 제조되며, 제조장치는 챔버내에 단열재, 그라파이트 재질의 히터, 열차단 리플렉터, 도가니, 수냉자켓으로 구성되어 있다. In general, single-crystal silicon is manufactured by the Czochralski (CZ) method, and the manufacturing apparatus is composed of an insulator in a chamber, a heater made of graphite, a thermal barrier reflector, a crucible, and a water cooling jacket.

단결정 실리콘은 폴리실리콘을 석영도가니에 담아 액상으로 가열한 후 액상에서 단결정으로 성장하게 된다.For single crystal silicon, polysilicon is placed in a quartz crucible, heated to a liquid phase, and then grown into a single crystal from the liquid phase.

도 1은 불활성가스의 흐름을 나타내었다. 1 shows the flow of inert gas.

불활성가스는 상부에서결정의 측면을 지나 멜트표면과 리플렉터사이의 Gap을 지나 흘러간다. 이러한 불활성가스의 흐름은 성장로 내부 구조물의 형상에 따라 영향을 받으며 결정이 성장함에 따라 내부공간의 변화로 유속이 달라지게 된다. The inert gas flows from the top to the side of the crystal and through the gap between the melt surface and the reflector. The flow of this inert gas is affected by the shape of the structure inside the growth furnace, and as the crystal grows, the flow rate changes due to a change in the internal space.

국내 공개특허 2004-0051868호는 단결정 잉곳의 성장에 따라 불활성가스의 흐름의 변화로 인해 도 2의 표 1의 델타압력이 발생하고, 이러한 델타압력을 내부압력을 변화 시킴으로써 표 2 델타압력을 감소시켜 수율을 향상시킨 기술이다. 즉, 내부 불활성가스의 흐름 즉 유속의 변화를 개선함으로써 수율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.According to Korean Patent Publication No. 2004-0051868, the delta pressure of Table 1 of FIG. 2 is generated due to the change in the flow of the inert gas according to the growth of the single crystal ingot, and the delta pressure of Table 2 is reduced by changing the internal pressure of this delta pressure. It is a technique that improves the yield. That is, it can be seen that the yield can be improved by improving the flow of the internal inert gas, that is, the change of the flow rate.

그리고, 결정성장시의 산소농도의 발생을 도 3에 나타내었다.And, the generation of oxygen concentration during crystal growth is shown in FIG. 3 .

도 3을 참조하면, 산소농도는 석영도가니에서 발생하여, 실리콘 멜트를 따라 대류 및 확산에 의해 이동을 하면서 약 99%의 산소가 휘발하게 되고, 약 1%의 산소가 결정으로 유입되게 된다. Referring to FIG. 3 , the oxygen concentration is generated in the quartz crucible, and as it moves by convection and diffusion along the silicon melt, about 99% of oxygen is volatilized, and about 1% of oxygen is introduced into the crystal.

기존 논문(""The effects of argon gas flow rate and furnace pressure on oxygen concentration in Czochralski silicon single crystals grown in a transverse magnetic ", Journal of Crystal Growth 210 (2000) 532~540)에 공개된 내용을 보면 수평자기장이 적용되는300mm 이상의 결정에서는 도 4의 Ar 유속이 증가되면 산소농도는 유속에 비례해서 감소되는 결과가 나타남을 알 수 있다. 즉, 멜트 표면의 유속을 증가시킬수록 산소농도가 낮아짐을 알 수 있다. According to the contents published in the previous paper (""The effects of argon gas flow rate and furnace pressure on oxygen concentration in Czochralski silicon single crystals grown in a transverse magnetic ", Journal of Crystal Growth 210 (2000) 532~540), the horizontal magnetic field It can be seen that when the Ar flow rate of Fig. 4 is increased, the oxygen concentration decreases in proportion to the flow rate in the crystal of 300 mm or more to which this is applied, that is, the oxygen concentration decreases as the flow rate of the melt surface increases. .

도 5는 기존 반도체용 리플렉터의 구조를 나타내었다. 5 shows the structure of a conventional reflector for semiconductors.

도 5를 참조하면, 기존 조건의 리플렉터 하부형상은 불활성가스가 흘러가는 공간의 변화가 심하기 때문에 멜트 상부에서 이러한 공간의 변화로 인해 불활성가스의 유속의 변화가 크게 일어난다. Referring to FIG. 5 , since the shape of the lower part of the reflector under the existing condition has a significant change in the space through which the inert gas flows, the change in the flow rate of the inert gas occurs greatly due to the change in the space in the upper part of the melt.

기존조건1에서는 유동공간의 증가로 유속감소가 나타나므로 산소농도 증가가 예상되며, 특히 가이드가 설치된 경우에는 가이드 뒤쪽으로 와류가 발생하며 이러한 와류는 유동의 불안정성과 SiO2와 같은 산화물이 유동을 따라 이동하다가 멜트에 떨어져 결정으로 유입될 수 있는 가능성이 높아져 결정의 수율에 좋지 않은 영향을 주게 된다. Under the existing condition 1, the flow rate decreases due to the increase of the flow space, so the oxygen concentration is expected to increase. In particular, when a guide is installed, a vortex occurs behind the guide. However, the possibility of falling into the melt and flowing into the crystal increases, which adversely affects the yield of the crystal.

또한, 가이드 이후 유동공간의 증가로 인해 멜트표면의 불활성가스의 유속이 줄어 들기 때문에 산소농도 감소에도 좋지 않은 영향을 주게 된다.In addition, since the flow rate of the inert gas on the melt surface is reduced due to the increase of the flow space after the guide, it adversely affects the reduction of the oxygen concentration.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 결정의 수율을 향상시키고, 산소농도를 낮출수 있는 리플렉터에 장착하는 불활성가스 가이드를 구비하는 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art, and the flow improvement device in the single crystal growth furnace of the pulling machine having an inert gas guide mounted on a reflector capable of improving the crystal yield and lowering the oxygen concentration is to provide

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치는,In order to solve this technical problem, the flow flow improving device in the single crystal growth furnace of the pulling machine according to the features of the present invention,

인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치로서,As an apparatus for improving the flow flow in a single crystal growth furnace of a pulling-up machine,

상부측에서 외측으로 돌출되어 형성되는 아우터(1)와,An outer (1) formed to protrude from the upper side to the outside,

상기 아우터의 상면 일부와 결합되고, 하부에서도 상기 아우터와 결합되어 소정의 공간을 형성하는 이너를 포함하고,and an inner coupled to a portion of the upper surface of the outer and coupled to the outer at the lower portion to form a predetermined space,

상기 아우터와 이너의 하부 결합부에서 하부로 연장 형성된후 다시 아우터 방향으로 연장형성된 가이드를 구비하여 아르곤가스의 흐름을 변경하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the flow of argon gas is changed by providing a guide extending in the outer direction after extending downward from the lower coupling part of the outer and inner.

상기 가이드는 그라파이트(Graphite) 및 몰리텅스텐(Molybdenum), 텅스텐을 포함하는 고온에서 견딜 수 있는 재질로 구성된다.The guide is made of a material that can withstand high temperatures including graphite, molybdenum, and tungsten.

상기 가이드는 단면이 1~10mm 두께를 가진다.The guide has a cross section of 1 to 10 mm thick.

상기 가이드는 단면의 높이가 0~150mm이다.The guide has a cross-sectional height of 0 to 150 mm.

상기 가이드는 단면의 길이가 0~150mm 이다.The guide has a cross-section of 0 to 150 mm in length.

상기 아우터와 이너의 결합에 따라 형성되는 내부 공간에 단열재가 채워지는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that an insulating material is filled in the inner space formed according to the combination of the outer and the inner.

상기 이너와 아우터의 사이인 단열공간에는 단열재가 충진되는 것이 보통이며, 이때 단열재가 노출되면 이물이 발생 될 수 있기 때문에 이너와 아우터는 상호 기밀을 유지하여 결합 된다.The insulating space between the inner and the outer is usually filled with an insulating material. At this time, since foreign substances may be generated when the insulating material is exposed, the inner and the outer are coupled by maintaining mutual airtightness.

본 발명의 실시예에서는 리플렉터의 구조로 인해 발생되는 와류현상을 줄일 수 있다.In the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the eddy current caused by the structure of the reflector.

본 발명의 실시예에서는 불활성가스의 흐름이 결정의 수율에 영향을 주는 것은 기존기술에 잘 나타나 있기 때문에 이러한 와류현상을 줄임으로써 결정 수율 향상에 기여할 수 있다. In an embodiment of the present invention, since it is well known in the prior art that the flow of inert gas affects the yield of crystals, it can contribute to improving the yield of crystals by reducing this vortex phenomenon.

또한, 본 발명의 실시예에서는 리플렉터의 구조로 인해 멜트표면 불활성가스의 유속이 감소하게 되나, 본 발명을 적용함으로써 결정의 온도를 크게 변화시키지 않으면서 불활성가스의 흐름을 증가함으로써 결정의 산소농도를 낮출 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the flow rate of the inert gas on the melt surface is reduced due to the structure of the reflector, but by applying the present invention, the oxygen concentration of the crystal is increased by increasing the flow of the inert gas without significantly changing the temperature of the crystal. can be lowered

본 발명의 실시예에서는 이너와 아우터로 이루어지는 리플렉터에 장착하는 가이드를 통해 가스의 흐름을 일정하게 유지함으로써 결정의 수율도 향상할 수 있으며, 가이드의 길이 및 높이 조절을 통해 불활성 가스의 유속을 증가하여 단결정 성장로내 산소농도를 감소할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the yield of crystals can also be improved by maintaining a constant flow of gas through a guide mounted on a reflector comprising an inner and an outer, and the flow rate of the inert gas is increased by adjusting the length and height of the guide. The oxygen concentration in the single crystal growth furnace can be reduced.

도 1은 종래의 불활성 가스의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 델타압력을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 결정 성장시의 산소 농도의 발생을 나타낸 도면이다.
도 4는 아르곤 가스 유속과 산소 농도이 발생을 나타낸 도면이다.
도 5는 종래의 리플렉터 구조에서 2가지 조건에서 불활성 가스의 유속차이를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 열차단 에셈블리의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치 장착시의 성장로 내의 불활성 가스의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치 장착시의 성장로 내의 산소농도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치 장착시의 성장로 내의 가이드 높이 및 길이 변화에 따른 멜트 표면 유속을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the flow of a conventional inert gas.
2 is a view showing a conventional delta pressure.
3 is a view showing the generation of oxygen concentration during the conventional crystal growth.
4 is a view showing the generation of argon gas flow rate and oxygen concentration.
5 is a view showing a difference in flow rate of an inert gas under two conditions in a conventional reflector structure.
6A and 6B are views showing a cross-section of a heat-blocking assembly according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the flow of inert gas in the growth furnace when the flow improving device in the single crystal growth furnace of the pulling machine is installed according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the oxygen concentration in the growth furnace when the flow improving device is installed in the single crystal growth furnace of the pulling machine according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing the melt surface flow velocity according to the guide height and length change in the growth furnace when the flow improving device in the single crystal growth furnace of the pulling machine is installed according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 열차단 에셈블리의 단면을 나타낸 도면이다.6A and 6B are views illustrating a cross-section of a heat-blocking assembly according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치 장착시의 성장로 내의 불활성 가스의 흐름을 나타낸 도면이다.7 is a view showing the flow of inert gas in the growth furnace when the flow improving device in the single crystal growth furnace of the pulling machine is installed according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치 장착시의 성장로 내의 산소농도를 나타낸 도면이다. 8 is a view showing the oxygen concentration in the growth furnace when the flow improving device is installed in the single crystal growth furnace of the pulling machine according to the embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치 장착시의 성장로 내의 가이드 높이 및 길이 변화에 따른 멜트 표면 유속을 나타낸 도면이다. 9 is a view showing the melt surface flow velocity according to the guide height and length change in the growth furnace when the flow improving device in the single crystal growth furnace of the pulling machine is installed according to an embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치는,6A to 9 , the device for improving the flow flow in the single crystal growth furnace of the pulling machine according to the embodiment of the present invention,

인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치로서,As an apparatus for improving the flow flow in a single crystal growth furnace of a pulling-up machine,

상부측에서 외측으로 돌출되어 형성되는 아우터(1)와,An outer (1) formed to protrude from the upper side to the outside,

상기 아우터(1)의 상면 일부와 결합되고, 하부에서도 상기 아우터(1)와 결합되어 소정의 공간을 형성하는 이너(2)를 포함하고,It includes an inner (2) coupled to a portion of the upper surface of the outer (1) and coupled to the outer (1) at the lower portion to form a predetermined space,

상기 아우터(1)와 이너(2)의 하부 결합부에서 하부로 연장 형성된후 다시 아우터(1) 방향으로 연장형성된 가이드(4)를 구비하여 아르곤가스의 흐름을 변경하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the flow of argon gas is changed by providing a guide 4 extending downwardly from the lower coupling part of the outer (1) and inner (2) and then extending in the direction of the outer (1).

상기 가이드(4)는 그라파이트(Graphite) 및 몰리텅스텐(Molybdenum), 텅스텐을 포함하는 고온에서 견딜 수 있는 재질로 구성된다.The guide 4 is made of a material that can withstand high temperatures including graphite, molybdenum, and tungsten.

상기 가이드(4)는 단면이 1~10mm 두께를 가진다.The guide 4 has a cross section of 1 to 10 mm thick.

상기 가이드(4)는 단면의 높이가 0~150mm이다.The guide 4 has a cross-sectional height of 0 to 150 mm.

상기 가이드(4)는 단면의 길이가 0~150mm 이다.The guide 4 has a cross-section of 0 to 150 mm in length.

상기 아우터(1)와 이너(2)의 결합에 따라 형성되는 내부 공간에 단열재(3)가 채워지는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the insulating material (3) is filled in the inner space formed according to the combination of the outer (1) and the inner (2).

상기 이너(2)와 아우터(1)의 사이인 단열공간에는 단열재(3)가 충진되는 것이 보통이며, 이때 단열재(3)가 노출되면 이물이 발생 될 수 있기 때문에 이너(2)와 아우터(1)는 상호 기밀을 유지하여 결합 된다.The insulating space between the inner (2) and the outer (1) is usually filled with an insulating material (3). ) are combined by maintaining mutual confidentiality.

이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치의 동작에 대해 상세히 설명한다.The operation of the flow improvement apparatus in the single crystal growth furnace of the pulling machine according to an embodiment of the present invention having such a configuration will be described in detail.

본 발명의 실시예는 결정의 수율을 향상시키고, 산소농도를 낮출수 있도록 아우터(1)와 이너(2)로 이루어진 리플렉터에 불활성가스 가이드(4)를 장착하였다.In the embodiment of the present invention, the inert gas guide 4 is mounted on the reflector composed of the outer 1 and the inner 2 so as to improve the yield of crystals and lower the oxygen concentration.

가이드(4)는 재질을 리플렉터와 동일한 재질이거나 고온에서 견딜 수 있는 Graphite(Emissivity 0.8~0.95), Molybdenum(Emissivity 0.13~0.19)과 텅스텐(Emissivity 0.15~0.28) 같은 재질이 사용될 수 있다.The guide 4 is made of the same material as the reflector, or a material that can withstand high temperatures such as graphite (Emissivity 0.8 to 0.95), Molybdenum (Emissivity 0.13 to 0.19) and tungsten (Emissivity 0.15 to 0.28) can be used.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 가이드(4)는 리플렉터의 아우터(1)와 이너(2)의 결합부에 장착하는 형태로 되어 있으며, 결정 성장시에 불활성가스의 흐름이 멜트 상부에서 균일하게 유지될 수 있도록 가이드 하게 된다.Referring to FIGS. 6A and 6B , the guide 4 is mounted on the coupling part between the outer 1 and the inner 2 of the reflector, and the flow of inert gas is uniformly above the melt during crystal growth. guide you to keep it going.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예 장착시의 불활성가스 Ar 흐름을 나타내었으며, 기존 리플렉터보다 멜트 표면에서 높은 유속과 멜트 전반적으로 균일한 유속이 유지됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 7 , the inert gas Ar flow is shown when the embodiment of the present invention is installed, and it can be seen that a higher flow rate on the melt surface than the conventional reflector and a uniform flow rate throughout the melt are maintained.

또한, 기존 리플렉터에서 발생되었던 와류가 발생되지 않으므로 결정의 수율의 향상을 예상할 수 있다.In addition, since the eddy current generated in the conventional reflector is not generated, an improvement in the crystal yield can be expected.

도 8에는 본 발명의 실시예 장착시의 산소농도의 변화를 나타내었다. 8 shows the change in oxygen concentration when the embodiment of the present invention is installed.

도 8을 참조하면, 기존 리플렉터에 비해 본 발명의 실시예는 멜트 표면의 불활성가스 Ar 흐름속도가 증가되어, 이로 인해 결정으로의 산소농도가 기존보다 감소됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the flow rate of the inert gas Ar on the melt surface is increased in the embodiment of the present invention compared to the conventional reflector, thereby reducing the oxygen concentration to the crystals compared to the conventional one.

도 9에는 본 발명의 실시예에 따른 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치의 가이드 길이 및 높이에 따른 유속의 변화를 나타내었다. 9 shows the change in flow velocity according to the guide length and height of the flow improvement apparatus in the single crystal growth furnace of the pulling machine according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예의 가이드(4) 구조물의 길이와 높이를 변화시킴으로써 멜트 표면의 유속을 변화 시킬 수 있으며, 이에 따라 추가적인 산소농도의 저감이 가능하다. 특히 결정의 온도에는 영향을 주지 않으면서 멜트표면의 유속과 결정으로 유입되는 산소농도의 조절도 가능하다.By changing the length and height of the guide (4) structure of the embodiment of the present invention, it is possible to change the flow rate of the melt surface, and accordingly, it is possible to further reduce the oxygen concentration. In particular, it is possible to control the flow rate of the melt surface and the concentration of oxygen flowing into the crystal without affecting the temperature of the crystal.

본 발명의 실시예에서는 리플렉터의 구조로 인해 발생되는 와류현상을 줄일 수 있다.In the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the eddy current caused by the structure of the reflector.

본 발명의 실시예에서는 불활성가스의 흐름이 결정의 수율에 영향을 주는 것은 기존기술에 잘 나타나 있기 때문에 이러한 와류현상을 줄임으로써 결정 수율 향상에 기여할 수 있다. In an embodiment of the present invention, since it is well known in the prior art that the flow of inert gas affects the yield of crystals, it can contribute to improving the yield of crystals by reducing this vortex phenomenon.

또한, 본 발명의 실시예에서는 리플렉터의 구조로 인해 멜트표면 불활성가스의 유속이 감소하게 되며, 결정의 온도를 변화시키지 않으면서 불활성가스의 흐름을 증가함으로써 결정의 산소농도를 낮출 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the flow rate of the inert gas on the melt surface is reduced due to the structure of the reflector, and the oxygen concentration of the crystal can be lowered by increasing the flow of the inert gas without changing the temperature of the crystal.

본 발명의 실시예에서는 이너(2)와 아우터(1)로 이루어지는 리플텍터에 장착하는 가이드(4)를 통해 가스의 흐름을 일정하게 유지함으로써 결정의 수율도 향상할 수 있으며, 가이드(4)의 길이 및 높이 조절을 통해 불활성 가스의 유속을 증가하여 단결정내 산소농도를 감소할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the yield of crystals can also be improved by maintaining a constant flow of gas through the guide 4 mounted on the reflector comprising the inner 2 and the outer 1, and the The oxygen concentration in the single crystal can be reduced by increasing the flow rate of the inert gas by adjusting the length and height.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiment of the present invention described above is not implemented only through the apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded. The implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto. is within the scope of the right.

Claims (7)

인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치로서,
상부측에서 외측으로 돌출되어 형성되는 아우터와,
상기 아우터의 상면 일부와 결합되고, 하부에서도 상기 아우터와 결합되어 소정의 공간을 형성하는 이너를 포함하고,
상기 아우터와 이너의 하부 결합부에서 하부로 연장 형성된후 다시 아우터 방향으로 연장형성된 가이드를 구비하여 아르곤가스의 흐름을 변경하는 것을 특징으로 하는 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.
As an apparatus for improving the flow flow in a single crystal growth furnace of a pulling-up machine,
An outer which protrudes outwardly from the upper side and is formed;
and an inner coupled to a portion of the upper surface of the outer and coupled to the outer at the lower portion to form a predetermined space,
A flow improvement apparatus in a single crystal growth furnace of a pulling machine, characterized in that the guide is extended in the direction of the outer to change the flow of argon gas after extending downward from the lower coupling part of the outer and inner.
 제1항에 있어서,
상기 가이드는 그라파이트(Graphite) 및 몰리텅스텐(Molybdenum), 텅스텐중 적어도 하나를 포함하는 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.
The method of claim 1,
The guide is a flow improvement device in the single crystal growth furnace of the pulling machine comprising at least one of graphite, molybdenum, and tungsten.
 제2항에 있어서,
상기 가이드는 단면이 1~10mm 두께를 가지는 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.
3. The method of claim 2,
The guide is a flow improvement device in the single crystal growth furnace of the pulling machine having a cross section of 1 to 10 mm thick.
 제3항에 있어서,
상기 가이드는 단면의 높이가 0~150mm인 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.
4. The method of claim 3,
The guide is a flow-flow improvement device in the single crystal growth furnace of the pulling-up machine having a cross-section height of 0 to 150 mm.
 제4항에 있어서,
상기 가이드는 단면의 길이가 0~150mm 인 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.
5. The method of claim 4,
The guide is a flow improvement device in the single crystal growth furnace of the pulling machine having a cross-section of 0 to 150 mm in length.
 제5항에 있어서,
상기 아우터와 이너의 결합에 따라 형성되는 내부 공간에 단열재가 채워지는 것을 특징으로 하는 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.
6. The method of claim 5,
An apparatus for improving the flow of flow in a single crystal growth furnace of a pulling machine, characterized in that the inner space formed according to the combination of the outer and the inner is filled with an insulating material.
 제6항에 있어서,
상기 이너와 아우터는 상호 기밀을 유지하여 결합 되는 인상기의 단결정 성장로내 유동흐름 개선 장치.7. The method of claim 6,
The inner and outer are combined by maintaining a mutual airtight flow improvement device in the single crystal growth furnace of the pulling machine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007261868A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Covalent Materials Corp Apparatus for and method of growing single crystal
KR20090062144A (en) * 2007-12-12 2009-06-17 주식회사 실트론 Growing apparatus of a single crystal ingot and heat shield used in the growing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007261868A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Covalent Materials Corp Apparatus for and method of growing single crystal
KR20090062144A (en) * 2007-12-12 2009-06-17 주식회사 실트론 Growing apparatus of a single crystal ingot and heat shield used in the growing apparatus

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