KR20230110348A - 단결정로용 흑연 도가니 및 이의 제조 방법, 도가니어셈블리 및 단결정로 - Google Patents

Abstract

단결정로용 흑연 도가니(100) 및 이의 제조 방법, 도가니 어셈블리(1000) 및 단결정로에 있어서, 굴착부(10)에는 홈(1b)이 형성되고, 도가니 반제품(101), 도가니 반제품(101)에 적합한 석영 도가니(200) 및 용탕(300)에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)을 획득하고, 본체(1)의 종단면에서, 홈(1b)의 형상은 등온선(R)의 일부 형상과 일치하며, 도가니 반제품(101)은 도가니 반제품(101)의 내벽면에 홈(1b)을 가공하여 본체(1)를 형성하도록 구성된다.

Description

단결정로용 흑연 도가니 및 이의 제조 방법, 도가니 어셈블리 및 단결정로

본 출원은 도가니 기술분야에 관한 것으로, 특히 단결정로용 흑연 도가니 및 이의 제조 방법, 도가니 어셈블리 및 단결정로에 관한 것이다.

[관련 출원의 상호 참조]

본 출원은 출원번호가 202011519963.4이고 출원일자가 2020년 12월 21일인 중국 특허 출원에 기반하여 제출하고 상기 중국 특허 출원의 우선권을 주장하는 바, 상기 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로서 본 출원에 인용된다.

관련 기술에서, 단결정로 내의 도가니 어셈블리는 석영 도가니 및 흑연 도가니를 포함하고, 도가니 어셈블리 내에는 원자재가 수용되며, 단결정로 내 히터의 가열 작용 하에, 도가니 어셈블리 내의 원자재는 실리콘 용탕로 용융된다. 여기서, 실리콘 용탕 중의 산소는 주로 석영 도가니에서 유래되며, 용탕 내의 산소 함유량이 너무 높으면, 결정에 다량의 OISF 및 산소 침전이 생기게 되고, 특히 실리콘 용탕의 가장자리 부분의 온도가 높아 결정 성장 과정 전체에서 실리콘 용탕의 가장자리 부분에 많은 산소가 용해되어 실리콘 용탕의 가장자리에 산소 함유량이 너무 높게 되고, 특히 외부에 자기장 장치를 추가하지 않은 경우, 편석 현상이 발생하게 되어 결정 품질에 영향을 미친다.

본 출원은 관련 기술에 존재하는 기술적 과제 중 적어도 하나를 해결하는 것을 목적으로 한다. 이에, 본 출원은 단결정로용 흑연 도가니를 제안한다. 상기 흑연 도가니는 히터에 의해 용탕의 고온 영역으로 전도되거나 방사되는 열을 감소시키고, 용탕의 가장자리 온도를 낮출 수 있어 용탕의 산소 함유량을 감소시켜 결정 막대의 품질을 향상시키는 데 유리하다.

본 출원은 또한 상기 흑연 도가니를 갖는 도가니 어셈블리를 제안한다.

본 출원은 또한 상기 도가니 어셈블리를 갖는 단결정로를 제안한다.

본 출원은 또한 흑연 도가니의 제조 방법을 제안한다.

본 출원의 제1 측면에 따른 단결정로용 흑연 도가니는 본체를 포함하고, 상기 본체는 흑연 부재이며 수용 캐비티를 정의하고, 상기 수용 캐비티의 벽면에는 굴착부가 구비되며, 상기 굴착부에는 상기 본체의 원주방향을 따라 연장되어 환형 구조를 형성하는 홈이 형성되고, 도가니 반제품, 상기 도가니 반제품에 적합한 석영 도가니 및 상기 석영 도가니 내에 담겨진 용탕에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 상기 용탕의 고온 영역의 등온선을 획득하고, 상기 본체의 종단면에서, 상기 홈의 형상은 상기 등온선의 일부 형상과 일치하며, 상기 도가니 반제품은 상기 도가니 반제품의 내벽면에 상기 홈을 가공하여 상기 본체를 형성하도록 구성되고, 상기 고온 영역의 온도는 상기 용탕의 기타 어느 하나의 영역의 온도보다도 높다.

본 출원의 단결정로용 흑연 도가니에 따르면, 도가니 반제품, 석영 도가니 및 용탕에 대해 열장 시뮬레이션(thermal field simulation)을 수행하여 용탕의 고온 영역의 등온선을 정확하게 얻고, 등온선의 형상에 따라 굴착부에 홈을 형성함으로써, 흑연 도가니가 단결정로에 적용되는 경우, 흑연 도가니의 구조적 강도를 확보하는 전제 하에, 히터에 의해 전도되어 용탕의 고온 영역으로 방사되는 열을 감소시켜 열전도를 약화시키는 역할을 할 수 있으므로, 용탕의 가장자리 온도를 낮추고, 용탕의 산소 함유량을 감소시키며, 결정의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서는, 상기 흑연 도가니는 인상법의 결정 인상에 사용되고, 결정 인상 과정에서, 상기 등온선은 복수 개이며 상기 용탕의 액위(liquid level) 하강에 따라 위에서 아래로 배치되며, 복수 개의 상기 등온선에서 상기 도가니 반제품의 벽면에 대응하는 영역은 굴착 영역이고, 상기 굴착부는 복수 개이며 모두 상기 굴착 영역 내에 위치한다.

일부 실시예에서는, 복수 개의 상기 굴착부는 상기 본체의 축방향을 따라 간격을 두고 설치되고, 복수 개의 상기 등온선에 각각 대응하며, 각각의 상기 굴착부에는 하나의 상기 홈이 형성되고, 상기 홈의 형상은 상기 등온선에 대응하는 부분의 형상과 일치하다.

일부 실시예에서는, 상기 굴착부는 상기 등온선에 대응하는 상단부와 동일 평면을 이룬다.

일부 실시예에서는, 상기 본체는 측벽부 및 바닥 벽부를 포함하고, 상기 측벽부는 통형 구조로 형성되며, 상기 바닥 벽부는 상기 측벽부의 바닥부에 연결되어 상기 측벽부의 바닥부를 폐쇄하고, 상기 홈은 상기 측벽부 및/또는 상기 바닥 벽부에 형성된다.

일부 실시예에서는, 상기 홈 내에는 단열 부재가 채워지고, 상기 단열 부재의 열전도율은 상기 본체의 열전도율보다 낮다.

일부 실시예에서는, 상기 단열 부재는 탄소 섬유 재료 부재이다.

일부 실시예에서는, 상기 홈은 상기 등온선의 상단부의 형상과 일치하다.

본 출원의 제2 측면에 따른 도가니 어셈블리는 본 출원의 제1 측면에 따른 단결정로용 흑연 도가니인 흑연 도가니; 및 상기 수용 캐비티에 장착되는 석영 도가니를 포함한다.

본 출원에 따른 도가니 어셈블리, 상기 흑연 도가니를 사용함으로써, 히터에 의해 전도되어 용탕의 고온 영역으로 방사되는 열을 감소시키고, 용탕의 가장자리 온도를 낮출 수 있으므로, 용탕의 산소 함유량을 감소시켜 결정 막대의 품질을 향상시키는 데 유리하다.

본 출원의 제3 측면에 따른 단결정로는 로 본체; 및 본 출원의 제2 측면에 따른 도가니 어셈블리이고, 상기 로 본체 내에 설치되는 도가니 어셈블리를 포함한다.

본 출원에 따른 단결정로, 상기 도가니 어셈블리를 사용함으로써, 용탕의 가장자리 온도를 낮출 수 있으므로, 용탕의 산소 함유량을 감소시키고, 결정 막대의 품질을 향상시키는 데 유리하다.

본 출원의 제4 측면에 따른 흑연 도가니의 제조 방법으로서, 흑연 도가니는 본 출원의 제1 측면에 따른 단결정로용 흑연 도가니이고, 상기 제조 방법은, 도가니 반제품, 상기 도가니 반제품에 적합한 석영 도가니 및 상기 석영 도가니 내에 담겨진 용탕에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하는 단계 S1; 상기 단계 S1의 시뮬레이션 결과를 추출하여 상기 용탕의 고온 영역의 등온선을 획득하되, 상기 고온 영역의 온도는 상기 용탕의 기타 어느 하나의 영역의 온도보다도 높은 온도인 단계 S2; 및 상기 도가니 반제품의 종단면에서, 상기 등온선의 형상에 따라 상기 홈의 형상을 결정하고, 상기 굴착부에 상기 홈을 가공하여 상기 본체를 형성하는 단계 S3를 포함한다.

본 출원의 흑연 도가니의 제조 방법에 따르면, 도가니 반제품, 석영 도가니 및 용탕에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 용탕의 고온 영역의 등온선을 정확하게 얻고, 등온선에 따라 홈의 형상을 결정함으로써, 히터에 의해 전도되어 용탕의 고온 영역으로 방사되는 열을 효과적으로 감소시키고, 용탕의 가장자리 온도를 낮출 수 있으므로, 용탕의 산소 함유량을 감소시키고, 결정 막대의 품질을 향상시키는 데 유리하다.

일부 실시예에서는, 상기 단계 S1에서는, 상기 단계 S2에서 복수 개의 상기 등온선을 획득하도록, 상기 도가니 반제품을 인상법의 결정 인상에 사용하여 열장 시뮬레이션을 수행하되, 복수 개의 상기 등온선은 상기 용탕의 액위 하강에 따라 위에서 아래로 배치되고, 복수 개의 상기 등온선에서 상기 도가니 반제품의 벽면에 대응하는 영역은 굴착 영역이며, 상기 단계 S3은, 상기 굴착 영역 내에서 상기 굴착부의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서는, 상기 굴착 영역 내에서 상기 굴착부의 위치를 결정하는 단계는, 상기 등온선을 상기 도가니 반제품의 도면에 도입하여 상기 굴착 영역을 결정하는 단계; 및 복수 개의 상기 등온선 중 일부를 선택하고, 선택한 상기 등온선의 위치에 따라 상기 굴착부의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

본 출원의 추가적인 측면 및 이점은 부분적으로는 하기 설명으로부터 제공되며, 일부는 하기 설명으로부터 명백해지거나 본 출원의 실행을 통해 이해할 수 있을 것이다.

본 출원의 상기 및/또는 추가 측면 및 이점은 첨부 도면과 함께 이루어진 실시예에 대한 하기 설명으로부터 명백하고 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 흑연 도가니의 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A부분의 확대도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 도가니 어셈블리의 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시된 도가니 어셈블리의 부분 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시된 도가니 어셈블리 내의 용탕이 가열될 때 고온 영역의 등온선 모식도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 흑연 도가니의 제조 방법의 흐름 모식도이다.
도 7은 도 6에 도시된 도가니 반제품에 가공된 홈의 모식도이다.
도 8은 본 출원의 다른 실시예에 따른 흑연 도가니의 제조 방법의 흐름 모식도이다.
도 9는 도가니 반제품(즉 홈이 설치되지 않는 해결수단 1), 본 출원에 홈이 설치되고 홈 내에 단열 부재가 채워진 흑연 도가니(해결수단 2) 및 본 출원에 홈이 설치되고 홈 내에 재료 부재가 채워지지 않은 흑연 도가니(해결수단 3)의 세가지 형태의 열장 시뮬레이션 결과 모식도이다.
도 10은 도 9에 도시된 세가지 형태의 고온 영역의 등온선 비교도이다.
도 11은 도 9에 도시된 해결수단 1과 해결수단 2의 도가니 내벽의 온도 분포 비교도이다.
도 12는 도 9에 도시된 해결수단 1과 해결수단 2의 용탕 가장자리의 산소 함유량 비교도이다.

이하에서는 본 출원의 실시예들을 상세히 설명하되, 상기 실시예들의 예시는 첨부된 도면에 도시되고, 여기서 동일하거나 유사한 부호는 시종일관 동일하거나 유사한 소자 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 소자를 지칭한다. 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 실시예들은 예시적인 것이며, 단지 본 출원을 설명하기 위해 사용되며, 본 출원을 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다.

다음 개시는 본 출원의 상이한 구조를 구현하기 위한 많은 상이한 실시예 또는 예를 제공한다. 이하에서는, 본 출원의 개시를 단순화하기 위해, 특정 예들의 부재 및 설치가 설명된다. 물론 이는 예시일 뿐 본 출원을 제한하려는 것은 아니다. 그리고, 본 출원은 상이한 예에서 참조 숫자 및/또는 알파벳을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순함과 명료함을 위한 것으로, 그 자체는 논의된 다양한 실시예 및/또는 설치 사이의 관계를 지시하지 않는다. 그리고, 본 출원은 다양한 특정 공정 및 재료의 예를 제공하지만, 당업자는 다른 공정의 적용 가능성 및/또는 다른 재료의 사용을 인식할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 단결정로용 흑연 도가니(100)를 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 흑연 도가니(100)는 본체(1)를 포함하고, 본체(1)는 흑연 부재이며, 본체(1)는 원자재를 수용할 수 있는 수용 캐비티(1a)를 정의하고, 가열 후, 수용 캐비티(1a) 내의 원자재는 용탕(300)으로 용융된다. 수용 캐비티(1a)의 벽면에는 굴착부(10)가 구비되고, 굴착부(10)에 홈(1b)이 형성되는 경우, 홈(1b)은 본체(1)의 내벽면에 형성되며, 홈(1b)은 수용 캐비티(1a)의 일부 벽면이 오목하게 들어가 형성된 것이다. 여기서, 홈(1b)은 흑연 도가니(100)의 원주방향을 따라 연장되어 환형 구조를 형성하는데, 이는 흑연 도가니(100)의 구조적 강도 확보에 유리하다.

설명해야 할 점은, 흑연 도가니(100)는 중심 축선(L)을 가지고, 본 출원의 설명에서는, 본체(1)의 축방향은 흑연 도가니(100)의 중심 축선(L)을 따른 방향이며, 본체(1)의 원주방향은 흑연 도가니(100)의 중심 축선(L)을 에워싸는 방향이다. 예를 들어, 도 1의 예시에서, 흑연 도가니(100)는 회전체 구조로 형성될 수 있고, 상기 회전체 구조의 회전 중심선은 흑연 도가니(100)의 중심 축선(L)이며, 물론, 흑연 도가니(100)의 형상은 이에 한정되지 않는다.

도가니 반제품(101), 도가니 반제품(101)에 적합한 석영 도가니(200) 및 석영 도가니(200) 내에 담겨진 용탕(300)에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)을 획득하고, 본체(1)의 종단면에서, 홈(1b)의 형상은 등온선(R)의 일부 형상과 일치하다. 여기서, 도가니 반제품(101)은 도가니 반제품(101)의 내벽면에 홈(1b)을 가공하여 본체(1)를 형성하도록 구성되는 경우, 도가니 반제품(101)는 흑연 부재이고, 도가니 반제품(101)은 반제품 캐비티(101a)를 정의하며, 반제품 캐비티(101a)의 벽면에 홈(1b)을 가공하면 본체(1)를 형성할 수 있다. 물론, 반제품 캐비티(101a)는 수용 캐비티(1a)에 대응하며, 반제품 캐비티(101a)와 수용 캐비티(1a)의 구별점은 벽면에 홈(1b)이 형성되었는지 여부이고, 고온 영역의 온도가 용탕(300)의 기타 어느 하나의 영역의 온도보다도 높은 경우, 고온 영역은 용탕(300)의 온도가 가장 높은 영역이며, 고온 영역은 용탕(300)의 가장자리에 위치한다.

이해할 수 있는 점은, 도가니 반제품(101)에 홈(1b)을 가공한 후, 도가니 반제품(101)의 중심 축선은 본체(1)의 중심 축선으로 될 수 있다. 본체(1)의 종단면은 흑연 도가니(100)의 중심 축선(L)을 통과하는 평면으로 이해될 수 있다.

흑연 도가니(100)가 단결정로에 적용되는 경우, 수용 캐비티(1a) 내부는 석영 도가니(200)를 장착하고, 원자재는 석영 도가니(200) 내에 수용되며, 단결정로가 작동하는 경우, 단결정로 내의 히터는 흑연 도가니(100), 석영 도가니(200) 및 석영 도가니(200) 내의 원자재를 가열하여 원자재가 용탕(300)으로 용융된다. 히터가 흑연 도가니(100)의 반경 방향 외측 및/또는 바닥측에 설치되므로, 용탕(300)의 가장자리(외측 가장자리 및/또는 바닥측 가장자리)의 고온 영역의 온도가 가장 높아 용탕(300) 가장자리의 산소 함유량이 너무 높게 될 수 있는데, 본 출원은 수용 캐비티(1a)의 벽면에 굴착부(10)를 설치하고, 굴착부(10)에 홈(1b)을 형성하여 석영 도가니(200)가 흑연 도가니(100)에 장착되는 경우, 석영 도가니(200)의 외벽면은 홈(1b)의 벽면과 접촉, 합착하지 않으며, 석영 도가니(200)와 홈(1b)은 중공부(1c, 도 4에 도시된 바와 같음)를 정의할 수 있고, 상기 중공부(1c)의 열전도율은 흑연의 열전도율에 비해 현저히 낮으므로, 즉 중공부(1c)의 열전도율은 본체(1)의 열전도율에 비해 현저히 낮으므로, 히터에서 용탕(300)의 가장자리로 전도되거나 방사되는 열을 감소시킬 수 있어 용탕(300)의 가장자리 온도를 낮추는 데 유리하다. 결정 성장 과정에서, 석영 도가니는 고온 환경에서 산소 원자와 실리콘 원자로 분해되어 용탕에 진입하므로, 용탕(300) 가장자리의 산소 용해 속도를 약화시키고, 산소 함유량을 줄이므로, 결정 막대의 품질을 향상시키는 데 유리하다.

또한, 본체(1)의 종단면에서, 홈(1b)의 형상이 고온 영역의 등온선(R)의 일부 형상과 일치한 경우, 홈(1b)의 형상을 고온 영역의 등온선(R)의 형상에 따라 설치함으로써, 홈(1b)은 고온 영역과 매칭되어 고온 영역의 영역 면적을 효과적으로 감소시키고, 히터에서 용탕(300)의 고온 영역으로 전도, 방사되는 열을 효과적으로 감소시킬 수 있어, 용탕(300)의 고온 영역의 산소 용해 속도를 약화시키고, 산소 함유량을 줄이며, 결정 막대 품질을 효과적으로 향상시키는 데 유리하고, 또한 흑연 도가니(100)의 구조적 강도는 지나치게 약화되지 않으며; 각 열장의 등온선이 모두 상이하므로, 본 출원은 도가니 반제품(101), 석영 도가니(200) 및 용탕(300)를 시뮬레이션하는 방식으로 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)을 정확히 얻을 수 있고, 이에 따라 홈(1b)의 형상을 정확히 얻음으로써, 경험 상 특정 장소가 고온 영역인 것으로 간주하나 실제 고온 영역 범위 내에 속하지 않음으로 인해 단결정로의 열장 구조가 영향을 받고, 이로 인해 결정 막대의 결정화율에 영향을 미치는 것을 방지한다. 따라서, 본 출원은 결정 막대의 결정화율을 확보하는 데 유리하다.

따라서, 본 출원의 실시예의 단결정로용 흑연 도가니(100)에 따르면, 도가니 반제품(101), 석영 도가니(200) 및 용탕(300)에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)을 정확히 얻고, 홈(1b)의 형상을 정확히 얻음으로써, 흑연 도가니(100)가 단결정로에 적용되는 경우, 흑연 도가니(100)의 구조적 강도를 확보하는 전제 하에, 히터에서 용탕(300)의 고온 영역으로 전도, 방사되는 열을 줄이고, 열전도를 약화시키는 역할을 할 수 있으므로, 용탕(300)의 고온 영역의 온도를 낮추고, 용탕(300)의 가장자리 온도를 낮추며, 용탕(300)의 산소 함유량을 감소시키고, 결정의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 흑연 도가니(100)는 인상법의 결정 인상에 사용되고, 결정 인상 과정에서, 용탕(300)의 액위는 점차 하강하고, 상이한 단계 또는 시각에 고온 영역의 등온선(R)의 위치가 상이하므로, 결정 인상 과정 전체에서 복수 개의 등온선(R)이 존재하고, 복수 개의 등온선(R)은 용탕(300)의 액위 하강에 따라 위에서 아래로 배치되며, 복수 개의 등온선(R)이 도가니 반제품(101)의 벽면에 대응하는 영역은 굴착 영역이거나, 또는, 복수 개의 등온선(R)이 도가니 반제품(101)의 반경 방향을 따라 도가니 반제품(101)의 벽면에 커버되는 영역은 굴착 영역이고, 굴착부(10)는 복수 개이며, 복수 개의 굴착부(10)는 모두 굴착 영역 내에 위치함으로써, 등온선(R)에 따라 굴착부(10)의 설치 영역을 정확히 얻어 굴착부(10)의 위치 설계를 단순화할 수 있고, 아울러 복수 개의 홈(1b) 역시 굴착 영역 내에 위치시켜 상이한 단계에 상이한 홈(1b)이 열전도를 감소시키는 역할을 수행하도록 하여 결정 인상 과정 전체에서, 홈(1b)이 열전도를 감소시킬 수 있다.

이해할 수 있는 점은, 결정 인상 과정 전체에서, 결정 막대 길이가 계속 변하면 등온선(R)도 계속 변하므로, 수많은 등온선(R)이 존재한다. 초크랄스키법으로도 불리우는 상기 인상법은 CZ법(Czochralski), CCZ법(continuous CZ), MCZ법(Magnetic CZ) 등일 수 있다.

예를 들어, 본체(1)는 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)를 포함하고, 측벽부(11)는 통형 구조로 형성되며, 바닥 벽부(12)는 측벽부(11)의 바닥부에 연결되어 측벽부(11)의 바닥부를 폐쇄하고; 단결정로의 히터가 측벽부(11)의 반경 방향 외측에만 설치되는 경우, 고온 영역이 용탕(300)의 반경 방향 외측 가장자리에 위치하므로, 복수 개의 등온선(R)은 모두 측벽부(11)에 대응하여 배치되며, 이때, 복수 개의 등온선(R)은 본체(1)의 축방향을 따라 위에서 아래로 순차적으로 배치될 수 있고, 굴착 영역은 측벽부(11)에 위치하며, 홈(1b)은 측벽부(11)에만 형성되고; 단결정로의 히터가 바닥 벽부(12)의 하측에만 설치되는 경우, 고온 영역이 용탕(300)의 바닥부 가장자리에 위치하므로, 복수 개의 등온선(R)은 모두 바닥 벽부(12)에 대응하여 배치되고, 바닥 벽부(12)의 내벽에 대응하는 곡면의 중심부가 아래로 함몰되므로, 복수 개의 등온선(R)은 여전히 용탕(300)의 액위의 하깅에 따라 위에서 아래로 순차적으로 배치되며, 굴착 영역은 바닥 벽부(12)에 위치하고, 홈(1b)은 바닥 벽부(12)에만 형성되며; 단결정로의 히터가 측벽부(11)의 반경 방향 외측에 설치된 제1 히터 및 바닥 벽부(12)의 바닥측에 위치한 제2 히터를 포함하는 경우, 고온 영역은 용탕(300)의 반경 방향 외측 가장자리에 위치하고, 제2 히터의 출력이 크면, 고온 영역은 용탕(300)의 바닥부 가장자리에 위치하게 되며, 이때 복수 개의 등온선(R)은 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)에 대응하여 배치되고, 복수 개의 등온선(R)은 위에서 아래로 순차적으로 배치되며, 굴착 영역은 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)에 위치하고, 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)에는 각각 홈(1b)이 형성된다.

이해할 수 있는 점은, 홈(1b)은 본체(1)의 두께 방향을 따라 오목하게 들어가 형성되거나, 홈(1b)은 본체(1)의 반경 방향을 따라 오목하게 들어가 형성되고; 예를 들어, 홈(1b)이 측벽부(11)에 형성되는 경우, 홈(1b)은 측벽부(11)의 두께 방향을 따라 오목하게 들어가 형성되고, 홈(1b)이 바닥 벽부(12)에 형성되면, 홈(1b)은 바닥 벽부(12)의 두께 방향을 따라 요철로 형성된다.

일부 실시예에서는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 굴착부(10)는 본체(1)의 축방향을 따라 간격을 두고 설치되고, 복수 개의 굴착부(10)는 복수 개의 등온선(R)에 각각 대응하며, 각각의 굴착부(10)에 하나의 홈(1b)이 형성되므로, 홈(1b)은 복수 개이고, 복수 개의 홈(1b)은 본체(1)의 축방향을 따라 간격을 두고 설치되어 흑연 도가니(100)의 구조적 강도를 확보하고 본체(1)에 대한 홈(1b)의 약화 작용을 감소시키기에 편리하며, 인접한 두 홈(1b) 사이에는 간격 돌기가 구비되고, 간격 돌기의 자유단의 단면은 홈(1b)이 형성되지 않은 기타 수용 캐비티(1a)의 벽면과 동일한 매끄러운 곡면에 위치한다.

예를 들어, 굴착부(10)가 본체(1)의 측벽부(11)에만 형성되는 경우, 복수 개의 굴착부(10)는 본체(1)의 축방향을 따라 간격을 두고 설치되고; 굴착부(10)가 본체(1)의 바닥 벽부(12)에만 형성되는 경우, 바닥 벽부(12)의 내벽에 대응하는 곡면의 중심부가 아래로 함몰되므로, 복수 개의 굴착부(10)도 본체(1)의 축방향을 따라 간격을 두고 설치되고; 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)에 각각 굴착부(10)가 형성되는 경우, 모든 굴착부(10)는 본체(1)의 축방향을 따라 간격을 두고 설치될 수 있다. 물론, 굴착부(10)는 하나일 수도 있으며, 이때 홈(1b)은 하나이다.

이해할 수 있는 점은, 흑연 도가니(100)의 강도 요구를 만족하는 전제 하에, 홈(1b)의 열전도 감소 능력을 효과적으로 향상시키기 위해 본체(1)의 반경 방향에서 홈(1b)의 깊이는 가능한 한 작아야 하고, 본체(1)의 축방향에서 홈(1b)의 폭은 가능한 한 커야 하며; 선택한 고온 영역의 복수 개의 등온선(R) 중 임의의 2 개의 인접한 등온선(R)에 대응하는 온도차는 실제 응용에 따라 구체적으로 설정될 수 있고, 각 등온선(R)에 대응하는 구체적인 온도값은 실제 응용에 따라 구체적으로 설정할 수 있다. 본 출원의 설명에서, “복수 개”는 두개 또는 그 이상을 의미한다.

여기서, 홈(1b)의 형상은 등온선(R)에 대응하는 부분의 형상과 일치하다. 예를 들어, 일부 등온선(R)이 선택되고, 복수 개의 굴착부(10)의 위치는 상기 일부 등온선(R)의 위치와 일대일로 대응될 수 있으므로, 각각의 홈(1b)의 위치는 등온선(R)에 대응하는 위치에 대응할 수 있는데, 예를 들어, 도가니 반제품(101)의 축방향에서, 굴착부(10)의 위치는 등온선(R)에 대응하는 상단부와 동일 평면을 이루도록 설정될 수 있으므로, 등온선(R)에 따라 홈(1b)의 위치를 결정하여 홈(1b)의 위치 설계 단순화가 편리할 수 있다. 여기서, 홈의 형상은 등온선에 대응하는 부분의 형상과 일치하고, 복수 개의 굴착부(10)에 대응하는 복수 개의 등온선(R)의 형상이 일반적으로 상이하므로, 등온선의 형상에 따라 홈에 대응하는 형상을 결정하여 홈의 형상이 실제 생산에 보다 부합되도록 하기에 편리하다.

일부 실시예에서는, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 굴착부(10)는 등온선(R)에 대응하는 상단부와 동일 평면을 이루는데, 예를 들어 굴착부(10)의 최상단은 등온선(R)에 대응하는 최상단과 동일한 높이를 가져 선택한 등온선(R)의 위치에 따라 굴착부(10)의 위치를 빠르게 결정하기에 편리하고, 아울러 단결정로의 히터는 흑연 도가니(100)의 반경 방향 외측에 설치된 부분을 포함하며, 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)은 상단에 볼록부를 구비하고, 굴착부(10)는 상기 볼록부에 대응되게 설치되어 용탕(300)의 가장자리의 온도를 효과적으로 낮춤으로써, 용탕(300)의 산소 함유량을 감소시킨다.

예를 들어, 본체(1)의 측벽부(11)에 굴착부(10)가 형성되는 경우, 해당 등온선(R)은 측벽부(11)에 대응하여 배치되고, 등온선(R)의 추세는 측벽부(11)의 내벽 형상과 관련이 있으며, 각 등온선(R)의 전체적인 추세는 위에서 아래로 연장되고, 굴착부(10)는 등온선(R)에 대응하는 상단부와 동일 평면을 이루며; 본체(1)의 바닥 벽부(12)에 굴착부(10)가 형성되는 경우, 해당 등온선(R)은 바닥 벽부(12)에 대응하여 배치되고, 등온선(R)의 추세는 바닥 벽부(12)의 내벽 형상과 관련이 있으며, 바닥 벽부(12)의 내벽에 대응되는 곡면의 중심부가 아래로 함몰되므로, 각 등온선(R)의 전체적인 추세는 위에서 아래로 연장되고, 굴착부(10)는 등온선(R)에 대응하는 상단부와 동일 평면을 이룬다. 물론, 굴착부(10)의 설치 위치는 이에 한정되지 않는다.

일부 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(1)는 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)를 포함하고, 측벽부(11)는 통형 구조로 형성되며, 바닥 벽부(12)는 측벽부(11)의 바닥부에 연결되어 측벽부(11)의 바닥부를 폐쇄하고, 홈(1b)은 측벽부(11) 및/또는 바닥 벽부(12)에 형성된다. 예를 들어, 단결정로의 히터가 흑연 도가니(100)의 반경 방향 외측에만 설치되는 경우, 홈(1b)은 측벽부(11)에 형성될 수 있고; 단결정로의 히터가 흑연 도가니(100)의 반경 방향 외측에 설치된 제1 히터 및 흑연 도가니(100)의 바닥측에 위치한 제2 히터를 포함하는 경우, 제2 히터의 출력이 크면, 고온 영역은 흑연 도가니(100)의 바닥부에 위치하게 되며, 이때 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)에는 각각 홈(1b)이 형성될 수 있다. 따라서, 홈(1b)의 위치는 원활하여 실제 차별화된 요구를 만족시키는 데 편리하다.

설명해야 할 점은, 본 출원의 설명에서, "및/또는"은 3 개의 병렬 형태을 포함하는 것을 의미하는데, "A 및/또는 B"를 예로 들면, A 형태 또는 B 형태, 또는 A와 B를 동시에 충족하는 형태을 포함하고; 예를 들어, 홈(1b)이 측벽부(11) 및/또는 바닥 벽부(12)에 형성되는 형태은, 1, 측벽부(11)에 홈(1b)이 형성되고, 바닥 벽부(12)에 홈(1b)이 형성되지 않는 형태; 2, 측벽부(11)에 홈(1b)이 형성되지 않고, 바닥 벽부(12)에 홈(1b)이 형성되는 형태; 3, 측벽부(11) 및 바닥 벽부(12)에 각각 홈(1b)이 형성되는 형태을 포함한다.

여기서, “통형 구조”는 원통형 구조, 뿔형 구조 및 다각 통형 구조를 포함하지만 이에 한정되지 않는 넓은 의미로 이해되어야 한다.

일부 실시예에서는, 홈(1b) 내에는 단열 부재가 채워지고, 단열 부재의 열전도율은 본체(1)의 열전도율보다 낮아 홈(1b)은 히터와 용탕(300) 사이의 열전도를 감소시킬 수 있다.

이해할 수 있는 점은, 홈(1b)이 하나인 경우, 상기 홈(1b) 내에 단열 부재가 채워질 수 있고; 홈(1b)이 복수 개인 경우, 복수 개의 홈(1b) 중 적어도 하나의 홈(1b) 내에 단열 부재가 채워질 수 있다.

물론, 홈(1b) 내에 다른 부재로 채워지지 않을 수도 있으므로, 흑연 도가니(100)가 단결정로에 적용되는 경우, 석영 도가니(200)는 수용 캐비티(1a)에 장착되고, 이때 홈(1b) 내에는 공기가 존재하는데, 공기의 열전도율이 흑연의 열전도율보다 훨씬 낮아 마찬가지로 열전도 감소 효과를 달성할 수 있다.

일부 실시예에서는, 단열 부재는 탄소 섬유 재료 부재이다. 탄소 섬유 재료 부재는 현저한 이방성을 갖고 있는 바, 탄소 섬유 필라멘트에 수직되는 방향에서 탄소 섬유 재료 부재의 열전도 및 전기 전도 성능이 좋지 않아 우수한 보온, 단열 효과가 있고, 아울러 탄소 섬유 재료 부재는 내고온성이 우수하여 고온에서 탄소 섬유 재료 부재의 사용 신뢰성을 확보한다.

물론, 단열 부재는 탄소 섬유 재료 부재에 한정되지 않고 다른 재료 부재일 수도 있다.

일부 실시예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 등온선(R)의 상단부는 볼록부를 형성하기 위해 절곡된 부분을 구비하고, 홈(1b)의 형상은 등온선(R) 상단부의 형상과 일치하여 홈(1b)의 설치를 구현한다.

이해할 수 있는 점은, 본체(1)의 측벽부(11)에 굴착부(10)가 형성되는 경우, 해당 등온선(R)의 전체적인 추세는 위에서 아래로 연장되고, 측벽부(11)의 홈(1b)은 등온선(R)에 대응하는 상단부의 형상과 일치하며; 본체(1)의 바닥 벽부(12)에 굴착부(10)가 형성되는 경우, 해당 등온선(R)의 전체적인 추세는 위에서 아래로 연장되고, 바닥 벽부(12)의 홈(1b)은 등온선(R)에 대응하는 상단부의 형상과 일치하다.

본 출원 제2 측면의 실시예의 도가니 어셈블리(1000)에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 도가니 어셈블리(1000)는 흑연 도가니(100) 및 석영 도가니(200)를 포함하고, 석영 도가니(200)는 흑연 도가니(100)의 수용 캐비티(1a)에 장착된다. 여기서, 흑연 도가니(100)는 본 출원의 상기 제1 측면의 실시예에 따른 단결정로용 흑연 도가니(100)이다.

본 출원의 실시예의 도가니 어셈블리(1000)에 따르면, 상기 흑연 도가니(100)를 사용함으로써, 도가니 어셈블리(1000)의 사용 신뢰성을 확보하는 전제 하에, 도가니 어셈블리(1000) 내 용탕(300)의 가장자리 온도를 낮출 수 있으므로, 용탕(300)의 산소 함유량을 감소시키고, 결정의 품질을 효과적으로 향상시킨다.

본 출원의 제3 측면의 실시예에 따른 단결정로는 로 본체 및 도가니 어셈블리(1000)를 포함하고, 도가니 어셈블리(1000)는 로 본체 내에 설치된다. 여기서, 도가니 어셈블리(1000)는 본 출원의 상기 제2 측면의 실시예에 따른 도가니 어셈블리(1000)이다.

본 출원의 실시예의 단결정로에 따르면, 상기 도가니 어셈블리(1000)를 사용함으로써, 도가니 어셈블리(1000) 내 용탕(300)의 가장자리 온도를 낮출 수 있으므로, 용탕(300)의 산소 함유량을 감소시키고, 단결정로에서 생산되는 결정 막대의 품질을 향상시킨다.

본 출원의 실시예에 따른 단결정로의 다른 구성 및 조작은 당업자에게 공지되어 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

본 출원의 제4 측면의 실시예의 흑연 도가니(100)의 제조 방법에 따르면, 흑연 도가니(100)는 본 출원의 상기 제1 측면의 실시예에 따른 단결정로용 흑연 도가니(100)이고, 흑연 도가니(100)의 제조 방법은,

도가니 반제품(101), 도가니 반제품(101)에 적합한 석영 도가니(200) 및 석영 도가니(200) 내에 담겨진 용탕(300)에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하는 단계 S1;

단계 S1의 시뮬레이션 결과를 추출하여 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)을 획득하되, 고온 영역의 온도는 용탕(300)의 기타 어느 하나의 영역의 온도보다도 높으므로, 고온 영역은 용탕(300)의 온도가 가장 높은 영역인 단계 S2; 및

도가니 반제품(101)의 종단면에서, 등온선(R)의 형상에 따라 홈(1b)의 형상을 결정하는 바, 예를 들어, 도가니 반제품(101)의 종단면에서, 홈(1b)의 형상은 등온선(R)에 대응하는 상단부의 형상과 일치할 수 있고, 굴착부(10)에 홈(1b)을 가공하여 본체(1)를 형성하는 단계 S3을 포함한다. 물론, 도가니 반제품(101)은 도가니 반제품(101)의 내벽면에 홈(1b)을 가공하여 본체(1)를 형성하도록 구성될 수도 있고, 석영 도가니(200)는 본 출원의 흑연 도가니(100)에 적합할 수 있다.

여기서, 설명해야 할 점은, 각 단계 사이에는 선후 순서가 있을 수 있으나 동일한 단계에서 각 동작의 선후 순서는 고정되지 않는다. 예를 들어, 단계 S1, 단계 S2 및 단계 S3은 선후로 순차적으로 수행되어 단계 S1의"열장 시뮬레이션"이 단계 S2의 "등온선(R)을 획득"하기 전에 위치하도록 한다.

따라서, 본 출원의 실시예의 흑연 도가니(100)의 제조 방법에 따르면, 도가니 반제품(101), 석영 도가니(200) 및 용탕(300)에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 용탕(300)의 고온 영역의 등온선(R)을 정확히 얻고, 등온선(R)의 형상에 따라 홈(1b)의 형상을 결정함으로써, 히터에서 용탕(300)의 고온 영역으로 전도, 방사되는 열을 효과적으로 감소시키고, 용탕(300)의 가장자리 온도를 낮출 수 있으므로, 용탕의 산소 함유량을 감소시키고, 결정 막대의 품질을 향상시키는 데 유리하다.

일부 실시예에서는, 단계 S1의 열장 시뮬레이션은 결정 막대 성장 단계를 선택하여 열장 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 열장 시뮬레이션의 파라미터는 결정 막대 성장 단계의 파라미터를 사용할 수 있으므로, 시뮬레이션 결과가 실제 응용에 더 부합된다.

일부 실시예에서는, 단계 S1에서, 도가니 반제품(101)을 인상법을 통한 결정 인상의 열장 시뮬레이션에 사용하여 단계 S2에서 복수 개의 등온선(R)을 획득하고, 복수 개의 등온선(R)은 용탕(300)의 액위 하강에 따라 위에서 아래로 배치되며, 복수 개의 등온선(R)에서 도가니 반제품(101)의 벽면에 대응되는 영역은 굴착 영역이다. 단계 S3은 굴착 영역 내에서 굴착부(10)의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예에서는, 도면에 도시된 바와 같이, 굴착 영역 내에서 굴착부(10)의 위치를 결정하는 단계는, 등온선(R)을 도가니 반제품(101)의 도면에 도입하여 굴착 영역을 결정하는 단계; 및 복수 개의 등온선(R) 중 일부를 선택하고, 선택한 등온선(R)의 위치에 따라 굴착부(10)의 위치를 결정하는 단계를 포함하며, 예를 들어 복수 개의 굴착부(10)는 선택한 복수 개의 등온선(R)의 상단부와 일대일로 대응하여 동일한 높이를 가지므로, 굴착부(10) 및 홈(1b)의 위치를 정확히 결정하기에 편리하다.

예를 들어, 등온선(R)을 1: 1의 비율로 도가니 반제품의 CAD 도면에 도입하면, 등온선(R) 상의 임의의 점의 좌표는 해당 점의 실제 좌표이므로, 복수 개의 등온선(R)의 위치에 따라 굴착 영역을 신속하게 결정하기에 편리하고, 복수 개의 등온선(R)을 합리적으로 선택하여 간단하고 편리하게 굴착부(10)의 위치를 결정한다. 이해할 수 있는 점은, 선택한 등온선(R)이 나타내는 구체적인 온도값은 실제 요구에 따라 선택될 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 이는 도가니 반제품(101)(즉 홈(1b)이 설치되지 않는 해결수단 1), 본 출원에 홈(1b)이 설치되고 홈(1b) 내에 단열 부재가 채워진 흑연 도가니(100)(해결수단 2) 및 본 출원에 홈(1b)이 설치되고 홈(1b) 내에 재료 부재가 채워지지 않은 흑연 도가니(100)(해결수단 3)의 세가지 형태의 열장 시뮬레이션 결과 모식도이다. 도 10에서 "200-origin"은 해결수단 1에 대응하고, "200-fiber"은 해결수단 2에 대응하며, "200-none"은 해결수단 3에 대응하고, 도 10에는 도 9에 도시된 세가지 형태의 용탕의 고온 영역의 등온선이 도시된다. 비교를 통해, 본 출원의 해결수단 2 및 해결수단 3에 따르면, 고온 영역(≥1696.5K)은 해결수단 1에 비해 현저히 작고, 해결수단 3이 보다 분명하며, 고온 영역이 아래로 이동할 때 적은 부분만 굴착부에 떨어지므로, 진공 탱크는 용탕로의 열 전달을 효과적으로 감소시킴을 알 수 있다. 물론, 홈(1b)은 용탕(300)으로의 열 전달을 효과적으로 감소시킨다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 도가니 반제품(즉 홈(1b)이 설치되지 않는 해결수단 1) 및 홈(1b)에 단열 부재가 채워진(해결수단 2) 두가지 형태의 도가니 내벽 온도 분포 비교 및 용탕 가장자리의 산소 함유량 비교가 도시된다. 이로부터, 해결수단 2의 고온 영역의 온도는 해결수단 1에 비해 1~2℃ 낮고, 용탕(300) 가장자리의 산소 함유량도 상응하게 감소하며, 고온 영역의 온도는 도가니의 산소 방출과 현저한 관련성이 있음을 현저히 보아낼 수 있다.

본 출원의 설명에서 이해해야 할 점은, "중심", "종방향", "횡방향", "길이", "폭", "두께", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "최상부", "바닥부", "내부", "외부", "축방향", "반경방향", "원주방향" 등의 용어로 지시되는 방향 또는 위치 관계는 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계에 기반한 것으로, 본 출원에 대한 설명의 편의성 및 설명을 간략화하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동해야 함을 지시하거나 암시하는 것이 아니므로 본 출원에 대한 제한으로 이해해서는 안된다. 또한, "제1", "제2"로 한정된 특징은 해당 특징 중 적어도 하나를 명시적 또는 은연적으로 포함할 수 있다.

본 출원의 설명에서, 달리 명시적으로 규정되고 한정되지 않는 한 "장착", "서로 연결", "연결" 등 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어 고정 연결, 탈착 가능한 연결 또는 일체로 형성될 수 있고; 기계적 연결 또는 전기적 연결일 수 있거나 서로 통신할 수 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결일 수 있고, 두 소자 내부의 연통 또는 두 소자의 상호 작용 관계일 수도 있다. 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 구체적인 상황에 따라 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 설명에서, 참조 용어 "일 실시예", "일부 실시예", "예시", "구체적인 예시" 또는 "일부 예시" 등의 설명은 상기 실시예 또는 예시를 결합하여 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특징이 본 출원의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함되는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 상기 용어의 예시적인 표현이 반드시 동일한 실시예 또는 예시에 대한 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특징은 하나 이상의 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다.

본 출원의 실시예를 도시하고 설명하였지만, 당업자는 본 출원의 원리 및 사상을 벗어나지 않고 이러한 실시예로부터 다양한 변화, 수정, 대체 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 출원의 범위는 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정된다.

1000: 도가니 어셈블리, 200: 석영 도가니, 300: 용탕, R: 등온선,
100: 흑연 도가니, L: 중심 축선, 101: 도가니 반제품, 101a: 반제품 캐비티,
1: 본체, 10: 굴착부, 1a: 수용 캐비티, 1b: 홈, 1c: 중공부,
11: 측벽부, 12: 바닥 벽부.

Claims (13)

1. 단결정로용 흑연 도가니로서,
   본체를 포함하고, 상기 본체는 흑연 부재이며 수용 캐비티를 정의하고, 상기 수용 캐비티의 벽면에는 굴착부가 구비되며, 상기 굴착부에는 상기 본체의 원주방향을 따라 연장되어 환형 구조를 형성하는 홈이 형성되고,
   도가니 반제품, 상기 도가니 반제품에 적합한 석영 도가니 및 상기 석영 도가니 내에 담겨진 용탕에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하여 상기 용탕의 고온 영역의 등온선을 획득하고, 상기 본체의 종단면에서, 상기 홈의 형상은 상기 등온선의 일부 형상과 일치하며, 상기 도가니 반제품은 상기 도가니 반제품의 내벽면에 상기 홈을 가공하여 상기 본체를 형성하도록 구성되고, 상기 고온 영역의 온도는 상기 용탕의 기타 어느 하나의 영역의 온도보다도 높은 단결정로용 흑연 도가니.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 흑연 도가니는 인상법의 결정 인상에 사용되고, 결정 인상 과정에서, 상기 등온선은 복수 개이며 상기 용탕의 액위 하강에 따라 위에서 아래로 배치되고, 복수 개의 상기 등온선에서 상기 도가니 반제품의 벽면에 대응하는 영역은 굴착 영역이며, 상기 굴착부는 복수 개이고 모두 상기 굴착 영역 내에 위치하는 단결정로용 흑연 도가니.
   
3. 제2항에 있어서,
   복수 개의 상기 굴착부는 상기 본체의 축방향을 따라 간격을 두고 설치되고, 복수 개의 상기 등온선에 각각 대응하며, 각각의 상기 굴착부에는 하나의 상기 홈이 형성되고, 상기 홈의 형상은 상기 등온선에 대응하는 부분의 형상과 일치한 단결정로용 흑연 도가니.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 굴착부는 상기 등온선에 대응하는 상단부와 동일 평면을 이루는 단결정로용 흑연 도가니.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체는 측벽부 및 바닥 벽부를 포함하고, 상기 측벽부는 통형 구조로 형성되며, 상기 바닥 벽부는 상기 측벽부의 바닥부에 연결되어 상기 측벽부의 바닥부를 폐쇄하고, 상기 홈은 상기 측벽부 및/또는 상기 바닥 벽부에 형성되는 단결정로용 흑연 도가니.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈 내에는 단열 부재가 채워지고, 상기 단열 부재의 열전도율은 상기 본체의 열전도율보다 낮은 단결정로용 흑연 도가니.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 단열 부재는 탄소 섬유 재료 부재인 단결정로용 흑연 도가니.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홈은 상기 등온선의 상단부의 형상과 일치한 단결정로용 흑연 도가니.
   
9. 도가니 어셈블리로서,
   제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 단결정로용 흑연 도가니인 흑연 도가니; 및
   상기 수용 캐비티에 장착되는 석영 도가니를 포함하는 도가니 어셈블리.
   
10. 단결정로로서,
    로 본체; 및
    제9항에 따른 도가니 어셈블리이고, 상기 로 본체 내에 설치되는 도가니 어셈블리를 포함하는 단결정로.
    
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 단결정로용 흑연 도가니인 흑연 도가니의 제조 방법으로서,
    도가니 반제품, 상기 도가니 반제품에 적합한 석영 도가니 및 상기 석영 도가니 내에 담겨진 용탕에 대해 열장 시뮬레이션을 수행하는 단계 S1;
    상기 단계 S1의 시뮬레이션 결과를 추출하여 상기 용탕의 고온 영역의 등온선을 획득하되, 상기 고온 영역의 온도는 상기 용탕의 기타 어느 하나의 영역의 온도보다도 높은 온도인 단계 S2; 및
    상기 도가니 반제품의 종단면에서, 상기 등온선의 형상에 따라 상기 홈의 형상을 결정하고, 상기 굴착부에 상기 홈을 가공하여 상기 본체를 형성하는 단계 S3을 포함하는 흑연 도가니의 제조 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 단계 S1에서는, 상기 단계 S2에서 복수 개의 상기 등온선을 획득하도록, 상기 도가니 반제품을 인상법의 결정 인상에 사용하여 열장 시뮬레이션을 수행하되, 복수 개의 상기 등온선은 상기 용탕의 액위 하강에 따라 위에서 아래로 배치되고, 복수 개의 상기 등온선에서 상기 도가니 반제품의 벽면에 대응하는 영역은 굴착 영역이며,
    상기 단계 S3은, 상기 굴착 영역 내에서 상기 굴착부의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 흑연 도가니의 제조 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 굴착 영역 내에서 상기 굴착부의 위치를 결정하는 단계는,
    상기 등온선을 상기 도가니 반제품의 도면에 도입하여 상기 굴착 영역을 결정하는 단계; 및
    복수 개의 상기 등온선 중 일부를 선택하고, 선택한 상기 등온선의 위치에 따라 상기 굴착부의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 흑연 도가니의 제조 방법.