KR20240050042A - 탄화규소 단결정 성장장치 - Google Patents

탄화규소 단결정 성장장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄화규소 단결정 성장장치에 관한 것으로서, 내부에 수용공간이 형성된 챔버 및 상기 챔버 내부에 설치되되, 내부에 탄화규소 분말을 포함하는 원료가 수용되고, 내측 상부에 상기 원료가 증착되는 단결정 시드가 설치되는 도가니 및 상기 챔버 내부에 설치되되, 상기 도가니의 상하부 및 외주를 감싸도록 설치되는 단열부 및 상기 챔버와 일정 간격 이격된 외주 둘레를 따라 설치되되, 상기 챔버의 상하방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용된 다수의 제1 전자기 유도코일을 포함하는 제1 전자기 유도가열부 및 상기 제1 전자기 유도가열부와 일정 간격 이격된 외측 둘레를 따라 설치되되, 상기 챔버의 상하방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용된 다수의 제2 전자기 유도코일을 포함하는 제2 전자기 유도가열부를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 도가니를 가열하는 전자기 유도가열부를 이중으로 구성하여 도가니의 수평 온도편차가 발생되는 것을 방지함으로써, 원료 파우더의 균일한 승화를 통해 제조되는 잉곳의 수율 및 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 전자기 유도가열부의 최적화된 배치를 통해 도가니 외부로 방열되는 열이 전자기 유도가열부의 외부로 방출되는 것을 최소화함으로써, 전자기 유도가열부의 구동에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있으므로 제조되는 잉곳의 원가를 크게 절감할 수 있다.

Description

탄화규소 단결정 성장장치{Apparatus for growing silicon carbide single crystal}
본 발명은 탄화규소 단결정 성장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도가니를 가열하는 전자기 유도가열부를 이중으로 구성하여 도가니의 수평 온도편차가 발생되는 것을 방지함과 아울러, 전자기 유도가열부의 최적화된 배치를 통해 도가니로부터 방열되는 열이 전자기 유도가열부의 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있도록 한 탄화규소 단결정 성장장치에 관한 것이다.
대표적인 반도체 소자 재료로 사용된 규소(Si)가 물리적 한계를 보이게 됨에 따라, 차세대 반도체 소자 재료로서 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN) 등의 광대역 반도체 재료가 각광을 받고 있다.
여기에서, 질화갈륨 및 질화알루미늄에 비해 탄화규소는 열적 안정성이 우수하고, 내산화성이 우수한 특징을 가지고 있다. 또한 탄화규소는 4.6W/Cm℃ 정도의 우수한 열 전도도를 가지고 있으며, 직경 6인치 이상의 대구경 기판으로서 생산 가능하다는 장점이 있어, 질화갈륨, 질화알루미늄 등의 기판에 비해 각광을 받고 있다.
근래에 들어 탄화규소의 경우 직경이 보다 확장되면서 6인치 기판은 생산이 가능한 정도로 발전하였지만, 6인치 초과의 기판(예를 들어, 8 내지 10인치 기판)의 생산은 현재 미비한 실정이다. 이러한 탄화규소의 단결정을 성장시키기 위해서는 일반적으로 PVT 법(Physical Vapor Transport)을 이용한다.
상기한 PVT 법은 먼저 내측 상부에 탄화규소로 이루어진 단결정 시드가 부착되고 내부에 탄화규소로 이루어진 원료 파우더가 장입된 도가니를 챔버 내부에 설치한다. 그리고, 챔버를 통해 도가니를 가열하여 원료 파우더를 승화시킴으로써 단결정 시드에 단결정을 성장시킨다.
이 때, 원료 파우더를 승화시키는 주된 가열수단은 챔버의 외주 둘레를 따라 설치되는 전자기 유도코일인데, 이러한 전자기 유도코일은 전류를 공급받아 발생된 고주파로 도가니 표피를 가열함으로써, 도가니의 외부에서 내부로 열을 전도, 복사시켜 도가니 내부에 장입된 원료 파우더를 승화시키게 된다.
한편, 종래 6인치 이하 구경이 작은 단결정의 경우, 단일 전자기 유도코일을 이용하여 가열하여도 단결정 제작에 있어서 큰 영향을 미치지 않는다.
그러나, 대구경 적용에 있어서, 상기와 같이 단일 전자기 유도코일을 이용하는 방식은 여러가지 문제를 야기할 수 있는데, 단결정의 직경이 넓어지게 되면 도가니 크기도 이에 비례하여 가로로 넓어지게 되므로 도가니 내벽부와 도가니 중심부의 온도편차 즉, 도가니의 수평 온도편차가 커져 원료 파우더의 균일한 승화가 불가능하게 된다.
이에 따라, 성장된 잉곳도 편평하지 못하며 중앙이 볼록해진 형태가 되기 때문에 고품질의 단결정 구현이 힘든 문제점이 있다.
또한, 낮은 중심부의 온도에 의해 승화되지 못한 원료 파우더가 도가니 내부에 잔류하여 최종적으로 잉곳의 수율도 저하시키고, 단결정을 성장시키는 공정 시간이 길어지게 되는 한계점이 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해 한국공개특허 제10-2019-0064056호는 단일 전자기 유도코일 외에 도가니의 하부 둘레 및 하부 중앙에 독립적으로 작동하는 가열수단을 추가하고, 이를 통해 도가니의 수평 온도편차가 발생되지 않도록 함으로써, 원료 파우더의 균일한 승화가 가능하도록 한 대구경 단결정 성장장치를 개시하고 있다.
한국공개특허 제10-2019-0064056호의 대구경 단결정 성장장치는 위와 같이 도가니의 하부 둘레 및 하부 중앙에 가열수단이 추가됨에 따라 도가니의 수평 온도편차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 한국공개특허 제10-2019-0064056호는 도가니의 하부 둘레 및 하부 중앙에 추가되는 가열수단에 의해 장치가 대형화되는 문제가 있을 뿐 아니라, 추가된 가열수단의 구동에 따른 소비전력이 증가하므로 전체적인 비용이 크게 상승하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2019-0064056호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도가니를 가열하는 전자기 유도가열부를 이중으로 구성하여 도가니의 수평 온도편차가 발생되는 것을 방지함과 아울러, 전자기 유도가열부의 최적화된 배치를 통해 도가니 외부로 방열되는 열이 전자기 유도가열부의 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있도록 한 탄화규소 단결정 성장장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 수용공간이 형성된 챔버 및 상기 챔버 내부에 설치되되, 내부에 탄화규소 분말을 포함하는 원료가 수용되고, 내측 상부에 상기 원료가 증착되는 단결정 시드가 설치되는 도가니 및 상기 챔버 내부에 설치되되, 상기 도가니의 상하부 및 외주를 감싸도록 설치되는 단열부 및 상기 챔버와 일정 간격 이격된 외주 둘레를 따라 설치되되, 상기 챔버의 상하방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용된 다수의 제1 전자기 유도코일을 포함하는 제1 전자기 유도가열부 및 상기 제1 전자기 유도가열부와 일정 간격 이격된 외측 둘레를 따라 설치되되, 상기 챔버의 상하방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용된 다수의 제2 전자기 유도코일을 포함하는 제2 전자기 유도가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 단결정 성장장치가 제공된다.
여기서, 상기 제1 전자기 유도코일과 상기 제2 전자기 유도코일은 상기 챔버의 상하방향을 따라 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 전자기 유도코일 및 상기 제2 전자기 유도코일은 동일한 단면 형상을 가지고, 각각의 전자기 유도코일은 상하방향 간격이 단면 높이를 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전자기 유도코일 및 상기 제2 전자기 유도코일은 동일한 단면 형상을 가지고, 각각의 전자기 유도코일은 수평방향 간격이 단면 높이를 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1 전자기 유도가열부 및 상기 제2 전자기 유도가열부는 상호 전기적으로 연결되고, 하나의 전원 공급장치를 통해 전원을 공급받는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 도가니를 가열하는 전자기 유도가열부를 이중으로 구성하여 도가니의 수평 온도편차가 발생되는 것을 방지함으로써, 원료 파우더의 균일한 승화를 통해 제조되는 잉곳의 수율 및 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 전자기 유도가열부의 최적화된 배치를 통해 도가니 외부로 방열되는 열이 전자기 유도가열부의 외부로 방출되는 것을 최소화함으로써, 전자기 유도가열부의 구동에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있으므로 제조되는 잉곳의 원가를 크게 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 개략도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치(1)는 챔버(10), 도가니(20), 단열부(30), 제1 전자기 유도가열부(40) 및 제2 전자기 유도가열부(50)를 포함한다.
챔버(10)는 투명한 석영 재질로서 상부가 개방되고 내부에 수용공간(S)이 형성된 원관 형상의 하우징(11)과, 하우징(11)의 상부를 밀폐하는 원판 형상의 커버(12)를 포함한다.
이러한 챔버(10)는 수용공간(S)을 통해 도거니(20) 및 단열부(30)가 설치되는 영역을 제공한다.
도가니(20)는 그라파이트 재질로서 내부에 탄화규소 분말을 포함하는 원료(RM)가 수용되고, 내측 상부에 원료(RM)가 증착되는 단결정 시드(SE)가 설치되어 탄화규소 단결정을 생성하는 역할을 한다.
단열부(30)는 도가니(20)의 상하부 및 외주를 감싸도록 설치되어 도가니(30)의 외부로 열이 방출되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 측면 단열재(31), 상부 단열재(32) 및 하부 단열재(33)를 포함한다.
측면 단열재(31)는 원통 형상으로서 챔버(10)의 내주면을 따라 설치되고, 하방으로 갈수록 하단부 내주면을 외측방향으로 점진적으로 확장시키는 복수개의 제1단턱(31a)이 형성된다.
상부 단열재(32)는 원통 형상으로서 측면 단열재(31)의 상부에 설치되어 측면 단열재(31)의 상부를 밀폐하는 역할을 하며, 중앙에 도가니(20)의 외부온도를 측정하기 위한 측정수단이 삽입되는 상부 측정공(32a)이 형성된다.
하부 단열재(33)는 원통 형상으로서 측면 단열재(31)의 하단부 사이에 설치되어 측면 단열재(31)의 하부를 밀폐하는 역할을 하며, 중앙에 도가니(20)의 외부온도를 측정하기 위한 측정수단이 삽입되는 하부 측정공(33a)이 형성된다.
그리고, 하부 단열재(33)는 측면 단열재(31)의 하단부 내주면에 형성된 복수개의 제1단턱(31a)과 대응되는 일측에 복수개의 제1단턱(31a)에 지지되는 복수개의 제2단턱(33b)이 형성되며, 제2단턱(33b)을 경계로 다수개가 상하방향으로 분할 형성된다.
위와 같이, 하부 단열재(33)를 상하방향으로 분할 형성하는 이유는 장시간의 공정과정을 거쳐 도가니(20)의 하중에 의해 하부 단열재(33)가 가압변형되는 경우, 최상부의 하부 단열재(33)만 교체하도록 하여 교체비용을 절감하기 위함이다.
제1 전자기 유도가열부(40)는 챔버(10)와 일정 간격 이격된 외주 둘레를 따라 설치되고, 전원공급장치로부터 전류를 공급받아 고주파를 발생시킴으로써 도가니(20)를 가열하는 역할을 한다.
이러한 제1 전자기 유도가열부(40)는 링 형상으로서 챔버(10)의 상하 방향을 따라 일정 간격 이격 배치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용되는 중공(H)이 형성된 다수개의 제1 전자기 유도코일(41)을 포함한다.
제2 전자기 유도가열부(50)는 제1 전자기 유도가열부(40)와 일정 간격 이격된 외측 둘레를 따라 설치되고, 전원공급장치로부터 전류를 공급받아 고주파를 발생시킴으로써 제1 전자기 유도가열부(40)와 함께 도가니(20)를 가열하는 역할을 한다.
이러한 제2 전자기 유도가열부(50)는 링 형상으로서 챔버(10)의 상하 방향을 따라 일정 간격 이격 배치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용되는 중공(H)이 형성된 다수개의 제2 전자기 유도코일(51)을 포함한다.
여기서, 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 중공(H)에 수용된 냉각수는 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)이 과열에 의해 변형되는 것을 방지하는 역할을 함과 아울러, 도가니(20)로부터 방열되는 열이 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)을 통해 전도되거나 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 사이공간으로 복사되어 외부로 방출되는 것을 최소화하는 역할을 한다.
또한, 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)은 동일한 단면 형상을 가지고, 상호 전기적으로 연결되며, 하나의 전원공급장치를 통해 전류를 공급받는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치(1)는 제1 전자기 유도가열부(40) 및 제2 전자기 유도가열부(50)로 이루어진 2중 가열구조를 통해 도가니(20)를 가열함에 따라 도가니(20)의 수평 온도편차가 발생되는 것을 방지할 수 있으므로 원료 파우더의 균일한 승화를 통해 제조되는 잉곳의 수율 및 품질을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치(1)는 본 발명의 제1 실시예와 비교하여 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)이 챔버(10)의 상하방향을 따라 어긋나게 배치되는 것이 차이가 있을 뿐, 나머지 구성은 본 발명의 제1 실시예와 동일하다.
위와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치(1)는 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)이 챔버(10)의 상하방향을 따라 어긋나게 배치됨에 따라 도 3의 화살표 ①, ②에서 보는 바와 같이, 도가니로부터 방열되는 열이 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(42)을 통해 전도되어 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예는 도 3의 화살표 ③, ④, ⑤에서 보는 바와 같이, 도가니로부터 방열되는 열이 제1 전자기 유도코일(41)의 사이공간, 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 사이공간, 제2 전자기 유도코일(51)의 사이공간으로 복사되어 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 제2 실시예는 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(42)을 챔버의 상하방향을 따라 어긋나게 배치하여 도가니 외부로 방열되는 열이 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(42)의 외부로 방출되는 것을 최소화할 수 있으므로 가열된 도가니의 온도를 보다 오래 유지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 도가니를 가열하기 위한 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(42)의 구동에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있으므로 제조되는 잉곳의 원가를 크게 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치의 개략도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치(1)는 도 4에서 보는 바와 같이, 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51) 각각의 상하방향 간격(S1)이 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 단면높이(h)를 초과하지 않도록 형성된다.
위와 같이, 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51) 각각의 상하방향 간격(S1)을 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 단면높이(h)를 초과하지 않도록 형성하는 이유는 도가니로부터 방열되는 열이 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51) 각각의 사이공간을 통해 복사되어 외부로 방출되는 것을 최소화하기 위함이다.
또한, 본 발명의 제3 실시예는 제1 전자기 유도코일(41)과 제2 전자기 유도코일(51)의 수평방향 간격(S2)이 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 단면높이(h)와 초과하지 않도록 형성된다.
위와 같이, 제1 전자기 유도코일(41)과 제2 전자기 유도코일(51)의 수평방향 간격(S2)을 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 단면높이(h)와 초과하지 않도록 형성하는 이유는 도가니로부터 방열되는 열이 제1 전자기 유도코일(41)과 제2 전자기 유도코일(51)의 사이공간을 통해 복사되어 외부로 방출되는 것을 최소화하기 위함이다.
또한, 외곽에 위치하는 제2 전자기 유도코일(51)과 피유도체인 도가니 간의 거리가 멀어져 유도가열에 소요되는 소비전력이 증가하는 것을 방지하기 위함이다.
상기와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 제1 전자기 유도코일(41) 및 제2 전자기 유도코일(51)의 배치간격을 최적화함으로써, 도가니로부터 방열되는 열이 외부로 방출되는 것을 최소화함과 아울러 도가니의 유도가열에 소요되는 소비전력을 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일의 상하방향 간격 및 수평방향 간격에 적합한 실시예와 이를 벗어나는 비교예에 따른 탄화규소 단결정 성장장치를 제작한 후, 이를 목표온도 2300℃까지 승온시킴과 아울러, 안정화를 위해 30분 동안 목표온도로 유지한 채 각각의 소비전력 및 측방 3m 지점의 온도를 측정하고 이를 표로 나타내 보았다.(최초 실내온도 28℃)
[실험예1]
폭 12mm, 높이 12mm의 단면을 갖는 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일을 사용하였다.
[실시예1]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 9mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 9mm
[실시예2]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 9mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 12mm
[비교예1]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 9mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 24mm
[비교예2]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 9mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 50mm
<표1>
상기 표1에서 보는 바와 같이, 실험예 1은 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격이 커질수록 소비전력 및 탄화규소 단결정 성장장치 측방 3m 지점 온도가 상승하는 것을 볼 수 있다.
특히, 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격이 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일의 단면 높이를 초과하는 비교예1 및 비교예2의 경우, 이를 초과하지 않는 본 발명의 실시예1 및 실시예2와 비교해 볼 때, 소비전력 및 탄화규소 단결정 성장장치 측방 3m 지점 온도가 크게 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
여기서, 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격이 더 작은 실시예1이 실시예2에 비해 소비전력이 상승한 것은 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 가까운 거리에 의해 발생된 전자기장 간섭에 의한 것이다.
[실험예2]
폭 12mm, 높이 25mm의 단면을 갖는 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일을 사용하였다.
[실시예1]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 15mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 15mm
[실시예2]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 15mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 25mm
[비교예1]
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 각각의 상하방향 간격 : 15mm
제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격 : 50mm
<표2>
상기 표2에서 보는 바와 같이, 실험예2는 실험예 1과 마찬가지로 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격이 커닐수록 소비전력 및 탄화규소 단결정 성장장치 측방 3m 지점 온도가 상승하는 것을 볼 수 있다.
특히, 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격이 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일의 단면 높이를 초과하는 비교예3의 경우, 이를 초과하지 않는 본 발명의 실시예3 및 실시예4와 비교해 볼 때, 소비전력 및 탄화규소 단결정 성장장치 측방 3m 지점 온도가 크게 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
여기서, 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 수평방향 간격이 더 작은 실시예3이 실시예4에 비해 소비전력이 상승한 것은 실험예 1과 마찬가지로 제1 전자기 유도코일 및 제2 전자기 유도코일 간의 가까운 거리에 의해 발생된 전자기장 간섭에 의한 것이다.
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : 탄화규소 단결정 성장장치 10 : 챔버
11 : 하우징 12 : 커버
20 : 도가니 30 : 단열부
31 : 측면 단열재 31a : 제1 단턱
32 : 상부 단열재 32a : 상부 측정공
33 : 하부 단열재 33a : 하부 측정공
33b : 제2 단턱 40 : 제1 전자기 유도가열부
41 : 제1 전자기 유도코일 50 : 제2 전자기 유도가열부
51 : 제2 전자기 유도코일 S : 수용공간
RM : 원료 SE : 단결정 시드
H : 중공

Claims (5)

  1. 내부에 수용공간이 형성된 챔버와;
    상기 챔버 내부에 설치되되, 내부에 탄화규소 분말을 포함하는 원료가 수용되고, 내측 상부에 상기 원료가 증착되는 단결정 시드가 설치되는 도가니와;
    상기 챔버 내부에 설치되되, 상기 도가니의 상하부 및 외주를 감싸도록 설치되는 단열부와;
    상기 챔버와 일정 간격 이격된 외주 둘레를 따라 설치되되, 상기 챔버의 상하방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용된 다수의 제1 전자기 유도코일을 포함하는 제1 전자기 유도가열부와;
    상기 제1 전자기 유도가열부와 일정 간격 이격된 외측 둘레를 따라 설치되되, 상기 챔버의 상하방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 전기적으로 연결되며, 내부에 냉각수가 수용된 다수의 제2 전자기 유도코일을 포함하는 제2 전자기 유도가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 단결정 성장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자기 유도코일과 상기 제2 전자기 유도코일은 상기 챔버의 상하방향을 따라 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 단결정 성장장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자기 유도코일 및 상기 제2 전자기 유도코일은 동일한 단면 형상을 가지고, 각각의 전자기 유도코일은 상하방향 간격이 단면 높이를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 탄화규소 단결정 성장장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자기 유도코일 및 상기 제2 전자기 유도코일은 동일한 단면 형상을 가지고, 각각의 전자기 유도코일은 수평방향 간격이 단면 높이를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 탄화규소 단결정 성장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자기 유도가열부 및 상기 제2 전자기 유도가열부는 상호 전기적으로 연결되고, 하나의 전원 공급장치를 통해 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 탄화규소 단결정 성장장치.



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