KR910009131B1 - 실리콘 단결정 성장(Pull-up)장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

실리콘 단결정 성장(Pull-up)장치

제1도는 본 발명에 따른 열절연 실린더의 한 실시예를 구비한 실리콘 단결정 성장 장치에 대한 수직 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 제1열절연 실린더에 대한 한 실시예의 횡단면도.

제3도는 본 발명에 따른 제1열절연 실린더에 대한 다른 실시예의 횡단면도.

제4도는 본 발명에 따른 제2열절연 실린더에 대한 한 실시예의 횡단면도.

제5도는 본 발명에 따른 제3열절연 실린더를 구비한 실리콘 단결정 성장장치의 수직 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 제3열절연 실린더에 대한 한 실시예의 횡단면도.

제7도는 본 발명에 따른 제4열절연 실린더를 구비한 실리콘 단결정 성장 장치에 대한 수직 단면도.

제8도는 가스 차폐 여과기가 구비된 실리콘 단결정 성장장치에 대한 수직 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 도가니 6 : 환상 가열기

8 : 열절연 실린더 13 : 용융 실리콘 물질

24 : 가스 차폐 실린더

본 발명은 실리콘 단결정 성장(Pull-up)장치에 사용되는 열절연 실린더, 이와 같은 열절연 실린더를 사용하는 실리콘 단결정 성장장치, 전술한 열절연 실린더용으로 사용되는 열절연 물질 및 이같은 물질의 제조방법에 관한 것이다.

반도체 장치용 기재로서 사용되는 실리콘 단결정은 주로 초크랄스키법(CZ : Czochralski Method)으로 제조된다. CZ법에서는, 주로 챔버내에 도가니를 회전가능하게 지지시키고, 이 도가니내에 실리콘을 장입하여, 이 도가니의 외측에 위측시킨 탄소 가열기로 이 도가니내의 실리콘 물질을 용융시키고, 이 용융 실리콘액 상부로부터 회전가능하도록 매어단 씨결정(seed crystal)을 이 용융 실리콘액 표면에 담그고, 이어 이 씨결정을 끌어올리면서 성장시켜 단결정의 잉코트를 제조한다.

종래의 열절연 실린더들은 탄소질 실린더형 판재의 외측에 탄소섬유로 제조한 펠트형 직물을 여러겹 감아서 제조되어 탄소가열기 외측 둘레에 배치된다. 이 열절연 실리더용으로 사용되는 열절연 물질은 기공도 약 85%, 고유비중 약 1.70과 부피비중(bulk specific gravity) 약 0.4를 갖는다.

그러나, 탄소섬유의 직물을 실린더형으로 감아서 성형시킨 열절연 실린더를 사용하는 경우에, 이 가열기로부터 발생된 열을 보존하는 효과가 낮기 때문에, 가열기 출력을 증가시켜야만 한다. 이 밖에, 탄소섬유가 산화 및 분해되므로 장시간 사용기간중에 이탈되기 쉬워 도가니내로 탄소분말이 유입되어 오염되고, 직물수축의 원인으로 되며 또 챔버로 전달되는 열을 절연시키는 효과가 감소하게 된다. 따라서, 이 챔버용 냉각수는 아주 큰 유량을 필요로 하게 된다 이는 실리콘 단결정 잉코트의 직경 증가에 따라 도가니 내경이 증가하는 현상태하에서 특히 심각한 문제이며, 이 실리콘 물질을 용융시키기 위해서는 가열기의 출력을 증가시켜야만 한다.

이밖에, 전술한 바와 같이 기공도, 고유비중 및 부피비중을 갖고 있는 열절연 물질로서는 탁월한 열절연 효과를 전혀 얻을 수 없다.

한편, 실제 도가니로서 석영 유리로 제조한 도가니가 사용된다. 석영 도가니는 다음 반응식에서처럼 용융 실리콘액과 반응하여 SiO 가스를 발생시킨다.

이 SiO가스는 최고온도로 가열된 탄소와 다음 반응식과 같이 반응해서 CO 가스를 발생시킨다.

그 결과 탄소가열기의 수명이 단축된다. 이 밖에 CO 가스는 용융 실리콘액내로 유입되기 때문에 실리콘 단결정 잉코트내의 탄소농도가 증가되어 결정 결합을 증가시키는 원인으로 된다.

본 발명의 첫번째 목적은 높은 열절연 효과를 갖고 또 실리콘 단결정의 물리적 성질에 바람직하지 않은 효과를 전혀 발생시키지 않는 실리콘 단결정 성장 장치용 열절연 실린더를 제공하는데 있다.

본 발명의 두번째 목적은 높은 열절연 효과를 갖고 또 실리콘 단결정의 물리적 특성에 바람직하지 않은 효과를 전혀 발생시키지 않는 실리콘 단결정 성장 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 세번째 목적은 실리콘 단결정 성장 장치용 열절연 실린더에서 사용되는 높은 열절연 효과를 갖는 열절연 물질을 제공하는데 있다.

본 발명의 네번째 목적은 실리콘 단결정 성장장치용 열절연 실린더에서 사용되는 열절연 효과를 갖는 열절연 물질을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다섯번째 목적은 SiO 가스와 탄소가열기 사이의 반응을 방지하고, 탄소가열기의 가동수명을 증가시킬 수 있으며, 또 낮은 탄소농도와 보다 낮은 결정 결함을 가지는 실리콘 단결정을 제조할 수 있는 단결정 성장장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 첫번째 목적은, 열절연 물질로 제조된 다수의 판상부재를 그 측면 모서리에서 서로 연결하여 실린더 형태로 조립시킨 실리콘 단결정 성장장치용 제1열절연 실린더 ; 열절연 물질로 제조된 다수의 관상(tubuiar)부재를 고 원주면에서 서로 접촉시켜 실린더 형태로 조립시킨 실리콘 단결정 성장장치용 제2열절연 실린더 ; 실린더 형태로 권취한 탄소섬유를 성형시켜 제조한 복합 탄소재로 구성되는 실리콘 단결정 성장 장치용 제3절연 실린더, 또는 탄소 섬유를 다중층의 실린더형으로 권취한 실린더형 부재와 이 실린더형 부재의 내측표면에 밀접되는 1개 이상의 권취 탄소섬유로 제조한 실린더형 복합 탄소재로 구성되는 실리콘 단결정 성장 장치용 제4열절연 실린더에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 제1 내지 제4열절연 실린더 각각에 의하여, 높은 열절연 효과를 갖고 있으며 또 실리콘 단결정의 물리적 특성에 바람직하지 않은 효과를 전혀 발생시키지 않는 실리콘 단결정 성장장치용 열절연 실린더를 제공하는 것이 가능하게 된다.

이밖에, 본 발명의 제3절연 실린더에 의하여, 전술한 효과 이외에도 복합 탄소재의 두께를 줄일 수 있기 때문에 열절연 실린더의 정체처리를 용이하게 할 수 있으며, 또 그 결과 고순도 및 낮은 가격의 본 발명의 제1열절연 실린더에서 사용되는 판상 부재는, 예를들어, 횡단면이 그 열절연 실린더의 원주 측면부의 곡률반경과 동일한 곡률반경을 갖는 호(弧)를 형성할 수 있도록 제조하여 그 종방향을 따라 다수의 부분으로 분할된 실린더형 열절연 물질이거나, 또는 이와 다르게 그 종방향을 따라 양분시킨 튜브일 수가 있다.

본 발명에 따른 열절연 실린더용 열절연 물질은 실리콘 카바이드 또는 탄소로 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제2열절연 실린더에서의 관상부재는 2중벽 실린더 형체 내에 다수의 관상부재를 조립시켜서 제조할 수도 있다. 이밖에, 이 판상부재의 중공부에 세라믹 섬유를 충전시키거나 또는 이 관상부재의 중공부를 진공으로 유지시켜서 열절연 특성을 바람직하게 해줄 수도 있다. 어느 경우든지, 관상부재의 한쪽 선단을 밀폐시킨 경우에만 목적하는 효과를 수득할 수가 있다.

본 발명에 따른 제2열절연 실린더용 열절연 물질은 석영유리, 알루미나, 실리콘 카바이드 및 탄소로 구성된 군으로부터 선정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제3 또는 제4열절연 실린더용 복합탄소재는 권취된 탄소섬유를 실린더형으로 성형하고, 이 성형된 탄소섬유를 수지로 함침시키고 또 이 함침 탄소 섬유를 태워서(burnt) 제조할 수가 있다.

본 발명의 두번째 목적은, 용융 실리콘 물질을 담고 있는 도가니, 이 도가니 내의 실리콘 물질을 가열하기 위하여 이 도가니를 둘러싸도록 배치된 환상 가열기 ; 이 가열기를 둘러싸도록 배치되고 그 측면 모서리에서 서로 연결되어 실린더형으로 조립된 다수의 일절연 물질로 제조된 판상부재로 구성된 제1실리콘 단결정 성장장치 ; 용융 실리콘 물질을 담고 있는 도가니, 도가니내의 실리콘 물질을 가열하기 위하여 이 도가니를 둘러싸도록 배치된 환상 가열기 ; 그 원주면에서 서로 접촉되어 실린더형으로 조립되고 이 가열기를 둘러싸도록 배치되는 다수의 열절연 물질로 제조된 관상부재로 구성되는 제2실리콘 단결정 성장장치 ; 용융 실리콘 물질을 담고 있는 도가니 ; 이 도가니내의 실리콘 물질을 가열하기 위하여 이 도가니를 둘러싸도록 배치된 환상 가열기 ; 실린더 형태로 권취된 탄소섬유를 성형시켜 제조되고 이 가열기를 둘러싸도록 배치되는 복합 탄소재로 구성되는 제3실리콘 단결정 성장장치 ; 용융 실리콘 물질을 담고 있는 도가니, 이 도가니내의 실리콘 물질을 가열하기 위하여 이 도가니를 둘러싸도록 배치된 환상 가열기 ; 다중의 실린더형으로 권취한 탄소섬유와 실린더형 부재의 원주 내측 표면과 밀접되는 1개 이상의 권취 탄소 섬유제의 실린더형 복합탄소재로 제조되고 이 가열기를 둘러싸도록 배치된 실린더형 부재로 구성되는 제4실리콘 단결정 성장 장치에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 제1 내지 제4장치 각각에 의하여, 가열기의 온도가 바람직하게 보존되는 한편 실리콘 단결정의 물리적 특성에 바람직하지 않은 효과를 전혀 발생시키지 않는 실리콘 단결정 상장장치를 제공할 수가 있다.

본 발명에 따른 장치에서, 실린더 형태로 조립된 다수의 관상부재를 실린더 형태로 조립시킨 다수의 관상부재를 둘러싸도록 배치함으로서, 가열기의 온도를 보다 바람직하게 보존시킬 수가 있으며. 또 그 결과 이 가열기 출력을 줄여줄 수가 있다. 판상부재용 물질과 관상부재용 물질은 상호 동일할 수도 있다.

본 발명의 세번째 목적은 기공도 50 내지 99%, 고유비중 1.06 내지 1.90, 부피비중 0.02 내지 0.6이고 실리콘 단결정 성장장치용 열절연 실린더에서 사용되는 열절연 물질에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 열절연 물질은 기공성 탄소질 물질로 구성되기 때문에 본 발명의 열절연 물질에 의하여 열절연 물질 자체의 이탈이 전혀 없고, 높은 열절연 효과를 갖고 있으며, 따라서 실리콘 단결정의 물리적 특성에 바람직하지 않은 효과를 전혀 발생시키지 않는 열절연 물질을 제공하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명의 네번째 목적은 우레탄 포옴을 수지와 산성 경화제의 액체 혼합물과 함침시키는 단계, 이 함침시킨 우레탄 포옴을 탄화시키기 위해서 이를 연소시키는 단계 ; 이 연소시킨 우레탄 포옴을 2000℃ 이상 온도의 염소기류에 노출시키는 단계로 구성되어 실리콘 단결정 성장장치용 열절연 실린더에서 사용되는 열절연 물질의 제조방법에 의하여 성취될 수 있다.

본 발명 제법에 따라서, 높은 내열성을 갖고 또 실리콘 단결정의 물리적 특성에 바람직하지 못한 효과를 전혀 발생시키지 않는 열절연 물질의 제조방법을 제공하는 것이 가능하게 되었다.

본 발명에 따른 제법에서 사용되는 수지로는 페놀수지와 같은 열경화성 수지가 바람직하다. 이밖에, 본 발명에 따른 제법에서는 염화수소가 산성경화제로서 바람직하다.

본 발명에 따른 제법에 의해 우레탄 포옴을 연소시키는 단계는 800℃ 이상, 특허 1,200℃ 이상온도에서 진행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제법에서는, 우레탄 포옴을 염소기류중에 노출시키는 단계가 2,000℃ 이상되는 온도에서 진행되기 때문에, 실리콘 단결정의 물리적 특성에 바람직하지 못한 영향을 발생시키게 되는 불순물이 제거될 수 있다. 노출단계에서 이 온도가 2,000℃ 이하로 되면, 불순물들이 염소가스와 충분히 반응을 할 수 있게 되고 또 탄소의 순도를 개선시킬 수가 없다. 보다 바람직한 것은 노출단계를 2,000 내지 2,500℃ 온도에서 진행시키는 것이다.

본 발명의 다섯번째 목적은 용융 실리콘 단결정이 담긴 석영제 도가니 ; 이 도가니내의 실리콘 물질을 가열하기 위하여 이 도가니를 둘러싸도록 배치된 탄소제환상 가열기 ; 얇은 실린더 형태로 권취한 탄소섬유를 성형시켜 제조되어 이 도가니와 가열기 사이에서 도가니를 둘러싸도록 배치되는 가스 차폐 실린더로 구성되는 제5실리콘 단결정 성장장치, 또는 용융 실리콘 단결정이 담긴 석영제 도가니 ; 이 도가니 내의 실리콘 물질을 가열하기 위하여 이 도가니를 둘러싸도록 배치된 탄소제 환상 가열기 ; 얇은 실린더 형태로 권취한 탄소 섬유를 성형시켜 제조되고 이 도가니와 가열기 사이에서 도가니를 둘러싸도록 배치되는 가스 차폐 실린더 ; 열절연 물질로 제조되어 이 가열기를 둘러싸도록 배치되는 실린더형 열절연 실린더로 구성되는 제6실리콘 단결정 성장장치에 의해 성취될 수 있다.

본 발명에 따른 제5 및 제6장치에서는 SiO 가스와 탄소 가열기간의 반응을 방지하기 위하여 가스 차폐 물질과 SiO 가스를 반응시킴으로써 이 탄소 가열기의 가동 수명을 증가시킬 수 있다.

이밖에, 가스 차폐 실린더의 두께는 섬유직경이 작은 탄소섬유를 사용하여 크게 감소시킬 수 있기 때문에, 이 가스 차폐 실린더로 인하여 탄소가열기로부터 도가니로의 열전도가 방해받지 않는다. 그러나 얇은 가스 차폐 실린더는 용이하게 고순도로 처리될 수 있기 때문에 이 가스 차폐 실린더는 실리콘 단결정내의 결정결함을 감소시키는데 있어 유익한 작용을 한다.

본 발명에 따른 열절연 실린더 및 장치의 실시예들을 도면에 따라 다음에 설명하였다.

다음에 기술되는 실시예들은 단지 본 발명을 명확히 이해시키기 위한 수단에 불과하며, 첨부된 특허창구범위에 명확히 기재된 본 발명범위로부터 벗어나지 않고도 본 기술 분야에서 숙련된 자들에 의하여 각종 변경 및 수정이 가해질 수가 있다.

제1도에서, 당김 챔버(2)는 챔버(1) 위에 위치한다. 회전축(3)을 챔버(1)의 하부 개구로부터 삽입시키고, 또 탄소로 제조된 도가니 보호재(4)를 보호재 내부의 석영유리로 제조된 도가니(5)를 보호하기 위해 이 회전축 상단에 고착시킨다. 실린더형 탄소 가열기(6)를 보호재(4)의 외측에 위치시켜 챔버(1) 하부로부터 삽입시킨 전극(7)(7)과 연결시킨다. 실린더 형태로 조립된 여러개의 판상부재로 구성된 열절연 실린더(8)가 이 가열기(6)의 외측에 위치하게 되고, 또 온도 보존 실린더, 즉, 동일한 방식으로 실린더 형태로 조립된 여러개의 판상부재로 구성된 열절연 실린더(9)가 추가로 그 외측에 위치하게 된다.

제2도에 도시한 바와 같이, 열절연 실린더(8)를 구성하는 탄소로 제조된 판상부재(10a)의 각각은 이웃하는 인접부재와 서로 끼워 맞출 수 있도록 그 양단에 형성된 특수한 요철부를 갖고 있다. 첨부도면에는 도시되어 있지 않지만, 이들 판상부재(10a)는 이를 그 상단 및 하단에서 환상 레일 형태의 고리로 고착시켜줌으로서 쉽게 조립할 수 있다.

열절연 실린더(8)는 제2도에 도시된 실시예만으로 한정되지 않고, 제3도에 도시한 바와 같이, 각개 판상부재가 실리콘 카바이드제 파이프를 양분하여 제조되고 실린더 형태로 조립한 여러개의 환상부재(10a)로서 구성될 수가 있다.

이밖에, 제4도에 도시한 바와 같이 탄소로 제조된 상부 환상레일(11a)과 하부 환상레일(11b) 사이에 석영유리로 제조된 여러개의 관(11)을 조립하고, 또 적당한 거리 간격으로 4개의 봉형부재(12)를 배열시켜 레일(11a) 및 (11b)가 관(11)을 유지시킬 수 있도록 고착시켜서 열절연 실린더(9)를 배치시킨다.

열절연 실린더(9)는 열절연 실린더(8)과 동일구조와 동일 물질로 이루어질 수도 있다.

실리콘 단결정의 잉고트는 이 장치를 사용해서 다음에 기술한 방법으로 성장된다. 즉, 도가니(5)내로 다결정질 실리콘 물질을 장입하고, 가열기(6)에 전류를 공급해줌으로서 도가니(5)내의 실리콘 물질을 용융시킨다. 이어 당김챔버(2) 상부에서부터 매어달린 뽑아올림축(14, pull-up shaft)하단에서 시드척(15, Seed chuck)에 부착된 씨결정(16)을 용융 실리콘 액(13)에 함침시키고 이를 끌어올려서 실리콘 단결정의 잉고트(17)를 뽑아올린다.

본 발명에 따른 열절연 물질과 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.

우선, 산경화제로서 3% 염화수소를 혼입시킨 페놀수지를 내경 600mm×외경 700mm×높이 550mm형의 실린더형 우레탄 포옴내에 함침시키고, 이 우레탄 포옴을 경화시킨 후 1200℃로 3시간 동안 태워줌으로서 우레탄 포옴을 탄화시킨다. 이어, 이같이 태워준 우레탄 포옴을 2000℃에서 3시간 동안 염소기류중에 노출시켜서 고 순도 정제처리를 행해준다.

이같이 해서 수득된 탄소질 기공 물질은 기공율 80%, 고유비중 1.78, 부피 비중 0.45와 충분히 큰 기계적 강도를 갖는다.

이어, 이들이 실리콘 단결정 증식장치에서 사용되는 열절연 실린더로서 사용되는 경우로 가정해서, 수득된 가공성 탄소질 물질(실시예)과 성형에 의해 실리더형으로 권취한 탄소섬유의 직물(비교 실시예)에 대한 열절연 성능을 검사하였다. 그결과, 실시예에 따른 열절연 실린더는 종래의 열절연 실린더와 대등한 열절연 성능을 나타내었으며, 또 탄소섬유등을 사용하지 않기 때문에 바람직하지 못한 섬유탈락 또는 그 유사 현상이 발생되지 않아 실리콘 단 결정에 관한 탄소오염을 제거할 수가 있었다.

실리콘 단결정 증식장치의 열절연 실린더용으로 이 탄소질 기공성 물질을 사용해서 실제로 실리콘 단결정을 증식시키는 경우에는, 그 부분적 이탈에 기인하는 오염이 전혀 없기 때문에 실리콘 단결정의 수율을 20%까지 개선시킬 수가 있다.

제5도를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

제5도에서, 제1도 장치의 구성요소와 동일한 구성 요소들은 동일한 번호를 사용하였으며 이에 대해서는 제1도와 관련하여 이미 설명하였다.

제5도에서는, 가열기(6)로부터의 열을 보존시키기 위하여, 복합 탄소재 물질로 제조한 열절연 실린더(20),(21),(22)를 3중으로 가열기 외측에 배치하였다. 이 열절연 실린더(20),(21),(22)는 실린더 형태로 권취한 탄소섬유를 성형하고, 페놀수지를 이 성형 탄소섬유내로 함침시킨 후, 이어 함침 탄소섬유를 연소시켜 제조할 수가 있다.

전술한 장치를 사용하는 경우에는, 열절연 실린더(20),(21),(22)로부터 탄소가 이탈되지 않기 때문에 잉고트(17)내의 탄소 농도 증가를 방지해 줄 수가 있다. 이밖에, 본 실시예에 도시한 바와 같이, 예를들어 열절연 실린더(20),(21),(22)를 3중으로 배치함으로서, 온도보존 및 열절연 효과가 개선될 수 있으며, 따라서 가열기 전력 사용을 절감할 수 있고 또 냉각수의 유량을 감소시켜 줄 수가 있다.

열절연 실린더가 여러층으로 중첩 배치되기 때문에, 가열기에 가장 근접하여 소모된 절연 실린더만 교체해주면 되므로 경제적으로 유리함은 물론, 온도 보존 및 열절연 효과를 증가시킬 수가 있어서 가열기 전력 사용을 절감시키고 또 냉각수의 유량을 감소시켜 줄 수가 있다.

이 실시예에서는, 탄소 이탈 현상이 발생되지 않는 한 복합 탄소재로 제조한 열절연 실린더에 부가해서 실린더형으로 조립시킨 여러개의 관 또는 판상부재로 구성되는 열절연 부재를 함께 사용할 수도 있다. 이밖에, 절단면이 파형인 열절연 실린더(21)와 열절연 실린더(20),(22)를 중첩 배치시킨 제6도에 도시된 변형된 실시예에서는 종방향 강도가 증가되며, 또 탁월한 온도 보존 효과를 얻을 수 있다.

제7도를 참조하여 본 발명의 또다른 실시예를 설명한다.

제7도에서, 제1도 장치의 구성요소와 동일한 구성 요소들에는 동일한 번호를 사용하였고, 이들은 제1도와 관련하여 이미 설명되었다.

제7도에 도시된 장치에서, 열절연 실린더(8)는 가열기(6) 외측에 배치되고, 또 권취 탄소 섬유로서 제조한 복합 탄소재로 구성되는 실린더형 몸체(23)를 이 실린더(8)의 내측 표면에 밀착시켰다.

이 장치에서, 열절연 실린더(8)와 밀착 배치된 실린더 몸체(23)는 그 자체가 높은 기계적 강도를 갖고 있으며 또 탄소 섬유가 열절연 실린더(8) 표면으로부터 떨어지지 않는다. 또한, 이 실린더 몸체(23)는 이 열절연 실린더(8) 표면으로부터 소량의 탄소 섬유가 떨어지는 것을 방지하기 때문에 용융 실리콘 액내로 탄소섬유가 전혀 떨어지지 않게 된다. 이 밖에, 이 실린더 몸체(23)에는 그 두께가 얇아서, 손쉽게 정제해서 고순도품을 수득할 수가 있다. 따라서, 잉코트(17)내의 탄소 농도를 저하시켜서 결정 결함을 감소시킬 수가 있다.

제8도에 따라, 가스 차폐 여과기를 구비한 실리콘 단결정 증식장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 제8도에서, 제1도 장치의 구성 요소와 동일한 구성요소들은 동일한 참고 번호를 사용하였고, 제1도와 관련하여 이미 설명되었다.

제8도에서 보호재(4)와 탄소 가열기(6) 사이에 권취 탄소 섬유를 갖는 복합 탄소재로 구성되는 얇은 실린더 형 가스 차폐 실린더(24)를 배치하였다. 가스 차폐 실린더(24)는 권취 탄소 섬유를 실린더 모양으로 만들고, 이같은 모양의 탄소섬유를 페놀 수지에 함침시킨 후, 이 함침 탄소 섬유를 열처리하여 경화시키고, 이어 이 열처리 탄소 섬유를 연소시켜 제조할 수가 있다. 이 가스 차폐 실린더(24)의 두께는 3mm이다. 열절연 실린더(8)를 가열기(6)의 외측에 위치시킨다.

제8도에 도시된 장치의 열절연 실린더는 다음에 기술하는 변형된 실시예도 포함한다.

열절연 실린더(8)는, 그 측면 모서리에서 서로 연결시켜서 실린더 모양으로 조립시킨 다수의 판상 부재로 구성될 수 있다.

열절연 실린더(8)는 그 원주면에서 서로 접촉하고, 실린더 모양으로 조립된 다수의 판상부재로 구성될 수도 있다.

열절연 실린더(8)는 실린더 모양으로 권취한 탄소 섬유를 성형해서 제조한 복합 탄소재로 구성될 수도 있다.

열전연 실린더(8)는 탄소 섬유가 다중층 실린더형으로 권취된 실린더형 부재와 권취 탄소 섬유로 제조되고 이 실린더 부재의 내측표면에 밀접되는 하나 이상의 실린더형 복합 탄소재로서 구성될 수도 있다.

이 열절연 실린더(8)의 구조 및 재질에 대해서는 본 명세서의 다른 부분에서 기재된 기법으로부터 선정할 수가 있다.

전술한 장치에서는, 권취 탄소 섬유를 성형시켜서 제조한 복합 탄소재로 구성되는 가스 차폐 실린더(24)가 석영유리제의 도가니(5)와 용융 실리콘 액(13) 사이의 반응으로 방출된 SiO 가스와 반응을 일으키기 때문에 SiO 가스와 탄소 가열기(6) 사이의 반응을 방지시켜서 가열기(6)의 수명을 증가시킬 수가 있다. 가스 차폐 실린더(24)는 얇은 탄소 복합재이고, 이는 용이하게 정제해서, 고순도를 유지할 수 있기 때문에, 이 가스 차폐 실린더는 실린더 단결정내의 결정결함을 감소시켜 주는데 유리하다. 또한 이 가스 차폐 실린더(24)는 가열기(6)와 비교할 때 훨씬 저렴한 비용으로 제조할 수 있고, 또 자주 교체해 주더라도 비용을 증가시키지 않기 때문에, 만족스러운 실리콘 단결정을 항상 성장시킬 수가 있다.

Claims (6)

1. 용융 실리콘 물질이 담기는 석영제 도가니 ; 상기 도가니 내의 실리콘 물질을 가열시키기 위해 상기 도가니를 둘러싸도록 배치된 탄소제 환상 가열기 ; 얇은 실린더 형상으로 권취한 탄소섬유를 성형시켜 제조되고 상기 도가니와 가열기 사이에서 도가니를 둘러싸도록 배치된 가스 차폐 실린더가 포함되는 실리콘 단결정 성장장치.
2. 용융 실리콘 물질이 담기는 석영제 도가니 ; 상기 도가니 내의 실리콘 물질을 가열시키기 위해 상기 도가니를 둘러싸도록 배치된 탄소제 환상 가열기 ; 얇은 실린더 형상으로 권취한 탄소섬유를 성형시켜 제조되고 상기 도가니와 가열기 사이에서 도가니를 둘러싸도록 배치되는 가스 차폐 실린더 ; 상기 가열기를 둘러싸도록 배치된 열절연 물질로 만든 실린더형 열절연 실린더가 포함되는 실리콘 단결정 성장장치.
3. 제2항에 있어서, 측면 모서리에서 서로 연결되어 실린더 형상으로 조린된 다수의 판상부재로 상기 열절연 실린더가 구성되는 실리콘 단결정 성장장치.
4. 제2향에 있어서 그 원주면에서 서로 접촉되어 실린더 형상으로 조립되는 다수의 판상부재로 상기 열절연 실린더가 구성되는 실리콘 단결정 성장장치.
5. 제2항에 있어서, 실린더 형상으로 권취한 탄소 섬유를 성형시켜서 제조된 복합 탄소재로 상기 열절연 실린더가 구성되는 실리콘 단결정 성장장치.
6. 제2항에 있어서, 탄소 섬유로 제조된 직물을 다중층의 실린더형으로 권취한 실린더형 부재와 이 실린더형 부재의 내측표면과 밀착시킨 권취 탄소 섬유로 제조한 하나 이상의 실린더형 복합 탄소재로 상기 열절연 실린더가 구성되는 실리콘 단결정 성장장치.

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