KR940003422Y1 - 산화물 단결정의 연속 성장 제조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

산화물 단결정의 연속 성장 제조장치

제1도는 종래의 산화물 단결정 성장장치의 단면도.

제2도는 본 고안의 산화물 단결정 성장장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 도가니 3 : 산화물 단결정

4 : 관찰경 5 : 1차후처리 히터부

6 : 2차후처리 히터부 7 : 수평이동장치

8 : 상하이동장치 9 : 격리판

본 고안은 Cz법(Czochralski법)으로 산화물 단결정을 제조함에 있어, 성장로의 온도를 변환시키지 않으면서 다량의 산화물 단결정을 연속적으로 단 시간에 제조할 수 있도록한 장치에 관한 것이다.

구체적으로는, 도가니로에서 용융 및 성장시킨후 별도의 격실에서 성장된 단결정을 냉각시킴으로써, 한번 도가니로의 온도를 원료의 용융점까지 상승시키면 단결정의 성장완료시에도 온도를 하강시키지 않고 연속해서 다량의 산화물 단결정을 제조할 수 있도록한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산화물 단결정의 성장방법은 여러방법이 있는데, 그중에서 대형이며 저결함의 결정을 대량으로 생산할 수 있는 방법이 Cz법이다.

이러한 Cz법에 의한 결정성장절차는 성장장치의 셋팅(setting)-원료장입-가열 및 원료용융-결정성장-냉각의 과정을 거쳐야만 하나의 단결정을 얻을 수 있어 제조시간이 많이 소요되었다.

즉, Cz법에 의한 산화물 단결정의 성장 절차는 상기와 같이 5단계의 과정을 거쳐 이루어지며 성장장치의 셋팅 및 성장완료시에는 성장로의 온도를 상온으로 유지시켜야 한다.

그런데 종래의 Cz법에 의한 산화물 단결정 성장 장치는 동일한 성장로에서 모든 과정이 이루어 지도록 되어 있었다.

제1도에 도시한 바와같이 종래의 Cz법에 의한 산화물 단결정 성장장치는 도가니로(2)에서 결정을 성장시킨 후 도가니로(2)의 상부에 설치된 후처리 히터부(5)까지 산화물 단결정(3)을 상승시켜 결정을 냉각시켰다.

이와같은 종래의 장치는 한개의 산화물 단결정 제조가 완료되어야만 다음 산화물 단결정을 제조할 수 있고, 성장로내의 온도를 임의적으로 상승 및 하강 시켜야 했다.

따라서, 결정의 성장이 완료된 후 냉각시키는 동안 도가니로(2)내에 남아있는 잔류원료가 응고되어 도가니의 변형을 야기시켰다.

그리고, 각 결정성장의 과정이 순차적으로 행해지도록 함으로써 제조과정이 복잡하고 연속적인 산화물 단결정의 제조가 불가능 하였으며 제조시간이 과다하게 소요되어 전력의 소모가 많은 폐단이 있었다.

본 고안은 상기 결점을 제거하기 위하여 창출된 것으로서 연속적으로 산화물 단결정을 제조할 수 있고, 제조시간의 단축 및 전력의 소모를 줄이는데 목적이 있다.

또 다른 목적은 잔류 원료의 응고에 의한 도가니로의 변형을 방지하는데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은 통상의 산화물 단결정 성장장치에 별도의 결정 냉각실을 설치하여 도가니로의 온도를 원료의 용융점 근처에서 계속 유지시키며 연속적으로 단결정을 성장시킬 수 있도록 한것이다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시된 바와같이 코일(1)에 의해 가열되는 도가니로(2)의 상부로 관찰경(4)가 설치된 1차후처리히터부(5)를 형성시킨 통상의 산화물 단결정 성장장치에 있어서, 1차후처리 히터부(5)의 상단에 차단판(10)을 형성시키고 그 상부로 격리판(9)가 설치된 2차후처리히터부(6)를 설치한다.

그리고 상기 2차후처리 히터부(6)의 상부에 로드(11)를 상하 이동시키는 상하이동장치(8) 및 수평 이동시키는 수평이동장치(7)를 설치한 것이다.

상기 1차, 2차후처리 히터부(5),(6)는 서로 다른 온도 조절기에 의해 제어되도록 하여 경우에 따라 온도를 동일 또는 상이하게 조절되도록 하며, 격리판(9)는 상부로 착탈되도록 하여 산화물 단결정(3)이 수평이동장치(7)에 의해 좌우로 이동되도록 한다.

또한 로드(11)은 상하 이동장치(8)에 착탈되도록 한다.

이와 같은 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 산화물 단결정(3)의 제조방법은 원료의 장입-원료의 용융-결정의 성장 과정으르 제조되도록 하여 한번 도가니로(2)의 온도를 용융점 부근에 상승시키면 상온으로 하강 시키지 않고 제조되도록 한 것으로서 도가니로(2)에 원료를 장입하여 원료를 용융시켜 결정을 성장시킨다.

산화물 단결정(3)의 성장이 완료되면 성장된 산화물 단결정(3)을 1차후처리 히터부(5)에서 2차후처리 히터부(6)의 우측으로 상하이동장치(8)로 상승시킨다.

이때, 2차후처리히터부(6)의 온도를 1차후처리히터부(5)의 온도와 동일하게 유지시킨다.

상승된 산화물 단결정(3)의 로드(11)를 상하이동장치(8)로부터 분리시켜 수평이동장치(7)에 지지되도록 한다.

수평이동장치(7)에 지지된 산화물 단결정(3)은 격리판(9)를 제거하여 2차후처리 히터부(6)의 좌측으로 이동시킨후 격리판(9)을 다시 설치한다.

이와같은 상태에서 1차후처리히터부(5)의 온도는 그대로 유지시키며 2차후처리 히터부(6)의 온도를 상온으로 서서히 내려 결정을 냉각시킴과 동시에 관찰경 (4)로 원료를 재차 도가니로(2)에 공급하고 상하이동장치(8)에는 새로운 로드(11)을 부착시킨다.

공급된 원료는 상기와 같이 새로운 결정의 성장을 시도한다.

새로운 결정의 성장이 완료되는 동안 2차후처리히터부(6)은 상온으로 하강되어 산화물 단결정(3)이 냉각되면 산화물 단결정(3)을 꺼내고, 2차후처리 히터부(6)을 다시 1차후처리 히터부(5)의 온도와 동일하게 상승시켜 다음의 산화물 단결정(3)을 제조할 수 있게 한다.

이와같은 본 고안의 실시예는 다음과 같으며 다음의 실시예는 본 고안의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

직경 3", 길이 5"의 LiNbO₂단결정을 성장시킬때 종래의 방법으로는 설장장치 셋팅 시간이 6시간, 가열시간이 12시간, 성장시간이 30시간, 냉각시간이 24시간으로 총소요되는 시간은 72시간이 걸리는데 비해 본 고안의 장치에 의하여 결정을 성장시키면 원료 장입시간이 1시간, 원료용융시간 3시간, 결정성장시간 30시간, 결정이동시간이 2~4시간으로 총소요시간온 약 36~38시간이 소요되어 종래의 방법에 비하여 34~36시간이 절약됨을 알수 있다.

상기와 같이 본 고안은 도가리노(2)의 온도를 용융온도에서 상온으로 하강시킬 필요가 업으므로 잔류용융원료의 응고에 의한 도가니로(2)의 변형을 방지할 수 있다.

그리고, 원료의 용융 및 결정의 성장과 동시에 산화물 단결정을 냉각함으로서 산화물 단결정의 제조시간을 단축할 수 있고 전력의 소모를 줄일 수 있으며 연속적으로 산화물 단결정을 성장시킬 수 있는등의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 코일(1)에 의해 가열되는 도가니(2)의 상부로 관찰경(4)가 설치된 1차후처리 히터부(5)를 형성시킨 통상의 산화물 단결정 성장장치에 있어서, 1차후처리 히터부(5)의 상단에 차단판(10)을 형성시키고 그 상부로 격리판(9)가 설치된 2차후처리 히터부(6)을 설치하며, 상기 2차후처리 히터부(6)의 상부에 로드(11)를 상하 이동시키는 상하이동 장치(8) 및 수평 이동시키는 수평이동장치(7)를 설치한 것을 특징으로 하는 산화물 단결정의 제조장치.