연속성장법에 의한 Silicon 단결정 연속성장

Silicon Single Crystal Growth by Continuous Crystal Growth Method

연속성장법은 crystal growth chamber의 상부에 있는 reservoir에서 원료 분말을 연속적으로 공급하면서 도가니 하부에 용융대를 형성시킨 후, 종자결정을 용융대에 dipping하여 회전시키면서 아래로 끌어내려 단결정을 성장시키는 방법이다. 본 연구에서는 연속 성장법을 이용하여 silicon 단결정을 육성시켰으며 연속성장에 영향을 미치는 인자는 critical melt level, 원료공급속도, 성장속도, graphite crucible과 gruphite susceptor의 형태, work coil의 위치에 따른 graphite susceptor의 수직온도구배, 중력과 종자결정의 회전에 의한 원심력이 용융대의 안정화에 미치는 영향과 용융액 표면에서 일어나는 소결현상에 관해 고찰하였다.

It was found that the basic principle of continuous crystal growth method was following as; the powder supplied from the feeding system is molten in the graphite crucible under the ambient gas. After forming the molten zone in the lower part of the crucible, the seed crystal is deeped into the melt and pulled down with the rotation so that the melt crystallized from the seed. When the lowering rate, rotation rate, feeding rate and temperature are correct, the single crystal can grow. The critical melt level, the feeding rate, the growth rate, the change of the shape of molten zone by the graphite susceptor and crucible, the position of work coil, the balance between the gravitational force of melt and the centrifugal force originated from the rotation of seed which are the variables of the crystal growth and the sintering phenomenon of melt surface were researched.