- Ky 및 CZ 방법을 사용한 사파이어 단결정 성장공정의 수치해석
- ㆍ 저자명
- 신호용,임지현,임종인,Shin. Ho-Yong,Im. Ji-Hyun,Im. Jong-In
- ㆍ 간행물명
- 한국결정성장학회지
- ㆍ 권/호정보
- 2013년|23권 2호|pp.59-66 (8 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국결정성장학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
LED용 기판용 고품질의 사파이어 단결정을 성장시키기 위하여 Kyropoulos(Ky) 및 Czochralski(CZ) 성장공정이 많이 적용되고 있고, 성장공정 중 열 및 물질 전달현상의 제어가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 저항 가열방식의 Ky방법 및 유도 가열방식의 CZ 방법을 사용한 사파이어 단결정 성장방법을 FEM을 사용하여 수치적으로 분석하였다. Ky법의 수치분석의 결과, 결정성장이 진행됨에 따라 결정의 고-액 계면은 오목한 형상에서 편평한 형상으로 변화됨을 확인하였다. CZ 방법의 경우, RPM이 증가함에 따라 최 고온부의 위치가 도가니의 표면에서 융액의 내부로 이동하고, 고-액 계면도보다 편평한 형태로 변화된다. 그리고 성장된 결정의 고액-계면은성장 초기에 형성된 shoulder의 모양에 영향을 받는 것으로 분석되었다.
Sapphire crystals are used in a substrate of the LED devices. Both Kyropoulos (Ky) and Czochralski (CZ) growth process are widely applied techniques for growing high quality sapphire single crystal. A successful growth of the sapphire crystals requires the control of heat and mass transport phenomena. In this study, the growth processes of the sapphire crystal using the resistivity-heated Ky method and the inductively-heated CZ method have been analyzed numerically using finite element method. Based on the simulation results, the melt-crystal interface of the crystal changed from the concave to the flat shape as the Ky process progressed. In case of the CZ method, the high temperature positions moved from the crucible surface to inside the melt and the interface changed to the flat shape when the RPM was increased. Also the interface shape of the grown crystal has been influenced by the formed shoulder shape at the initial stage.