JPS5930795A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
- Publication number
- JPS5930795A JPS5930795A JP13958482A JP13958482A JPS5930795A JP S5930795 A JPS5930795 A JP S5930795A JP 13958482 A JP13958482 A JP 13958482A JP 13958482 A JP13958482 A JP 13958482A JP S5930795 A JPS5930795 A JP S5930795A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- heater
- melt
- auxiliary heater
- pulling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、チョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と称す）
によシ単結晶を引上げる装置に関、するものである。
によシ単結晶を引上げる装置に関、するものである。
（背景技術）
図において、主ヒータ−２により加熱されるるっぼ１に
原料融液３を収容し、必要によりその表面をＢ２０．融
液（図示せず）でおおい（液体カプセルチョクラルスキ
ー法）、融液３表面に種結晶４を浸漬し、なじませた後
、種結晶４を引上げて単結晶５を引上げるものである。
原料融液３を収容し、必要によりその表面をＢ２０．融
液（図示せず）でおおい（液体カプセルチョクラルスキ
ー法）、融液３表面に種結晶４を浸漬し、なじませた後
、種結晶４を引上げて単結晶５を引上げるものである。
６／″ｉアフターヒーターで、７はアルミナ断熱材であ
る。
る。
この場合、単結晶を育成するのに最適な炉内条件は、る
つぼｌの位置およびアフターヒーター６の構造とその位
置を調節することによシ得られていた。
つぼｌの位置およびアフターヒーター６の構造とその位
置を調節することによシ得られていた。
原料融液３直上のアフターヒーター６内は、結晶成長界
面での潜熱の放散を保証するため、垂直方向の温度勾配
を設けである。単結晶が引上げられるに従って熱伝導媒
体としての単結晶５を取りまく温度環境が変化する。即
ち、成長界面で発生した潜熱が単結晶５を通して放散さ
れる際、育成された単結晶５の大きさに依存するため、
成長界面での熱的な条件が変化する。これを防ぐため、
るつぼ位置やその他の育成条件を変更する必要がある。
面での潜熱の放散を保証するため、垂直方向の温度勾配
を設けである。単結晶が引上げられるに従って熱伝導媒
体としての単結晶５を取りまく温度環境が変化する。即
ち、成長界面で発生した潜熱が単結晶５を通して放散さ
れる際、育成された単結晶５の大きさに依存するため、
成長界面での熱的な条件が変化する。これを防ぐため、
るつぼ位置やその他の育成条件を変更する必要がある。
るつぼ位置を変化させると原料融液３内の温度分布が大
きく変化し、新たに育成条件を調整する必要がある。又
成長単結晶５が長くなると温度の低いアフターヒータ−
６上部例単結晶５の上端が位置するだめ、単結晶５内に
歪みが誘起され、転位等の結晶欠陥が増加する。
きく変化し、新たに育成条件を調整する必要がある。又
成長単結晶５が長くなると温度の低いアフターヒータ−
６上部例単結晶５の上端が位置するだめ、単結晶５内に
歪みが誘起され、転位等の結晶欠陥が増加する。
このように従来の装置では、単結晶５が成長するにつれ
、単結晶を通じての熱放散量の変化が起り、それを補な
うためにるつぼ位置や単結晶回転数等の育成条５件を変
化させる必要があった。しかしこれには複雑な制御を必
要とし、高度な熟練を必要とする欠点があった。
、単結晶を通じての熱放散量の変化が起り、それを補な
うためにるつぼ位置や単結晶回転数等の育成条５件を変
化させる必要があった。しかしこれには複雑な制御を必
要とし、高度な熟練を必要とする欠点があった。
（発明の開示）
本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、原料融液上方に移動可能な補助ヒーターを設けること
によシ、成長単結晶周辺の温度を調節して、単結晶を安
定して育成することができ、全長に亘って均一で高品質
の単結晶を製造し得る単結晶引上装置を提供せんとする
ものである。
、原料融液上方に移動可能な補助ヒーターを設けること
によシ、成長単結晶周辺の温度を調節して、単結晶を安
定して育成することができ、全長に亘って均一で高品質
の単結晶を製造し得る単結晶引上装置を提供せんとする
ものである。
本発明は、チョクラルスキー法により単結晶を引上げる
装置において、原料融液上方に上下方向に移動可能な補
助ヒーターを設けたこ々を特徴とする単結晶引上装置で
ある。
装置において、原料融液上方に上下方向に移動可能な補
助ヒーターを設けたこ々を特徴とする単結晶引上装置で
ある。
本発明装置によシ引上げられる単結晶は、周期律の■−
ｖ族化合物、ｎ−■族化合物もしくはそれらの混晶、Ｓ
ｌ、Ｇｅ等の半導体、酸化物、窒化物、炭化物などより
成る単結晶である。
ｖ族化合物、ｎ−■族化合物もしくはそれらの混晶、Ｓ
ｌ、Ｇｅ等の半導体、酸化物、窒化物、炭化物などより
成る単結晶である。
以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。第
２図は本発明装置の実施例を示す縦断面図である。図に
おいて第１図と同一の符号はそれぞれ同一の部分を示す
。図において、第１図と異なる点は、原料融液３上方の
アフターヒーター６又は断熱材７の外側に上下方向に移
動可能な補助ヒーター８を設けた点である。補助ヒータ
ー８は、アーム９を介して支柱１０ の上下方向に上
下動用ギアボックス１１ により移動される。
２図は本発明装置の実施例を示す縦断面図である。図に
おいて第１図と同一の符号はそれぞれ同一の部分を示す
。図において、第１図と異なる点は、原料融液３上方の
アフターヒーター６又は断熱材７の外側に上下方向に移
動可能な補助ヒーター８を設けた点である。補助ヒータ
ー８は、アーム９を介して支柱１０ の上下方向に上
下動用ギアボックス１１ により移動される。
本発明における補助ヒーターは、原料融液３上方の炉内
、主として成長単結晶５を加熱するもので、如何なる加
熱方式のものでも良く、例えば高周波加熱方式の場合は
、円筒状又は他の適当な形状をもった白金等の導電体で
あり、又抵抗加熱方式の場合は管状の抵抗加熱ヒーター
である。
、主として成長単結晶５を加熱するもので、如何なる加
熱方式のものでも良く、例えば高周波加熱方式の場合は
、円筒状又は他の適当な形状をもった白金等の導電体で
あり、又抵抗加熱方式の場合は管状の抵抗加熱ヒーター
である。
又補助ヒーターは原料融液３上方で上下方向に移動可能
であれば、その形状、構造、位置等を変えたものであっ
ても良い。
であれば、その形状、構造、位置等を変えたものであっ
ても良い。
第３図および第４図は本発明装置のそれぞれ他の実施例
を示す縦断面図である。図において第１図、第２図と同
一の符号はそれぞれ同一の部分を示す。
を示す縦断面図である。図において第１図、第２図と同
一の符号はそれぞれ同一の部分を示す。
第３図では、補助ヒーター１２はアフターヒーター６内
の成長単結晶５の外側に設けられ、垂直アーム１３、水
平アーム１４を介して補助ヒーター可動ギア１５により
上下方向に移動される。
の成長単結晶５の外側に設けられ、垂直アーム１３、水
平アーム１４を介して補助ヒーター可動ギア１５により
上下方向に移動される。
又第４図では、円板状の補助ヒーター１６はシード軸１
７に取付けられ、引上軸１８により上下方向に移動され
る。
７に取付けられ、引上軸１８により上下方向に移動され
る。
このように構成された本発明装置によシ単結晶を育成す
るには、単結晶の成長に従って適当な移動モードで補助
ヒーター８（又は１２．１６）を上下方向に動かし、安
定な結晶成長界面が得られるように調節する。
るには、単結晶の成長に従って適当な移動モードで補助
ヒーター８（又は１２．１６）を上下方向に動かし、安
定な結晶成長界面が得られるように調節する。
（実施例）
第４図に類似した本発明装置を使用し、主ヒータ−２と
して高周波加熱炉、補助ヒーター１６′（図示せず）と
して高周波加熱方式の白金製の円筒状のものを用い、ビ
スマスシリコンオキサイド（以下、ＢＳＯと称す）単結
晶を育成した。
して高周波加熱炉、補助ヒーター１６′（図示せず）と
して高周波加熱方式の白金製の円筒状のものを用い、ビ
スマスシリコンオキサイド（以下、ＢＳＯと称す）単結
晶を育成した。
＋００１ｍ＄の白金るつぼ１にＢＩ２０．と５ＩＯ２を
化学量論組成で混合し、全量綿５ ｋｇをチャージし、
約９００°Ｃに昇温しで溶融し、種付は後、引上速度約
１關／時、単結晶回転数的１５ｒｐｍ で単結晶育成を
開始した。
化学量論組成で混合し、全量綿５ ｋｇをチャージし、
約９００°Ｃに昇温しで溶融し、種付は後、引上速度約
１關／時、単結晶回転数的１５ｒｐｍ で単結晶育成を
開始した。
補助ヒーター１６′はシード軸１７に取付け、単結晶５
と同一速度で上昇するようにした。
と同一速度で上昇するようにした。
その結果、るつぼ位置等の育成条件を変化させることな
く、安定な結晶成長界面が得られ、高品質のＢＳＯ単結
晶を育成することができた。
く、安定な結晶成長界面が得られ、高品質のＢＳＯ単結
晶を育成することができた。
又得られた単結晶内の歪みをクロスニコルで評価した結
果、大きな歪みは認められず、熱歪みが軽減されている
ことを確認した。
果、大きな歪みは認められず、熱歪みが軽減されている
ことを確認した。
（発明の効果）
上述のように構成された本発明の単結晶引上装置は次の
ような効果がある。
ような効果がある。
（イ）原料融液上方に上下方向に移動可能な補助ヒータ
ーを設けたから、単結晶成長に従って成長単結晶周辺の
温度を補助ヒーターで調節し、単結晶を通しての熱放散
量を変化させることにより、育成中の結晶成長界面から
の熱放散量を一定にできるため、るつぼ位置や単結晶回
転数等の育成条件に大きな影響を与える要因を変化させ
ることなく、成長界面の熱的条件を安定に保つことがで
きるので、単結晶の育成条件の調節が容易にできると共
に、全長に亘り均一で高品質の単結晶を育成し得る。
ーを設けたから、単結晶成長に従って成長単結晶周辺の
温度を補助ヒーターで調節し、単結晶を通しての熱放散
量を変化させることにより、育成中の結晶成長界面から
の熱放散量を一定にできるため、るつぼ位置や単結晶回
転数等の育成条件に大きな影響を与える要因を変化させ
ることなく、成長界面の熱的条件を安定に保つことがで
きるので、単結晶の育成条件の調節が容易にできると共
に、全長に亘り均一で高品質の単結晶を育成し得る。
（ロ）補助ヒーターによシ単結晶の上部を加熱するため
、アフターヒーター内の単結晶の縦方向の温度勾配を緩
くすることができるので、育成単結晶内の熱歪みを軽減
し得る。
、アフターヒーター内の単結晶の縦方向の温度勾配を緩
くすることができるので、育成単結晶内の熱歪みを軽減
し得る。
第１図は従来の単結晶引上装置の例を示す縦断面図であ
る。 第２図、第３図および第４図はそれぞれ本発明装置の実
施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・ るつぼ、２・・・・・ 主ヒータ−，
３・・・・原料融液、４・・・・種結晶、５ ・・・単
結晶、６・・・・・ アフターヒーター、７・・・・・
・断熱材、８．１２．１６・補助ヒーター、９・・・・
・・アーム、１０・・・・支柱、１１・・・・・・上下
動用ギアボックス、Ｉ３・・・・・・垂直アーム、１４
・・・水平アーム、１５・・・・・・補助ヒーター可動
ギア、１７・・・シード軸・、１８・・・・引上軸。
る。 第２図、第３図および第４図はそれぞれ本発明装置の実
施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・ るつぼ、２・・・・・ 主ヒータ−，
３・・・・原料融液、４・・・・種結晶、５ ・・・単
結晶、６・・・・・ アフターヒーター、７・・・・・
・断熱材、８．１２．１６・補助ヒーター、９・・・・
・・アーム、１０・・・・支柱、１１・・・・・・上下
動用ギアボックス、Ｉ３・・・・・・垂直アーム、１４
・・・水平アーム、１５・・・・・・補助ヒーター可動
ギア、１７・・・シード軸・、１８・・・・引上軸。
Claims (2)
- （１） チョクラルスキー法により単結晶を引上げる
装置において、原料融液上方に上下方向に移動可能な補
助ヒーターを設けたことを特徴とする単結晶引上装置。 - （２）補助ヒーターが、高周波加熱方式又は抵抗加熱方
式のものである特許請求の範囲第１項記載の単結晶引上
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13958482A JPS5930795A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13958482A JPS5930795A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 単結晶引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930795A true JPS5930795A (ja) | 1984-02-18 |
Family
ID=15248660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13958482A Pending JPS5930795A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930795A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60204693A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-16 | Toshiba Corp | 化合物半導体結晶の引上方法とその引上装置 |
| JPS6173669U (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-19 | ||
| JPS6472991A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Sumitomo Electric Industries | Production of single crystal of compound semiconductor |
| JPH0380181A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-04 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 単結晶製造装置 |
| EP0936289A1 (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-18 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | A method for producing a silicon single crystal |
| JP2007326730A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Tokuyama Corp | フッ化金属用の単結晶引き上げ装置 |
| JP2018048054A (ja) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 住友金属鉱山株式会社 | 結晶育成装置 |
-
1982
- 1982-08-10 JP JP13958482A patent/JPS5930795A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60204693A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-16 | Toshiba Corp | 化合物半導体結晶の引上方法とその引上装置 |
| JPS6173669U (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-19 | ||
| JPS6472991A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-17 | Sumitomo Electric Industries | Production of single crystal of compound semiconductor |
| JPH0380181A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-04 | Mitsubishi Monsanto Chem Co | 単結晶製造装置 |
| EP0936289A1 (en) * | 1998-02-13 | 1999-08-18 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | A method for producing a silicon single crystal |
| JPH11228286A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造方法 |
| JP2007326730A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Tokuyama Corp | フッ化金属用の単結晶引き上げ装置 |
| JP2018048054A (ja) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 住友金属鉱山株式会社 | 結晶育成装置 |
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