CN101611177A - 浮区熔化装置 - Google Patents

Abstract

一种红外线集中加热式的浮区熔化装置，样品的熔化部处的周向温度梯度较小，其垂直方向的温度梯度陡峭，且能得到足够高的最高到达温度，能形成稳定的熔化状态。在将旋转椭圆面反射镜(2)相对地配置在正交轴上的四椭圆镜型的浮区熔化装置中，将旋转椭圆面反射镜(2)的离心率设为0.4～0.65，并将旋转椭圆面反射镜(2)的深度与开口部直径之比设为0.38～0.75。作为旋转椭圆面反射镜(2)，使用玻璃镜。另外，通过将旋转椭圆面反射镜(2)配置成从一个焦点到另一个焦点的直线朝下方倾斜，使被反射面反射的红外线从斜上方朝样品照射，能生长大口径的单晶。

Description

浮区熔化装置

技术领域

本发明涉及通过在旋转椭圆面反射镜的一个焦点上设置红外灯、使从旋转椭圆面反射镜的反射面反射的红外线在另一个焦点上聚焦来将样品加热并熔化、以生长单晶等时使用的红外线集中加热式的浮区熔化装置。

背景技术

红外线集中加热式的浮区熔化装置具有：(i)可在不使用坩埚情况下进行样品的熔化、(ii)可任意选择气氛气体、(iii)可利用浮区法来进行各种组成的单晶生长、(iv)可根据浮区慢冷却法来进行相平衡研究、(v)能以较少的电力容易地得到高温等优点，为了进行单晶的生长和相平衡的研究等而被广泛使用。

为了将浮区熔化装置用于单晶的生长，就要满足：能在样品的熔化部得到高温；以样品的棒轴为中心的周向上的温度均匀；垂直方向(样品的棒轴向)的温度分布陡峭、局部加热容易、能将熔化液容易地保持在样品棒上等条件。以往，为了满足这样的条件，开发了各种形式的红外线集中加热式的浮区熔化装置。

图6(a)是说明使用单椭圆镜炉的以往的红外线集中加热式的浮区熔化装置的图，表示在单椭圆镜炉11内加热圆棒状的样品棒4a的状态。该浮区熔化装置使用一个椭圆镜2，在其两个部位的焦点位置中的一个焦点位置上设置有卤素灯、氙灯等红外灯3。此处，椭圆镜2是金属镜。从一个焦点位置发出的来自红外灯3的红外线在椭圆镜2上反射并被聚焦在另一个焦点位置上。在该红外线聚焦的焦点位置上，样品棒4a被加热，形成熔化体。通过使样品棒4a和红外灯3沿轴向慢慢相对移动，使生长结晶4b以棒状生长。

在该使用单椭圆镜炉11的方式下，红外灯3的光的利用效率最高。然而，在该方式下，样品棒4a的与红外灯3相反的一侧的区域的温度很难上升，红外灯3侧的区域5的温度相对变高，如图6(b)所示(符号7表示等温线，符号8表示从样品棒4a的中心轴离开的等距线)，样品棒4a的熔化部在水平面上的以棒轴为中心的周向上产生温度分布。

为了改善该温度分布的偏倚，开发了图7(a)所示的使用双椭圆镜炉21的装置。在该浮区熔化装置中，将椭圆的一部分被切断的一对椭圆镜2以一个焦点位置相同的形态沿横向配置在直线上，利用配置在这些椭圆镜2的另一个焦点位置上的一对红外灯3从两侧对样品棒4a进行加热。

在该使用双椭圆镜炉21的方式下，由于能从横向的两侧加热样品棒4a，因此与单椭圆镜炉相比，可改善周向温度分布。然而，在样品棒4a的周向上会像图7(b)那样产生温度分布，与设置有一对灯3的方向相比，其垂直方向的温度变低。

虽然周向上实际会产生多少温差还取决于所使用的红外灯3的灯丝的大小、形状等，但在通常的使用方法中，单椭圆炉、双椭圆炉都会产生100℃左右、或者超过100℃的温差。作为减小该温差的措施，通过使用与聚焦区域的大小相比灯丝尺寸较大的灯能一定程度地减小温差，但在欲采用这样的聚焦方式、利用浮区熔化法进行单晶生长时，垂直方向的温度梯度会变得平缓，形成的熔化体会滴落。因此，特别是为了通过浮区熔化法来进行单晶生长时，就不仅要使周向的温度梯度变得均匀，同时还要使垂直方向的温度梯度保持陡峭。

图8表示单椭圆炉和双椭圆炉中熔化部的周向温度分布的一例。如这个例子也有表示，最高温度部与最低温度部的温差可达最高温度值的10％。产生这种温度分布的条件对于使高质量的单晶生长而言当然是不理想的。

为了进一步改善该温度分布的偏倚，开发了四椭圆镜型的装置，在双椭圆镜炉的基础上进一步追加两个椭圆镜，将彼此共有一个焦点位置的四个椭圆镜配置在正交轴上，以能从四面加热样品棒(专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开平9-235171号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

通过该使用四个椭圆镜而从四面加热样品棒的方式，周向的温度分布可大幅度改善。但是，在单晶的生长中，除了周向温度分布均匀以外，如上所述，还要满足其垂直方向的温度梯度陡峭、最高到达温度足够高，虽然以往的四椭圆镜型的装置能提高最高到达温度，但垂直方向的温度梯度会变得平缓，因此熔化液容易滴落，存在很难稳定地保持熔化带的缺点，未能得到满足上述所有条件的方式。

另外，以往使用的是在作为椭圆镜进行机械加工后通过在表面上镀金而制作成的金属镜，但在该方式下不仅金属镜的制作成本高，而且与玻璃镜相比很难提高表面的加工面精度，存在无法得到陡峭的垂直方向的温度梯度的问题。

本发明的目的在于，提供一种样品的熔化部处的周向温差较小、其垂直方向的温度梯度陡峭、且能得到足够高的最高到达温度、能形成稳定的熔化状态的红外线集中加热式的浮区熔化装置，同时，提供一种具有用于实现口径远比使用以往的浮区熔化装置时大的单晶的生长的、来自斜上方的倾斜照射机构的高性能单晶合成装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的浮区熔化装置是一种红外线集中加热式的浮区熔化装置，在以内表面作为反射面的形态相对配置在正交轴上的四个旋转椭圆面反射镜的一个焦点上设置红外灯，通过使从上述反射面反射的红外线聚焦在另一个焦点上来加热样品，上述浮区熔化装置的特征是，上述旋转椭圆面反射镜的离心率是0.40～0.65，且反射镜的深度与开口部直径之比是0.38～0.75。

此处，上述离心率用下式来定义：

(a²-b²)^1/2/a

(其中，a表示椭圆长轴的长度，b表示短轴的长度)。

这样，通过将椭圆镜的离心率、反射镜的深度与开口部直径之比设定在规定范围内，能使用玻璃镜作为椭圆镜的原材料。这是由于消除了这样的限制：在通常的玻璃镜的制造方法中，首先预先制作椭圆镜的模具，在其上覆盖被软化的玻璃板并使其固化，之后将其从模具拆下，但欲制造较深的反射镜时，无法将玻璃板从模具上拆下，因此不得不使用金属镜。通过使用与金属镜相比反射效率良好的玻璃镜，光的集中性能提高，即便使用较浅的椭圆镜也能得到较高的最高到达温度。由此，能克服在以往的方法中因使用四个椭圆镜而造成垂直方向的温度梯度变得平缓的缺点。

本发明的浮区熔化装置的另一个优点在于：通过使用四个以上的较浅的椭圆镜，即使从上述旋转椭圆面反射镜的一个焦点到另一个焦点的直线以朝下方倾斜的形态配置，被上述反射面反射的红外线从斜上方朝样品照射，也能维持均匀且较高的最高到达温度。(以下，将该装置称作“倾斜型浮区熔化装置”)。能从斜上方均匀地照射红外线对单晶生长而言意义很大。详细内容在下面进行说明，其中之一是：能很大程度地改变以往的浮区熔化法在单晶生长方面的最大缺点、即无法增大生长单晶直径的特性，能实现大口径单晶生长。

在上述倾斜型浮区熔化装置的理想的一形态中，六个或八个上述旋转椭圆面反射镜等间隔地配置。在生长直径超过100mm那样的大口径单晶时，与使用四个椭圆镜的方式相比，有时使用六个或八个椭圆镜容易将生长条件控制成最佳。

在上述倾斜型浮区熔化装置的理想的其它形态中，包括位置调节机构，该位置调节机构使上述旋转椭圆面反射镜以上述样品的配置位置为中心沿径向水平移动。这样，通过设置能任意调整旋转椭圆面反射镜的个数、倾斜角度、位置的机构，能容易地将焦点位置配置在与材料的光吸收特性、单晶的口径大小相应的最佳位置上，能以与单晶的口径相应的最佳的光学配置来进行稳定的生长。

在上述倾斜型浮区熔化装置的理想的其它形态中，在结晶生长部下侧设置有加热部。这样一来，用于形成大口径单晶的生长所需的大量原料熔化液的热源不仅仅依赖于灯，通过利用另行设置在结晶生长部下侧的加热装置进行辅助，能容易地形成必要的大量熔化体。由此，利用灯进行的加热能集中用于将固液界面形状维持在最适合高质量单晶生长的形状。

在上述倾斜型浮区熔化装置的理想的其它形态中，在装置上侧另行设置有原料熔化炉，并具有使熔化后的原料适当滴落而提供给结晶生长部的机构。此外，较为理想的是设置能将熔化后的原料从设置在装置上侧的原料熔化炉提供给结晶生长部的原料导入管或原料导入棒。在欲通过浮区熔化法来使单晶生长时，需要将原料加工成棒状，但在无法使用这样的棒状样品时，可预先利用熔化炉来熔化原料粉末或原料芯片，然后将熔化液导入结晶生长部，由此进行规定的单晶生长。

在上述倾斜型浮区熔化装置的理想的其它形态中，具有从真空到高压能在任意压力下控制结晶生长部、原料熔化部、原料供给部全部的机构，并具有从氧化性气体到还原性气体能任意控制气氛的机构。

欲通过浮区熔化法来生长单晶时，在将红外线作为热源使用的情况下，对象物质需要具有吸收红外线的能力。由此，红外线被物质吸收，物质的温度上升，最后熔化。这意味着：所照射的红外线因吸收而急剧衰减，即使欲形成大口径的熔化体，红外线也到不了其中心部，中心部的温度很难上升。这是作为以往的方法的红外线浮区熔化法之所以很难应用于大口径单晶生长的最重要的因素。

然而，利用红外线浮区熔化法进行的单晶生长有较大的优点。如上所述，采用红外线浮区熔化法时，可以不使用坩埚等容器，因此，能大幅度降低制造成本，能使生长的单晶的组成变得均匀。以往的最重要的大口径单晶生长法是拉晶法，但由于该方法是将形成的熔化液保存在坩埚中并从其中生长单晶，因此已知无法避免与坩埚的反应、以及为了使生长出的单晶中的杂质浓度变得均匀而需要采用双重坩埚法等特别方式。目前的产业中，作为最重要的单晶原材料的硅是通过拉晶法进行生长的，这种情况下，由于与作为坩埚使用的石英的反应，因而无法克服氧会被引入单晶中的缺点，无法使为作为半导体使用而添加的硼或磷等杂质浓度变得均匀，因此，需要将好不容易才生长出的单晶的浓度不符的部分除去后使用。作为能生长不含氧的单晶的方法，在工业上通过使用高频感应加热法的浮区熔化法来进行单晶硅的生长，但高频的到达深度存在极限，很难生长直径超过200mm的大口径单晶。另外，在这种高频感应加热法中，尽管是相同的物质但其固体和熔化体的阻值不同，因此生成并维持稳定的熔化体需要相当的经验和技术。虽然红外线浮区熔化法中也同样存在固体和液体在红外线的吸收能力方面存在差异、很难控制的物质，但在硅等半导体和很多氧化物的情况下，该差异不会成为太大的问题，能容易地实现大口径单晶的生长。

发明效果

根据本发明的浮区熔化装置，样品的熔化部处的周向温度梯度较小，其垂直方向的温度梯度陡峭，且能得到足够高的最高到达温度，能形成稳定的熔化状态，同时，能实现口径远比采用以往的方法时大的单晶的生长。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的浮区熔化装置的椭圆镜炉的图，图1(a)是纵剖视图、图1(b)是横剖视图。

图2是表示图1的椭圆镜炉的旋转椭圆面反射镜的剖视图。

图3是表示使用图1的椭圆镜炉时熔化部的周向温度分布的图。

图4是表示本发明其它实施方式的浮区熔化装置的椭圆镜炉的图，图4(a)是纵剖视图、图4(b)是横剖视图。

图5是表示改变了反射镜的深度与反射镜的开口部直径之比时垂直方向的温度分布的曲线图。

图6(a)是说明使用单椭圆镜炉的以往的红外线集中加热式的浮区熔化装置的图，表示在单椭圆镜炉内加热样品棒的状态。图6(b)是表示使用该装置时熔化部的周向温度分布的图。

图7(a)是说明使用双椭圆镜炉的以往的红外线集中加热式的浮区熔化装置的图，表示在双椭圆镜炉内加热样品棒的状态。图7(b)是表示使用该装置时熔化部的周向温度分布的图。

图8是表示单椭圆炉和双椭圆炉的熔化部的周向温度分布的曲线图。

图9是说明离心率与焦点大小的关系的图。

(符号说明)

1椭圆镜炉

2椭圆镜

2a椭圆镜

2b椭圆镜

3红外灯

4a样品棒

4b生长结晶

4c熔化部

5位置调节机构

6高温区域

7等温线

8从焦点中心离开的等距线

9焦点部

10开口部

11单椭圆镜炉

12椭圆镜

21双椭圆镜炉

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明。图1是表示本发明一实施方式的浮区熔化装置的椭圆镜炉的图，图1(a)是纵剖视图、图1(b)是横剖视图。如图所示，在该椭圆镜炉1中，四个旋转椭圆面反射镜(椭圆镜2)以包围样品棒4a的形态配置在正交轴上。这四个椭圆镜2的焦点均位于样品棒4a所在的中心位置。

在各椭圆镜2的与聚焦侧相反的一侧的焦点位置上配置有红外灯3的灯丝，从该灯丝发出的红外线在椭圆镜2上反射，并在另一个焦点上聚焦，对样品棒4a进行加热。

如图2中也有表示，四个椭圆镜2的长轴方向的截面为从聚焦侧将椭圆的一部分垂直切断而形成的形状，与长轴方向垂直的截面为圆形。在椭圆镜2的聚焦侧端部上形成有圆形的开口10。

椭圆镜2的离心率是0.40～0.65，椭圆镜2的深度L相对于开口部11的直径D的比L/D是0.38～0.75。通过将椭圆镜2的形状设定在该范围内，样品棒4a的垂直方向的温度梯度变得陡峭，且能得到较高的最高到达温度，能形成稳定的熔化状态。在离心率不到0.40时或者L/D不到0.38时，最高到达温度下降，在离心率超过0.65时或者L/D超过0.75时，样品棒4a的垂直方向的温度梯度变得平缓，不仅会给单晶的生长带来不良影响，根据情况，可能会有熔化液滴落。

例如，在图9(a)那样的离心率较大的椭圆镜2a中，从红外灯3发出的红外线的利用效率能维持得较高，但焦点部9的大小扩大，垂直方向的温度梯度变得平缓。

另一方面，在图9(b)那样样的离心率较小的椭圆镜2b中，能减小焦点部9的尺寸，但需要为避免相邻的椭圆镜间彼此重叠而使用将该重叠部分切断的椭圆镜并配置四个椭圆镜，因此，与椭圆的切断量相应，光的利用效率降低，应形成稳定的熔化状态的区域内的最高到达温度下降。

另外，通过将四个椭圆镜2配置在正交轴上，如图3所示，样品棒4a在周向上的温度偏倚非常小，虽然还取决于所使用的灯、灯丝形状等，但可使周向的温差成为例如30℃以下的程度。

在本实施例中，四个椭圆镜2使用玻璃镜。玻璃镜对红外线的反射效率较高，可高效地反射来自卤素灯、氙灯等红外灯3的红外线，得到较高的最高到达温度。

由玻璃镜形成的椭圆镜2具体是这样制作的：在预先制作好的陶瓷模具上覆盖通过加热而软化的玻璃板，之后，在冷却后将玻璃镜从模具上拆下。

作为玻璃镜的形成材料，可使用所有玻璃材料，但通常使用加工容易、价格也稳定的Pyrex(日文：パイレツクス，注册商标)玻璃。较为理想的是在玻璃镜的内表面上蒸镀红外线反射能优良的铝、金等，在其最表面上蒸镀硬度较高的氧化硅等。通过将铝、金等蒸镀在内表面上，玻璃材料的红外吸收变少，玻璃镜的温度上升减少，因此，冷却变得容易。另外，在玻璃镜的外表面侧，为了提高处理性和冲击吸收性，较为理想的是覆盖较薄的铝板等。

利用该椭圆镜炉1实现的单晶生长例如像下面那样进行。在椭圆镜炉1内形成有由石英管形成的样品室，样品棒4a被收容在石英管中。可使石英管内处于真空状态，或者使气氛气体在石英管内流通。

在该石英管内，样品棒4a以经过聚焦侧的焦点位置的形态沿上下方向设置，其上端侧被轴状的样品棒支撑部支撑。另一方面，使生长结晶生长的晶种的下端侧被轴状的生长结晶支撑部支撑。这些各支撑部可通过安装在它们上的驱动部，在驱动装置的作用下沿上下方向移动或以棒轴为中心进行旋转。这些椭圆镜炉1、各支撑部和它们的驱动部、样品室等被收纳在收纳体内，操作者利用另外的控制盘来进行样品棒的移动、灯电压的调整等各操作。

在收纳体内设置有对熔化域进行摄像的CCD照相机，操作者一边观察熔化域一边控制施加给红外灯3的施加电压等。另外，红外灯3和椭圆镜2例如利用风扇等进行风冷等来冷却。

在单晶的生长开始时，使被样品棒支撑部支撑的样品棒4a的前端部与被生长结晶支撑部支撑的晶种的前端部相对，配置石英管，之后，点亮红外灯3，一边使样品棒和晶种旋转一边使施加给红外灯3的施加电压慢慢上升，使它们的各前端部熔化。在两者的前端部熔化的阶段，使两者接近，使熔化部合体。此时，使样品棒4a和晶种两者旋转，通过控制施加给红外灯3的施加电压来调整熔化部的大小，以形成稳定的熔化域。

在形成了稳定的熔化域后，利用上述驱动装置使样品棒4a和晶种以相同的速度朝下方移动(例如0.1～100mm/h)，使样品的熔化和结晶的生长继续，进行棒状的单晶的生长。

上面说明了使用椭圆镜炉1的单晶的生长方法和该生长方法用的装置结构的一例，但不局限于此，能进行各种变更。例如，也可使红外灯3和椭圆镜2相对样品棒4a沿上下方向相对移动来进行单晶的生长。

图4是表示本发明其它实施方式的浮区熔化装置的椭圆镜炉的图，图4(a)是纵剖视图、图4(b)是横剖视图。本实施方式的浮区熔化装置的结构适合大口径的单晶的生长，四个椭圆镜2分别以朝下方倾斜的形态配置。

由此，被椭圆镜2的反射面反射的红外线从斜上方朝样品的熔化部4c照射。这样一来，即使在单晶的口径较大时，生长结晶4b与熔化部4c的固液界面的形状也能稳定，能得到上等的单晶。与此相对，在像图1那样将四个椭圆镜2配置成椭圆镜2的轴朝向水平方向、将被椭圆镜2的反射面反射的红外线水平地朝样品的熔化部4c照射时，虽然为了使单晶的口径增大就必须形成大量的熔化液，但由于通过吸收红外线来形成熔化液，因此即使欲形成大量的熔化液，红外线也很难到达其中心部，很难稳定地形成熔化带。因此，需要控制加热系统，以能将熔化带的直径维持在红外线可到达其中心部的直径以下的粗细。为了生长大口径单晶，需要使固液界面的形状维持平坦，在大口径单晶的表面上稳定地形成熔化液，但通过从斜上侧进行加热，就能实现这样的固液界面形状控制，能实现大口径单晶生长。

根据本实施例的浮区熔化装置，能使口径超过100mm的大口径的单晶稳定地生长。为了使这样的大口径的单晶稳定地生长，较为理想的是将从椭圆镜2的一个焦点到另一个焦点的直线与水平方向所成的角度θ设为25～35度。

另外，本实施方式中，包括位置调节机构5，该位置调节机构5使椭圆镜2以样品棒4a为中心轴沿径向水平移动。位置调节机构5例如可由安装在椭圆镜2上的移动部件、沿上述径向引导该移动部件并使其能在期望的位置上固定的导向部件构成。

利用这样的位置调节机构5来调节椭圆镜2的径向位置，将焦点位置配置在与单晶的口径大小相应的最佳位置上。由此，能以与单晶的口径相应的最佳的光学配置进行稳定的生长。

以下，利用实施例来说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。

[实施例1]

将由石英玻璃形成的四个旋转椭圆面反射镜以一个焦点位置相同的形态设置在正交轴上，在各旋转椭圆面反射镜的另一个焦点位置上设置卤素灯，构成椭圆镜炉。四个旋转椭圆面反射镜的离心率是0.55，开口部的直径是220mm，反射镜的深度与开口部直径之比是0.6。卤素灯使用具有双重螺旋构造的灯丝形状、输出功率为2000W的灯。

利用样品棒支撑部从上方支撑烧结样品棒，以使样品棒在椭圆镜炉的中心沿上下方向配置，并将晶种从下方支撑在生长结晶支撑部上，使样品棒的前端部与晶种的前端部相对。

在将石英管设置在椭圆镜炉的周围后，点亮卤素灯，一边使样品棒和晶种旋转一边使施加给卤素灯的施加电压慢慢上升，使它们的各前端部熔化。在两者的前端部熔化的阶段，使两者接近而使熔化部合体。在形成了稳定的熔化体后，一边使样品棒和晶种等速地慢慢朝下方移动一边继续样品的熔化和结晶的生长，生长出棒状的单晶。熔化体能容易地保持，能进行稳定的结晶生长。

图5表示熔化部的垂直方向(棒轴向)的温度分布。本实施例中，温度分布为该图的曲线B，最高到达温度可维持约1000℃的高温，且温度从该最高到达温度位置沿棒轴向急剧下降。另外，熔化部在周向上的最高温度与最低温度的差值为30℃以下。

使用反射镜深度与开口部直径之比不同的各种石英玻璃制椭圆镜对垂直方向的温度分布进行了测定，在该比为0.38～0.75时同样能维持较高的最高到达温度，且垂直方向的温度梯度陡峭。

[比较例1]

在除了使用离心率为0.35、反射镜深度与开口部直径之比为0.8的四个旋转椭圆面反射镜以外均与实施例1相同的条件下构成椭圆炉，尝试使烧结的口径为20mm的样品棒熔化并保持熔化体，但熔化体马上就滴落，无法形成稳定的熔化体。

图5表示熔化部的垂直方向(棒轴向)的温度分布。本比较例中，温度分布为该图的曲线C，最高到达温度为约1000℃的高温，但垂直方向上从该最高到达温度位置离开的位置上的温度也较高，温度梯度平缓。

[比较例2]

在除了使用离心率为0.8、反射镜深度与开口部直径之比为0.3的四个旋转椭圆面反射镜以外均与实施例1相同的条件下构成椭圆炉，生长出了单晶，但熔化部的温度较低，无法得到稳定的熔化体，无法得到质量良好的单晶。

图5表示熔化部的垂直方向(棒轴向)的温度分布。本比较例中，温度分布为该图的曲线A，最高到达温度大幅度下降。

[实施例2]

在实施例1的装置中，将四个旋转椭圆面反射镜像图4那样配置成朝下方倾斜。

从旋转椭圆面反射镜的一个焦点到另一个焦点的直线与水平方向所成的角度θ为30度，将被旋转椭圆面反射镜的反射面反射的红外线从斜上方朝样品的熔化部照射。

利用样品棒支撑部从上方支撑口径为25mm的烧结样品棒，以使样品棒在椭圆镜炉的中心沿上下方向配置，并将晶种下方支撑在生长结晶支撑部上，与实施例1同样地形成熔化体。一边使椭圆镜炉慢慢地等速上升一边使烧结样品棒慢慢地朝下方等速移动，使样品的熔化和结晶的生长继续，结果生长结晶与熔化部的固液界面的形状不会过于凸出，能使口径为50mm的单晶稳定地生长。

Claims (9)

1.一种浮区熔化装置，是一种在以内表面作为反射面的形态相对配置在正交轴上的四个旋转椭圆面反射镜的一个焦点上设置有红外灯、通过使从所述反射面反射的红外线聚焦在另一个焦点上来加热样品的红外线集中加热式的浮区熔化装置，其特征在于，

所述旋转椭圆面反射镜的离心率是0.40～0.65，且反射镜的深度与开口部直径之比是0.38～0.75。

2.如权利要求1所述的浮区熔化装置，其特征在于，所述旋转椭圆面反射镜是玻璃镜。

3.如权利要求1或2所述的浮区熔化装置，其特征在于，所述旋转椭圆面反射镜以使从所述一个焦点到另一个焦点的直线朝下方倾斜的形态配置，被所述反射面反射的红外线从斜上方朝样品照射。

4.如权利要求3所述的浮区熔化装置，其特征在于，六个或八个所述旋转椭圆面反射镜以等间距配置。

5.如权利要求3所述的浮区熔化装置，其特征在于，包括位置调节机构，该位置调节机构使所述旋转椭圆面反射镜以所述样品的配置位置为中心沿径向水平移动。

6.如权利要求3所述的浮区熔化装置，其特征在于，在结晶生长部下侧设置有加热部。

7.如权利要求3所述的浮区熔化装置，其特征在于，在装置上侧另行设置有原料熔化炉，并具有能使熔化后的原料适当滴落而提供给结晶生长部的机构。

8.如权利要求7所述的浮区熔化装置，其特征在于，设置有原料导入管或原料导入棒，该原料导入管或原料导入棒能将熔化后的原料从设置在装置上侧的原料熔化炉提供给结晶生长部。

9.如权利要求3所述的浮区熔化装置，其特征在于，具有从真空到高压能在任意压力下控制结晶生长部、原料熔化部、原料供给部全部的机构，并具有从氧化性气体到还原性气体能任意控制气氛的机构。

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