JP2000053485A - 単結晶製造装置 - Google Patents
単結晶製造装置Info
- Publication number
- JP2000053485A JP2000053485A JP10223895A JP22389598A JP2000053485A JP 2000053485 A JP2000053485 A JP 2000053485A JP 10223895 A JP10223895 A JP 10223895A JP 22389598 A JP22389598 A JP 22389598A JP 2000053485 A JP2000053485 A JP 2000053485A
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- JP
- Japan
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- single crystal
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- partition wall
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- crystal
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 均質、高品質で大きな単結晶を得られるよう
にする。 【解決手段】 浮遊溶融帯法または溶媒移動浮遊溶融帯
法により単結晶を製造する装置において、単結晶の育成
が行われる透明隔壁２１に、その透明隔壁を加熱するヒ
ータ３１を取り付ける。蒸発ガスの固化による透明隔壁
２１の曇りの発生を防止でき、よって従来問題となって
いた透明隔壁の曇りに起因する結晶特性の不均一や育成
速度、育成長の制限を解消することができる。
にする。 【解決手段】 浮遊溶融帯法または溶媒移動浮遊溶融帯
法により単結晶を製造する装置において、単結晶の育成
が行われる透明隔壁２１に、その透明隔壁を加熱するヒ
ータ３１を取り付ける。蒸発ガスの固化による透明隔壁
２１の曇りの発生を防止でき、よって従来問題となって
いた透明隔壁の曇りに起因する結晶特性の不均一や育成
速度、育成長の制限を解消することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は浮遊溶融帯法（Ｆ
ｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ：ＦＺ法）または溶媒移動浮
遊溶融帯法（Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ Ｓｏｌｖｅｎｔ
ＦｌｏａｔｉｎｇＺｏｎｅ：ＴＳＦＺ法）を使用して単
結晶を製造する単結晶製造装置に関する。
ｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ：ＦＺ法）または溶媒移動浮
遊溶融帯法（Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ Ｓｏｌｖｅｎｔ
ＦｌｏａｔｉｎｇＺｏｎｅ：ＴＳＦＺ法）を使用して単
結晶を製造する単結晶製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＺ法は図２に示すように結晶原料棒
（Ｆｅｅｄ）１１及び種結晶（Ｓｅｅｄ）１２を両端で
鉛直に保持し、その一部を加熱溶融して溶融帯（Ｚｏｎ
ｅ）１３を作り、それを一端から他端に移動させること
によって単結晶を育成する方法である。ＴＳＦＺ法も基
本的に構成は同じであるが、溶融帯１３に溶媒（フラッ
クス）を用いる点で異なる。
（Ｆｅｅｄ）１１及び種結晶（Ｓｅｅｄ）１２を両端で
鉛直に保持し、その一部を加熱溶融して溶融帯（Ｚｏｎ
ｅ）１３を作り、それを一端から他端に移動させること
によって単結晶を育成する方法である。ＴＳＦＺ法も基
本的に構成は同じであるが、溶融帯１３に溶媒（フラッ
クス）を用いる点で異なる。
【０００３】図３はＦＺ法を使用する従来の単結晶製造
装置の一例を示したものであり、上主軸１４の支持具１
５に結晶原料棒１１が保持され、下主軸１６の支持具１
７に種結晶１２が保持されており、これら保持した結晶
原料棒１１及び種結晶１２を一定速度で下に送ることに
より、種結晶１２側に単結晶を得ることができるものと
なっている。
装置の一例を示したものであり、上主軸１４の支持具１
５に結晶原料棒１１が保持され、下主軸１６の支持具１
７に種結晶１２が保持されており、これら保持した結晶
原料棒１１及び種結晶１２を一定速度で下に送ることに
より、種結晶１２側に単結晶を得ることができるものと
なっている。
【０００４】加熱方法としては、高周波加熱、レーザ
ー、アーク・イメージ、ハロゲンランプ集中加熱等、種
々の方法があるが、この例ではハロゲンランプ１８と回
転楕円面鏡１９とを用いた赤外線集中加熱型のものとな
っている。これらハロゲンランプ１８及び回転楕円面鏡
１９以外の機構は、育成雰囲気制御のため、円筒状の透
明隔壁２１の内側に収容されている。透明隔壁２１とし
ては例えば石英ガラス管が使用される。なお、図３中、
２２は回転楕円面鏡１９の焦点を示し、２３は光路、２
４はＣＣＤカメラを示す。また、２５，２６はそれぞれ
雰囲気ガス入口、雰囲気ガス出口を示す。
ー、アーク・イメージ、ハロゲンランプ集中加熱等、種
々の方法があるが、この例ではハロゲンランプ１８と回
転楕円面鏡１９とを用いた赤外線集中加熱型のものとな
っている。これらハロゲンランプ１８及び回転楕円面鏡
１９以外の機構は、育成雰囲気制御のため、円筒状の透
明隔壁２１の内側に収容されている。透明隔壁２１とし
ては例えば石英ガラス管が使用される。なお、図３中、
２２は回転楕円面鏡１９の焦点を示し、２３は光路、２
４はＣＣＤカメラを示す。また、２５，２６はそれぞれ
雰囲気ガス入口、雰囲気ガス出口を示す。
【０００５】ＦＺ法及びＴＳＦＺ法は、溶融帯１３が表
面張力で保持されているため、ルツボを必要とせず、こ
のため高融点材料の単結晶育成を行うことができるとい
ったことに加え、ルツボからの不純物の混入がなく、高
品質な結晶を育成しやすいものとなっている。そのた
め、現在では例えば口径６インチクラスのＳｉ単結晶
や、Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12（ＹＩＧ）等の磁性体単結晶、Ｔｉ
Ｃ等の高融点金属の単結晶育成に用いられている。
面張力で保持されているため、ルツボを必要とせず、こ
のため高融点材料の単結晶育成を行うことができるとい
ったことに加え、ルツボからの不純物の混入がなく、高
品質な結晶を育成しやすいものとなっている。そのた
め、現在では例えば口径６インチクラスのＳｉ単結晶
や、Ｙ3 Ｆｅ5 Ｏ12（ＹＩＧ）等の磁性体単結晶、Ｔｉ
Ｃ等の高融点金属の単結晶育成に用いられている。
【０００６】ＦＺ法及びＴＳＦＺ法による単結晶育成に
おいては、溶融帯１３を一定状態に保持するということ
が高品質な結晶を得るための重要なポイントとなる。単
純に考えれば、ハロゲンランプ１８等の加熱源の熱量と
結晶育成速度（下側への送り速度）とを一定に維持する
ことによって、溶融帯１３の状態を一定にできるはずで
あるが、実際にはこれらを一定に維持制御しても、育成
が進むに従い、溶融帯１３の状態が変化するといった状
況が発生する。
おいては、溶融帯１３を一定状態に保持するということ
が高品質な結晶を得るための重要なポイントとなる。単
純に考えれば、ハロゲンランプ１８等の加熱源の熱量と
結晶育成速度（下側への送り速度）とを一定に維持する
ことによって、溶融帯１３の状態を一定にできるはずで
あるが、実際にはこれらを一定に維持制御しても、育成
が進むに従い、溶融帯１３の状態が変化するといった状
況が発生する。
【０００７】これは高温によって蒸発した金属の蒸気等
が透明隔壁２１の内側で固まることにより、透明隔壁２
１の内面が曇り、つまり透明度が落ち、結晶に供給され
る熱量や、熱分布が変化することに起因するもので、こ
れによって溶融帯１３の長さや位置、温度が変化し、溶
融帯１３自身の表面張力や密度、ＴＳＦＺ法の場合には
溶液の溶解度が変化し、成長する結晶の特性が変化して
しまう。なお、最悪の場合には、溶融帯１３が維持でき
なくなり、垂れてしまうことで育成不能になったりす
る。
が透明隔壁２１の内側で固まることにより、透明隔壁２
１の内面が曇り、つまり透明度が落ち、結晶に供給され
る熱量や、熱分布が変化することに起因するもので、こ
れによって溶融帯１３の長さや位置、温度が変化し、溶
融帯１３自身の表面張力や密度、ＴＳＦＺ法の場合には
溶液の溶解度が変化し、成長する結晶の特性が変化して
しまう。なお、最悪の場合には、溶融帯１３が維持でき
なくなり、垂れてしまうことで育成不能になったりす
る。
【０００８】このため、従来においては透明隔壁２１の
曇りの発生が少なくなるように、より大径の透明隔壁を
用いたり、あるいは雰囲気ガスを大量に流したりすると
いったことが行われている。
曇りの発生が少なくなるように、より大径の透明隔壁を
用いたり、あるいは雰囲気ガスを大量に流したりすると
いったことが行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
においては透明隔壁２１の曇りの発生を低減すべく、大
径の透明隔壁を用いたり、雰囲気ガスを大量に流すとい
ったことが行われている。しかしながら、これらの方法
では曇りを完全に防ぐことはできず、結局は曇りによっ
て育成不能な状態になる前に、結晶成長を終わらせざる
をえないものとなっていた。
においては透明隔壁２１の曇りの発生を低減すべく、大
径の透明隔壁を用いたり、雰囲気ガスを大量に流すとい
ったことが行われている。しかしながら、これらの方法
では曇りを完全に防ぐことはできず、結局は曇りによっ
て育成不能な状態になる前に、結晶成長を終わらせざる
をえないものとなっていた。
【００１０】このことは、育成中に結晶の特性が変化し
てしまうという問題の他に、基本的に長く育成するほど
結晶の欠陥を少なくすることができるというＦＺ法特有
の利点を生かすことができないという問題、さらには育
成時間が限定されるため、育成速度または育成長が限定
されるという問題を生じ、ＦＺ法による単結晶製造の大
きな障害となっていた。
てしまうという問題の他に、基本的に長く育成するほど
結晶の欠陥を少なくすることができるというＦＺ法特有
の利点を生かすことができないという問題、さらには育
成時間が限定されるため、育成速度または育成長が限定
されるという問題を生じ、ＦＺ法による単結晶製造の大
きな障害となっていた。
【００１１】この発明の目的はこの問題に鑑み、透明隔
壁に曇りが発生しないようにした単結晶製造装置を提供
することにある。
壁に曇りが発生しないようにした単結晶製造装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、浮遊
溶融帯法または溶媒移動浮遊溶融帯法により単結晶を製
造する装置において、単結晶の育成が行われる透明隔壁
に、その透明隔壁を加熱する手段が設けられる。
溶融帯法または溶媒移動浮遊溶融帯法により単結晶を製
造する装置において、単結晶の育成が行われる透明隔壁
に、その透明隔壁を加熱する手段が設けられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。なお、図３と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１はこ
の発明の一実施例を示したものである。この例では単結
晶の育成が行われる透明隔壁２１に、その透明隔壁２１
自身を加熱する手段として、ヒータ３１が取り付けられ
る。ヒータ３１はこの例では帯状とされており、透明隔
壁２１の両端部において、それぞれその外周面に巻き付
けられて取り付けられている。
照して実施例により説明する。なお、図３と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１はこ
の発明の一実施例を示したものである。この例では単結
晶の育成が行われる透明隔壁２１に、その透明隔壁２１
自身を加熱する手段として、ヒータ３１が取り付けられ
る。ヒータ３１はこの例では帯状とされており、透明隔
壁２１の両端部において、それぞれその外周面に巻き付
けられて取り付けられている。
【００１４】これらヒータ３１が巻き付けられた位置
は、図１に示したように回転楕円面鏡１９の鏡面の外側
であるため、赤外線の集光に対しては何ら影響しない。
また、透明隔壁２１自身は、その結晶育成部位に関係し
ない両端部分で固定されているため、結晶育成部位に対
してヒータ３１の熱が影響を及ぼすこともない。上記の
ような構造とすることにより、透明隔壁２１を加熱する
ことができ、これにより蒸発ガスが透明隔壁２１の表面
で固まるのを防ぐことができ、よって曇りの発生を防止
することができる。なお、この例では透明隔壁２１を加
熱する手段として、帯状のヒータ３１を用いているが、
これに限るものではなく、他の機構を用いることも可能
である。
は、図１に示したように回転楕円面鏡１９の鏡面の外側
であるため、赤外線の集光に対しては何ら影響しない。
また、透明隔壁２１自身は、その結晶育成部位に関係し
ない両端部分で固定されているため、結晶育成部位に対
してヒータ３１の熱が影響を及ぼすこともない。上記の
ような構造とすることにより、透明隔壁２１を加熱する
ことができ、これにより蒸発ガスが透明隔壁２１の表面
で固まるのを防ぐことができ、よって曇りの発生を防止
することができる。なお、この例では透明隔壁２１を加
熱する手段として、帯状のヒータ３１を用いているが、
これに限るものではなく、他の機構を用いることも可能
である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
透明隔壁２１の曇りの発生を防止することができる。従
って、従来問題となっていた透明隔壁の曇りに起因する
結晶特性の不均一や育成速度、育成長の制限を解消する
ことができ、より均質、高品質で大きな単結晶を得るこ
とが可能となる。
透明隔壁２１の曇りの発生を防止することができる。従
って、従来問題となっていた透明隔壁の曇りに起因する
結晶特性の不均一や育成速度、育成長の制限を解消する
ことができ、より均質、高品質で大きな単結晶を得るこ
とが可能となる。
【図１】この発明の一実施例を説明するための図。
【図２】浮遊溶融帯法による単結晶の育成を説明するた
めの図。
めの図。
【図３】従来の単結晶製造装置を説明するための図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 久夫 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 Ｆターム(参考） 4G050 EA05 5F053 AA19 BB05 BB21 BB60 FF04 GG01 RR01 RR04
Claims (1)
- 【請求項１】 浮遊溶融帯法または溶媒移動浮遊溶融帯
法により単結晶を製造する装置において、 単結晶の育成が行われる透明隔壁に、その透明隔壁を加
熱する手段が設けられていることを特徴とする単結晶製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223895A JP2000053485A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223895A JP2000053485A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 単結晶製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000053485A true JP2000053485A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=16805400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10223895A Pending JP2000053485A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000053485A (ja) |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP10223895A patent/JP2000053485A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050711 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20051109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070926 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081216 |