JP2005247668A - 単結晶育成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原料棒および／または種結晶棒が蒸発し易い材料であっても単結晶を育成可能な単結晶育成装置を提供する。
【解決手段】 回転楕円面鏡１１，１２の一方側の焦点Ｆ₁，Ｆ₂に配置された加熱源１３，１４と、他方側の共通焦点Ｆ₀の被加熱部１５を囲む石英管２３と、石英管２３内にあって上結晶駆動軸１６に支持された原料棒１７と、下結晶駆動軸１８に支持された種結晶棒１９とを有する単結晶育成装置１０において、前記石英管２３内に少なくとも原料棒１７を囲繞するように、蒸発物吸着ジャケット２４を設け、その端部２４ａの位置を、溶融帯４２の中心部から５０±２０ｍｍの範囲内に設定した。蒸発物吸着ジャケット２４は、冷却媒体通路を有し、この冷却媒体通路に冷却媒体供給口と冷却媒体出口とを設けて冷却媒体で冷却し、溶融帯からの蒸発物質を蒸発物吸着ジャケット２４で吸着する。
【選択図】 図１

Description

本発明は単結晶育成装置に関し、詳しくは、集中加熱方式のフローティング法により単結晶を育成する際に、蒸発し易い材料からの蒸発物を吸着して加熱源から石英管の赤外線透過率の低下を防止し安定して結晶育成を可能にする単結晶育成装置に関するものである。

単結晶を育成する場合、フローティングゾーン式の単結晶育成装置を用いることは公知である（例えば、特許文献１参照。）。

このフローティングゾーン式の単結晶育成装置の一例を、図７に示す。図７は、熱源にハロゲンランプを用いた双楕円型の単結晶育成装置５０の縦断正面図で、図８は図７のＢ−Ｂ線に沿う横断面図を示し、図９は被加熱部の拡大正面図を示す。

単結晶育成装置５０は、対称形の２つの回転楕円面鏡５１，５２を有し、各々の一方の焦点Ｆ₀，Ｆ₀が一致するように対向結合させて加熱炉を構成する。この回転楕円面鏡５１，５２の内面、すなわち反射面は、赤外線を高反射率で反射させるために金めっき処理が施されている。各回転楕円面鏡５１，５２の他方の焦点Ｆ₁，Ｆ₂付近には、加熱源、例えば、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ５３，５４が固定配置してある。各回転楕円面鏡５１，５２の一致した焦点Ｆ₀には被加熱部５５が位置し、上方から鉛直方向に延びる上結晶駆動軸５６の下端に固定した原料棒５７と、下方から鉛直方向に延びる下結晶駆動軸５８の上端に固定された種結晶棒５９とを突き合わせてある。前記上結晶駆動軸５６および下結晶駆動軸５８は、図示するように、保持部材６０，６１によって気密に保持され、図示しないサーボモータ等の駆動モータで回転自在、かつ、同期または相対速度を有して昇降自在に保持されている。

前記原料棒５７および種結晶棒５９が配置された空間ｍ₁を、赤外線ランプ５３，５４が配置された空間ｍ₂と区画して、単結晶育成室６２を形成する透明な石英管６３を設けて、上記単結晶育成室６２に結晶育成に対して好適な不活性ガス等を充満させ、一方、赤外線ランプ５３，５４を安全に点灯させるために、赤外線ランプ５３，５４を空冷する。

このように、回転楕円面鏡５１，５２内において、石英管６３によって限定された空間ｍ₁を単結晶育成室６２とすることにより、石英管６３を設けないで回転楕円面鏡５１，５２からなる加熱炉全体を単結晶育成室とする場合に比較して、単結晶育成室６２の容積が格段に小さくなり、したがって、この単結晶育成室６２を短時間で所定の単結晶育成雰囲気に置換でき、かつ、その雰囲気状態を容易に維持できる。

前記の単結晶育成装置５０によれば、回転楕円面鏡５１，５２の第１，第２の焦点Ｆ₁，Ｆ₂に配置された赤外線ランプ５３，５４から照射される赤外線を、上記回転楕円面鏡５１，５２で反射させ、共通の焦点Ｆ₀に位置する被加熱部５５に集光させて赤外線加熱する。この赤外線加熱による輻射エネルギにより、被加熱部５５の原料棒５７の下端および種結晶棒５９の上端を加熱溶融させながら、円滑に接触させることにより、図９に示すように、原料棒５７と種結晶棒５９間の被加熱部５５にフローティングゾーン６４を形成させる。

そして、下端に原料棒５７を固定した上結晶駆動軸５６と上端に種結晶棒５９を固定した下結晶駆動軸５８とを共に回転させ、かつ、同期または相対速度を有してゆっくり下方に向かって移動させることによって、原料棒５７と種結晶棒５９間のフローティングゾーン６４が次第に原料棒５７側に移動していって、結晶が成長していき単結晶が育成される。なお、図９における５７ａは原料棒５７側の固液界面を示し、５９ａは種結晶棒５９側の固液界面を示している。

このようなフローティングゾーン式の単結晶育成装置５０を用いれば、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ５３，５４から照射される赤外線を、上記回転楕円面鏡５１，５２の全面で反射させ、共通の焦点Ｆ₀に位置する被加熱部５５に集光させて赤外線加熱するので、比較的低出力の小型の赤外線ランプ５３，５４で、被加熱部５５を高温度に加熱できるのみならず、赤外線ランプ５３，５４の入力電力を制御することで、被加熱部５５の温度を容易かつ確実に制御できる。

また、原料棒５７および種結晶棒５９の融液が他の物質に接触しないフローティング状態で単結晶が育成できるので、坩堝式単結晶育成に比較して坩堝から溶出する不純物によって育成される単結晶の純度を低下させることがなく、高純度の単結晶を容易に育成することができる。

このような単結晶育成装置５０において、原料棒５７および／または種結晶棒５９が融点近傍で蒸発し易い物質である場合は、赤外線ランプ５３，５４の集中加熱によって、原料棒５７と種結晶棒５９の間の被加熱部５５，すなわちフローティングゾーンから蒸発が始まり、その蒸発物が石英管６３内に拡がり、これを放置しておくと石英管６３の内壁面の比較的温度の低い部分に付着する。すると、蒸発物が付着した石英管６３の内壁面は、蒸発物自体が赤外線を吸収し、石英管の赤外線透過率を低下させる。また、石英管６３内での蒸発物質の浮遊滞留により、石英管６３内の赤外線透過率が低下することもある。つまり、蒸発物質を放置しておくと、前述の２つの赤外線透過率低下現象が生じて、被加熱物の加熱条件が変化し、所望の組成の単結晶育成ができなくなることがある。

さらに、蒸発物が付着した石英管６３は、付着した蒸発物自体が赤外線を吸収し、発熱するので、蒸発物が付着した石英管部位の温度が上昇し微細に再結晶化し、白濁化し、石英ガラス強度が著しく低下し、破損し易くなる。

このため、このような被加熱部５５からの蒸発物質による赤外線透過率低下現象や石英管６３の破損を防止するため、石英管６３内に水冷ジャケットを配置して、被加熱部５５から発生する蒸発物質を積極的に排除することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平３−８８７９０号公報（第２欄第９行〜第４欄第３２行、第２図〜第４図） 特公昭６３−６２８７３号公報（第２欄第１２行〜第４欄第３２行、図２〜図４）

ところで、上記の特許文献２に記載された単結晶育成装置においては、第２図からも明らかなとおり、水冷ジャケットの端部が被加熱部から相当離れているために、水冷ジャケットによる蒸発物の吸着作用よりも石英管の焦点から少し離れた比較的高温でない石英管内壁面に蒸発物が付着する作用が優勢になって蒸発物が付着し、上記の蒸発物質による赤外線透過率低下現象を効果的に抑制したり、石英管の破損を確実に防止したりすることが困難であった。特に、焦点断面直上の２０〜１５０ｍｍの間で著しく蒸発物が付着する。

例えば、ルテニウム酸化物であるＳｒ₂ＲｕＯ₄を育成するためには、被加熱部５５を２，２００〜２，３００℃に加熱しなければならず、このような高温状態のフローティングゾーンから、単結晶育成中にＲｕＯ₂が蒸発し易いため、ＲｕＯ₂の蒸発物質による赤外線透過率低下現象が顕著であった。

また、このようにＲｕＯ₂が育成中に蒸発し易いということは、原料棒や種結晶棒中のＲｕ量が蒸発によって減少していくことに起因して、育成される単結晶の組成が所望の組成から変動することにもなるため、原料棒は予めＲｕＯ₂の蒸発量を見込んで調製することが必要になる。

一方、水冷ジャケットの端部を被加熱部に必要以上に接近させることは、この水冷ジャケット端部によって被加熱部に照射される赤外線が遮蔽されるために、特に、高融点材料については、被加熱部を所定温度に加熱することができないという問題点があった。

さらに、一般的には、単結晶育成速度が遅いほど結晶品質が良くなるが、蒸発が著しい物質では、可及的に蒸発を抑えるために、単結晶育成速度を、例えば、４０ｍｍ／ｈｒと速くして育成が行われている。しかしながら、結晶品質の観点からは、もっと低速度で育成することによって、より結晶品質を向上させ、機能性を発現できる可能性がある。したがって、蒸発し易い物質を含む材料であっても、より低速度で単結晶を育成したいという要求がある。

そこで、本発明は、融点近傍で蒸発し易い材料からの蒸発物質を効果的に吸着して、石英管の赤外線透過率の低下現象抑制や破損防止ができるとともに、被加熱部を安定して所定温度で加熱できる単結晶育成装置を提供することを目的とするものである。

本発明の単結晶育成装置は、上記課題を解決するために、回転楕円面鏡と、この回転楕円面鏡の一方の焦点に配置された加熱源と、回転楕円面鏡の他方の焦点に配置された原料棒および種結晶棒と、この原料棒および種結晶棒を囲繞する石英管とを有し、前記加熱源の赤外線を回転楕円面鏡で反射して他方の焦点に配置された原料棒および種結晶棒に照射して単結晶を育成する単結晶育成装置において、前記原料棒または、原料棒および種結晶棒を囲繞する蒸発物吸着ジャケットの端部位置を、原料棒および種結晶棒の溶融帯中央部から５０±２０ｍｍの範囲内に設定したことを特徴とするものである（請求項１）。

また、本発明の単結晶育成装置は、前記原料棒が上方に配置され、種結晶棒が下方に配置されており、少なくとも原料棒を前記蒸発物吸着ジャケットが囲繞していることを特徴とするものである（請求項２）。

また、本発明の単結晶育成装置は、前記蒸発物吸着ジャケットが、冷却手段を備えていることを特徴とするものである（請求項３）。

また、本発明の単結晶育成装置は、前記冷却手段が、蒸発物吸着ジャケットの内部に冷却媒体を流すものであることを特徴とするものである（請求項４）。

また、本発明の単結晶育成装置は、蒸発物吸着ジャケットの外表面が蒸発物吸着面積を増大するためにフィン形状を有することを特徴とするものである（請求項５）。

また、本発明の単結晶育成装置は、前記フィン形状が、蒸発物吸着ジャケットの軸方向に沿って平行状に形成されていることを特徴とするものである（請求項６）。

上記の単結晶育成装置によれば、蒸発物吸着ジャケットの端部位置が原料棒と種結晶棒との溶融帯の近傍部分まで接近しているので、溶融体から蒸発した蒸発物を蒸発物吸着ジャケットですばやく吸着して石英管内を蒸発物が浮遊滞留することを防止するとともに、被加熱部近傍の石英管の内壁面に蒸発物が付着凝集して石英管の赤外線透過率低下現象を防止することができるため、原料棒や種結晶棒が蒸発し易い材料からなる場合や、蒸発し易い物質を含む場合であっても、単結晶を育成することができる。しかも、蒸発物吸着ジャケットの端部位置が原料棒と種結晶棒との溶融帯の近傍部分に必要以上に接近していないので、加熱源から被加熱部へ照射される赤外線が蒸発物吸着ジャケットによって遮蔽されることが無く、被加熱部に十分な赤外線エネルギを供給して所定温度に加熱することができ、単結晶育成に必要な溶融帯を形成することができる。

なお、蒸発物吸着ジャケットの端部位置が、原料棒と種結晶棒との溶融帯の中心位置から５０＋２０ｍｍ＝７０ｍｍを越えると、蒸発物吸着ジャケットの端部位置が、原料棒と種結晶棒との溶融帯の中心位置から離れすぎて、蒸発物吸着ジャケットによる蒸発物の吸着作用が不十分になり、蒸発物の浮遊滞留や石英管内壁面への付着凝縮物質による赤外線透過率低下現象の抑制効果が十分発揮されなくなる。

一方、蒸発物吸着ジャケットの端部位置が、原料棒と種結晶棒との溶融帯の中心位置から５０−２０ｍｍ＝３０ｍｍ未満であると、加熱源からの赤外線が蒸発物吸着ジャケットの端部によって遮蔽されて、被加熱部に到達する赤外線エネルギが低下して被加熱部を十分に加熱することができないため、低融点物質の加熱溶融は加熱源からの赤外線エネルギの増大で遮蔽分を補うことができても、高融点物質の単結晶育成は困難になる。

また、上記の単結晶育成装置によれば、原料棒が上方に配置され、種結晶棒が下方に配置されており、少なくとも原料棒を前記蒸発物吸着ジャケットが囲繞しているので、原料棒および種結晶棒の溶融帯から蒸発して雰囲気ガスとともに対流によって上昇する蒸発物質を、上方に配置された蒸発物吸着ジャケットによって、確実に吸着することができる。

また、上記の単結晶育成装置によれば、前記蒸発物吸着ジャケットが、冷却手段を備えているので、冷却手段によって蒸発物吸着ジャケットを十分に冷却することができ、蒸発物吸着ジャケットの内面温度を十分低くして、原料棒および種結晶棒の溶融帯からの蒸発物質を迅速、かつ確実に吸着することができる。

また、上記の単結晶育成装置によれば、前記冷却手段が、蒸発物吸着ジャケットの内部に冷却媒体を流すものであるから、冷却水などの手軽に入手可能で安価な冷却媒体によって蒸発物吸着ジャケットを冷却することができ、蒸発物吸着ジャケットを安価に構成することができるとともに、維持費を低減することができる。

また、上記の単結晶育成装置によれば、蒸発物吸着ジャケットの外表面はフィン形状に構成してあるので、より大きな吸着面積をもつことにより、効果的に多くの蒸発物の吸着が可能になる。

また、上記の単結晶育成装置によれば、前記フィン形状が、蒸発物吸着ジャケットの軸方向に沿って平行状に形成されているので、蒸発物吸着ジャケットの外表面側に回った蒸発物は上昇流に従って複数のフィン間の溝部を通り、効果的に蒸発物質を吸着することができる。

以下、本発明における単結晶育成装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、加熱源に赤外線ランプを用いた双楕円型の単結晶育成装置１０における要部の概略縦断正面図で、図２は図１の単結晶育成装置１０におけるＡ−Ａ線に沿う概略横断面図を示す。

単結晶育成装置１０は、対称形の２つの回転楕円面鏡１１，１２を有する。各回転楕円面鏡１１，１２は一方の焦点Ｆ₁，Ｆ₂と他方の焦点Ｆ₀とを有し、各々の他方の焦点Ｆ₀（図２参照）が一致するように対向結合させて加熱炉を構成している。この回転楕円面鏡１１，１２の内面，すなわち反射面は、赤外線を高反射率で反射させるために金めっき処理が施されている。

各回転楕円面鏡１１，１２の一方の焦点Ｆ₁，Ｆ₂付近には、加熱源の一例として、例えば、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ１３，１４が固定配置してある。各回転楕円面鏡１１，１２の一致した他方の焦点Ｆ₀には被加熱部１５が位置し、この被加熱部１５を含むように石英管２３が鉛直方向に設置されている。

この石英管２３は、石英管２３の内方部分ｍ₁をそれ以外の回転楕円面鏡１１，１２の内方部分ｍ₂と区分することによって、石英管２３の内方部分ｍ₁を単結晶育成に適する雰囲気に置換し、かつ、その雰囲気状態を維持し易くするものである。一方で、各回転楕円面鏡１１，１２内の内方部分ｍ₂の赤外線ランプ１３，１４を、石英管２３の内方部分ｍ₁内の被加熱部１５に影響を与えることなく冷却するのに役立つ。

各回転楕円面鏡１１，１２の一致した焦点Ｆ₀に位置する被加熱部１５では、上方から鉛直方向に延びる上結晶駆動軸１６の下端に固定した原料棒１７と、下方から鉛直方向に延びる下結晶駆動軸１８の上端に固定された種結晶棒１９とを突き合わせている。前記上結晶駆動軸１６および下結晶駆動軸１８は、図示するように、保持部材２０，２１によって気密に保持され、図示しないサーボモータ等の駆動モータで回転自在、かつ、同期して、または相対速度を有して昇降自在に保持されている。

上記の単結晶育成装置１０において、石英管２３内の原料棒１７と種結晶棒１９との周囲には、円筒状の蒸発物吸着ジャケット２４，２５が配置されている。溶融帯（フローティングゾーン。以下、ＦＺという）４２の中心位置から原料棒１７側の蒸発物吸着ジャケット２４の下端２４ａまでの寸法Ｌ₁および種結晶棒１９側の蒸発物吸着ジャケット２５の上端２５ａまでの寸法Ｌ₂は、それぞれ５０±２０ｍｍの範囲内に設定されている。

前記蒸発物吸着ジャケット２４，２５は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、耐食性の高いステンレス（例えば、ＳＵＳ ３０４）などによって略２重円筒状に形成されており、内部に冷却媒体通路２６，２７を有する。冷却媒体通路２６の上端部の一部および冷却媒体通路２７の端部の一部にそれぞれ冷却媒体供給口２８，２９を有するとともに、冷却媒体供給口２８，２９に対して周方向に適当な角度位置，例えばそれぞれ１８０°の位置に、冷却媒体出口３０，３１を有する。

また、前記冷却媒体通路２６，２７内には、前記冷却媒体供給口２８，２９と冷却媒体出口３０，３１とを結ぶ線と直交する方向に、冷却媒体通路２６，２７をそれぞれ冷却媒体通路２６ａ，２６ｂと，２７ａ，２７ｂとにほぼ２分するように、軸方向に沿って仕切板３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを設けてある。仕切板３２ａ，３２ｂの下端位置は、冷却媒体通路２６の下端位置よりも高く、また、仕切板３３ａ，３３ｂの上端位置は、冷却媒体通路２７の上端よりも低く設定してある。

このため、冷却媒体供給口２８から一方の冷却媒体通路２６ａ内に供給された冷却媒体は、仕切板３２ａ，３２ｂの下方を通って、冷却媒体出口３０側の他方の冷却媒体通路２６ｂに入り、冷却媒体出口３０から外部に排出される。また、冷却媒体供給口２９から一方の冷却媒体通路２７ａに供給された冷却媒体は、仕切板３３ａ，３３ｂの上方を通って、冷却媒体出口３１側の他方の冷却媒体通路２７ｂに入り、冷却媒体出口３１から外部に排出される。

このように、冷却媒体が被加熱部１５から離隔した位置にある冷却媒体供給口２８，２９から冷却媒体通路２６，２７内に供給され、仕切板３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂによって被加熱部１５に近い位置を通って、冷却媒体出口３０，３１から排出されることによって、蒸発物吸着ジャケット２４，２５全体，特に被加熱部１５に近い端部２４ａ，２５ａを効率良く冷却して、蒸発物質の吸着効果を高めるようにしている。

さらに、前記蒸発物吸着ジャケット２４，２５は、内表面３４，３５が直円筒状の吸着部と、外表面に吸着部３６，３７を有する。図示例の外表面の吸着部３６，３７は、軸線方向に沿って突条に形成された複数のフィン３８，３９によって凹凸状に形成されており、各フィン３８，３８間および３９，３９間に溝部４０，４１が形成されている。

次に、上記の単結晶育成装置１０の動作について説明する。まず、蒸発物吸着ジャケット２４，２５の冷却媒体供給口２８，２９から冷却媒体通路２６，２７内に冷却水などの冷却媒体を供給しながら、冷却媒体出口３０，３１から冷却媒体を排出して、蒸発物吸着ジャケット２４，２５を所定温度に冷却しておく。このとき、前述のように、冷却媒体が仕切板３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂによって、冷却媒体通路２６，２７内の被加熱部１５に近い端部を効率良く冷却し、所定の低温状態に維持する。

そして、石英管２３内を不活性ガス等適切な雰囲気ガスで置換した後、回転楕円面鏡１１，１２の一方の焦点Ｆ₁，Ｆ₂近傍に配置された赤外線ランプ１３，１４に通電して、赤外線ランプ１３，１４から照射される赤外線を、上記回転楕円面鏡１１，１２で反射させ、共通の他方の焦点Ｆ₀に位置する被加熱部１５に集光させて赤外線加熱する。この赤外線加熱による輻射エネルギにより、被加熱部１５の原料棒１７の下端および種結晶棒１９の上端を加熱溶融させながら、円滑に接触させることにより、図４に示すように、原料棒１７と種結晶棒１９間の被加熱部１５に、断面積が小さいＦＺ４２を形成させる。

このとき、上側の蒸発物吸着ジャケット２４の下端位置および下側の蒸発物吸着ジャケット２５の上端位置が、ＦＺ４２の中心位置から５０±２０ｍｍの範囲に設定されているから、蒸発物吸着ジャケット２４，２５の存在によって被加熱部１５への赤外線が遮蔽されることがなく、被加熱部１５は単結晶育成に必要な所定温度に加熱されて、良好なＦＺ４２が形成される。

そして、下端に原料棒１７を固定した上結晶駆動軸１６と、上端に種結晶棒１９を固定した下結晶駆動軸１８とを共に回転させ（例えば、２０〜３０ｒｐｍ）、かつ、同期してゆっくり下方に向かって移動させることによって、原料棒１７と種結晶棒１９間の被加熱部１５に形成されたＦＺ４２が次第に原料棒１７側に移動していって、単結晶が育成される。なお、図４における１７ａは原料棒１７側の固液界面を示し、１９ａは種結晶棒１９側の固液界面を示している。

このとき、原料棒１７および／または種結晶棒１９が蒸発し易い材料からなる場合または蒸発し易い物質を含む場合は、赤外線加熱によってＦＺ４２から蒸発し易い物質が蒸発する。しかしながら、石英管２３内には蒸発物吸着ジャケット２４，２５が原料棒１７および種結晶棒１９を囲繞して設けられており、この蒸発物吸着ジャケット２４，２５が冷却媒体によって冷却されて低温度に維持されているので、ＦＺ４２からの蒸発物質は蒸発物吸着ジャケット２４，２５によって吸着されて、石英管２３の内部を浮遊滞留したり石英管２３の内壁面に付着したりすることが防止される。

このため、石英管２３の内部を浮遊滞留する蒸発物質や石英管２３の内壁面に付着凝縮した蒸発物質に起因する赤外線透過率の減少が防止されて、赤外線ランプ１３，１４から被加熱部１５に所定の赤外線エネルギを供給して被加熱部１５を所定温度に加熱することができ、良好なＦＺ４２を形成して単結晶を育成することができる。

また、原料棒１７および種結晶棒１９のＦＺ４２からの蒸発物質の石英管２３内壁面への付着が抑制されるので、石英管２３内壁面への蒸発物質の付着に起因する石英管２３の赤外線透過率の低下、および蒸発物質の付着に起因する白濁化失透部分の温度上昇による石英管２３の破損を防止することができる。

なお、ＦＺ４２から蒸発した蒸発物質が、万一蒸発物吸着ジャケット２４，２５の外表面側に移動しても、蒸発物質が複数のフィン３８，３８間および３９，３９間の溝部４０，４１を通過する過程で、ＦＺ４２に近い端部よりも低温の位置で吸着される。さらに、この外表面側は、複数のフィン３８，３９による凹凸状であるため、その大きな吸着表面積によって吸着可能な蒸発物質量を多くでき、蒸発物吸着ジャケット２４，２５はより長時間の結晶育成に使用することができる。

上記の蒸発物吸着ジャケット２４，２５の外表面における複数のフィン３８，３９の数および／またはその断面形状は、育成する単結晶に応じて、換言すれば、被加熱部１５の加熱温度や原料棒１７や種結晶棒１９の材料、またはそれらに含まれる物質の蒸発性などに応じて任意に設定することができる。例えば、図５に示すように、蒸発物吸着ジャケット２４，２５の外表面の放熱部３６，３７を、周方向に等間隔の３２個の逆台形断面形状のフィン３８，３９で軸線に沿って平行状に形成することができる。このような構成にすれば、放熱部３６，３７の表面積を大きく、かつ溝部４０，４１を幅が一定で深く形成することができる。

なお、上記実施形態では、原料棒１７側および種結晶棒１９側の両方に蒸発物吸着ジャケット２４，２５を設ける場合について説明したが、図６に示すように、原料棒１７側（上側）にのみ、蒸発物吸着ジャケット２４を設けるようにしてもよい。

このように、原料棒１７側（上側）にのみ、蒸発物吸着ジャケット２４を設けるようにしてもよい理由は、ＦＺ４２から蒸発した蒸発物質は石英管２３内を対流する不活性ガスとともに石英管２３内を対流により上昇する性質があるので、上方に位置する原料棒１７側にのみ蒸発物吸着ジャケット２４を設けるようにしても、蒸発物質の十分な吸着効果が得られるためである。

また、上記実施形態では、蒸発物吸着ジャケット２４，２５の吸着部３６，３７に、軸線に沿う直線状のフィン３８，３９を形成する場合について説明したが、軸線に対して蛇行状または螺旋状のフィンを形成してもよい。このような蛇行状または螺旋状のフィンを形成すれば、軸線方向に沿った直線状のフィンに比較して、蒸発物吸着ジャケット２４，２５の吸着部３６，３７の吸着面積をさらに増大することができる。

なお、単結晶を育成する材料が比較的蒸発が少ない材料の場合は、蒸発物吸着ジャケット２４，２５の外表面にフィン状の吸着部３６，３７を形成することは必ずしも必要ではなく、単なる円筒状のものでも良い。

本発明の実施形態の単結晶育成装置における縦断正面図である。 図１に示す本発明の単結晶育成装置におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図である。 （Ａ）は図１の単結晶育成装置における蒸発物吸着ジャケットの拡大部分縦断正面図である。 （Ｂ）は（Ａ）の蒸発物吸着ジャケットの拡大平面図である。 （Ｃ）は（Ａ）の蒸発物吸着ジャケットの拡大底面図である。 図１の単結晶育成装置におけるフローティングゾーンの拡大正面図である。 本発明に係る単結晶育成装置の蒸発物吸着ジャケットのフィン形状を示す底面図である。 本発明における単結晶育成装置の別の実施形態における要部拡大部分従断正面図である。 従来の単結晶育成装置における縦断正面図である。 図７の単結晶育成装置におけるＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。 図７の単結晶育成装置における被加熱部の拡大正面図である。

符号の説明

１０ 単結晶育成装置
１１，１２ 回転楕円面鏡
１３，１４ 加熱源（赤外線ランプ）
１５ 被加熱部
１６ 上結晶駆動軸
１７ 原料棒
１７ａ 原料棒側の固液界面
１８ 下結晶駆動軸
１９ 種結晶棒
１９ａ 種結晶棒側の固液界面
２３ 石英管
２４，２５ 蒸発物吸着ジャケット
２４ａ，２５ａ 蒸発物吸着ジャケットの端部
２６，２６ａ，２７，２７ａ 冷却媒体通路
２８，２９ 冷却媒体供給口
３０，３１ 冷却媒体出口
３２ａ，３３ａ，３２ｂ，３３ｂ 仕切板
３４，３５ 内表面
３６，３７ 吸着部
３８，３９ フィン
４０，４１ 溝部
４２ 溶融帯（フローティングゾーン）
Ｌ₁，Ｌ₂ 溶融帯の中心位置から蒸発物吸着ジャケット端部までの寸法

Claims (6)

1. 回転楕円面鏡と、この回転楕円面鏡の一方の焦点に配置された加熱源と、回転楕円面鏡の他方の焦点に配置された原料棒および種結晶棒と、この原料棒および種結晶棒を囲繞する石英管とを有し、前記加熱源の赤外線を回転楕円面鏡で反射して他方の焦点に配置された原料棒および種結晶棒に照射して単結晶を育成する単結晶育成装置において、
   前記原料棒または、原料棒および種結晶棒を囲繞する蒸発物吸着ジャケットの端部位置を、原料棒および種結晶棒の溶融帯中央部から５０±２０ｍｍの範囲内に設定したことを特徴とする単結晶育成装置。
2. 前記原料棒が上方に配置され、種結晶棒が下方に配置されており、少なくとも原料棒を前記蒸発物吸着ジャケットが囲繞していることを特徴とする請求項１に記載の単結晶育成装置。
3. 前記蒸発物吸着ジャケットが、冷却手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の単結晶育成装置。
4. 前記冷却手段が、蒸発物吸着ジャケットの内部に冷却媒体を流すものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の単結晶育成装置。
5. 蒸発物吸着ジャケットの外表面が蒸発物吸着面積を増大するためにフィン形状を有することを特徴とする請求項４に記載の単結晶育成装置。
6. 前記フィン形状が、蒸発物吸着ジャケットの軸方向に沿って平行状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の単結晶育成装置。