JP2013155069A - Sapphire single crystal growing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サファイア単結晶育成装置に関する。 The present invention relates to a sapphire single crystal growing apparatus.
サファイア原料を充填した坩堝を高温に加熱してサファイア原料を溶融し、坩堝内のサファイア原料融液の液面に上方からサファイア種結晶を接触させた後に上昇させることで、サファイア種結晶に連なる長尺の単結晶体を育成する、いわゆるチョクラルスキー法と呼ばれる単結晶育成方法が、従来から実施されている。 The crucible filled with sapphire raw material is heated to a high temperature to melt the sapphire raw material. Conventionally, a single crystal growth method called a so-called Czochralski method for growing a single crystal body of a scale has been practiced.
チョクラルスキー法によるサファイア単結晶育成では、坩堝の周囲に高周波電流が流される誘導コイルが配されており、この誘導コイルに高周波電流を流すことにより生じる誘導加熱によって坩堝が発熱し、坩堝内のサファイア原料が溶融される。チョクラルスキー法では、サファイア種結晶の上昇に伴い、このサファイア原料融液から引き上げられるようにサファイア単結晶体が成長する。 In sapphire single crystal growth by the Czochralski method, an induction coil in which a high-frequency current flows is arranged around the crucible, and the crucible generates heat by induction heating generated by flowing a high-frequency current through the induction coil. The sapphire raw material is melted. In the Czochralski method, as the sapphire seed crystal rises, a sapphire single crystal grows so as to be pulled up from the sapphire raw material melt.
サファイア単結晶体の最上部は、引き上げが進むにつれて坩堝から遠ざかっていく。坩堝から遠ざかった部分には、坩堝からの熱は伝わり難く、例えば発熱体が坩堝のみである場合には、成長中の単結晶体における温度分布が大きくなる。 The uppermost part of the sapphire single crystal body moves away from the crucible as the pulling proceeds. Heat from the crucible is difficult to be transmitted to a portion away from the crucible. For example, when the heating element is only the crucible, the temperature distribution in the growing single crystal increases.
例えば特許文献1には、温度分布に伴う熱応力によるサファイア単結晶体の損傷等を抑制するため、坩堝の上部に、坩堝以外の発熱体であるアフターヒータ部材を配置している。特許文献1記載のアフターヒータ部材は、例えばタングステン(W)やモリブデン(Mo)からなる円筒状の部材であり、坩堝の上部に、成長した単結晶体の周囲を囲むように配置されている。 For example, in Patent Document 1, an after heater member, which is a heating element other than the crucible, is disposed on the upper part of the crucible in order to suppress damage to the sapphire single crystal due to thermal stress accompanying the temperature distribution. The after-heater member described in Patent Document 1 is a cylindrical member made of, for example, tungsten (W) or molybdenum (Mo), and is arranged at the upper part of the crucible so as to surround the periphery of the grown single crystal.
特許文献1のアフターヒータ部材は、比較的安価で融点が高い金属である、タングステン(W)やモリブデン(Mo)からなる。タングステン(W)やモリブデン(Mo)、およびタンタル(Ta)は、これら金属と同様に高い融点を持つ金属であるイリジウム(Ir)等に比べて安価であるが、イリジウム(Ir)に比べて酸化し易い。特許文献1の育成装置では、タングステン(W)やモリブデン(Mo)からなるアフターヒータが雰囲気中の酸素と反応して酸化し、場合によっては酸化被膜の破片が単結晶体に付着したりする虞があるという問題点があった。一方、酸化し難い金属であるイリジウム(Ir)をアフターヒータ部材として使用した場合は、イリジウム(Ir)は、タングステン(W)やモリブデン(Mo)およびタンタル(Ta)に比べて材料価格が数十倍高いため、装置全体が高価になるといった問題点があった。本発明は、かかる問題点を解決するためになされた発明である。 The after heater member of Patent Document 1 is made of tungsten (W) or molybdenum (Mo), which is a relatively inexpensive metal having a high melting point. Tungsten (W), molybdenum (Mo), and tantalum (Ta) are less expensive than iridium (Ir), which is a metal having a high melting point like these metals, but oxidized compared to iridium (Ir). Easy to do. In the growing apparatus of Patent Document 1, an after heater made of tungsten (W) or molybdenum (Mo) reacts with oxygen in the atmosphere to be oxidized, and in some cases, a fragment of the oxide film may adhere to the single crystal. There was a problem that there was. On the other hand, when iridium (Ir), which is a metal that is difficult to oxidize, is used as an after-heater member, iridium (Ir) has a material price of several tens compared with tungsten (W), molybdenum (Mo), and tantalum (Ta). Since it is twice as expensive, there is a problem that the whole apparatus becomes expensive. The present invention has been made to solve such problems.
本発明は、サファイア原料が充填される坩堝と、電流が流れることで前記坩堝を発熱させて前記サファイア原料を溶融させ、前記坩堝内に貯留されたサファイア原料融液を得るための、前記坩堝の周囲に配置された誘導コイルと、サファイア種結晶を保持して上下動
し、前記坩堝内の前記サファイア原料融液に前記サファイア種結晶を接触させた後に上昇させることで、前記サファイア種結晶に連続したサファイア単結晶体を引き上げるための引き上げ機構と、前記坩堝の上部に配置された、前記誘導コイルに電流が流れることで前記坩堝とともに発熱し、前記坩堝から引き上げられた前記サファイア単結晶体を加熱するためのアフターヒータ部材とを備えるサファイア単結晶育成装置であって、前記アフターヒータ部材は、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする発熱部と、前記発熱部を被覆している、酸素を含有しない被覆層とを備えることを特徴とするサファイア単結晶育成装置を提供する。
The present invention provides a crucible filled with a sapphire raw material, the crucible for melting the sapphire raw material by causing the crucible to generate heat by flowing an electric current, and obtaining a sapphire raw material melt stored in the crucible. Holding the sapphire seed crystal around the induction coil and the sapphire seed crystal, the sapphire seed crystal is brought into contact with the sapphire raw material melt in the crucible and then raised, thereby being continuous with the sapphire seed crystal. A pulling mechanism for pulling up the sapphire single crystal, and heat generated together with the crucible when a current flows through the induction coil disposed on the crucible, and heating the sapphire single crystal pulled from the crucible A sapphire single crystal growth apparatus comprising an after heater member for performing tantalum (Ta) A sapphire single crystal growth comprising: a heat generating portion mainly composed of at least one of tungsten (W) and molybdenum (Mo); and a coating layer that covers the heat generating portion and does not contain oxygen. Providing equipment.
本発明のサファイア単結晶育成装置によれば、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)といった比較的安価な高融点金属材料を用いてアフターヒータ部材の発熱部を構成しつつ、この発熱部を、酸素を含有しない被覆層によって被覆して、発熱部の酸化を防止しており、比較的安価な装置構成でありながら、育成するサファイア単結晶への不純物の混入も少ない。 According to the sapphire single crystal growing apparatus of the present invention, the heat generating portion of the after heater member is configured using a relatively inexpensive high melting point metal material such as tantalum (Ta), tungsten (W), and molybdenum (Mo). The exothermic part is covered with a coating layer not containing oxygen to prevent oxidation of the exothermic part, and the contamination of the sapphire single crystal to be grown is small while the apparatus structure is relatively inexpensive.
以下、本発明のサファイア単結晶育成装置の一実施形態について説明する。図1は、本発明のサファイア単結晶育成装置1(以下、育成装置1ともいう。)の概略構成図である。図2は、育成装置1が備えるアフターヒータ部材の20の概略斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of the sapphire single crystal growing apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sapphire single crystal growing apparatus 1 (hereinafter also referred to as a growing apparatus 1) of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view of the after
育成装置1は、坩堝10、育成室16、保温材17、育成室16の側壁16aを介して坩堝10の側壁10aを囲むように配置されたコイル32、このコイル32に交流電流を流すための高周波電源30、結晶引き上げ機構40、ガス供給部60、排気部70および制御部50を有して構成されている。結晶引き上げ機構40、高周波電源30、ガス供給部60および排気部70には、制御部50が接続されている。制御部50は、CPUとメモリとを備えた例えば公知のコンピュータからなり、制御部50が、育成装置1全体の動作を制御する。
The growing apparatus 1 includes a
坩堝10は、例えばイリジウム(Ir)からなる、側壁12aの断面が円環状の容器体である。この坩堝10には、サファイア単結晶の原料である酸化アルミニウム粉末が充填され、さらに、坩堝10自体の発熱によって、この酸化アルミニウムが溶融されてなるサファイア原料融液が貯留される。育成装置1では、坩堝10の開口11から、結晶引き上げ機構40の引き上げ軸42が坩堝10内部に挿入される構成となっている。
The
坩堝10は、育成室16内に配置されている。坩堝10の周囲には保温材17が充填されている。保温材17は、例えばいわゆるジルコニアバブルからなり、坩堝10からの熱の放出を抑制する。育成室16は、坩堝10と同様の、側壁16aの断面が円環状の容器体であり、例えばジルコニア(ZrO2)を主成分としたセラミックスからなる。
The
育成室16には、育成室16の内面から突出した保温板18が設けられている。保温板18も、例えばジルコニア(ZrO2)を主成分としたセラミックスからなる。坩堝10の開口11の側の端部は、この保温板18の下側の主面と近接して配置されている。保温
板18も、坩堝10からの熱の放出を抑制する。
The
育成室16の天板部19には貫通孔19aが設けられており、この貫通孔19aに結晶引き上げ機構40の引き上げ軸42が挿通されている。引き上げ軸42も、例えばジルコニア(ZrO2)を主成分としたセラミックスからなる。サファイア単結晶の育成の際、引き上げ軸42の下端には、サファイア単結晶育成の基点となる、サファイア種結晶13(以降、種結晶13とする)が保持される。種結晶13は、高純度のサファイア単結晶体である。
A through hole 19a is provided in the top plate portion 19 of the
結晶引き上げ部40は、引き上げ軸42と、この引き上げ軸42を図中の上下方向に移動させる、引き上げ機構部44とを備えて構成されている。引き上げ機構部44は、図示しないモーター等の動力源と、この動力源によって駆動して引き上げ軸42を上下方向に移動させる図示しない機構部とを有している。サファイア単結晶育成の際、種結晶13は引き上げ軸42の先端(図1中の下端)に保持されて、坩堝10の開口11から、先端に種結晶13が取り付けられた引き上げ軸42が坩堝10内に挿入され、坩堝10に貯留されたサファイア原料融液の液面に種結晶13が接触する。引き上げ軸42は、坩堝10の開口11の中心を通る中心軸Cに対応する位置に配置されており、種結晶13の一部が中心軸Cに対応する位置に浸漬されて、種結晶13とサファイア原料融液とが接触する。
The
ガス供給部60は、図示しないガスボンベ、ガス流量計、ガス配管等を備えている。ガス供給部60は、ガス供給管62を介して育成室16内に接続されている。本実施形態では、ガス供給部60にはアルゴン(Ar)ガスボンベを備えており、ガス供給管62を介して育成室16内にアルゴン(Ar)ガスが送られる。排気部70は、例えば図示しない排気ポンプ等を備えている。排気部70は、排気管72を介して育成室16に接続されており、育成室16内の気体を排気管72を介して排気する。
The
育成室16内の保温板18の上側には、アフターヒータ部材20が配置されている。アフターヒータ部材20は、例えばタングステン(W)からなる円筒状の発熱部22と、発熱部22を被覆する、酸素を含有しない被覆層24を備えている。本実施形態の被覆層24は、例えば炭化珪素(SiC)からなる。アフターヒータ部材20はタングステン(W)に限定されず、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする金属であればよい。発熱部22の材質は、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)それぞれ1種のみであってもよく、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする合金であってもよい。
An after
コイル32は例えば銅からなり、高周波電源30に接続されている。コイル32は、坩堝10およびアフターヒータ部材20の周囲に配置されており、高周波電源30から高周波電圧が印加されて高周波電流が流れる。コイル32の高周波電流に起因した電磁界によって、坩堝10およびアフターヒータ部材20の発熱部22の表面に渦電流が流れ、坩堝10およびアフターヒータ部材20が発熱する。アフターヒータ部材20の発熱体22を構成するタングステン(W)は金属であり、例えば5.29×10−8Ω・mと高い導電性を有する。一方の炭化珪素(SiC)は半導電性であり、発熱体22に比べて著しく高い電気抵抗を有する。コイル32の交流電流に起因した電磁界のエネルギーによって、発熱体22の表面に集中して渦電流が形成され、発熱体22が発熱する。SiCは高い熱伝導性を有しており、発熱体22から発した熱は、被覆層24の表面まで良好に伝達し、被覆層24の表面が高温となる。
The
本実施形態では、アフターヒータ部材20が、発熱し易い金属からなる発熱部22を備えており、アフターヒータ部材20を比較的高い温度まで昇温させることができる。タン
タル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)は、融点が高く価格が比較的低くかつ発熱し易い一方で、比較的酸化し易いという特性を持つ。育成室16内には、残留した空気に含まれる酸素(O2)や、育成室16の材質であるジルコニア(ZrO2)等のセラミックスから脱離した酸素(O2)ガスなど、酸素(O2)ガスが存在する。タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする金属と酸素(O2)ガスとが高温下で接触すると、このような金属は容易に酸化されてしまう。
In the present embodiment, the after
本実施形態のアフターヒータ部材20は、発熱部22を被覆する、炭化珪素(SiC)からなり酸素を含有しない被覆層24を備えており、この被覆層24によって発熱部22の酸化が防止されている。ここで、酸素を含有しないとは、酸素含有割合が1質量%未満であることをいう。
The after-
炭化珪素(SiC)からなる被覆層24は、例えば公知のプラズマCVD法によって形成することができる。プラズマCVD法によって形成された炭化珪素(SiC)は、緻密かつ強固であり、機械的な耐久性が高い。例えば、タングステン(W)からなる発熱部22の表面を、酸素を含有しない、炭化珪素(SiC)からなる被覆層24によって被覆することで、発熱部22表面の酸化を抑制することができる。また、炭化珪素(SiC)は融点が2000℃以上と高く、化学的にも安定しており、炭化珪素(SiC)自体が酸化され難い。比較的発熱し易いと同時に比較的酸化し易いタングステン(W)からなる発熱部22に、炭化珪素からなる被覆層24を設けることで、発熱しやすく、かつ表面が酸化され難いアフターヒータ部材20を構成することができる。
The
例えば、炭化珪素(SiC)からなる、酸素を含有しない被覆層24を有することで、酸化され易いが比較的安価な、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする金属をアフターヒータ部材20に使用することができ、サファイア単結晶育成装置1の価格が高くなるのを抑えることができる。また、本実施形態のアフターヒータ部材20は、表面が酸化され難いので、複数回の単結晶育成に繰り返し使用することができ、サファイア単結晶育成を複数回にわたって繰り返し実施する場合のランニングコストを低減させることができる。
For example, at least one of tantalum (Ta), tungsten (W), and molybdenum (Mo) that is easily oxidized but relatively inexpensive by having the
本実施形態のアフターヒータ部材20の被覆層24は炭化珪素(SiC)からなるが、被覆層24は炭化珪素(SiC)に限定されず、酸素を含まない被覆層24であればよい。比較的高い耐熱性を有し、かつ酸素を含まない被覆層24の他の例として、窒化珪素(SiN)等が挙げられる。窒化珪素(SiN)からなる被覆層24も、例えば公知のプラズマCVD法によって形成することができる。
The
単結晶育成装置1におけるサファイア単結晶の育成では、まず坩堝10内に、サファイア単結晶の原料である酸化アルミニウム粉末が充填される。次に、排気ポンプ70によって、ガス排気管72を介して育成室16内の気体を排気した後、ガス供給部60により、ガス供給管62を介して育成室16内にアルゴンガスを充填する。以降、継続してアルゴンガスを育成室16内に供給しつつ自然排気し、育成室16を大気圧のアルゴンガス雰囲気とする。この状態で、高周波電源30によってコイル32に高周波電流を流し、坩堝10の側壁12、およびアフターヒータ部材20を発熱させる。坩堝10が発熱して高温となることで、坩堝10内のサファイア単結晶原料が溶融し、坩堝10内には溶融したサファイア単結晶原料(サファイア原料融液)が貯留された状態となる。
In the growth of the sapphire single crystal in the single crystal growth apparatus 1, first, the
このように、サファイア原料融液が坩堝10に貯留された状態で、坩堝10内のサファイア原料融液の液面に、種結晶13が接触させられる。種結晶13は、引き上げ軸42の先端に保持されて、坩堝10の開口11から、先端に種結晶13が取り付けられた引き上
げ軸42が坩堝10内に挿入されて、坩堝10の溶融原料の液面に種結晶13が接触する。引き上げ軸42は、坩堝10の開口11の中心を通る中心軸Cに対応する位置に配置されており、種結晶13の一部が中心軸Cに対応する位置に浸漬される。
Thus, the seed crystal 13 is brought into contact with the liquid surface of the sapphire raw material melt in the
種結晶13をサファイア原料融液に接触させた後、引き上げ軸42は、中心軸Cを中心に回転しながら種結晶13を上方に上昇させる。これにより、種結晶13を起点に、溶融原料の単結晶(サファイア単結晶体15)が上方に引き上げられるように成長する。
After bringing the seed crystal 13 into contact with the sapphire raw material melt, the pulling
坩堝10内のサファイア原料融液は、側壁10aの近傍では、誘導加熱された側壁10aによって温度が比較的上昇し易く、側壁10aから離れた坩堝10中心部分(中心軸Cの近傍)では温度が比較的上昇し難い。さらに、中心軸Cの近傍にサファイア単結晶体15が位置しており、坩堝10内のサファイア原料融液の熱が、このサファイア単結晶体15を介して坩堝10外へ放熱され易い。このため、坩堝10内では、側壁10aの近傍付近に比べて、中心軸Cの近傍において、サファイア原料融液の温度が比較的低くなり易い。特に、サファイアのように、赤外線や可視光に対して比較的高い透過率を有する結晶では、結晶の内部を輻射熱が伝熱し易く、サファイア単結晶体15を伝わって坩堝10内のサファイア原料融液から逃げる熱量が比較的大きい。サファイア単結晶を引き上げ法によって成長させる場合に、中心軸Cの近傍の温度は、比較的低くなり易い。
The temperature of the sapphire raw material melt in the
本実施形態では、アフターヒータ部材20によって、引き上げ中のサファイア単結晶体15自体の温度を比較的高く保っており、サファイア原料融液とサファイア単結晶体15との温度差を小さく抑制することで、サファイア原料融液からサファイア単結晶体15への熱量の流入が抑制される。このため、サファイア原料融液の温度が過度に低下して、サファイア単結晶体15の育成状態に不具合が発生することが抑制される。また、アフターヒータ部材20によって、長尺状のサファイア単結晶体15が、引き上げ方向に沿った広い領域にわたって一様に加熱されるので、サファイア単結晶体15自体の温度分布が小さく抑制され、この温度分布による熱応力に起因した機械的欠陥等の発生も抑制される。
In this embodiment, the temperature of the sapphire
タンタル(Ta)やタングステン(W)、モリブデン(Mo)など、酸化され易い金属をアフターヒータ部材として用いた場合は特に顕著であるが、通常、金属のみからなるアフターヒータ部材を用いた場合には、サファイア単結晶の育成1回ごとに、アフターヒータ部材の表面が著しく酸化し、酸化した金属片等が剥がれ落ち易い状態となる。これは、育成室内をアルゴン(Ar)等で置換していても、残留した空気に含まれる酸素(O2)や、育成室内の各種セラミック材料から脱離した酸素(O2)が、高温に熱せられた金属からなるアフターヒータ部材と反応するためである。このため、従来の育成装置では、例えば1回のサファイア単結晶の育成毎に、使用されていない新しいアフターヒータ部材を用いる必要があり、結晶を複数回育成する場合のランニングコストが大きかった。アフターヒータ部材の酸化を避けるために、育成室内の酸素濃度をより低減する手段もあるが、このためには、育成室の気密性の向上や、排気ポンプの性能向上等が必要であり、この場合も多大なコストが生じる。 This is particularly noticeable when oxidizable metals such as tantalum (Ta), tungsten (W), and molybdenum (Mo) are used as the after heater member, but usually when using an after heater member made of only metal. Each time the single sapphire crystal is grown, the surface of the after heater member is remarkably oxidized, and the oxidized metal pieces are easily peeled off. This also the development chamber are purged with argon (Ar) or the like, or oxygen contained in the residual air (O 2), from various ceramic materials of the breeding room desorbed oxygen (O 2) is a high temperature This is because it reacts with an after heater member made of heated metal. For this reason, in the conventional growing apparatus, for example, it is necessary to use a new after-heater member that is not used every time a single sapphire single crystal is grown, and the running cost when growing the crystal a plurality of times is high. In order to avoid oxidation of the after-heater member, there is a means for further reducing the oxygen concentration in the growth chamber, but for this purpose, it is necessary to improve the airtightness of the growth chamber, improve the performance of the exhaust pump, etc. Even in this case, a great cost is generated.
本発明は、アフターヒータ部材が、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする、比較的安価な金属部材の表面に、炭化珪素(SiC)被膜が形成された比較的安価な構成でありながら、酸化し難く長期間繰り返し使用することができ、育成装置のコストおよび繰り返し行なう単結晶育成のランニングコストを低減することができる。本発明の育成装置を用いて育成したサファイア単結晶は、金属酸化物等の混入が少ない。 In the present invention, a silicon carbide (SiC) coating is formed on the surface of a relatively inexpensive metal member whose after-heater member is mainly composed of at least one of tantalum (Ta), tungsten (W), and molybdenum (Mo). Although the formed structure is relatively inexpensive, it is difficult to oxidize and can be used repeatedly for a long period of time, and the cost of the growth apparatus and the running cost of repeated single crystal growth can be reduced. The sapphire single crystal grown using the growth apparatus of the present invention is less contaminated with metal oxides.
なお、本実施形態ではアフターヒータ部材20の形状は円筒状であるが、アフターヒータ部材20の形状は円筒状であることに限定されない。図3は、サファイア単結晶育成装
置の他の例である育成装置2について示す概略構成図である。図3(a)において、育成装置1と同様の構成については、図1と同じ符号を用いて示している。図3(a)は育成装置2の一部の概略構成図であり、図3(b)は図3(a)に示す育成装置2が備えるアフターヒータ部材80の概略斜視図である。
In the present embodiment, the shape of the after
アフターヒータ部材80は、アフターヒータ部材20と同様、例えばタングステン(W)からなる発熱部82と、発熱部82を被覆する、酸素を含有しない被覆層84とを有している。アフターヒータ部材80は筒状体であり、アフターヒータ部材80の内周面80Aが、坩堝10から引き上げ方向(図3中の上方向)に離れるにしたがって、引き上げ機構42によって引き上げられている最中のサファイア単結晶体15に近づくように傾斜している。サファイア単結晶体15の引き上げの最中に、坩堝10は2000℃以上の高温に加熱されており、坩堝10および坩堝10内に貯留されたサファイア原料融液から、いわゆる輻射熱が放出されている。すなわち、坩堝10および坩堝10内に貯留されたサファイア原料融液から、赤外線等の電磁波の形で熱エネルギーが放射されている。アフターヒータ部材80は、内周面80Aが坩堝10から離れるにしたがってサファイア単結晶体15に近づくように傾斜しており、坩堝10等の高温部から放射された赤外線が、アフターヒータ部材80の内周面80Aによってサファイア単結晶体15に向けて効率よく反射される。育成装置2では、このように内周面80Aが傾斜したアフターヒータ部材80を用いることで、サファイア単結晶体15の温度分布を効率よく低減している。
Similar to the after-
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の各種実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行なってもよいのはもちろんである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned various embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to perform various improvements and changes. Of course.
1 サファイア単結晶育成装置(育成装置)
10 坩堝
11 開口
12 側壁
13 サファイア種結晶
15 サファイア単結晶体
16 育成室
17 保温材
19 天板部
20 アフターヒータ部材
22 発熱体
24 被覆層
18 側壁
32 コイル
30 高周波電源
40 結晶引き上げ機構
42 引き上げ軸
44 引き上げ機構部
50 制御部
60 ガス供給部
62 ガス供給管
1 Sapphire single crystal growth equipment (growth equipment)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
電流が流れることで前記坩堝を発熱させて前記サファイア原料を溶融させ、前記坩堝内に貯留されたサファイア原料融液を得るための、前記坩堝の周囲に配置された誘導コイルと、
サファイア種結晶を保持して上下動し、前記坩堝内の前記サファイア原料融液に前記サファイア種結晶を接触させた後に上昇させることで、前記サファイア種結晶に連続したサファイア単結晶体を引き上げるための引き上げ機構と、
前記坩堝の上部に配置された、前記誘導コイルに電流が流れることで前記坩堝とともに発熱し、前記坩堝から引き上げられた前記サファイア単結晶体を加熱するためのアフターヒータ部材とを備えるサファイア単結晶育成装置であって、
前記アフターヒータ部材は、タンタル(Ta)、タングステン(W)およびモリブデン(Mo)の少なくとも1種を主成分とする発熱部と、
前記発熱部を被覆している、酸素を含有しない被覆層とを備えることを特徴とするサファイア単結晶育成装置。 A crucible filled with sapphire raw materials;
An induction coil disposed around the crucible for obtaining a sapphire raw material melt stored in the crucible by causing the crucible to generate heat by flowing current to melt the sapphire raw material;
Holding the sapphire seed crystal and moving up and down, and raising the sapphire single crystal continuous to the sapphire seed crystal by raising the sapphire seed crystal in contact with the sapphire raw material melt in the crucible A lifting mechanism;
A sapphire single crystal growth comprising an after heater member disposed on the crucible and generating heat with the crucible when an electric current flows through the induction coil and heating the sapphire single crystal body pulled up from the crucible. A device,
The after-heater member includes a heat generating part mainly composed of at least one of tantalum (Ta), tungsten (W), and molybdenum (Mo);
An apparatus for growing a sapphire single crystal, comprising: a coating layer that covers the heat generating portion and does not contain oxygen.
前記誘導コイルは、前記アフターヒータ部材の周囲にも配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のサファイア単結晶育成装置。 The after-heater member is cylindrical and is disposed so as to surround the sapphire single crystal being pulled by the pulling mechanism,
3. The sapphire single crystal growing apparatus according to claim 1, wherein the induction coil is also disposed around the after heater member.
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JP2012016196A JP2013155069A (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Sapphire single crystal growing apparatus |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104651935A (en) * | 2014-10-17 | 2015-05-27 | 洛阳市西格马炉业有限公司 | Method for preparing high-quality sapphire crystals by using crucible ascending method |
CN104651934A (en) * | 2014-10-17 | 2015-05-27 | 洛阳市西格马炉业有限公司 | Energy-saving sapphire crystal growth furnace |
CN106862747A (en) * | 2017-04-01 | 2017-06-20 | 江苏中电振华晶体技术有限公司 | A kind of Diffusion Welding device and its welding method for large-size sapphire optical window |
-
2012
- 2012-01-30 JP JP2012016196A patent/JP2013155069A/en active Pending
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