JP2013177280A - Sapphire single crystal growth 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.
サファイア単結晶の育成方法として、坩堝を高温に加熱して、この坩堝に投入した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。 As a method for growing a sapphire single crystal, the crucible is heated to a high temperature, the sapphire raw material charged in the crucible is melted, and the sapphire seed crystal is brought into contact with the liquid surface of the sapphire raw material melt in the crucible from above and then raised. Thus, a so-called Czochralski method for growing a single crystal continuous with a sapphire seed crystal has been conventionally 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、坩堝の周囲に保温部材が配置され、そ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, a heat insulating member is arranged around the crucible, and an induction coil through which high-frequency current flows is arranged, and induction heating generated by flowing high-frequency current through the induction coil As a result, the crucible generates heat and the sapphire material in the crucible 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.
例えば特許文献1には、従来のサファイア単結晶の育成装置の一例が開示されている。従来のサファイア単結晶の育成装置では、放熱による坩堝の温度低下を抑制するため、および、引き上げ中のサファイア単結晶からの過度な放熱を抑制するために、坩堝と誘導コイルとの間に、例えばジルコニア等のセラミックスやカーボンからなる耐熱性の保温部材が配置されている。
For example,
サファイア単結晶の育成では、サファイア原料を溶融させるために、坩堝は2000℃以上の高温に加熱される。坩堝を効率的に保温するためにジルコニア等のセラミックスからなる保温部材をこの坩堝に近接して配置した場合には、この保温部材も2000℃近くの温度まで熱せられることになる。このように高温に熱せられた場合、保温部材から、少量ではあるがアウトガスが発生することがあった。また、溶融された高温のアルミナ原料からも酸素ガスが放出され、この酸素ガスがジルコニア等からなる保温部材の表面の金属原子と反応し、金属酸化物となって脱粒して、坩堝周辺の雰囲気に放出されることもあった。これらアウトガスや脱粒した微粒子等のパーティクルが坩堝内の溶融サファイア原料に混入すると、サファイア単結晶内の不純物やサファイア単結晶内に発生する気泡の原因となっていた。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。 In growing the sapphire single crystal, the crucible is heated to a high temperature of 2000 ° C. or higher in order to melt the sapphire raw material. When a heat retaining member made of ceramics such as zirconia is disposed in the vicinity of the crucible in order to efficiently retain the temperature of the crucible, the heat retaining member is also heated to a temperature close to 2000 ° C. When heated to a high temperature in this way, outgas may be generated from the heat retaining member although the amount is small. Also, oxygen gas is released from the molten high-temperature alumina raw material, and this oxygen gas reacts with the metal atoms on the surface of the heat insulating member made of zirconia or the like, and becomes a metal oxide, which is granulated, and the atmosphere around the crucible Was sometimes released. When particles such as outgas and shed particles are mixed into the molten sapphire raw material in the crucible, impurities in the sapphire single crystal and bubbles generated in the sapphire single crystal are caused. The present invention has been made to solve such problems.
本発明は、サファイア原料融液を保持する坩堝と、該坩堝の下方に配置されて当接した、該坩堝を保持する坩堝保持部材と、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、該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、前記坩堝保持部材が挿通した下側開口、および前記引き上げ機構によって上下動する前記サファイア種結晶が通過する上側開口を有する、前記坩堝の周囲を囲む保温部材と、高周波電流が流れることで前記坩堝を発熱させてサファイア原料を溶融させ、前記坩堝内に前記サファイア原料融液を保持させるための、前記保温部材を介して前記坩堝の周囲に配置された誘導コイルと、前記坩堝の周辺部分に希ガスを供給するためのガス供給手段とを備えたサファイア単結晶育成装置であって、前記坩堝保持部材は、前記保温部材の前記下側開口に挿通された、前記坩堝の外径よりも小さい外径を有する軸体と、該軸体の上端部に設けられた、前記軸体の外径よりも大きく、かつ前記坩堝の外径よりも小さい外径を有する、前記坩堝が載置された坩堝載置体とを備え、前記ガス供給手段は、前記保温部材の前記下側開口から、前記軸体に沿って前記坩堝と前記保温部材との間隙に向けて前記希ガスを流すことで、前記軸体の側面から前記坩堝の側面を流れた後に前記上側開口を通過して前記間隙から流出する前記希ガスの流れを形成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 for holding a sapphire raw material melt, a crucible holding member for holding the crucible disposed below and in contact with the crucible, a sapphire seed crystal, and moving up and down, The sapphire source melt is brought into contact with the sapphire seed crystal and then lifted to raise a sapphire single crystal continuous sapphire single crystal, and a lower opening through which the crucible holding member is inserted. And a heat retaining member surrounding the crucible having an upper opening through which the sapphire seed crystal that moves up and down by the pulling mechanism passes, and the crucible is heated by high-frequency current flowing to melt the sapphire raw material, An induction coil arranged around the crucible via the heat retaining member for holding the sapphire raw material melt in the crucible, and the crucible A sapphire single crystal growth apparatus comprising a gas supply means for supplying a rare gas to a peripheral portion, wherein the crucible holding member is inserted into the lower opening of the heat retaining member, and the outer diameter of the crucible A shaft body having a smaller outer diameter, and the crucible having an outer diameter larger than the outer diameter of the shaft body and smaller than the outer diameter of the crucible provided at an upper end portion of the shaft body are mounted. And the gas supply means flows the rare gas from the lower opening of the heat retaining member toward the gap between the crucible and the heat retaining member along the shaft body. Thus, there is provided a sapphire single crystal growth apparatus that forms the flow of the rare gas that flows from the side surface of the shaft body through the upper opening and then flows out of the gap.
本発明のサファイア単結晶育成装置によれば、保温部材の下側開口から、坩堝と保温部材との間隙に向けて希ガスを流すことで、坩堝の側面を流れた後に保温部材の上側開口を通過して間隙から流出する希ガスの流れを形成することから、保温部材から放出されたアウトガスや保温部材から脱粒した微粒子を、坩堝と保温部材との間隙から坩堝の上方へと排出することができ、育成したサファイア単結晶への不純物の混入や、サファイア単結晶内の気泡等の発生を抑制することができる。 According to the sapphire single crystal growth apparatus of the present invention, by flowing a rare gas from the lower opening of the heat retaining member toward the gap between the crucible and the heat retaining member, the upper opening of the heat retaining member is opened after flowing through the side surface of the crucible. Since the flow of the rare gas that passes through and flows out of the gap is formed, the outgas discharged from the heat retaining member and the fine particles that have fallen from the heat retaining member can be discharged from the gap between the crucible and the heat retaining member to the upper side of the crucible. It is possible to suppress the mixing of impurities into the grown sapphire single crystal and the generation of bubbles in the sapphire single crystal.
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。 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.
育成装置1は、坩堝10、坩堝10の下方に配置されて坩堝10に当接した、坩堝10を保持する坩堝保持部材12と、育成室16、保温部材17、保温材部17を介して坩堝10の側壁10aを囲むように配置された誘導コイル32、この誘導コイル32に交流電流を流すための高周波電源30、結晶引き上げ手段40(以降、単に引き上げ手段40ともいう)、ガス供給手段60、排気手段70、坩堝回転機構80、および制御部50を有して構成されている。
The growing
保温部材17は、坩堝保持部材12が挿通した下側開口17A、および引き上げ手段40によって上下動するサファイア種結晶13が通過する上側開口17Bを有する。引き上げ手段40、高周波電源30、ガス供給手段60、排気手段70、および坩堝回転機構80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
坩堝10は、例えばイリジウム(Ir)からなる、側壁10a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投入され、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保持される。
The
誘導コイル32は例えば銅からなり、高周波電源30に接続されている。誘導コイル3
2は、坩堝10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。誘導コイル32の高周波電流に起因した電磁界によって、坩堝10の表面に渦電流が流れ、坩堝10が発熱する。
The
2 is arranged around the
保温部材17は、坩堝10の周囲を囲むように配置された、横断面が円環状の部材であり、例えばジルコニアを主成分としたセラミックスからなる。保温部材17は上側開口17Bを有し、この上側開口17Bに引き上げ手段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ともいう)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。
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
保温部材17はまた、下側開口17Aを有し、この下側開口17Aに坩堝保持部材12が挿通されている。坩堝保持部材12は、保温部材17の下側開口17Aに挿通された、坩堝10の外径よりも小さい外径を有する軸体12aと、軸体12aの上端部に設けられた、軸体12aの外径よりも大きく、かつ坩堝10の外径よりも小さい外径を有する、坩堝10が載置された坩堝載置体12bとを備えている。軸体12aおよび坩堝載置体12bも、例えばジルコニアを主成分としたセラミックスからなる。坩堝保持部材12の軸体12aは、坩堝回転機構80に接続されている。坩堝回転機構8はモータ等の駆動手段を備えており、軸体12aと坩堝載置体12bとを、軸体12aの中心軸周りに回転させることで、坩堝10を回転させる。軸体12の中心軸に一致する仮想線Cは、下側開口17Aの中心および上側開口17Bの中心を通過する。このように、坩堝保持部材12は、坩堝載置体12bに坩堝10が載置された状態で、坩堝10ととともに軸体12の中心軸周りに回転する。
The
このように坩堝10は周囲を保温部材17によって囲まれており、坩堝10、保温部材17、誘導コイル32は、金属製の筐体からなる育成室16内に配置されている。ガス供給手段60は、図示しないガスボンベ、ガス流量計を備えており、ガス配管62を介して、育成室16内に希ガスを流入させる。本実施形態では、ガス供給手段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。また、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。
As described above, the
ガス供給管62の流出口62aは複数あり、流出口62aの少なくとも1つが、保温部材17の下側開口17Aの近傍において、この下側開口17Aと対向するように配置されている。ガス供給手段60は、保温部材17の下側開口17Aから、軸体12aに沿って坩堝10と保温部材17との間隙に向けて希ガス(本実施形態ではアルゴンガス)を流す。また、排気管72の吸入口72aは、保温部材17の上側開口17Bの近傍において、上側開口17Bと対向するように配置されている。ガス供給手段60は、流出口62aから希ガスを流出させ、軸体12aの側面から坩堝10の側面を流れた後に上側開口17Bを通過して間隙から流出する、希ガスの流れを形成する。
The
サファイア原料を溶融させるために、坩堝を2000℃以上の高温に加熱すると、ジルコニア等のセラミックスからなる保温部材17も、2000℃近くの高温となる。高温に熱せられた保温部材17からは、少量ではあるがアウトガスが発生したり、溶融された高温のアルミナ原料から酸素ガスが放出されることで、この酸素ガスがジルコニア等のセラミックスの表面の金属原子と反応し、酸化物となって脱粒し、坩堝10の周辺雰囲気に放出される場合もある。育成装置1では、軸体12aおよび坩堝載置体12bの側面から坩堝10の側面を流れた後に上側開口17Bを通過して間隙から流出する希ガスの流れによって、これらアウトガスや、脱粒した微粒子等のパーティクルは、上側開口17Bを通過して間隙から排出され、上側開口17B近傍の吸入口72aを通って排気部70によって排気される。育成装置1では、保温部材17からのアウトガスや脱粒した微粒子等のパーティクルに起因する、成長したサファイア単結晶内への不純物の混入や、サファイア単結晶内の気泡の発生を抑制することができる。
When the crucible is heated to a high temperature of 2000 ° C. or higher in order to melt the sapphire raw material, the
なお、育成装置1では、軸体12aの中心軸に一致する仮想線Cが、下側開口17Aの中心および上側開口17Bの中心を通過するとともに、下側開口17Aの内径および上側開口17Bの内径が、坩堝10の外径よりも小さくなっている。例えば、下側開口17Aの内径の大きさを、坩堝10近傍部分での保温部材17の内径と同様の大きさとした場合や、軸体12aと下側開口12Aの中心位置がすれて、軸体12aと下側開口12Aの内周面との離間距離が部分的に大きい場合など、下側開口17Aの近傍において乱流が生じやすい。また、上側開口17Bを比較的大きくした場合なども、この上側開口17Bの近傍において乱流が発生し易い。本実施形態では、軸体12aの中心軸に一致する仮想線Cが、下側開口17Aの中心および上側開口17Bの中心を通過するとともに、下側開口17Aの内径および上側開口17Bの内径が、坩堝10の外径よりも小さいので、下側開口17Aや上側開口17Bの近傍における乱流の発生を抑制している。
In the
図2は、育成装置1が備える保温部材17の例を拡大して示す断面図である。保温部材17は、それぞれが貫通孔を有する、複数の部分保温部材19a〜19fが積み上げられて構成されている。部分保温部材19a〜19bは、ジルコニア原料粉末を加圧成型してなる生成型体を焼成した後、研磨等によって高精度に成型する、公知のセラミック部材製造工程を経て製造することができる。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the
また、図1に示すように、保温部材17の内周面の断面線は、下側開口17Aから上側開口17Bに向けて、滑らかな曲線状とされている。保温部材17の内周面に顕著な段差があれば、その段差部分で希ガスの流れに剥離が生じて乱流が発生し易い。本実施形態では、このような、保温部材17の内周面の段差における乱流の発生を抑制している。なお、図3は、サファイア単結晶育成装置の他の実施形態の例について説明する図である。図3において、図1と対応する部材については、図1と同じ図および符号を用いて示している。希ガスの流れが十分に小さい場合など、保温部材17の内周面における希ガスの乱流が十分に無視できる場合など、保温部材17の内周面の断面線を必ずしも滑らかな曲線状とする必要はなく、図3に示すように段差状としてもよい。図3に示す例では、保温部材17の内周面を高精度に成型・研磨する必要がないので、育成装置1が比較的安価に構成できる。
Moreover, as shown in FIG. 1, the cross-sectional line of the inner peripheral surface of the
また、坩堝載置体12bが、坩堝10の外形に対して大きく張り出している場合などは、この張り出した部分において希ガスの流れの剥離が生じやすい。坩堝載置体12bの外径を、坩堝10の外径よりも小さくすることで、乱流の発生を抑制している。また、図1に示すように、坩堝10が載置された坩堝載置体12bの表面の断面線も、保温部材17の内周面の断面線と同様に滑らかな曲線状とされている。これにより、坩堝載置体12b近傍部分での乱流の発生を抑制している。
In addition, when the
また、坩堝保持部材12は、坩堝載置体12bに坩堝10が載置された状態で、坩堝10ととともに軸体12aの中心軸周りに回転する。この回転に伴って、ガス供給管62の流出口62aから流出した希ガスは、軸体12aの表面にひきずられるように流れ、坩堝10と保温部材17との間隙に形成される希ガスの流れに、軸体12aの中心軸周りに回転する速度成分が付加される。これにより、坩堝10と保温部材17との間隙において、坩堝10の周方向全体にわたって、軸体12aの側面から坩堝10の側面を流れた後に上側開口17Bを通過して間隙から流出する、希ガスの流れを形成することができる。
The
サファイア単結晶育成装置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投入される。次に、排気部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、ガス供給手段60により、ガス供給管62を介して育成室16内に継続してアルゴンガスを供給しながら、排気部70によって排気を継続する。この際、坩堝回転機構80によって、軸体12aの中心軸周りの回転が継続して実施される。
In the growth of the sapphire single crystal in the sapphire single
ガス供給管62の流出口62aの少なくとも1つは、保温部材17の下側開口17Aの近傍において、この下側開口17Aと対向するように配置されており、排気管72の吸入口72aは、保温部材17の上側開口17Bの近傍において、上側開口17Bと対向するように配置されている。ガス供給手段60による希ガスの供給および排気手段70による排気によって、軸体12aの側面から坩堝10の側面を流れた後に上側開口17Bを通過して間隙から流出する、希ガスの流れが形成される。以降、このガス供給手段60による希ガスの供給、および排気手段70による排気を継続し、上記希ガスの流れをサファイア単結晶の育成が終了するまで、継続して実施する。
At least one of the
育成室16がアルゴンガス雰囲気となり、軸体12aの側面から坩堝10の側面を流れた後に上側開口17Bを通過して間隙から流出する希ガスの流れが形成された状態で、高周波電源30によって誘導コイル32に高周波電流を流し、坩堝10の側壁を発熱させる。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、溶融したサファイア単結晶原料(サファイア原料融液)が坩堝10によって保持された状態となる。
Induced by the high-
このように、サファイア原料融液が坩堝10に保持された状態で、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に対応する位置においてサファイア原料融液に接触する。
In this way, 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
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、坩堝10の周辺は、比較的温度が低下し易い。坩堝10の周辺の温度低
下を抑制するには、保温部材17を坩堝10になるべく近接して配置したり、坩堝10の周囲を全体的になるべく広く包むように、保温部材17を大きくするといった手段が考えられる。しかしながら、このように保温部材17を坩堝10に近接させたり、保温部材17を大きくした場合、上述した保温部材17から発生するアウトガスやパーティクルが多くなり易く、また、坩堝10に保持されたサファイア原料融液に、パーティクル等が入り易くなってしまう。
In a crystal having a relatively high transmittance with respect to infrared rays and visible light, such as sapphire, the radiant heat is easily transferred inside the crystal, and it escapes from the sapphire raw material melt in the
本実施形態では、保温部材17を配置して、坩堝10の周辺の温度低下を抑制しつつ、間隙に形成する希ガスの流れによって、サファイア単結晶体への不純物の混入や気泡の発生を抑制している。このため本発明によれば、保温部材17を大きくしたり、坩堝10と保温部材17との間隙を狭くしても、サファイア原料融液内へのパーティクル等の混入が少ないので、保温部材17を大きく、かつ坩堝10との距離を近くして、坩堝10周辺の温度低下を保温部材17によって効果的に抑制することができる。本発明によれば、例えばアフターヒータ部材や、輻射熱の拡散を抑制する反射鏡等の機構を設けることなく、保温部材17のみの比較的安価な構成で、坩堝10周囲の温度低下を十分に抑制することができる。
In the present embodiment, the
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
8 坩堝回転機構
10 坩堝
12 坩堝保持部材
12a 軸体
12b 坩堝載置体
13 種結晶
16 育成室
17 保温部材
17A 下側開口
17B 上側開口
30 高周波電源
32 誘導コイル
40 結晶引き上げ機構
50 制御部
60 ガス供給手段
70 排気手段
80 坩堝回転機構
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該坩堝の下方に配置されて当接した、該坩堝を保持する坩堝保持部材と、
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、該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、
前記坩堝保持部材が挿通した下側開口、および前記引き上げ機構によって上下動する前記サファイア種結晶が通過する上側開口を有する、前記坩堝の周囲を囲む保温部材と、
高周波電流が流れることで前記坩堝を発熱させてサファイア原料を溶融させ、前記坩堝内に前記サファイア原料融液を保持させるための、前記保温部材を介して前記坩堝の周囲に配置された誘導コイルと、
前記坩堝の周辺部分に希ガスを供給するためのガス供給手段とを備えたサファイア単結晶育成装置であって、
前記坩堝保持部材は、前記保温部材の前記下側開口に挿通された、前記坩堝の外径よりも小さい外径を有する軸体と、該軸体の上端部に設けられた、前記軸体の外径よりも大きく、かつ前記坩堝の外径よりも小さい外径を有する、前記坩堝が載置された坩堝載置体とを備え、
前記ガス供給手段は、前記保温部材の前記下側開口から、前記軸体に沿って前記坩堝と前記保温部材との間隙に向けて前記希ガスを流すことで、前記軸体の側面から前記坩堝の側面を流れた後に前記上側開口を通過して前記間隙から流出する前記希ガスの流れを形成することを特徴とするサファイア単結晶育成装置。 A crucible holding a sapphire raw material melt;
A crucible holding member for holding the crucible, disposed below and in contact with the crucible;
Holding the sapphire seed crystal and moving up and down to raise the sapphire single crystal continuous to the sapphire seed crystal by raising the sapphire seed crystal after contacting the sapphire raw material melt in the crucible A lifting mechanism;
A heat retaining member surrounding the periphery of the crucible, having a lower opening through which the crucible holding member is inserted, and an upper opening through which the sapphire seed crystal moving up and down by the lifting mechanism passes;
An induction coil disposed around the crucible via the heat retaining member for heating the crucible by flowing a high-frequency current to melt the sapphire raw material and holding the sapphire raw material melt in the crucible; ,
A sapphire single crystal growth apparatus comprising a gas supply means for supplying a rare gas to a peripheral portion of the crucible,
The crucible holding member is inserted into the lower opening of the heat retaining member, and has a shaft body having an outer diameter smaller than the outer diameter of the crucible, and an upper end portion of the shaft body. A crucible mounting body on which the crucible is mounted, having an outer diameter larger than the outer diameter and smaller than the outer diameter of the crucible,
The gas supply means causes the rare gas to flow from the lower opening of the heat retaining member toward the gap between the crucible and the heat retaining member along the shaft body, so that the crucible is formed from a side surface of the shaft body. An apparatus for growing a sapphire single crystal that forms a flow of the rare gas that flows through the upper opening and then flows out of the gap after flowing through the side surface of the sapphire.
3. The sapphire unit according to claim 1, wherein the crucible holding member rotates around a central axis of the shaft body together with the crucible in a state where the crucible is placed on the crucible placing body. Crystal growth device.
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CN116949562A (en) * | 2023-09-19 | 2023-10-27 | 内蒙古晶环电子材料有限公司 | Sapphire crystal growth furnace |
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