JP2017190261A - 単結晶の製造方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原料ロッド1を回転させながら一方向に送ると共に、誘導加熱コイル15を用いて原料ロッド1を加熱して溶融帯4を発生させ、溶融帯4から単結晶3を育成し、単結晶3を回転させながら一方向に送る浮遊帯域溶融法による単結晶の製造方法であって、無転位化のために単結晶3の直径を細く絞る絞り工程と、単結晶3の直径が徐々に増加したコーン部を育成するコーン部育成工程と、単結晶3の直径が一定に維持された直胴部を育成する直胴部育成工程とを備える。コーン部育成工程は、原料ロッド1の直径に基づいて予め設定された発振電圧プロファイルおよび原料融解位置における原料ロッド1の直径Dpの実測値に基づいて、誘導加熱コイル15に高周波電流を供給する発振器16の発振電圧EをPID制御する工程を含む。
【選択図】図1
Description
1a 先端部
1b コーン部
1c 直胴部
2 種結晶
3 単結晶
3I 単結晶インゴット
3a 絞り部
3b コーン部
3c 直胴部
3d ボトム部
4 溶融帯
10 単結晶製造装置
11 原料軸
12 原料送り機構
13 結晶軸
14 結晶送り機構
15 誘導加熱コイル
16 発振器
17 CCDカメラ
18 画像処理部
19 制御部
Dp 原料直径
Ds 結晶直径
E 発振電圧
Rp 原料回転速度
Rs 結晶回転速度
S1 融着工程
S2 絞り工程
S3 コーン部育成工程
S4 直胴部育成工程
S5 ボトム部育成工程
S6 冷却工程
T1 電圧下降領域
T2 電圧一定領域
T3 電圧上昇領域
Vp 原料送り速度
Vs 結晶送り速度
Claims (5)
- 原料ロッドを回転させながら一方向に送ると共に、誘導加熱コイルを用いて前記原料ロッドを加熱して溶融帯を発生させ、前記溶融帯から単結晶を育成し、前記単結晶を回転させながら前記一方向に送る浮遊帯域溶融法による単結晶の製造方法であって、
無転位化のために前記単結晶の直径を細く絞る絞り工程と、
前記単結晶の直径が徐々に増加したコーン部を育成するコーン部育成工程と、
前記単結晶の直径が一定に維持された直胴部を育成する直胴部育成工程とを備え、
前記コーン部育成工程は、前記原料ロッドの直径に基づいて予め設定された発振電圧プロファイルおよび原料融解位置における前記原料ロッドの直径の実測値に基づいて、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給する発振器の発振電圧をPID制御する工程を含むことを特徴とする単結晶の製造方法。 - 前記コーン部育成工程における前記単結晶の送り速度は前記絞り工程における前記単結晶の送り速度よりも小さい、請求項1に記載の単結晶の製造方法。
- 前記発振電圧プロファイルは、前記コーン部育成工程の開始直後から前記発振電圧が徐々に小さくなる電圧下降領域と、前記電圧下降領域の後に前記発振電圧が一定となる電圧一定領域と、前記電圧一定領域の後に前記発振電圧が徐々に大きくなる電圧上昇領域とを有する、請求項1または2に記載の単結晶の製造方法。
- 前記原料ロッドの下端部はテーパー形状を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の単結晶の製造方法。
- 浮遊帯域溶融法により単結晶を製造する単結晶製造装置であって、
原料ロッドを回転させながら一方向に送る原料送り機構と、
前記原料ロッドを加熱して溶融帯を発生させる誘導加熱コイルと、
前記溶融帯から育成された単結晶を回転させながら前記一方向に送る結晶送り機構と、
前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給する発振器と、
前記溶融帯近傍の前記原料ロッドおよび前記溶融帯近傍の前記単結晶を撮影する少なくとも一台のカメラと、
前記カメラが撮影した画像データに基づいて前記原料送り機構、前記結晶送り機構および前記発振器を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記単結晶の直径を徐々に増加させるコーン部育成工程において、前記原料ロッドの直径に基づいて予め設定された発振電圧プロファイルおよび前記カメラで撮影した画像から求めた原料融解位置における前記原料ロッドの直径の実測値に基づいて、前記発振器の発振電圧をPID制御することを特徴とする単結晶製造装置。
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