JP2022039874A - 連続式単結晶引上げ装置、及び単結晶棒の連続引上げ方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1坩堝と、前記第1坩堝の内側に位置する第2坩堝と、を備え、前記第1坩堝と前記第2坩堝との間に材料供給空間が形成されている坩堝と、
前記坩堝の上方に位置する導流筒と、
前記材料供給空間に対応して設けられ、材料を前記坩堝内に供給するための材料輸送配管と、を備え、
前記第2坩堝の内径と前記導流筒の外径との比が1.05以上であり、
第1状態では、前記導流筒の底面と前記坩堝の底面との間の距離が第1距離であり、第2状態では、前記導流筒の底面と前記坩堝の底面との間の距離が第2距離であり、前記材料輸送配管は、前記材料供給空間内に延びることに適しており、前記第1距離は前記第2距離よりも大きく、
第1状態と第2状態とでは、前記導流筒の底面と前記坩堝内の融液界面との距離が一定に維持される、連続式単結晶引上げ装置を提供する。
前記第2坩堝の内径が600mm~650mm、及び/又は、前記第1坩堝の内径が750mm~800mmである。
前記昇降機構は、坩堝に接続され、坩堝を昇降させることに用いられ、
及び/又は、前記昇降機構は、前記導流筒に接続され、前記導流筒を昇降させることに用いられる。
前記駆動部は、前記昇降ロッドに接続され、前記昇降ロッドを駆動して前記坩堝を移動させることに用いられる。
前記第1坩堝と前記第2坩堝との間に形成された材料供給空間に第1融液を供給し、前記第2坩堝内に複数の単結晶棒を引上げるための第2融液を供給し、前記材料供給空間内の第1融液が前記第2坩堝内に流入して複数の単結晶棒を引上げることによる第2融液の消耗を補充することができるように設置するステップと、
前記第2融液に種結晶を供給し、前記種結晶を前記第2融液から引上げて前記単結晶棒を成長させるステップと、を含み、
前記複数の単結晶棒のうちの最後の単結晶棒を引上げる際に、前記第2坩堝内の第2融液の界面と前記導流筒の底面との距離が一定に維持されるように、前記第2坩堝及び/又は前記導流筒の位置を調整する、単結晶棒の連続引上げ方法を提供する。
前記第2坩堝の内径が600mm~650mmであり、及び/又は、前記第1坩堝の内径が750mm~800mmである。
第1坩堝101と、前記第1坩堝101の内側に位置する第2坩堝102と、を備え、前記第1坩堝101と前記第2坩堝102との間に材料供給空間112が形成されている坩堝1と、
前記坩堝1の上方に位置し、底面201を有する導流筒2と、
前記坩堝1内に材料を供給するための材料輸送配管3であって、前記材料輸送配管3は前記材料供給空間112に対応して設けられるので、材料を材料供給空間112内に供給できる材料輸送配管3と、を備え、
前記第2坩堝102の内径と前記導流筒2の外径との比が1.05以上であり、
第1状態では、前記導流筒2の底面201と前記坩堝1の底面との間の距離が第1距離であり、第2状態では、前記導流筒2の底面と前記坩堝1の底面との間の距離が第2距離であり、前記材料輸送配管3は前記材料供給空間112内に延びることに適しており、前記第1距離は前記第2距離よりも大きく、前記第1状態と前記第2状態とでは、前記坩堝1内の融液界面6と前記導流筒2の底面201との間の距離が一定に維持される。
前記昇降機構8は、前記坩堝1に接続され、前記坩堝1を昇降させることに用いられ、
及び/又は、前記昇降機構8は、前記導流筒2に接続され、前記導流筒2を昇降させることに用いられる。
前記駆動部は、前記昇降ロッドに接続され、前記昇降ロッドを駆動して前記坩堝1を移動させることに用いられる。
前記第1坩堝と前記第2坩堝との間に形成された材料供給空間に第1融液を供給し、前記第2坩堝内に複数の単結晶棒を引上げるための第2融液を供給し、前記材料供給空間内の第1融液が前記第2坩堝に流入して複数の単結晶棒を引上げることによる第2融液の消耗を補充することができるように設置するステップと、
前記第2融液に種結晶を供給し、前記種結晶を前記第2融液から引上げて単結晶棒を成長させるステップと、を含み、
前記複数の単結晶棒のうちの最後の単結晶棒を引上げる際に、前記第2坩堝内の第2融液の界面(融液界面)と前記導流筒の底面との距離が一定に維持されるように、前記第2坩堝及び/又は前記導流筒の位置を調整する。
図1~図4に示すように、連続式単結晶引上げ装置は、坩堝1と、導流筒2と、材料輸送配管3と、昇降機構8と、を備え、坩堝1は、第1坩堝101と、第1坩堝101の内側に位置する第2坩堝102と、を備え、第1坩堝101と第2坩堝102との間に材料供給空間112が形成されており、導流筒2は坩堝1の上方に位置し、底面201が設けられており、材料輸送配管3は坩堝1内に材料を供給することに用いられ、材料供給空間112に対応して設けられている。昇降機構8は、一端が第1坩堝101の外部に接続された昇降ロッドと、駆動部と、を備え、前記駆動部は、昇降ロッドに接続され、昇降ロッドを駆動して坩堝1を移動させることに用いられる。
図5に示すように、連続式単結晶引上げ装置は、坩堝1と、導流筒2と、材料輸送配管3と、を備え、坩堝1は、第1坩堝と、第1坩堝の内側に位置する第2坩堝と、を備え、第1坩堝と第2坩堝との間に材料供給空間が形成されており、導流筒2は坩堝1の上方に位置し、底面が設けられており、材料輸送配管3は、坩堝1内に材料を供給することに用いられ、材料供給空間に対応して設けられる。
101-第1坩堝
102-第2坩堝
112-材料供給空間
121-隙間
2-導流筒
201-底面
202-直筒部
3-材料輸送配管
301-直線状アーム部
4-単結晶棒
5-融液
6-融液界面
7-単結晶引上げ炉
8-昇降機構
9-フィーダー
10-加熱手段
Claims (10)
- 第1坩堝と、前記第1坩堝の内側に位置する第2坩堝と、を備え、前記第1坩堝と前記第2坩堝との間に材料供給空間が形成されている坩堝と、
前記坩堝の上方に位置する導流筒と、
前記材料供給空間に対応して設けられ、材料を前記坩堝内に供給するための材料輸送配管と、を備える連続式単結晶引上げ装置であって、
前記第2坩堝の内径と前記導流筒の外径との比が1.05以上であり、
第1状態で、前記導流筒の底面と前記坩堝の底面との間の距離を第1距離とし、第2状態で、前記導流筒の底面と前記坩堝の底面との間の距離を第2距離とし、前記材料輸送配管は、前記材料供給空間内に延びることに適しており、前記第1距離は前記第2距離よりも大きく、
第1状態と第2状態とでは、前記導流筒の底面と前記坩堝内の融液界面との距離が一定に維持される、ことを特徴とする連続式単結晶引上げ装置。 - 前記第2坩堝の内径と前記導流筒の外径との比が1.09~1.3である、ことを特徴とする請求項1に記載の連続式単結晶引上げ装置。
- 前記導流筒は直筒部を備え、前記第2坩堝の内側壁と前記導流筒の直筒部の外側壁との間に隙間を有し、前記隙間の幅が50mm~150mmである、ことを特徴とする請求項1に記載の連続式単結晶引上げ装置。
- 前記導流筒の外径が500mm~550mmであり、
前記第2坩堝の内径が600mm~650mm、及び/又は、第1坩堝の内径が750mm~800mmである、ことを特徴とする請求項1に記載の連続式単結晶引上げ装置。 - 前記坩堝内に最初に投入された材料の質量を第1質量とし、最後の単結晶棒の引上げ終了後、前記坩堝内に残留する材料の質量を第2質量とする場合、前記第2質量は、前記第1質量の0.03倍~0.05倍である、ことを特徴とする請求項1に記載の連続式単結晶引上げ装置。
- 前記材料輸送配管は、直線状アーム部を備え、前記直線状アーム部は、前記第1状態で前記材料供給空間内に延出する長さが、前記第2状態で前記材料供給空間内に延出する長さよりも短い、ことを特徴とする請求項1に記載の連続式単結晶引上げ装置。
- 前記直線状アーム部の長さが180mm~300mmである、ことを特徴とする請求項6に記載の連続式単結晶引上げ装置。
- 前記連続式単結晶引上げ装置は、昇降機構をさらに備え、
前記昇降機構は、前記坩堝に接続され、前記坩堝を昇降させることに用いられ、
及び/又は、
前記昇降機構は、前記導流筒に接続され、前記導流筒を昇降させることに用いられる、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の連続式単結晶引上げ装置。 - 前記昇降機構は、
一端が前記第1坩堝の外部に接続された昇降ロッドと、
前記昇降ロッドに接続され、前記昇降ロッドを駆動して前記坩堝を移動させることに用いられる駆動部とを備える、ことを特徴とする請求項8に記載の連続式単結晶引上げ装置。 - 請求項1~9のいずれか一項に記載の連続式単結晶引上げ装置に適用される単結晶棒の連続引上げ方法であって、
前記単結晶棒の連続引上げ方法は、
前記第1坩堝と前記第2坩堝との間に形成された材料供給空間に第1融液を供給し、前記第2坩堝内に複数の単結晶棒を引上げるための第2融液を供給し、前記材料供給空間内の第1融液が前記第2坩堝内に流入して複数の単結晶棒を引上げることによる第2融液の消耗を補充することができるように設置するステップと、
前記第2融液に種結晶を供給し、前記種結晶を前記第2融液から引上げて前記単結晶棒を成長させるステップと、を含み、
前記複数の単結晶棒のうち最後の単結晶棒を引上げる際に、前記第2坩堝内の第2融液の界面と前記導流筒の底面との距離を一定に維持するように、前記第2坩堝及び/又は前記導流筒の位置を調整する、ことを特徴とする単結晶棒の連続引上げ方法。
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