JP2514652B2 - 単結晶成長装置 - Google Patents
単結晶成長装置Info
- Publication number
- JP2514652B2 JP2514652B2 JP62054754A JP5475487A JP2514652B2 JP 2514652 B2 JP2514652 B2 JP 2514652B2 JP 62054754 A JP62054754 A JP 62054754A JP 5475487 A JP5475487 A JP 5475487A JP 2514652 B2 JP2514652 B2 JP 2514652B2
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- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- single crystal
- crystal growth
- crucible
- inert gas
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、チョクラルスキー法（CZ法）によってシ
リコン単結晶を製造する単結晶成長装置に関するもので
ある。
リコン単結晶を製造する単結晶成長装置に関するもので
ある。
一般に、シリコン単結晶を製造する場合には、溶融シ
リコンに種結晶を浸し、この種結晶をゆっくりと引き上
げることによって単結晶を成長させるCZ法が用いられて
いる。
リコンに種結晶を浸し、この種結晶をゆっくりと引き上
げることによって単結晶を成長させるCZ法が用いられて
いる。
従来、このCZ法によってシリコン単結晶を製造する装
置としては、第３図に示すようなものが知られている。
この図において符号１は内部に不活性ガスが充填される
チャンバー、２はチャンバー１内に配置されたるつぼ、
３はるつぼ２のまわりに配置された発熱体、４はるつぼ
２の上方に配置された回転昇降自在な引き上げ装置であ
る。
置としては、第３図に示すようなものが知られている。
この図において符号１は内部に不活性ガスが充填される
チャンバー、２はチャンバー１内に配置されたるつぼ、
３はるつぼ２のまわりに配置された発熱体、４はるつぼ
２の上方に配置された回転昇降自在な引き上げ装置であ
る。
チャンバー１は、円筒容器状のチャンバー下部５と、
このチャンバー下部５の上部に取り付けられ、上部に孔
６が形成された蓋状のチャンバー中部と、上記孔６に取
り付けられた管状のチャンバー上部８とからなるもので
ある。上記チャンバー下部５の底部中央には軸孔９が形
成され、この軸孔９には回転昇降自在な軸10が挿入され
ている。上記軸孔９のまわりには、チャンバー１内の不
活性ガスを排出する排出管11が取り付けられている。
このチャンバー下部５の上部に取り付けられ、上部に孔
６が形成された蓋状のチャンバー中部と、上記孔６に取
り付けられた管状のチャンバー上部８とからなるもので
ある。上記チャンバー下部５の底部中央には軸孔９が形
成され、この軸孔９には回転昇降自在な軸10が挿入され
ている。上記軸孔９のまわりには、チャンバー１内の不
活性ガスを排出する排出管11が取り付けられている。
るつぼ２は、内部に溶融シリコン12が収容される石英
製の内るつぼ13と、この内るつぼ13の外面に嵌合された
カーボン製の外るつぼ14とからなるものである。このる
つぼ２は、その下面が軸10の上端に取り付けられてい
る。
製の内るつぼ13と、この内るつぼ13の外面に嵌合された
カーボン製の外るつぼ14とからなるものである。このる
つぼ２は、その下面が軸10の上端に取り付けられてい
る。
発熱体３は、カーボン材料からなる円筒状の発熱部15
と、この発熱部15の一端に取り付けられたリング板16
と、このリング板16の端面に取り付けられた棒状の電極
17とからなるものであって、その電極17がチャンバー下
部５の底部に取り付けられ、発熱部15が上記るつぼ２の
まわりに配置されている。この発熱体３のまわりには、
円筒状の保温材18が配置されている。
と、この発熱部15の一端に取り付けられたリング板16
と、このリング板16の端面に取り付けられた棒状の電極
17とからなるものであって、その電極17がチャンバー下
部５の底部に取り付けられ、発熱部15が上記るつぼ２の
まわりに配置されている。この発熱体３のまわりには、
円筒状の保温材18が配置されている。
引き上げ装置４は、るつぼ２の上方に配置された回転
昇降自在な軸を備え、この軸の下端にチャック19が取り
付けられたものである。このチャック19には、シリコン
の種結晶20が保持されている。
昇降自在な軸を備え、この軸の下端にチャック19が取り
付けられたものである。このチャック19には、シリコン
の種結晶20が保持されている。
このような構成のシリコン単結晶成長装置を用いてシ
リコン単結晶を製造する場合には、まず、るつぼ２内に
固体シリコンを収容する。そして、不活性ガスをチャン
バー上部５からチャンバー１内に流入し、このチャンバ
ー１内のるつぼ２を発熱体３により加熱する。このよう
にすると、るつぼ２内の固体シリコンが溶けて溶融シリ
コン12となる。このようにした後、引き上げ装置４を下
降させて種結晶20を溶融シリコン12に浸す。そして、こ
の状態で、引き上げ装置４と軸10を互いに逆方向へ回転
させ、引き上げ装置４をゆっくりと上昇させる。このよ
うにすると、種結晶20が成長してこの種結晶20の下部に
棒状の大きなシリコン単結晶21が生成する。
リコン単結晶を製造する場合には、まず、るつぼ２内に
固体シリコンを収容する。そして、不活性ガスをチャン
バー上部５からチャンバー１内に流入し、このチャンバ
ー１内のるつぼ２を発熱体３により加熱する。このよう
にすると、るつぼ２内の固体シリコンが溶けて溶融シリ
コン12となる。このようにした後、引き上げ装置４を下
降させて種結晶20を溶融シリコン12に浸す。そして、こ
の状態で、引き上げ装置４と軸10を互いに逆方向へ回転
させ、引き上げ装置４をゆっくりと上昇させる。このよ
うにすると、種結晶20が成長してこの種結晶20の下部に
棒状の大きなシリコン単結晶21が生成する。
このようにして、シリコン単結晶21が生成した後、こ
のシリコン単結晶21をチャンバー１内に留めた状態で、
シリコン単結晶21及び装置全体を放冷する。そして、シ
リコン単結晶21が冷却した後、チャンバー１を開放し、
さらに冷却した後、るつぼ２の交換作業等の作業をして
次の単結晶成長作業に備える。
のシリコン単結晶21をチャンバー１内に留めた状態で、
シリコン単結晶21及び装置全体を放冷する。そして、シ
リコン単結晶21が冷却した後、チャンバー１を開放し、
さらに冷却した後、るつぼ２の交換作業等の作業をして
次の単結晶成長作業に備える。
ところが、上記のようにして単結晶成長装置を放冷し
た場合には、冷却時間が非常に長くかかるため、長時間
に亙って一切の作業が行なえなくなるという問題点があ
った。このため、上記単結晶成長装置を用いた場合に
は、装置の運用効率が低く、シリコン単結晶を効率的に
生産することができないという問題点があった。
た場合には、冷却時間が非常に長くかかるため、長時間
に亙って一切の作業が行なえなくなるという問題点があ
った。このため、上記単結晶成長装置を用いた場合に
は、装置の運用効率が低く、シリコン単結晶を効率的に
生産することができないという問題点があった。
この発明の単結晶成長装置は、チャンバーのるつぼよ
り上方の位置に不活性ガスを該チャンバー内に吐出する
吐出口または該チャンバー内の不活性ガスを吸い込む吸
込口のいずれか一方を形成するとともに、該チャンバー
の上記るつぼより下方の位置に前記吐出口または吸込口
のいずれか他方を形成し、この吸込口および吐出口に、
上記不活性ガスを冷却する冷却器と同不活性ガスを上記
冷却器に循環させるブロワーとを連結したものである。
り上方の位置に不活性ガスを該チャンバー内に吐出する
吐出口または該チャンバー内の不活性ガスを吸い込む吸
込口のいずれか一方を形成するとともに、該チャンバー
の上記るつぼより下方の位置に前記吐出口または吸込口
のいずれか他方を形成し、この吸込口および吐出口に、
上記不活性ガスを冷却する冷却器と同不活性ガスを上記
冷却器に循環させるブロワーとを連結したものである。
第１図は、この発明の第１実施例を示す図である。
この実施例の単結晶成長装置は、従来の単結晶成長装
置とほぼ同様に構成されたものである。この単結晶成長
装置が従来の単結晶成長装置と異なる点は、チャンバー
１のるつぼ２より上方の位置にあるチャンバー中部７
に、不活性ガスを該チャンバー１内に吐出する孔（吐出
口）22を形成するとともに、該チャンバー１の上記るつ
ぼ２より下方の位置にある排出管11に、該チャンバー１
内の不活性ガスを吸い込む吸込管（吸込口）24を形成
し、この孔22および吸込管24にチャンバー１内の不活性
ガスを冷却する冷却装置23を連結した点である。
置とほぼ同様に構成されたものである。この単結晶成長
装置が従来の単結晶成長装置と異なる点は、チャンバー
１のるつぼ２より上方の位置にあるチャンバー中部７
に、不活性ガスを該チャンバー１内に吐出する孔（吐出
口）22を形成するとともに、該チャンバー１の上記るつ
ぼ２より下方の位置にある排出管11に、該チャンバー１
内の不活性ガスを吸い込む吸込管（吸込口）24を形成
し、この孔22および吸込管24にチャンバー１内の不活性
ガスを冷却する冷却装置23を連結した点である。
第１図において符号25は吸込管24に連結されたブロワ
ー、26はブロワー25に連結された冷却器、27は冷却器26
によって冷却された不活性ガスをチャンバー１内へ吐出
する吐出管、28はチャンバー１内を密閉するゲート弁で
ある。
ー、26はブロワー25に連結された冷却器、27は冷却器26
によって冷却された不活性ガスをチャンバー１内へ吐出
する吐出管、28はチャンバー１内を密閉するゲート弁で
ある。
吸込管24は、チャンバー１底部の排出管11から分岐
し、ブロワー25に連結された管である。上記排出管11の
分岐点下流側には、排出管11側にバルブ29が取り付けら
れ、吸込管24側にバルブ30が取り付けられている。
し、ブロワー25に連結された管である。上記排出管11の
分岐点下流側には、排出管11側にバルブ29が取り付けら
れ、吸込管24側にバルブ30が取り付けられている。
ブロワー25は、チャンバー１内の不活性ガスを冷却器
26に循環させるものである。
26に循環させるものである。
冷却器26は、吸込管24から送られてくるチャンバー１
内の不活性ガスを冷却するものである。
内の不活性ガスを冷却するものである。
吐出管27は、一端が冷却器26に連結され、他端がチャ
ンバー中部７の孔22に連結された管である。この吐出管
27の中央部にはバルブ31が取り付けられている。
ンバー中部７の孔22に連結された管である。この吐出管
27の中央部にはバルブ31が取り付けられている。
ゲート弁28は、チャンバー中部７とチャンバー上部８
との連結部に取り付けられ、孔６を開閉する弁である。
との連結部に取り付けられ、孔６を開閉する弁である。
このような単結晶成長装置を用いてシリコン単結晶を
製造する場合には、従来の単結晶成長装置を用いる場合
と同様にして製造する。この場合、ゲート弁28、バルブ
29は開状態であり、バルブ30、バルブ31は閉状態であ
る。
製造する場合には、従来の単結晶成長装置を用いる場合
と同様にして製造する。この場合、ゲート弁28、バルブ
29は開状態であり、バルブ30、バルブ31は閉状態であ
る。
この単結晶成長装置を冷却する場合には、第１図に示
すように、まず、シリコン単結晶21をチャンバー上部８
まで引き上げ、ゲート弁28、バルブ29を閉じる。次に、
バルブ30、バルブ31を開け、冷却器26及びブロワー25を
作動させる。このようにすると、チャンバー１内の不活
性ガスが排出管11、吸込管24を通して冷却器26に導入さ
れ、さらに、この冷却器26で冷却された不活性ガスが吐
出管27を通して孔22からチャンバー１内へ吐出する。
すように、まず、シリコン単結晶21をチャンバー上部８
まで引き上げ、ゲート弁28、バルブ29を閉じる。次に、
バルブ30、バルブ31を開け、冷却器26及びブロワー25を
作動させる。このようにすると、チャンバー１内の不活
性ガスが排出管11、吸込管24を通して冷却器26に導入さ
れ、さらに、この冷却器26で冷却された不活性ガスが吐
出管27を通して孔22からチャンバー１内へ吐出する。
このような単結晶成長装置によれば、チャンバー１内
を強制的に冷却するようにしたので、装置全体を極めて
短時間で冷却することができる。このため、装置の運用
効率を飛躍的に向上することができ、シリコン単結晶を
効率的に生産することができる。
を強制的に冷却するようにしたので、装置全体を極めて
短時間で冷却することができる。このため、装置の運用
効率を飛躍的に向上することができ、シリコン単結晶を
効率的に生産することができる。
また、この単結晶成長装置によれば、チャンバー１内
の不活性ガスを冷却器26に循環させることによって冷却
するようにしたので、チャンバー１内が塵埃などによっ
て汚染することを防止することができ、かつ、不活性ガ
スの消費を最小限に抑えることができる。
の不活性ガスを冷却器26に循環させることによって冷却
するようにしたので、チャンバー１内が塵埃などによっ
て汚染することを防止することができ、かつ、不活性ガ
スの消費を最小限に抑えることができる。
第２図は、この発明の第２実施例を示す図である。
この実施例の単結晶成長装置は、第１実施例の単結晶
成長装置とほぼ同様に構成されたものである。この単結
晶成長装置が第１実施例の単結晶成長装置と異なる点
は、吐出管27のチャンバー１側端部に円環状の分岐管32
を連結し、この分岐管32に複数の吐出口33を形成し、さ
らに、チャンバー１底部に複数の孔34（吸込口）を形成
し、この孔34に吸込管24に連結する分岐管35を連結した
点である。
成長装置とほぼ同様に構成されたものである。この単結
晶成長装置が第１実施例の単結晶成長装置と異なる点
は、吐出管27のチャンバー１側端部に円環状の分岐管32
を連結し、この分岐管32に複数の吐出口33を形成し、さ
らに、チャンバー１底部に複数の孔34（吸込口）を形成
し、この孔34に吸込管24に連結する分岐管35を連結した
点である。
このような単結晶成長装置によれば、チャンバー１内
を均一に冷却することができる。
を均一に冷却することができる。
なお、この発明の単結晶成長装置では、吐出口を吸込
口の上方に設けたが、吐出口を下部に設け、その上方に
吸込口を設けても差し支えなく、また、ブロワーを冷却
器の下流側に設けても差し支えない。
口の上方に設けたが、吐出口を下部に設け、その上方に
吸込口を設けても差し支えなく、また、ブロワーを冷却
器の下流側に設けても差し支えない。
なおまた、この発明の単結晶成長装置では、冷却装置
を装置全体から切り離せるユニット構造にし、この冷却
装置を可搬式にしても良い。このようにした場合には、
一台の冷却装置で複数の単結晶成長装置を順次冷却する
ことができる。
を装置全体から切り離せるユニット構造にし、この冷却
装置を可搬式にしても良い。このようにした場合には、
一台の冷却装置で複数の単結晶成長装置を順次冷却する
ことができる。
この発明の単結晶成長装置によれば、チャンバー内を
強制的に冷却するようにしたので、装置全体を極めて短
時間で冷却することができる。このため、装置の運用効
率を飛躍的に向上することができ、シリコン単結晶を効
率的に生産することができる。
強制的に冷却するようにしたので、装置全体を極めて短
時間で冷却することができる。このため、装置の運用効
率を飛躍的に向上することができ、シリコン単結晶を効
率的に生産することができる。
また、この単結晶成長装置によれば、チャンバー内の
不活性ガスを冷却器に循環させることによって冷却する
ようにしたので、チャンバー内が塵埃などによって汚染
することを防止することができ、かつ、不活性ガスの消
費を最小限に抑えることができる。
不活性ガスを冷却器に循環させることによって冷却する
ようにしたので、チャンバー内が塵埃などによって汚染
することを防止することができ、かつ、不活性ガスの消
費を最小限に抑えることができる。
第１図はこの発明の第１実施例を示す図であって、単結
晶成長装置の概略構成図である。第２図はこの発明の第
２実施例を示す図であって、単結晶成長装置の概略構成
図である。第３図は従来の単結晶成長装置の概略構成図
である。 １……チャンバー、２……るつぼ、 ３……発熱体、22……吐出口（孔）、24……吸込管（吸
込口）、 25……ブロワー、26……冷却管。
晶成長装置の概略構成図である。第２図はこの発明の第
２実施例を示す図であって、単結晶成長装置の概略構成
図である。第３図は従来の単結晶成長装置の概略構成図
である。 １……チャンバー、２……るつぼ、 ３……発熱体、22……吐出口（孔）、24……吸込管（吸
込口）、 25……ブロワー、26……冷却管。
フロントページの続き (72)発明者 亀田 秋廣 兵庫県朝来郡生野町口銀谷字猪野々985 −１ 三菱金属株式会社生野工場内 (56)参考文献 特開 昭61−44796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−8374（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−8692（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】内部に不活性ガスが充填されるチャンバー
と、このチャンバー内に配置され、内部に溶融物質が収
容されるるつぼと、このるつぼのまわりに配置された発
熱体と、同るつぼの上方に配置され、上記溶融物質から
成長する単結晶を引き上げる回転昇降自在な引き上げ装
置とを備えた単結晶成長装置において、 上記チャンバーの上記るつぼより上方の位置に上記不活
性ガスを該チャンバー内に吐出する吐出口または該チャ
ンバー内の不活性ガスを吸い込む吸込口のいずれか一方
を形成するとともに、該チャンバーの上記るつぼより下
方の位置に前記吐出口または吸込口のいずれか他方を形
成し、この吸込口および吐出口に、上記不活性ガスを冷
却する冷却器と同不活性ガスを上記冷却器に循環させる
ブロワーとを連結してなることを特徴とする単結晶成長
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054754A JP2514652B2 (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 単結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054754A JP2514652B2 (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 単結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222090A JPS63222090A (ja) | 1988-09-14 |
| JP2514652B2 true JP2514652B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=12979558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62054754A Expired - Lifetime JP2514652B2 (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 単結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514652B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009242237A (ja) * | 1999-05-11 | 2009-10-22 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | 単結晶インゴット製造装置及び方法 |
| KR101005988B1 (ko) | 2008-12-22 | 2011-01-05 | 주식회사 실트론 | 실리콘 단결정 잉곳 제조장치의 냉각 모듈 및 냉각 방법 |
| CN115595654B (zh) * | 2022-09-08 | 2023-05-05 | 吉林龙昌新能源有限责任公司 | 一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS538374A (en) * | 1976-07-12 | 1978-01-25 | Hitachi Ltd | Growing method for single crystal of semiconductor |
| JPS598692A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶の育成装置 |
| JPS6144796A (ja) * | 1984-08-09 | 1986-03-04 | Hitachi Cable Ltd | 単結晶の製造方法及び装置 |
-
1987
- 1987-03-10 JP JP62054754A patent/JP2514652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63222090A (ja) | 1988-09-14 |
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