JP2538270Y2 - 単結晶成長装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、チョコラルスキー法で
用いる単結晶成長装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の単結晶成長装置では、従来、単
結晶化を促進させること、引上げ速度を上昇させるこ
と、単結晶中のカーボン濃度を抑制すること等の種々の
目的のために単結晶のまわりに輻射スクリーンを配設し
ている。

【０００３】例えば、特公昭５７−４０１１９号公報
（図７に輻射スクリーンの取付け構造を略示する）及び
特開昭６２−１３８３８６号公報（図示省略）では、複
数の部材を介して輻射スクリーン２１をチャンバ２２の
下部に取付けている。また、特開昭６２−１３８３８４
号公報では、図８に示すように、輻射スクリーン２１の
上縁にフランジ部２３を曲成し、該フランジ部２３をチ
ャンバ２２の上部開口２４に掛止させている。

【０００４】前記従来の単結晶成長装置において、特公
昭５７−４０１１９号公報及び特開昭６２−１３８３８
６号公報のものは、部品数の多さゆえに輻射スクリーン
２１の製作が難しく、また、チャンバ２２の下部に輻射
スクリーン２１を取付けているため、炉の組立及び解体
の際、輻射スクリーン２１を毎回取付け若しくは取外し
をしなければならないという煩わしさがある。

【０００５】また、特開昭６２−１３８３８４号公報記
載の輻射スクリーンは、フランジ部２３の形成加工が難
しく、更に、輻射スクリーン２１の大きさが、チャンバ
２２の頂部開２４の大きさによって制限されるという問
題がある。

【０００６】そこで、本考案者等は、先に前記問題点を
解消し得る単結晶成長装置を提供した。改良に係る単結
晶成長装置は、図７及び図８に示すように、溶融液面の
上部に輻射スクリーン９を配設した単結晶成長装置にお
いて、前記輻射スクリーン９の上端縁を上部チャンバ壁
１ａに当接させるとともに、この輻射スクリーン９の上
端を、前記上部チャンバ壁１ａに止着する複数の保持部
材１１，１１によって挾持するものであった。前記構成
の単結晶成長装置は、輻射スクリーン９が保持部材１
１，１１を介して上部チャンバ壁１ａに取付けられるも
のであるため、チャンバの上部開口の大きさに関係なく
種々大きさの輻射スクリーンを用いることができ、ここ
に上部チャンバ壁に取付けられた輻射スクリーンは、上
部チャンバ壁と一体であるため、炉の組立解体に際し、
上部チャンバ壁の取付け・取外しにより輻射スクリーン
も一緒に移動することとなり、輻射スクリーン自体の取
付け・取外し作業が不要となる利点を有している。

【０００７】より詳細に説明すると、図７において、１
はチャンバを示し、このチャンバ１内には、自転及び上
下動するシャフト２及び該シャフト２に固定された受台
３が配設され、該受台３上に石英るつぼ４が載置されて
いる。５は前記石英るつぼ４の外周に配設されたヒータ
を、そして６は単結晶を、また７はその下端に種結晶８
を取付けたワイヤを示す。１ｂは覗き窓である。

【０００８】９は、前記チャンバ１の上部チャンバ壁１
ａにボルト１０によって取付けた略裁頭円錐筒形の輻射
スクリーンであって、図８に示すように、４体の保持部
材１１を９０°間隔に水平方向に配設し、この保持部材
１１によって輻射スクリーン９の上端を挾持する。各保
持部材１１には、該部材１１を上部チャンバ壁１ａに止
着するボルト１０の軸挿通用長孔１１ａを形成してい
る。

【０００９】前述したように、前記単結晶成長装置は、
輻射スクリーン９が保持部材１１を介してチャンバ１の
上部チャンバ壁１ａに取付けられている点に特徴を有
し、そして、これに使用する輻射スクリーン９は必然的
にその高さＬが大きくなる。ここで、輻射スクリーン９
の高さＬについて、高さＬが２５０ｍｍである場合Ａ、
３５０ｍｍである場合Ｂ、のそれぞれについて炉内の温
度分布と単結晶内の酸素濃度分布を記すと、以下のとお
りである。

【００１０】図９は前記温度分布の調査結果を示し、高
さＬが大きい場合Ｂには、液面から遠い部分においても
輻射スクリーン９の２次輻射で高温が保持され、単結晶
のトップとテイル間の熱履歴の均一化が図られていた。

【００１１】前記熱履歴の均一化は単結晶内の酸素濃度
分布にも表われているはずである。図１０は前記酸素濃
度分布の調査結果（Δ〔Ｏｉ〕評価）を示すものであ
る。

【００１２】すなわち、図１０は、単結晶の長手方向各
部を横軸に、そしてΔ〔Oi〕値を縦軸にとって示してい
る。

【００１３】 Δ〔Ｏｉ〕＝Δ〔Ｏｉ〕^I-Δ〔Ｏｉ〕^N （Δ〔Ｏｉ〕I:熱処理前の〔Ｏｉ〕値） （Δ〔Ｏｉ〕N:熱処理後の〔Ｏｉ〕値） 但し、熱処理条件：８００℃×４Ｈｒ＋１，０００℃×１６Ｈｒ 前記図１０は、高さＬが大きい場合、Ｂの方がΔ〔Ｏ
ｉ〕分布の均一な部分が多くなることを示している。す
なわち輻射スクリーン９を上部チャンバ壁１ａに取付け
ることによって高さＬが大きくなるが、このことによっ
て熱の均一化（ひいては酸素濃度分布の均一化）が図ら
れ、単結晶の品質が長さ方向に均一化するという利点が
あり、何等問題点は存しない。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】このように、先に提案
した単結晶成長装置は、上部チャンバ壁に止着する複数
の保持部材によって輻射スクリーンの上端を挾持し、こ
れにより輻射スクリーンをチャンバの上部チャンバ壁に
取付けたものであり、チャンバの上部開口の大きさに関
係なく種々大きさの輻射スクリーンを用いることがで
き、ここに上部チャンバ壁に取付けられた輻射スクリー
ンは、上部チャンバ壁と一体に存するため、炉の組立解
体に際し、輻射スクリーン自体の取付け・取外し作業が
不要となって炉の組立作業、解体作業が容易になるとい
う利点を有するものであった。

【００１５】ところが、炉の組立解体に際し、上部チャ
ンバ壁を取外さないで行う場合は、前記装置は輻射スク
リーンを上部チャンバ壁から離脱させるのに手間取ると
いう問題があった。

【００１６】そこで本考案は、先に提案した単結晶成長
装置の利点を具備しつつ、上部チャンバ壁から輻射スク
リーンを容易に離脱させることの可能な単結晶成長装置
を提案することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本考案は、成長せしめら
れる単結晶の周囲で且つ原料たる溶融液面の上部に輻射
スクリーンを配設し、前記輻射スクリーンの上端縁を上
部チャンバ壁に当接させるとともに、この輻射スクリー
ンの上端を、前記上部チャンバ壁に止着する複数の保持
部材によって挾持する単結晶成長装置において、前記複
数の保持部材は、前記上部チャンバ壁とは別製の部材で
あり、更に、前記複数の保持部材のうち少なくとも１以
上のものを、上部チャンバ壁に止着される固定具と、該
固定具に対し移動可能に設けられた保持具とから構成
し、前記固定具及び保持具は対をなして構成されるとと
もに、当該固定具を前記上部チャンバ壁に止着し、当該
保持具により前記輻射スクリーンの上端を前記上部チャ
ンバ壁との間で挾持する単結晶成長装置である。

【００１８】

【作用】輻射スクリーンは、その上端縁を上部チャンバ
壁に当接して、複数の保持部材によって挾持される。必
要により上部チャンバ壁から輻射スクリーンを取外す場
合は、保持部材の前記保持具を固定具に対し移動させ、
該保持具を輻射スクリーンから離脱させることにより行
う。このとき、当該保持部材は、固定具及び保持具が対
をなして構成されるとともに、固定具が上部チャンバ壁
に止着されているので、当該保持部材自体を上部チャン
バ壁から外さなくてもよい。また、前記複数の保持部材
は、前記上部チャンバ壁とは別製の部材であるから、上
部チャンバ壁は従来のものを用いることができ、従っ
て、上部チャンバ壁に特別な加工を必要としないで本考
案を実施できるので、既存の単結晶成長装置にも適用す
ることができるものである。

【００１９】

【実施例】本考案において、単結晶成長装置は、前述し
たものと基本的には同じものである。すなわち、図７に
示されるように、チャンバ１内に、自転及び上下動する
シャフト２及び該シャフト２に固定された受台３が配設
され、該受台３上に石英るつぼ４が載置されている。５
はヒータ、６は単結晶、７はその下端に種結晶８を取付
けたワイヤ、１ｂは覗き窓である。

【００２０】図１において、輻射スクリーン９は、前記
チャンバ１の上部チャンバ壁１ａにボルト１０によって
取付けられるものであって、前例同様、４体の保持部材
１１を９０°間隔に水平方向に配設し、この保持部材１
１によって輻射スクリーン９の上端を挾持する。各保持
部材１１には、該部材１１を上部チャンバ壁１ａに止着
するボルト１０の軸挿通用長孔１１ａを形成している。

【００２１】本考案は、前記複数の保持部材１１のうち
少なくとも１以上のものを、上部チャンバ壁１ａに止着
される固定具１１ｂと、該固定具１１ｂに対し移動可能
に設けられた保持具１１ｃとから構成し、前記保持具１
１ｃにより前記輻射スクリーン９の上端を前記上部チャ
ンバ壁１ａとの間で挾持するものである。

【００２２】固定具１１ｂと保持具１１ｃを備えた保持
部材１１は、更に図２及び図３に示すように、保持具１
１ｃは固定具１１ｂの軸１１ｄを支点に回動するように
なされており、そして、保持具１１ｃの先端１１ｅは、
輻射スクリーン９の上端を挾持できるように、テーパ面
をなしている。

【００２３】図４に示す保持部材１１は他の実施例に係
るもので、この例の場合は、保持具１１ｃを固定具１１
ｂに対しスライド移動できるようになされている。

【００２４】なお、本考案に用いる保持部材１１、とり
わけ固定具１１ｂと保持具１１ｃを備えた保持部材１１
は、図示のものに限らず、固定具１１ｂに対し保持具１
１ｃが移動可能に設けられているものであればその構造
は任意なものでよい。

【００２５】

【考案の効果】以上説明したように、本考案は、溶融液
面の上部に輻射スクリーンを配設した単結晶成長装置に
おいて、上部チャンバ壁に止着する複数の保持部材によ
って、輻射スクリーンの上端を挾持し、これにより輻射
スクリーンをチャンバの上部チャンバ壁に取付けたもの
であり、チャンバの上部開口の大きさに関係なく種々大
きさの輻射スクリーンを用いることができる。

【００２６】更に、本考案は、前記複数の保持部材のう
ち少なくとも１以上のものを、上部チャンバ壁に止着さ
れる固定具と、該固定具に対し移動可能に設けられた保
持具とから構成し、前記保持具により前記輻射スクリー
ンの上端を前記上部チャンバ壁との間で挾持するので、
必要により保持具を固定具に対し移動させ、該保持具を
輻射スクリーンから離脱させることにより、上部チャン
バ壁から輻射スクリーンを容易に離脱させることができ
る。そして、従来は輻射スクリーンを外す場合に保持部
材も一緒に外さなければならなかったのに対し、本考案
によれば、固定具が上部チャンバ壁に止着されていて、
当該保持部材自体を上部チャンバ壁から外さなくてもよ
いので、輻射スクリーンの取付け取外し作業を極めて容
易に行うことができる。また、前記複数の保持部材は、
前記上部チャンバ壁とは別製の部材であるから、上部チ
ャンバ壁は特別のものを用意することがなく、つまり従
来のものを用いることができ、従って、上部チャンバ壁
に特別な加工を必要としないで本考案を実施できるの
で、既存の単結晶成長装置にも適用することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る保持部材を用いた輻射スクリーン
の斜視図。

【図２】本考案に用いる保持部材の斜視図。

【図３】本考案に用いる保持部材の斜視図。

【図４】本考案に用いる保持部材の斜視図。

【図５】従来装置の縦断面図。

【図６】従来装置の縦断面図。

【図７】先に提案した装置の縦断面図

【図８】先に提案した保持部材を用いた輻射スクリーン
の斜視図。

【図９】輻射スクリーンの炉内の温度分布への影響を示
すグラフ。

【図１０】輻射スクリーンの酸素濃度分布への影響を示
すグラフ。

【符号の説明】

１ チャンバ １ａ 上部チャンバ壁 ９ 輻射スクリーン １１ 保持部材 １１ｂ 固定具 １１ｃ 保持具

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 成長せしめられる単結晶の周囲で且つ原
   料たる溶融液面の上部に輻射スクリーンを配設し、前記
   輻射スクリーンの上端縁を上部チャンバ壁に当接させる
   とともに、この輻射スクリーンの上端を、前記上部チャ
   ンバ壁に止着する複数の保持部材によって挾持する単結
   晶成長装置において、前記複数の保持部材は、前記上部チャンバ壁とは別製の
   部材であり、更に、 前記複数の保持部材のうち少なくと
   も１以上のものを、上部チャンバ壁に止着される固定具
   と、該固定具に対し移動可能に設けられた保持具とから
   構成し、前記固定具及び保持具は対をなして構成されるととも
   に、当該固定具を前記上部チャンバ壁に止着し、当該 保
   持具により前記輻射スクリーンの上端を前記上部チャン
   バ壁との間で挾持することを特徴とする単結晶成長装
   置。