JP2740239B2 - How to pull a crystal - Google Patents

How to pull a crystal

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JP2740239B2
JP2740239B2 JP1048665A JP4866589A JP2740239B2 JP 2740239 B2 JP2740239 B2 JP 2740239B2 JP 1048665 A JP1048665 A JP 1048665A JP 4866589 A JP4866589 A JP 4866589A JP 2740239 B2 JP2740239 B2 JP 2740239B2
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melt
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crystal
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ディーター・ドレクセル
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バルツァース ウント ライボルト ドイチュラント ホールディング アクチエンゲゼルシャフト
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    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20Controlling or regulating
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D9/00Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
    • G05D9/12Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、真空室内に配置されていて加熱体の熱線に
よって加熱可能なるつぼと、溶融体の上に設けられてい
て溶融体表面から結晶を上方に向かって引き上げる引上
げ部材と、引上げ動作中に後装入装置から装入材料をる
つぼ内に後充填する供給管とを用いて、減圧された保護
ガス下又は真空下で、るつぼ内の溶融体から結晶を引き
上げる方法に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a crucible which is arranged in a vacuum chamber and which can be heated by the heat rays of a heating body, and which is provided on a melt and moves crystals upward from the surface of the melt. The melt in the crucible under a reduced pressure protective gas or vacuum using a pull-up member that pulls up towards and a supply tube that after-loads the charge from the rear charging device into the crucible during the lifting operation. And a method for pulling a crystal from a crystal.

従来の技術 結晶を引き上げる公知の方法もしくは装置では通常、
溶融るつぼは、溶融るつぼを取り囲む容器を排気する前
に必要量の溶融材料例えばシリコン顆粒を、必要なドー
ピング材料(例えば硼素、アンチモン又は燐)に加えて
充填される。ロッド引上げ動作中にシリコン顆粒を後装
入することは既に提案されており(DE−OS2821481)、
この場合、外部から排気鐘壁及び装置の外側部分を通し
てシリコン溶融体に浸漬する加熱された石英ガラス管を
通して、顆粒が後充填されるようになっている。
2. Description of the Related Art Known methods or devices for pulling crystals are usually
The melting crucible is filled with the required amount of molten material, for example silicon granules, in addition to the required doping material (for example boron, antimony or phosphorus) before evacuating the container surrounding the melting crucible. It has already been proposed to reload silicon granules during the rod pull-up operation (DE-OS2821481),
In this case, the granules are post-filled through a heated quartz glass tube which is immersed in the silicon melt from the outside through the exhaust bell wall and the outer part of the device.

さらに、容器の外側にシリコン顆粒のための供給装置
を配置することも公知であり(EP0170856)、この場合
供給装置の流出管は、部分的に顆粒を満たされた円筒形
のタンクと接続されていて、このタンクの中にはモータ
駆動されて回転する調量円板が配置されている。この調
量円板は凹部を有しており、この凹部は該円板がタンク
の片側に蓄積された顆粒量を装入する際に顆粒で満たさ
れるようになっている。次いでこの円板は受容された顆
粒を流出管の一端の前に運び、これによって顆粒は流出
管を介して溶融るつぼの中にまで滑入することができ
る。円筒形のタンクはまた、ロックゲート弁が接続され
ている接続管片を介して、顆粒が貯えられている第2の
タンクと接続されている。その場合手によって操作可能
なピストンが顆粒を弁の開放時に接続管片に、ひいては
調量円板を備えたタンクに運ぶ。
It is also known to arrange a supply device for silicon granules outside the container (EP 0 170 856), in which case the outlet pipe of the supply device is connected to a cylindrical tank partially filled with granules. A metering disk that is driven by a motor and rotates is arranged in this tank. The metering disc has a recess, which is filled with granules when the disc is charged with the amount of granules stored on one side of the tank. The disc then carries the received granules in front of one end of the outlet tube, whereby the granules can slide through the outlet tube into the melting crucible. The cylindrical tank is also connected to a second tank in which the granules are stored via a connecting piece to which a lock gate valve is connected. A manually operable piston then transports the granules to the connecting piece when the valve is opened, and thus to the tank with the metering disc.

結局、真空容器内における結晶を引き上げる際に溶融
るつぼに溶融材料を連続的に供給するための従来の装
置、つまり閉鎖可能なタンクと、ロックゲート弁と、溶
融るつぼに開口していて一方のタンクに接続された流出
管とを備えた装置(P3737051.0)によれば、第1のタン
クに、タンク形状に相当する内側のライニングと、ホッ
パ状の区分と、該区分に接続した円筒形の流出部とが設
けられており、この場合流出部はロックゲート弁を介し
て、顆粒搬送機が設けられた第2のタンクの接続管片内
に移動可能であり、顆粒搬送機自体は、真空容器の壁を
貫通した流出管を介して溶融るつぼの上方範囲に開口し
ている。
In the end, a conventional device for continuously feeding molten material to the melting crucible when pulling crystals in a vacuum vessel, i.e. a closable tank, a lock gate valve, and one tank open to the melting crucible According to the device (P3737051.0) with an outflow pipe connected to the tank, the first tank has an inner lining corresponding to the tank shape, a hopper-shaped section, and a cylindrical section connected to the section. An outlet is provided, in which case the outlet can be moved via a lock gate valve into the connecting piece of the second tank provided with the granule transporter, the granule transporter itself being evacuated It opens into the upper region of the melting crucible via an outlet tube penetrating the vessel wall.

このような装置ではるつぼ挿入体の浴面の範囲におい
てるつぼ縁に、短時間の運転後にすぐに特に強い摩耗の
生じることが判明した。るつぼ材料はこの箇所において
溶融体によって特に強い作用を受け、この結果るつぼ挿
入体の内面には環状間隔ないし感情の溝が形成され、こ
れよって装置のこの高価な部分の耐用寿命が著しく短縮
されてしまう。
It has been found that with such a device, particularly in the area of the bath surface of the crucible insert, particularly after a short period of operation, particularly high wear occurs on the crucible edge. The crucible material is particularly strongly affected by the melt at this point, which results in the formation of annular gaps or grooves in the inner surface of the crucible insert, whereby the useful life of this expensive part of the device is significantly reduced. I will.

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、るつぼ挿入体の内壁における
このような摩耗現象を減じて、るつぼ挿入体の耐用寿命
を著しく延ばすのに適した方法を提供することである。
It is therefore an object of the present invention to provide a method suitable for reducing such wear phenomena on the inner wall of the crucible insert and significantly extending the useful life of the crucible insert.

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の方法では、冒頭に
述べた形式の方法において、るつぼ内にその都度存在す
る溶融体量に関連して、該溶融体量が最小量まで消費さ
れた後で、目標量を上回る上位の充填量まで溶融体材料
を後装入して、溶融体表面を結晶引上げ動作中にるつぼ
内において規定のレベルを中心にして均一に上下させ、
しかもこの際にるつぼを同時にかつその時その時の溶融
体量に関連して、昇降装置によって上下運動させて、溶
融体表面と容器の位置固定の蓋部分との間の間隔を一定
に保つようにした。
In order to achieve this object, the method according to the invention provides, in a method of the type described at the outset, a minimum amount of melt in relation to the amount of melt present in the crucible in each case. After being consumed, the melt material is post-charged to a higher fill above the target amount, and the melt surface is raised and lowered uniformly around a specified level in the crucible during the crystal pulling operation. ,
In addition, at this time, the crucible is simultaneously moved up and down by the elevating device in relation to the amount of the melt at that time, so that the distance between the surface of the melt and the lid for fixing the position of the container is kept constant. .

発明の効果 本発明による方法を採用することによって、溶融体表
面の絶対的な高さ位置を一定に保ちながら、溶融体表面
とるつぼ挿入体の内壁との間における接触ラインを規定
された幅領域において上下に移動させることができるの
で、従来問題となっていた内壁における摩耗現象を減じ
て、るつぼ挿入体の耐用寿命を著しく延ばすことが可能
である。
By employing the method according to the invention, the width of the contact line between the melt surface and the inner wall of the crucible insert is defined while maintaining the absolute height position of the melt surface constant. Can be moved up and down, so that the wear phenomenon on the inner wall, which has been a problem in the past, can be reduced, and the useful life of the crucible insert can be significantly extended.

実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図に示された装置は、装置フレームの二重壁の容
器底板3に装着されていて真空室52を形成している同様
に二重壁の容器4と、この容器4に配置されていて容器
底板3に支承された支持管5と、この支持管を取り囲む
断熱体6と、支持管5によって保持されたリング状の槽
7と、この槽内に支承されたグラファイトフェルトプレ
ート8と、槽7の上に保持された底加熱体10への給電の
ために働き容器底板3に保持された2つの給電体9と、
容器底板3に保持された別の2つの給電体11と、両給電
体にそれぞれねじ締結された緊定ジョー12と、この緊定
ジョー12に支持された端面加熱体又は円筒部加熱体13
と、溶融るつぼ14と、槽7に支持されていて側部に断熱
体16を備えた熱線防止管15と、この熱線防止管によって
支持されたカバープレート17と、このカバープレートの
上方端面に設けられた断熱体18と、同じくカバープレー
ト17に設けられていて保護ガラス21を備えた貫通孔19
と、切欠き22を有する貫通孔20と、装入材料のための供
給管23と、カバープレート17,17aを貫通した充填ホッパ
ー24と、るつぼ支持ピン26を保持するために働く回転可
能でかつ昇降可能なるつぼ軸25とから構成されている。
The device shown in FIG. 1 is mounted on a double-walled container 4, which is mounted on a double-walled container bottom plate 3 of the device frame and forms a vacuum chamber 52, and is arranged in this container 4. A supporting tube 5 supported on the container bottom plate 3, a heat insulator 6 surrounding the supporting tube, a ring-shaped tank 7 held by the supporting tube 5, a graphite felt plate 8 supported in the tank, Two power supply bodies 9 that work to supply power to the bottom heating body 10 held on the tank 7 and are held on the container bottom plate 3;
Another two power feeders 11 held by the container bottom plate 3, a tension jaw 12 screwed to each of the power feeders, and an end face heating body or a cylindrical portion heating body 13 supported by the tension jaws 12.
A melting crucible 14, a hot-wire preventing tube 15 supported by the tank 7 and provided with a heat insulator 16 on the side, a cover plate 17 supported by the hot-wire preventing tube, and an upper end face of the cover plate. And a through-hole 19 also provided in the cover plate 17 and provided with a protective glass 21.
A through hole 20 having a notch 22, a supply pipe 23 for the charging material, a filling hopper 24 passing through the cover plates 17, 17a, and a rotatable and operable to hold a crucible support pin 26. And a crucible shaft 25 that can be raised and lowered.

両給電体9によって保持された底加熱体10は、互いに
向かい合って配置された2つの加熱体足部31と、両加熱
体足部と結合されていてそれぞれ曲がりくねった形の2
つの加熱蛇管33(図面にはそのうちの1つだけが示され
ている)とから成っている。加熱蛇管33は一緒になって
底加熱体10の中央に開口35を形成しており、この開口を
貫いているつぼ支持ピン26が延びている。この支持ピン
はその上端部で支持るつぼ14と堅く結合されており、同
支持ピン26を介してるつぼ挿入体28は支持るつぼ14と共
に昇降運動並びに回転運動させられる。端面加熱体13
は、半径方向に延びたスリット36を備えた円形リング状
の扁平な部分38と、中空円筒形の側部分39とから成って
いる。この中空円筒形の部分39は互いに向かい合った2
つの部分に、下方に向かって延びた加熱体足部40を有し
ており、両加熱体足部はそれぞれ、給電体11によって保
持された両緊定ジョー12に設けられた切欠き41に係合し
ている。緊定ジョー12の両切欠き41における端面加熱体
13の確実な電流伝達を保証するために、台形の切欠き41
には付加的なくさび42が押し込まれている。
The bottom heating element 10 held by the two power supply elements 9 comprises two heating element feet 31 arranged opposite one another and two winding elements 2 connected to the two heating element feet and each having a meandering shape.
And one heating coil 33 (only one of which is shown in the drawing). The heating coils 33 together form an opening 35 in the center of the bottom heater 10 and a crucible support pin 26 extending through this opening. This support pin is rigidly connected at its upper end to the support crucible 14, via which the crucible insert 28 is moved up and down and rotated together with the support crucible 14. Edge heating body 13
Consists of a circular ring-shaped flat part 38 with a radially extending slit 36 and a hollow cylindrical side part 39. This hollow cylindrical part 39 has two opposite
One of the two parts has a downwardly extending heating element foot 40, each of which is associated with a notch 41 provided in both clamping jaws 12 held by the power supply 11. I agree. End face heating body at both notches 41 of tensioning jaw 12
13 trapezoidal cutouts 41 to ensure reliable current transfer
An additional wedge 42 is pushed into the.

熱線防止管15は方形の4つの切欠き43,43a,...を有し
ており、これらの切欠きは熱線防止管15の全周に均一に
分配されて該熱線防止管の縁部に配置されている。これ
らの切欠き43,43a,...を貫いて一方では緊定ジョー12が
かつ他方では底加熱体10の加熱体足部31が延びている。
さらに熱線防止管15は斜めに延びた孔45を有しており、
この孔は、カバープレート17,17aの保護ガラス21並び
に、容器4の壁に固定された管片47の保護ガラス46と整
合している。熱線防止管の側壁に設けられた別の開口98
は、容器4の内室の上方区分から下方区分への妨げられ
ないガス貫流を許す。容器4はさらにその蓋部分4aの範
囲にカラー48を有しており、このカラーは引上げ部材49
の貫通を許す。さらにまた容器4の蓋部分4aには、覗き
ガラス51を備えた第2の管片50と覗きガラス64を備えた
第3の管片63が設けられている。
The heat ray prevention tube 15 has four rectangular notches 43, 43a,..., And these notches are uniformly distributed over the entire circumference of the heat ray prevention tube 15 and are provided at the edge of the heat ray prevention tube. Are located. Through these cutouts 43, 43a,.., The tensioning jaws 12 extend on the one hand and the heating element feet 31 of the bottom heating element 10 extend on the other hand.
Further, the heat ray prevention tube 15 has a hole 45 extending obliquely,
This hole is aligned with the protective glass 21 of the cover plates 17, 17a and the protective glass 46 of the tube piece 47 fixed to the wall of the container 4. Another opening 98 provided in the side wall of the heat ray prevention tube
Allows unimpeded gas flow from the upper section to the lower section of the interior of the container 4. The container 4 further has a collar 48 in the area of its lid portion 4a, which collar is
Allow the penetration of Furthermore, a second tube piece 50 provided with a sight glass 51 and a third tube piece 63 provided with a sight glass 64 are provided in the lid portion 4 a of the container 4.

第2の給電体9には、蛇行した形のスリットを備えた
底加熱体10がグラファイトナット27を介してねじ締結さ
れている。底加熱体10は、るつぼ14,28ないし溶融体を
下側端面から加熱するという課題を担っている。付加的
な2つの給電体11には、鉢形加熱体として構成された第
2の加熱体13が緊定ジョー12を介して固定されている。
上側端面の加熱は、連続的に供給される装入材料の溶融
を改善する。端面加熱体13は、シリコン溶融体の場合に
はSiCで被覆されていてもよい。このようになっている
と、グラファイト粒子が溶融体に落下して炭素・不純物
が生じることを回避することができる。またSiOとグラ
ファイトとの反応(2C+SiO→SiC+CO)を回避すること
ができる。破線で示されたアルゴン・ガス流は、カラー
48を介して中央の開口53を通り、溶融体を越えてつまり
るつぼ14を迂回して、開口98を貫いて下方に向かって案
内され、管片60を介して引き出される。
A bottom heater 10 having a meandering slit is screwed to the second power supply 9 via a graphite nut 27. The bottom heater 10 has the task of heating the crucibles 14, 28 or the melt from the lower end surface. A second heating element 13 configured as a pot-shaped heating element is fixed to the two additional power supplies 11 via a clamping jaw 12.
Heating the upper end surface improves the melting of the continuously supplied charge. The end face heating body 13 may be coated with SiC in the case of a silicon melt. With this configuration, it is possible to prevent the graphite particles from dropping into the melt and generating carbon and impurities. Further, the reaction between SiO and graphite (2C + SiO → SiC + CO) can be avoided. The dashed argon gas flow is
It is guided downwardly through the opening 98 through the central opening 53, past the melt, bypassing the crucible 14 via 48, and withdrawn through the tube piece 60.

加熱装置の中央にはグラファイトるつぼ14が位置して
おり、このグラファイトるつぼには、溶融体と反応しな
い材料から形成されたるつぼ28が挿入されている。引上
げ動作中の装入時における浴の鎮静を保証するために、
同様に溶融体と反応しない材料から成る付加的なリング
29がるつぼ29に挿入されている。リング29には下端部に
複数の切欠き30が設けられており、これらの切欠きを通
して、溶融された装入材料はるつぼ挿入体28の中心に流
入することができる。両加熱体10,13の周囲には断熱体
8,16,18が設けられており、この断熱体は、槽7に支承
されたグラファイトフェルトプレート8と、シリンダと
して構成されていて熱線防止管15に差し嵌められた側部
の断熱体16と、上方端面側の円形リング状の断熱体18と
から成っている。上方のカバープレート17,17aは、断熱
体18と一緒に容器4の円筒形の内面に支持されている。
Located in the center of the heating device is a graphite crucible 14 into which a crucible 28 made of a material that does not react with the melt is inserted. To assure bath sedation during loading during lifting operation,
An additional ring of material which also does not react with the melt
29 is inserted into the crucible 29. The lower end of the ring 29 is provided with a plurality of cutouts 30 through which the molten charge can flow into the center of the crucible insert 28. Heat insulation around both heating elements 10 and 13
8, 16 and 18 are provided. The heat insulator comprises a graphite felt plate 8 supported on the tank 7 and a side heat insulator 16 which is formed as a cylinder and which is inserted into the heat ray prevention tube 15. And a circular ring-shaped heat insulator 18 on the upper end face side. The upper cover plates 17, 17a are supported on the cylindrical inner surface of the container 4 together with the heat insulator 18.

容器4の蓋部分4aには、引上げ部材49を通すためのカ
ラー48のそばに案内管32が固定されており、この案内管
にはロッド34が長手方向摺動可能に支承されていて、ロ
ッドの上端部はねじスピンドル37として構成されてい
る。ねじスピンドルは、モータ・伝動装置ユニット54に
よって駆動される駆動軸57と係合している。ロッド34の
るつぼ側端部(下端部)にはチャック58が設けられてお
り、このチャックには、高度にドーピングされた材料か
ら成る細いロッド56が、貫通孔20の切欠き22及びスリッ
ト36と整合するように緊定されている。
A guide tube 32 is fixed to the lid portion 4a of the container 4 near a collar 48 through which a lifting member 49 is passed, and a rod 34 is supported on the guide tube so as to be slidable in the longitudinal direction. Is configured as a threaded spindle 37. The screw spindle is engaged with a drive shaft 57 driven by the motor and transmission unit 54. At the crucible-side end (lower end) of the rod 34, a chuck 58 is provided, in which a thin rod 56 made of a highly doped material is provided with a notch 22 of the through hole 20 and a slit 36. Tightened to match.

溶融体の組成を一定に保つために、高度にドーピング
された細いロッド56はモータ・伝動装置ユニット54を用
いて鉛直方向で下に向かって溶融体内に進入可能でかつ
上に向かって溶融体から進出可能である。溶融体の浴へ
のロッド56の浸漬時にロッド56の浸漬した端部が溶融
し、これによって溶融体の組成が調整されて一定に保た
れる。
In order to keep the composition of the melt constant, the highly doped thin rod 56 can be moved vertically downward into the melt using the motor and transmission unit 54 and upward from the melt. It is possible to advance. When the rod 56 is immersed in the bath of the melt, the dipped end of the rod 56 melts, whereby the composition of the melt is adjusted and kept constant.

るつぼ挿入体28における溶融体の充填状態は、発信機
65(レーザ光源)から成る装置によって監視される。こ
の場合発信機は覗きガラス64を備えた管片63に装着され
ていて、その測定ビームは溶融体表面55に向けられてい
る。測定ビーム(例えばレーザビーム)の反射は次い
で、管片66に装着されたパルス受信機68(レーザ受光
機)によって受け取られ、電気式の切換え回路又はプロ
グラム制御装置74において評価される。装置はいまや、
瞬間的な溶融状態に相当する信号を生ぜしめ、この信号
を下方のタンク76における顆粒搬送機又は振動装置に送
ることができる。
The filling state of the melt in the crucible insert 28
Monitored by a device consisting of 65 (laser light sources). In this case, the transmitter is mounted on a tube 63 provided with a viewing glass 64, the measuring beam of which is directed at the melt surface 55. The reflection of the measuring beam (for example a laser beam) is then received by a pulse receiver 68 (laser receiver) mounted on a tube 66 and evaluated in an electric switching circuit or program controller 74. The device is now
A signal corresponding to the instantaneous melting state is generated and this signal can be sent to a granule conveyor or a vibration device in the lower tank 76.

溶融体表面55の範囲における溶融体が、比較的短い稼
働時間内に溶融体表面の範囲において石英製のるつぼ挿
入体28に強く作用して、このるつぼ挿入体が使用不能に
なることを回避するために、溶融材料の後挿入は供給管
23と充填ホッパ24とを介して後挿入装置72から行われ、
この場合溶融体表面55はまず初め目標レベルの下僅かな
値にまで降下させられ、次いで目標レベルの上僅かな値
にまで充填される。つまり溶融体材料は、るつぼ挿入体
28における溶融体量が規定の時間で交互に目標レベルの
幾分上かまたは幾分下に保たれるように後装入される。
この効果を得るために、後装入装置72は装置63〜68から
の信号に関連して、電気式の切換え回路74によって処理
されるプログラムを介して電気的に制御される。後装入
装置自体は顆粒状の装入材料を収容する上方のタンク75
と、振動装置又は搬送機を備えていて装入材料を供給管
23に導入する下方のタンク76と、両方のタンク75,76を
互いに結合する管片に接続されていて所属の操作装置76
を備えたロックゲート弁71とから構成されている。(こ
のような型式の後装入装置は先行の特許出願P3737051.0
に詳しく記載されている)。
The melt in the region of the melt surface 55 acts strongly on the quartz crucible insert 28 in the region of the melt surface within a relatively short operating time, in order to avoid that the crucible insert becomes unusable. In order for the molten material to be inserted after the supply pipe
Performed from the rear insertion device 72 via 23 and the filling hopper 24,
In this case, the melt surface 55 is first lowered to a small value below the target level and then filled to a small value above the target level. In other words, the melt material is the crucible insert
The melt charge at 28 is post-charged such that it remains alternately somewhat above or below the target level for a defined time.
To achieve this effect, the rear charging device 72 is electrically controlled via a program which is processed by an electric switching circuit 74 in connection with the signals from the devices 63-68. The rear charging device itself is an upper tank 75 containing the granular charge.
And a supply pipe provided with a vibrating device or a transporter to supply the charged material.
23 and the associated operating device 76 which is connected to a pipe piece connecting the two tanks 75, 76 to one another
And a lock gate valve 71 provided with (This type of rear loading device is disclosed in the prior patent application P3737051.0
Detailed description).

さらに、るつぼ軸25は鉛直方向にシフト可能であり、
このためにつば86を有している。るつぼ軸25はそのつば
で、押圧部材88のころ軸受87に支持されており、この場
合押圧部材は孔89内において矢印Aの方向で運動可能に
案内されている。押圧部材88自体は油圧シリンダ83のピ
ストン90に支持されており、油圧シリンダ83は圧力導管
91,92を介して、多ポート切換え制御弁として構成され
た電磁弁82及び油圧ポンプ81と接続されている。電磁弁
82は信号導線85を介して制御可能であり、これによって
ピストン90はるつぼ軸25をるつぼ支持ピン26と支持るつ
ぼ14とるつぼ挿入体28と共に、油圧ポンプ81によって圧
送された圧力媒体が圧力導管91を介して油圧シリンダ83
内に供給されるか、又は戻し導管93を介して圧力媒体貯
えタンク84に排出されるかに応じて、上昇又は下降させ
られる。溶融体表面55が下降し始めるやいなや、るつぼ
14,28は油圧シリンダ83における圧力上昇によって持ち
上げられ、この動作は溶融体表面が再びその目標レベル
に達するまで続く。従って、後装入が行われる場合に
は、るつぼ14,28は下降されねばならない。このように
してるつぼを常にかつ均一に上昇・下降運動させること
ができ、この結果るつぼ挿入体28の早期の摩耗を防止す
ることができる。
Further, the crucible shaft 25 can be shifted vertically.
It has a collar 86 for this purpose. The crucible shaft 25 is supported by a roller bearing 87 of a pressing member 88 with its collar, and the pressing member is guided in the hole 89 so as to be movable in the direction of arrow A. The pressing member 88 itself is supported by a piston 90 of the hydraulic cylinder 83, and the hydraulic cylinder 83 is connected to a pressure conduit.
The solenoid valve 82 and the hydraulic pump 81 configured as a multi-port switching control valve are connected via 91 and 92. solenoid valve
82 is controllable via a signal line 85, whereby the piston 90 moves the crucible shaft 25 together with the crucible support pin 26, the crucible 14 and the crucible insert 28 together with the pressure medium pumped by the hydraulic pump 81 into the pressure line 91. Via hydraulic cylinder 83
Up or down, depending on whether it is fed into or discharged into the pressure medium storage tank 84 via the return conduit 93. As soon as the melt surface 55 begins to descend, the crucible
14, 28 are lifted by the pressure build-up in hydraulic cylinder 83, and this operation continues until the melt surface reaches its target level again. Therefore, when rear charging is performed, the crucibles 14, 28 must be lowered. In this manner, the crucible can be constantly and uniformly moved up and down, and as a result, premature wear of the crucible insert 28 can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による方法を実施する装置の1実施例を
示す図である。 3……容器底板、4,4a……容器、5……支持管、6,16,1
8……断熱体、7……槽、8……グラファイトフェルト
プレート、9,11……給電体、10……底加熱体、12……緊
定ジョー、13……端面加熱体、14……支持るつぼ、15…
…熱線防止管、17,17a……カバープレート、19,20……
貫通孔、21……保護ガラス、22……切欠き、23……供給
管、24……充填ホッパ、25……るつぼ軸、26……るつぼ
支持ピン、27……グラファイトナット、28……るつぼ挿
入体、29……リング、30……切欠き、31……加熱体足
部、32……案内管、33……加熱蛇管、34……ロッド、35
……開口、36……スリット、37……ねじスピンドル、38
……加熱素子、39……側部分、40……加熱体足部、41…
…切欠き、42……くさび、43,43a……切欠き、45……
孔、46,51,64,67……覗きガラス、47,50,60,63,66……
管片、48……カラー、49……引上げ部材、52……真空
室、53……開口、54……モータ・伝動装置ユニット、55
……溶融体表面、56……ロッド、57……駆動軸、58……
チャック、59……加熱体、61……結晶、62……供給装
置、65……発信機、68……受信機、70……操作装置、71
……ロックゲート弁、72……後装入装置、73……るつぼ
縁、74……切換え回路、75,76……タンク、77〜79……
信号導線、80……下部フレーム、81……油圧ポンプ、82
……電磁弁、83……油圧シリンダ、84……圧力媒体貯え
タンク、85……信号導線、86……つば、87……ころ軸
受、88……押圧部材、89……孔、90……ピストン、91,9
2……圧力導管、93……戻し導管、98……開口
FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus for performing the method according to the present invention. 3 ... container bottom plate, 4, 4a ... container, 5 ... support tube, 6, 16, 1
8 ... heat insulator, 7 ... tank, 8 ... graphite felt plate, 9, 11 ... feeder, 10 ... bottom heating body, 12 ... tension jaw, 13 ... end face heating body, 14 ... Supporting crucible, 15…
… Heat-prevention tube, 17,17a …… Cover plate, 19,20 ……
Through-hole, 21: Protective glass, 22: Notch, 23: Supply pipe, 24: Filling hopper, 25: Crucible shaft, 26: Crucible support pin, 27: Graphite nut, 28: Crucible Insert, 29 …… Ring, 30 …… Notch, 31 …… Heating body foot, 32 …… Guide tube, 33 …… Heating tube, 34 …… Rod, 35
…… Aperture, 36 …… Slit, 37 …… Screw spindle, 38
... heating element, 39 ... side part, 40 ... heating body foot, 41 ...
… Notch, 42 …… Wedge, 43, 43a …… Notch, 45 ……
Holes, 46,51,64,67 …… Peep glass, 47,50,60,63,66 ……
Tube piece, 48 ... Collar, 49 ... Pulling member, 52 ... Vacuum chamber, 53 ... Opening, 54 ... Motor / transmission unit, 55
…… Molten surface, 56 …… Rod, 57 …… Drive shaft, 58 ……
Chuck, 59: heating element, 61: crystal, 62: supply device, 65: transmitter, 68: receiver, 70: operating device, 71
… Lock gate valve, 72… Rear charging device, 73… Crucible rim, 74… Switching circuit, 75, 76… Tank, 77-79…
Signal conductor, 80 …… Lower frame, 81 …… Hydraulic pump, 82
…… Electromagnetic valve, 83… Hydraulic cylinder, 84… Pressure medium storage tank, 85 …… Signal wire, 86 …… Flange, 87 …… Roller bearing, 88 …… Pressing member, 89 …… Hole, 90 …… Piston, 91,9
2 …… Pressure conduit, 93… Return conduit, 98 …… Opening

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空室(52)内に配置されていて加熱体
(10,59)の熱線によって加熱可能なるつぼ(14,28)
と、溶融体の上に設けられていて溶融体表面(55)から
結晶(61)を上方に向かって引き上げる引上げ部材(4
9)と、引上げ動作中に後装入装置(72)から装入材料
をるつぼ(14,28)内に後充填する供給管(23)とを用
いて、減圧された保護ガス下又は真空下で、るつぼ(1
4,28)内の溶融体から結晶(61)を引き上げる方法であ
って、るつぼ(14,28)内にその都度存在する溶融体量
に関連して、該溶融体量が最小量まで消費された後で、
目標量を上回る上位の充填量まで溶融体材料を後装入
し、これにより、溶融体表面(55)を結晶引上げ動作中
にるつぼ(14,28)内において規定のレベルを中心にし
て均一に上下させ、しかもこの際にるつぼ(14,28)を
同時にかつその時その時の溶融体量に関連して、昇降装
置(81〜84)によって上下運動させて、溶融体表面(5
5)と容器(4)の位置固定の蓋部分(4a)との間の間
隔を一定に保つことを特徴とする、結晶を引き上げる方
法。
1. A crucible (14, 28) arranged in a vacuum chamber (52) and capable of being heated by the heat rays of a heating body (10, 59).
And a pulling member (4) provided on the melt and pulling the crystal (61) upward from the melt surface (55).
9) and a supply pipe (23) for post-filling the charging material from the rear charging device (72) into the crucible (14, 28) during the lifting operation, under reduced pressure protective gas or vacuum. In the crucible (1
4. A method of pulling crystals (61) from the melt in (4,28), wherein the amount of melt is consumed to a minimum in relation to the amount of melt each time present in the crucible (14,28). After
The melt material is post-charged to a higher filling volume than the target volume, so that the melt surface (55) is evenly centered around the defined level in the crucible (14,28) during the crystal pulling operation. The crucible (14, 28) is moved up and down at the same time and at the same time and in relation to the amount of the melt at that time, by means of a lifting device (81-84) to move the crucible (14, 28) up and down.
5. A method for pulling a crystal, characterized in that the distance between the container (4) and the fixed lid part (4a) of the container (4) is kept constant.
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