JP2818552B2

JP2818552B2 - 縦形の単結晶製造装置

Info

Publication number: JP2818552B2
Application number: JP13960895A
Authority: JP
Inventors: 隆男藤川; 一浩上原; 由彦坂下; 広岡田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH08333187A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ZnSeやCdTe、
ZnＳなどのII−VI族、或いはInＰやGaＰ、GaAsなどのII
I-Ｖ族の化合物等の単結晶の製造に適した高圧ガス雰囲
気下での運転可能な縦形の単結晶製造装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】上記したII−VI族、或いはIII-Ｖ族の化
合物等の単結晶の製造には、従来、液体封止チョコラル
スキー法(LEC法）、水平ブリッジマン法（HB法）、垂直
ブリッジマン法（VB法）、垂直温度勾配凝固法(VGF法）
などが用いられている。特開昭63−174293号公報に、チ
ョコラルスキー法による単結晶引上げ装置の一例が開示
され、その装置は、図４に示すように、炉体61の中心部
に、これを上下に貫通する炉心管62が設けられている。
この炉心管62の周囲に、黒鉛製の抵抗加熱体から成る６
個のヒータエレメント63…を備えた加熱装置64が取付け
られている。各ヒータエレメント63…への供給電力を個
別に制御することによって、炉心管62の軸心方向に所定
の温度分布の加熱領域が形成され、この加熱領域内に位
置するるつぼ65内の結晶成長用原料66が加熱され、その
融液からの単結晶67の成長操作が行われる。

【０００３】上記の各ヒータエレメント63は、図５に示
すように、その発熱部が二重螺旋構造の円筒状に形成さ
れ、最下段のヒータエレメント63の下端鍔部63ａには、
一対の取付穴63ｂと二組の切欠き63ｃ・63ｄとが設けら
れている。そして、取付穴63ｂに下側から延びる棒状の
リード電極68・68の各上端部が固着され、これらリード
電極68・68を通して電力が供給されると共に、これらリ
ード電極68・68によってヒータエレメント63が支持され
るようになっている。

【０００４】下から二番目のヒータエレメント63には、
上記同様の下端鍔部63ａに形成されている一対の取付穴
63ｂ・63ｂに、最下段のヒータエレメント63の切欠き63
ｃ・63ｃを貫通して上方に延びるリード電極68・68の各
上端部が固着される。また、下から三番目のヒータエレ
メント63には、下端鍔部63ａに形成されている取付穴63
ｂに、その下側の各ヒータエレメント63・63の切欠き63
ｄ・63ｄを貫通して上方に延びるリード電極68・68の各
上端部が固着される。

【０００５】そして、各リード電極68…は、図４に示す
ように、炉体61の炉底61ａを気密に貫通して外部に引き
出されている。なお、上側半分の三個のヒータエレメン
ト63…は、上記とは上下を逆にして構成され、リード電
極68…は炉体61の炉頂61ｂを気密に貫通して外部に引き
出されている。上記の各リード電極68…は同一円周上に
配置されており、また、前述のように、ヒータエレメン
ト63…をこれらリード電極68…で支持する構成とするこ
とによって、全体の構成の簡略化を図っている。

【０００６】一方、前記した各種単結晶製造方法の中
で、垂直ブリッジマン法（VB法）、垂直温度勾配凝固法
(VGF法）は、比較的大形で転位の少ない良質の単結晶を
製造できることから、工業的な手法として大きな期待が
寄せられている。これらVGF 法やVB法の装置でも、上記
同様に、上下方向に複数のヒータエレメントが配設され
る。そして、これらヒータエレメントへの供給電力を調
整して、原料を収容したるつぼに対し、上部側を原料の
融点以上の温度とし、下部にいくに従って融点以下の温
度となるような温度勾配を持たせ、るつぼ内の原料融液
を下部から徐々に冷却し固化させて単結晶の成長が行わ
れる。このためには、上下方向に意図した通りの温度分
布を付与することが肝要で、このため、上記のように、
各々供給電力が独立に制御される複数のヒータエレメン
トが上下に並設される。

【０００７】なお、単結晶成長時に成分が解離するよう
なGaAsやZnSe等の場合、さらに、解離を抑制するために
高圧の不活性ガスを炉体内に注入し、上述の単結晶成長
操作が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように高圧の不活性ガス雰囲気下で単結晶の成長を行う
場合、多数のヒータエレメントを上下に並設した構成と
して供給電力を調整しても、炉内での高圧ガスの自然対
流の影響が大きく、所定の温度分布が得難くなるという
問題を生じている。

【０００９】例えば、高圧ガスが注入される密閉された
炉体内に、前記特開昭63−174293号公報記載の加熱装置
64と同様のものを設けて構成した場合を例に挙げると、
自然対流によって上方向に流れるガスにより、加熱熱量
が炉体の上壁面に伝達される。このように炉体へと伝達
されて散逸する加熱熱量は、炉体内の注入ガスの圧力が
高い程大きくなり、かつ、自然対流も大きくなる。この
ため、各ヒータエレメント毎の加熱ゾーンを所定の温度
に制御しようとしても、自然対流による各ゾーン間の熱
量の移動が大きく、この結果、所定の温度分布を安定し
て得ようとすることが困難になる。

【００１０】さらに、上記公報記載の加熱装置64の構成
をそのまま採用したのでは、各ヒータエレメントが一対
の棒状リード電極で支持される構造のため、直径が数cm
以下の小形のものには適用できても、大きなヒータエレ
メントを一対のリード電極で安定に保持することは困難
であり、このため、製造しようとする単結晶のサイズが
小形のものに制限されるという問題もある。

【００１１】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みな
されたものであって、高圧ガス雰囲気下においても、炉
内での上下方向の温度分布を正確に制御し得ると共に、
より大形の単結晶の製造が可能であり、さらに、解離し
易い化合物の結晶成長を効率的に行い得る縦形の単結晶
製造装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の縦形の単結晶製造装置は、外部に接続さ
れるガス供給排出路を有する密閉状の炉体と、結晶成長
用の原料を収容する原料収納容器を炉体内で支持する支
持部材と、原料収納容器を周囲から加熱すべく炉体内で
上下に並設される複数の略円筒状のヒータエレメントと
を備える縦形の単結晶製造装置であって、各ヒータエレ
メントの全体を上方から囲う略逆コップ状の断熱筒が炉
体内に設けられる一方、複数のリング状のヒータ取付板
が、断熱筒内におけるヒータエレメントの配設空間を所
定の間隔で上下に区画するように並設され、各ヒータ取
付板上に上記のヒータエレメントが各々取付けられると
共に、各ヒータエレメントの外周端から断熱筒内を垂下
するリード電極が炉体の底壁に取付けられた電力供給用
端子にそれぞれ接続されていることを特徴としている。

【００１３】また、各ヒータエレメントによる加熱温度
検出用の熱電対を収納する保護管が、上記ヒータ取付板
における各ヒータエレメントよりも内側の部位を上下に
貫通して支持されていることを特徴としている。さら
に、各ヒータエレメントとヒータ取付板との内側に原料
収納容器を囲う気密製の材料からなるチャンバーが設け
られ、このチャンバーには、その底部側に、このチャン
バーの内外を連通する通気開口が設けられていることを
特徴としている。

【００１４】

【作用】本発明の縦形の単結晶製造装置においては、例
えばガス供給排出路を通して不活性ガスを炉体内に注入
し、高圧ガス雰囲気下で加熱を行う場合でも、炉体の内
側に断熱筒が設けられているので、自然対流によって上
方に向かうガスが炉体の壁面に接することはなく、これ
により、断熱筒内からの熱の放散が抑えられて、自然対
流が抑制される。さらに、各ヒータエレメントが取付け
られているリング状のヒータ取付板によって、各ヒータ
エレメント間の自然対流が抑制されることともなり、ま
た、上記のヒータ取付板で、隣接するヒータエレメント
からの輻射熱の遮蔽が行われることにもなる。このた
め、各ヒータエレメント毎の加熱ゾーンの温度制御性が
向上する。

【００１５】また、上記では、各ヒータエレメントが炉
体の底壁上に支持されたヒータ取付板に各々取付けられ
ているので、ヒータエレメントがより大きなものでも、
安定した支持状態を維持することができる。一方、熱電
対を収納する保護管を、各ヒータ取付板を貫通して支持
する構成とすれば、この保護管における上方の自由端側
に振れを生じさせずに、所定の位置に確実に保持するこ
とができる。

【００１６】さらに、下方に通気開口を設けたチャンバ
ーが各ヒータエレメントの内側に設けられていると、こ
の内部の原料収納容器内で加熱される原料が解離し易い
物質である場合、解離して発生した蒸気は、チャンバー
内を下方の通気開口に向かって下降する。このとき、加
熱領域から下方に離れた通気開口の部位を低温状態にし
ておくことによって、蒸気をこの部位で析出させるよう
にすることができる。この結果、チャンバーの外側の各
ヒータエレメントや各電力供給部材等に蒸気が触れるこ
とがなくなるので、短絡事故等の発生が防止される。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕次に、本発明の具体的な実施例について、
図１及び図２を参照して説明する。図１は、高圧垂直ブ
リッジマン形の単結晶製造装置を示すもので、この装置
には、耐圧構造を有する炉体としての高圧容器１の内面
に沿って、上部閉塞状となした逆コップ状の断熱筒２が
設けられている。高圧容器１は、上面が閉塞した円筒状
の高圧容器本体３と、その下部開口を覆う底壁としての
下蓋４とから構成され、下蓋４は、高圧容器本体３に着
脱自在に、かつ、シールリング５により気密に装着され
ている。そして、この下蓋４上の周縁側に、上記の断熱
筒２が載置されている。

【００１８】下蓋４の中心部には、この部位を上下に貫
通する昇降ロッド６が取付けられている。この昇降ロッ
ド６は、シールリング７によって気密にかつ昇降自在に
設けられている。この昇降ロッド６の上端にるつぼ支持
台（支持部材）８が取付けられ、この支持台８上に、る
つぼ９が立設状態で載置され支持されている。このるつ
ぼ９は例えばp-BN等から成り、その下端部に、種結晶10
が挿入される細管部9aを備えている。この細管部9a上に
単結晶成長用の原料が収納される。

【００１９】そして、るつぼ９を囲うように、このるつ
ぼ９の上方から下蓋４の上面まで、下方に延びるガス不
透過性の材料から成る逆コップ状のチャンバー11がさら
に設けられ、このチャンバー11と前記断熱筒２との間の
空間に、チャンバー11を通してるつぼ９を加熱するため
の加熱装置12が配設されている。この加熱装置12は、下
蓋４上に支持ロッド13によって固定されたヒータ保持台
14と、このヒータ保持台14上に固定されたヒータ取付台
15とを備えている。ヒータ取付台15は、４枚のヒータ取
付板16…が、連結ロッド17によって所定の間隔で上下に
連結された籠状の構成をなしている。これらヒータ取付
板16…および連結ロッド17は、高温でも充分な強度を備
える例えば黒鉛で形成されている。そして、各ヒータ取
付板16…上に、ヒータエレメント18…が絶縁ガイシ19…
を介してそれぞれ固定されている。

【００２０】図２に最上段のヒータエレメント18を図示
している。このヒータエレメント18はほぼ円筒状に形成
され、円筒壁の全体にわたって均等に縦波状のスリット
18ａ…が切り込まれている。下端縁には、全周にわたっ
て側方に突出する鍔状部18ｂが設けられ、また、この鍔
状部18ｂにおける所定の部位に、さらに側方に突出する
一対の電極取付部18ｃ・18ｃがスリット18ａを挟んで互
いに隣接する位置に形成されている。

【００２１】これら電極取付部18ｃ・18ｃに、例えば黒
鉛から成る棒状のリード電極21・21が下側から挿通され
て、黒鉛製のナット22・22により固定されている。これ
らリード電極21・21を通して電力を供給することによっ
て、スリット18ａ…に沿って円筒壁に電流が流れ発熱す
る。なお、他のヒータエレメント18…も上記と同様の構
成となっている。

【００２２】一方、前記ヒータ取付台15の各ヒータ取付
板16…は、同図に示すように、それぞれリング状に形成
され、その外径は、ヒータエレメント18における鍔状部
18ｂよりやや大きな寸法に設定される一方、内径は、前
記チャンバー11の外径よりやや大きな寸法に設定されて
いる。そして、これらヒータ取付板16…は、上記鍔状部
18ｂよりも外側で、上下に貫通する前記した三本の連結
ロッド17…により相互に連結されている。

【００２３】最上段のヒータ取付板16には、この上にヒ
ータエレメント18が載置されたとき、これを、図示しな
い固定ボルトにより下側から固定するための三個のヒー
タ固定穴16ａ…が、同一円周を三等分する位置に形成さ
れている。さらに、外周側における各連結ロッド17…と
同一の円周上に、一対の第１リード電極貫通穴16b₁・16
b₁が形成され、また、内周側に熱電対保護管貫通穴16ｃ
が形成されている。

【００２４】この最上段のヒータ取付板16より下側の三
枚の各ヒータ取付板16にも、上記同様に、ヒータ固定穴
16ａ…と一対の第１リード電極貫通穴16b₁・16b₁、熱電
対保護管貫通穴16ｃとが、それぞれ同軸上の位置に形成
されている。これにより、前述した最上段のヒータエレ
メント18がヒータ取付板16上に固定されると、このヒー
タエレメント18に上端が固定されたリード電極21・21
は、各ヒータ取付板16…における第１リード電極貫通穴
16b₁・16b₁を貫通して下方に延びる組立状態となる。

【００２５】さらに、下側三枚のヒータ取付板16…に
は、第１リード電極貫通穴16b₁・16b₁から離れた同一円
周上の位置に、それぞれ一対の第２リード電極貫通穴16
b₂・16b₂が形成されている。また、下側二枚のヒータ取
付板16・16には、図示してはいないが、同様に第３リー
ド電極貫通穴がさらに形成され、最下段のヒータ取付板
16には、第４リード電極貫通穴16b₄・16b₄がさらに形成
されている。

【００２６】上から二枚目のヒータ取付板16上に、図示
しないヒータエレメントが載置されたとき、前記同様
に、これに上端が固定された一対のリード電極は、上記
各第２リード電極貫通穴16b₂・16b₂を貫通して下方に延
びる組立状態となり、上から三枚目のヒータ取付板16上
のヒータエレメントのリード電極は、下側二枚のヒータ
取付板16・16の第３リード電極貫通穴を通して、また、
最下段のヒータ取付板16上のヒータエレメントのリード
電極は、最下段のヒータ取付板16の第４リード電極貫通
穴16b₄・16b₄を通して、それぞれ下方に延びる組立状態
となる。

【００２７】各リード電極21は、図１に示すように、そ
の下端側が、前記ヒータ保持台14の下端鍔状部14ａに嵌
着されている絶縁ガイシ23を貫通して下方に達する長さ
寸法でそれぞれ形成されている。一方、下蓋４には、こ
れを貫通する金属電極24が絶縁シールリング25を巻装し
た状態で取付けられている。そして、この金属電極24に
おける電力供給用端子としての上端部と、リード電極21
の下端部とが、可撓性を有する金属リード線26を介して
相互に接続されている。これによって、各ヒータエレメ
ント18…に、外部から加熱用の電力が供給される。

【００２８】一方、上記ヒータ保持台14の下端鍔状部14
ａには、さらに、熱電対保護管27の下端部が固定されて
いる。この熱電対保護管27は、前記各ヒータ取付板16…
に各々形成されている熱電対保護管貫通穴16ｃ…を貫通
して上方に延びるように組立てられている。そして、こ
の熱電対保護管27内に、各ヒータエレメント18…毎の各
加熱ゾーンの温度を検出するための４対の熱電対28が挿
入されている。これら熱電対28での検出温度に応じて、
各ヒータエレメント18…への供給電力が制御される。

【００２９】なお、前記の下蓋４には、アルゴンガス等
の不活性ガスを高圧容器１内に加圧注入し、また、排出
するためのガス供給排出路31が設けられている。また、
断熱筒２およびチャンバー11には、各下端側に、これら
で各々区画される内外の空間を相互に連通する貫通孔形
状の通気開口32・33がそれぞれ形成されている。上記構
成の単結晶製造装置では、チャンバー11内が上方ほど高
温とした温度分布が得られるように、ヒータエレメント
18…への供給電力が調整される。したがって、前記昇降
ロッド６を昇降させてチャンバー11内におけるるつぼ９
の高さ位置を変えることにより加熱温度の制御が行わ
れ、単結晶の成長が行われる。

【００３０】例えば上記装置を用いてZnSe単結晶の製造
を行う場合を例に上げて説明すると、まず、るつぼ９の
細管部9aにロッド状のZnSe種結晶10を挿入後、このるつ
ぼ９に多結晶ZnSeの小塊を充填する。次いで、高圧容器
１の下蓋４を開けてるつぼ支持台８上にるつぼ９を載置
した後、チャンバー11と断熱筒２とを下蓋４上にセット
し、下蓋４を閉じる。その後、ガス供給排出路31を通し
て高圧容器１内を真空引きした後、例えば5kgf/cm²のア
ルゴンガスを高圧容器１内に供給して内部雰囲気の置換
を行う。

【００３１】その後、50kgf/cm²のアルゴンガスを注入
し、次いで、ヒータエレメント18…に加熱電力を投入し
て加熱を開始し、チャンバー11内が所定の温度分布状態
に達した後、昇降ロッド６を操作してるつぼ９を上昇さ
せ、るつぼ９の上部側がZnSeの融点1520℃以上の1550℃
に、また、下部側は種結晶10が溶融せず残るように1510
℃となるように加熱して、るつぼ９内のZnSe原料を溶融
させる。

【００３２】次いで、20℃/cm の温度勾配下、降下速度
３mm/hの速度でるつぼ９を引き下げる。このような操作
により、るつぼ９内でZnSe単結晶が成長する。このよう
な結晶成長操作を行う際、上記装置では、高圧容器１内
に断熱筒２が設けられているので、自然対流によって上
方に向かう高圧ガスが高圧容器１の壁面に接することは
なく、これにより、断熱筒２内からの熱の放散が抑えら
れて、自然対流が抑制される。さらに、各ヒータエレメ
ント18…が取付けられているリング状のヒータ取付板16
…によって、各ヒータエレメント18…間の自然対流が抑
制されることともなり、また、上記のヒータ取付板16…
で、隣接するヒータエレメント18からの輻射熱の遮蔽が
行われることにもなる。このため、各ヒータエレメント
18…毎に加熱ゾーンの温度制御性が向上し、これによっ
て、チャンバー14内を意図した温度分布に正確に制御す
ることができる。

【００３３】また、上記では、各ヒータエレメント18…
が下蓋４上に支持されたヒータ取付板16…に各々取付け
られているので、ヒータエレメント18…のサイズがより
大きなものでも、安定した支持状態を維持することがで
きるので、より口径の大きな単結晶の成長を行うことが
できる。さらに、上記装置では、熱電対保護管27は、そ
の上方側が各ヒータ取付板16…を貫通して支持され、し
たがって、この保護管における上方の自由端側に振れを
生じさせずに、所定の位置に確実に保持される。このた
め、熱電対28による各加熱ゾーン毎の温度検出がより的
確に行われ、これによって、上記した上下方向の温度分
布をさらに正確に制御することができる。

【００３４】また、上記装置では、断熱筒２内を上下に
延びるリード電極21は、各上端部でヒータエレメント18
に固定され、下端部は、フレキシブルな金属リード線26
を介して金属電極24に接続された構成であり、したがっ
て、これらリード電極21はいわゆる懸垂状態の取付構造
となっている。このため、加熱時の熱膨張によりリード
電極21に長さ方向の寸法変化が生じても、ヒータエレメ
ント18には力は作用しない。この結果、ヒータエレメン
ト18の取付状態が安定して保持される。

【００３５】一方、前記のようにZnSeの融点を超える温
度まで加熱した後、降温させる結晶成長操作の過程で
は、原料の解離が昇温途中で徐々に進行する。この解離
による蒸気は、チャンバー11内で上方から通気開口33に
向かって下降する。このとき、通気開口33はヒータエレ
メント18…による加熱領域から下方に離れた部位に設け
られているので、この箇所を低温状態にしておくことに
よって、蒸気をこの部位で析出させるようにすることが
できる。この結果、チャンバー11の外側の加熱装置12等
に蒸気が触れることがないので、例えば短絡事故の発生
が防止される。また、拡散した蒸気により炉内全体が汚
染されると、随時、炉内構造物を分解し清浄化するなど
の保守作業に多大な労力が必要となるが、上記装置で
は、このような蒸気の炉内全体への拡散が抑えられるた
め、保守作業が容易になり、これによって、製造効率が
向上する。この結果、II−VI族やIII-Ｖ族の化合物単結
晶の工業的な生産に大きく寄与することができる。

【００３６】〔実施例２〕次に、本発明の他の実施例に
ついて図３を参照して説明する。なお、説明の便宜上、
前記の実施例１で示した部材と同一の機能を有する部材
には、同一の符号を付記して説明を省略する。図３に、
本実施例に係る垂直温度勾配凝固法(VGF法）による単結
晶製造装置を示す。この装置は、高圧容器本体３の下端
開口が、リング状下蓋4aと、このリング状下蓋4aの中央
開口を塞ぐように下側から嵌着される内下蓋4bとの二部
材によって覆われている。

【００３７】リング状下蓋4a上に、前記実施例１とほぼ
同様に構成された加熱装置12が固定される一方、内下蓋
4b上に、るつぼ９が載置されるるつぼ保持台８と、これ
を囲うチャンバー11とが載置されている。なお、熱電対
保護管27は、この内下蓋4bに取付けられ固定されてい
る。なお、VGF 法の場合、下が低く上が高いという温度
分布を保持して全体的な温度の昇降を行う。このため、
より精密な温度制御が必要なことから、本実施例での加
熱装置12は、７個のヒータエレメント18…を設け、前記
実施例１よりもゾーン数の多い７ゾーン構成となってい
る。

【００３８】上記構成では、原料を充填したるつぼ９の
装置内へのセット時や単結晶製造後の単結晶取り出し
時、あるいは熱電対の交換時には、内下蓋4bのみを下方
へ引き下げることでチャンバー11等が取り出せ、リング
状下蓋4a上の加熱装置12等は、保守点検時以外の通常時
は高圧容器１内に残したまま運転できることから、作業
性が非常に良好になる。

【００３９】なお、上記各実施例は本発明を限定するも
のではなく、例えばヒータ取付台15は、ゾーン数がさら
に多くなった場合に、黒鉛リード電極21の本数が増える
ことから、ロッドをチドリ状に角度をずらすなどの配置
をして構成することが可能である。また、各ヒータエレ
メントの高さを所期の温度分布に対応してゾーン毎に変
え、それに応じてヒータ取付板16…間の間隔を変えるこ
と、各ゾーンの温度の独立制御性を良くするために、ヒ
ータ取付板16…の下面にセラミックフェルトなどででき
た断熱材を配置することなども併用が可能である。さら
に、上記各実施例では、ヒータ取付板16…を黒鉛で形成
した例を示したが、例えばBN（窒化ホウ素）などの電気
絶縁性のセラミックスで形成することも可能であり、こ
の場合には、絶縁ガイシ19は不要となる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の縦形の単
結晶製造装置によれば、炉体の内側に断熱筒が設けら
れ、さらに、断熱筒内におけるヒータエレメントの配設
空間を所定の間隔で上下に区画するように並設されたヒ
ータ取付板が設けられているので、高圧ガス雰囲気下で
加熱を行う場合でも、高圧ガスの自然対流の影響や、隣
接するヒータエレメントからの輻射熱の影響が極力抑え
られ、この結果、各ヒータエレメント毎の加熱ゾーンの
温度制御性が向上するので、炉内での上下方向の温度分
布をより的確に制御することができる。また、各ヒータ
エレメントが炉体の底壁上に支持されたヒータ取付板に
各々取付けられているので、ヒータエレメントがより大
きなものでも、安定した支持状態を維持することがで
き、これによって、よりサイズの大きな単結晶の成長が
可能になる。

【００４１】一方、熱電対を収納する保護管が、各ヒー
タ取付板を貫通して支持されていると、この保護管の上
方側自由端に振れを生じさせずに、所定の位置に確実に
保持することができるので、各加熱ゾーン毎の温度検出
がより的確に行え、これによって、炉内での上下方向の
温度分布をさらに正確に制御することができる。また、
下方に通気開口を備えたチャンバーをヒータエレメント
の内側に設けることにより、単結晶成長用の原料が解離
し易い物質でも、解離した蒸気がチャンバー外に流れる
ことを防止できる。この結果、例えば短絡事故等の発生
を防止するための装置のメインテナンスが容易となるの
で、解離圧の高い化合物半導体でも、その単結晶をより
効率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における単結晶製造装置の構
成を示す縦断面模式図である。

【図２】上記単結晶製造装置内に設けられている加熱装
置におけるヒータ取付台を示す斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例における単結晶製造装置の
構成を示す縦断面模式図である。

【図４】従来の単結晶製造装置の構成を示す縦断面模式
図である。

【図５】図４の装置における加熱装置の構成を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１高圧容器（炉体）２断熱筒４下蓋（底壁）８るつぼ支持台（支持部材）９るつぼ（原料収納容器） 11 チャンバー 16 ヒータ取付板 18 ヒータエレメント 21 リード電極 24 金属電極（電力供給用端子） 27 熱電対保護管 28 熱電対 31 ガス供給排出路 33 通気開口

フロントページの続き (72)発明者岡田広兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (56)参考文献特開昭63−174293（ＪＰ，Ａ) 特開平８−259397（ＪＰ，Ａ) 特開平８−119784（ＪＰ，Ａ) 特開平６−247787（ＪＰ，Ａ) 特開平５−70276（ＪＰ，Ａ) 特開平６−219884（ＪＰ，Ａ) 特開平７−330479（ＪＰ，Ａ) 特開平２−196081（ＪＰ，Ａ) 特開平３−40987（ＪＰ，Ａ) 特開平５−97566（ＪＰ，Ａ) 特公昭59−46917（ＪＰ，Ｂ２) 欧州特許出願公開338411（ＥＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C30B 11/00 - 11/06 C30B 28/00 - 35/00 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外部に接続されるガス供給排出路を有す
る密閉状の炉体と、結晶成長用の原料を収容する原料収納容器を炉体内で支
持する支持部材と、原料収納容器を周囲から加熱すべく炉体内で上下に並設
される複数の略円筒状のヒータエレメントとを備える縦
形の単結晶製造装置であって、各ヒータエレメントの全体を上方から囲う略逆コップ状
の断熱筒が炉体内に設けられる一方、複数のリング状のヒータ取付板が、断熱筒内におけるヒ
ータエレメントの配設空間を所定の間隔で上下に区画す
るように並設され、各ヒータ取付板上に上記のヒータエレメントが各々取付
けられると共に、各ヒータエレメントの外周端から断熱筒内を垂下するリ
ード電極が炉体の底壁に取付けられた電力供給用端子に
それぞれ接続されていることを特徴とする縦形の単結晶
製造装置。
【請求項２】各ヒータエレメントによる加熱温度検出
用の熱電対を収納する保護管が、上記ヒータ取付板にお
ける各ヒータエレメントよりも内側の部位を上下に貫通
して支持されていることを特徴とする請求項１記載の縦
形の単結晶製造装置。
【請求項３】原料収納容器を各ヒータエレメントとヒ
ータ取付板との内側で囲う気密製の材料からなるチャン
バーがさらに設けられ、このチャンバーには、その底部
側に、このチャンバーの内外を連通する通気開口が設け
られていることを特徴とする請求項１又は２記載の縦形
の単結晶製造装置。