JP2826176B2 - 単結晶製造装置 - Google Patents
単結晶製造装置Info
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- JP2826176B2 JP2826176B2 JP2167735A JP16773590A JP2826176B2 JP 2826176 B2 JP2826176 B2 JP 2826176B2 JP 2167735 A JP2167735 A JP 2167735A JP 16773590 A JP16773590 A JP 16773590A JP 2826176 B2 JP2826176 B2 JP 2826176B2
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- crystal
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
- C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
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- Materials Engineering (AREA)
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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、赤外線集中加熱によるフローティングゾ
ーン方式で単結晶育成する赤外線加熱単結晶製造装置，
特に加熱溶融温度の制御手段を付設した単結晶製造装置
に関する。
ーン方式で単結晶育成する赤外線加熱単結晶製造装置，
特に加熱溶融温度の制御手段を付設した単結晶製造装置
に関する。
従来の技術 従来、酸化物磁性材料や酸化物誘電材料など高融点酸
化物の単結晶構造は、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ
を利用した赤外線加熱によるフローティングゾーン方式
の単結晶製造装置が使用されている（特公昭50−29405
号公報参照）。
化物の単結晶構造は、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ
を利用した赤外線加熱によるフローティングゾーン方式
の単結晶製造装置が使用されている（特公昭50−29405
号公報参照）。
赤外線加熱単結晶製造装置は、炉体の内部に形成した
回転楕円面鏡の一方の焦点に加熱源としてハロゲンラン
プ等の赤外線ランプ，他方の焦点に被加熱物体を配置
し、熱源から照射される赤外エネルギを回転楕円面鏡で
反射させて被加熱物体に集光させ集中加熱する装置であ
る。基体の回転楕円面鏡は単一タイプの単楕円型と２個
タイプ双楕円型とがあるが、一般的には各々一方の焦点
が一致するように対向結合配置させた双楕円型が多用さ
れている。
回転楕円面鏡の一方の焦点に加熱源としてハロゲンラン
プ等の赤外線ランプ，他方の焦点に被加熱物体を配置
し、熱源から照射される赤外エネルギを回転楕円面鏡で
反射させて被加熱物体に集光させ集中加熱する装置であ
る。基体の回転楕円面鏡は単一タイプの単楕円型と２個
タイプ双楕円型とがあるが、一般的には各々一方の焦点
が一致するように対向結合配置させた双楕円型が多用さ
れている。
例えば双楕円型赤外線加熱単結晶製造装置は、第４図
ないし第６図に示すように、対称の２つの回転楕円面鏡
1,2を、各々の一方の焦点F0が一致するように対向結合
配置し、各々の他方の焦点F1,F2にそれぞれハロゲンラ
ンプ等の赤外線ランプ3,4を固定配置する。各回転楕円
面鏡1,2の共通の焦点F0には被加熱物の溶融領域（フロ
ーティングゾーン）５が形成される。この被加熱物の溶
融領域５は、上方から鉛直下方に延びる結晶素材の原料
棒６と下方から鉛直上方に延びる種結晶の結晶棒７とを
突き合わせた部分である。
ないし第６図に示すように、対称の２つの回転楕円面鏡
1,2を、各々の一方の焦点F0が一致するように対向結合
配置し、各々の他方の焦点F1,F2にそれぞれハロゲンラ
ンプ等の赤外線ランプ3,4を固定配置する。各回転楕円
面鏡1,2の共通の焦点F0には被加熱物の溶融領域（フロ
ーティングゾーン）５が形成される。この被加熱物の溶
融領域５は、上方から鉛直下方に延びる結晶素材の原料
棒６と下方から鉛直上方に延びる種結晶の結晶棒７とを
突き合わせた部分である。
通常、溶融領域5,原料棒６および結晶棒７の周囲には
透明な石英管８を縦方向に配置し、原料棒６および結晶
棒７を包囲してその内部に雰囲気ガスを流して結晶成長
に対して好適な条件を形成するようにしている。また、
溶融領域５からの蒸発物が回転楕円面鏡1,2の表面に付
着して反射率が低下するのを防ぐために、結晶の溶融帯
域の周囲の雰囲気を反射面鏡内部の雰囲気と分離する必
要がある。
透明な石英管８を縦方向に配置し、原料棒６および結晶
棒７を包囲してその内部に雰囲気ガスを流して結晶成長
に対して好適な条件を形成するようにしている。また、
溶融領域５からの蒸発物が回転楕円面鏡1,2の表面に付
着して反射率が低下するのを防ぐために、結晶の溶融帯
域の周囲の雰囲気を反射面鏡内部の雰囲気と分離する必
要がある。
単結晶育成は、各回転楕円面鏡1,2の第1,第２の焦点F
1,F2に配置された赤外線ランプ3,4から照射される赤外
線を回転楕円面鏡1,2で反射させ、焦点F0に配置される
溶融領域５に赤外線主体の輻射エネルギを集光させて集
中加熱する。このとき原料棒６および結晶棒７を回転さ
せて十分な撹拌や均熱輻射を行わせながら、鉛直方向に
下降させることにより種結晶側に単結晶の育成が行われ
る。この単結晶の育成状態は、溶融領域５を観測するこ
とで行われ、そのための監視窓９が炉体の一部に設けら
れている。
1,F2に配置された赤外線ランプ3,4から照射される赤外
線を回転楕円面鏡1,2で反射させ、焦点F0に配置される
溶融領域５に赤外線主体の輻射エネルギを集光させて集
中加熱する。このとき原料棒６および結晶棒７を回転さ
せて十分な撹拌や均熱輻射を行わせながら、鉛直方向に
下降させることにより種結晶側に単結晶の育成が行われ
る。この単結晶の育成状態は、溶融領域５を観測するこ
とで行われ、そのための監視窓９が炉体の一部に設けら
れている。
発明が解決しようとする課題 ところで、単結晶製造装置における単結晶育成状態の
観察は、被加熱物溶融領域５での温度測定が必要であ
る。通常、赤外線輻射温度計を使用して被加熱領域をス
ポット的に温度測定するのが一般的である。
観察は、被加熱物溶融領域５での温度測定が必要であ
る。通常、赤外線輻射温度計を使用して被加熱領域をス
ポット的に温度測定するのが一般的である。
しかしながら、窓９の手前に赤外線輻射温度計を配置
して被加熱領域の温度測定を行おうとした場合、赤外線
ランプ3,4からの直接の照射光と回転楕円面鏡1,2で反射
された間接の照射光および縦型石英管８で反射された間
接照明光等があって、外乱ノイズとして赤外線輻射温度
計に入力され、それにより赤外線輻射温度計で所望する
加熱領域の正確な温度を正確測定することが困難とな
る。
して被加熱領域の温度測定を行おうとした場合、赤外線
ランプ3,4からの直接の照射光と回転楕円面鏡1,2で反射
された間接の照射光および縦型石英管８で反射された間
接照明光等があって、外乱ノイズとして赤外線輻射温度
計に入力され、それにより赤外線輻射温度計で所望する
加熱領域の正確な温度を正確測定することが困難とな
る。
従って、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもの
であり、新規かつ改良された赤外線単結晶製造装置の提
供を目的とする。
であり、新規かつ改良された赤外線単結晶製造装置の提
供を目的とする。
詳しくは加熱領域近傍の温度測定精度を高める簡素化
された付加手段を備えた単結晶製造装置の提供を目的と
する。
された付加手段を備えた単結晶製造装置の提供を目的と
する。
課題を解決するための手段 本発明によれば、回転楕円面鏡の一方の焦点に赤外線
ランプ，他方の焦点結晶素材の原料棒と種結晶の結晶棒
間の溶融領域を位置させて単結晶を成長させるものにお
いて、上記溶融領域原料棒および結晶棒を取り囲むよう
にして石英管を縦および横方向に配し、この縦型石英管
が加熱部と対応する部位で横型石英管を直交する方向に
延在させて炉体外部へ導出した。この横型石英管の取り
付けられる縦型石英管の開口は、石英の透過性の悪い波
長約５μｍ以上の輻射線を用いて赤外線輻射温度計の測
温ヘッドに対して波長約５μｍ以上でも透明な監視窓材
を介して監視される。加えて、監視窓と横型石英管との
間に可撓性結合部材，例えばベローズで気密的に接続
し、上記窓材に横型石英管内を被加熱部の溶融領域に向
かいかつ赤外線輻射温度計の測定視野に沿って延びる外
乱防止ノズル管を設ける。すなわち、測温ヘッドから溶
融領域に向かって縮径するテーパノズルが付設され、そ
の先端はベローズによってねらい位置を任意に選択でき
るようにしている。
ランプ，他方の焦点結晶素材の原料棒と種結晶の結晶棒
間の溶融領域を位置させて単結晶を成長させるものにお
いて、上記溶融領域原料棒および結晶棒を取り囲むよう
にして石英管を縦および横方向に配し、この縦型石英管
が加熱部と対応する部位で横型石英管を直交する方向に
延在させて炉体外部へ導出した。この横型石英管の取り
付けられる縦型石英管の開口は、石英の透過性の悪い波
長約５μｍ以上の輻射線を用いて赤外線輻射温度計の測
温ヘッドに対して波長約５μｍ以上でも透明な監視窓材
を介して監視される。加えて、監視窓と横型石英管との
間に可撓性結合部材，例えばベローズで気密的に接続
し、上記窓材に横型石英管内を被加熱部の溶融領域に向
かいかつ赤外線輻射温度計の測定視野に沿って延びる外
乱防止ノズル管を設ける。すなわち、測温ヘッドから溶
融領域に向かって縮径するテーパノズルが付設され、そ
の先端はベローズによってねらい位置を任意に選択でき
るようにしている。
好ましくは、縦型石英管の開口部を赤外線輻射温度計
の測定視野を遮らない程度で小さくすることである。
の測定視野を遮らない程度で小さくすることである。
作用 本発明にかかる赤外線加熱利用による単結晶製造装置
では、炉体外部へ導出した横型石英管を設けるとともに
石英透過度の悪い波長５μｍ以上でも透過性良好な窓材
を端に配置するので温度はさほど高くならず窓材は耐熱
材料に限らない。その窓材を通して溶融領域における波
長５μｍ以上の輻射線で温度測定する赤外線輻射温度計
を使用した。これにより、赤外線加熱源より直接照射さ
れる輻射エネルギも回転楕円面鏡で反射されて照射され
る輻射エネルギもその内の温度測定に利用される長波長
成分は縦型石英管に吸収されて溶融領域に照射されない
ので外乱に影響されることなく所望するスポットの温度
測定ができる。好ましくは、上記特定部材の窓材を組み
込んだ監視窓から内方に向かって縮径する外乱防止ノズ
ルを使用しかつ可及的に小さくした縦型石英管の開口部
の形成により、測定視野外からの外乱ノズルを遮断す
る。そして、この外乱防止ノズル内での測定視野でもっ
て被加熱部の所望するスポット温度を赤外線輻射温度計
で高精度かつ確実に測定できる。
では、炉体外部へ導出した横型石英管を設けるとともに
石英透過度の悪い波長５μｍ以上でも透過性良好な窓材
を端に配置するので温度はさほど高くならず窓材は耐熱
材料に限らない。その窓材を通して溶融領域における波
長５μｍ以上の輻射線で温度測定する赤外線輻射温度計
を使用した。これにより、赤外線加熱源より直接照射さ
れる輻射エネルギも回転楕円面鏡で反射されて照射され
る輻射エネルギもその内の温度測定に利用される長波長
成分は縦型石英管に吸収されて溶融領域に照射されない
ので外乱に影響されることなく所望するスポットの温度
測定ができる。好ましくは、上記特定部材の窓材を組み
込んだ監視窓から内方に向かって縮径する外乱防止ノズ
ルを使用しかつ可及的に小さくした縦型石英管の開口部
の形成により、測定視野外からの外乱ノズルを遮断す
る。そして、この外乱防止ノズル内での測定視野でもっ
て被加熱部の所望するスポット温度を赤外線輻射温度計
で高精度かつ確実に測定できる。
また、横型石英管の開口部に対して赤外線輻射温度計
の測温ヘッドを可撓自在に取り付けたベローズ接続にお
いては、ベローズのフレキシビリティを利用して測温ヘ
ッドのねらい位置を適正に選択でき、赤外線輻射温度計
の狭い測定視野内でも可動させることができ、溶融領域
である被加熱部近傍の所望の部位をスポット的に正確に
温度測定することができる。
の測温ヘッドを可撓自在に取り付けたベローズ接続にお
いては、ベローズのフレキシビリティを利用して測温ヘ
ッドのねらい位置を適正に選択でき、赤外線輻射温度計
の狭い測定視野内でも可動させることができ、溶融領域
である被加熱部近傍の所望の部位をスポット的に正確に
温度測定することができる。
実施例 本発明にかかる赤外線加熱単結晶製造装置の一実施例
を第１図ないし第３図を参照しながら説明する。
を第１図ないし第３図を参照しながら説明する。
同図において、加熱炉体10はその内部に対称の回転楕
円面鏡11,12を具備してなり、各一方の焦点F0が一致す
るように対向結合配置させている。回転楕円面鏡11,12
の反射面は、赤外線を高反射率で反射させるために金メ
ッキ処理が施されている。例えばハロゲンランプ等の赤
外線加熱源13,14は各回転楕円面鏡11,12の他方の第1,第
２の焦点F1,F2に固定配置され、溶融領域15は各回転楕
円面鏡11,12の一致した焦点F0に位置する被加熱部であ
って、上方から鉛直下方に延びる上主軸16の下端に固定
した結晶素材の原料棒17と、下方から鉛直上方に延びる
下主軸18の上端に固定した種結晶の結晶棒19とを突き合
わせた部分，すなわち単結晶成長が行われるフローティ
ングゾーンを形成している。原料棒17と結晶棒19とを包
囲する透明な石英管20は、原料棒17と結晶棒19とが配置
された空間m1とハロゲンランプ13,14が配置された空間m
2とを区画し、管内部の空間m1に結晶に対して好適な雰
囲気ガスを充満させる。縦型石英管20を被加熱部の溶融
領域15の対応位置から横方向に延在させて外部へ導出し
た横型石英管20は本発明特徴であり、縦型石英管20に形
成した開口部30で一体化され、縦型石英管20の内部空間
m1と連通する。監視窓22は横型石英管21の開口部に可撓
性結合部材のベローズ23を介して気密的に接続した波長
５μｍ以上の光に対しても透明なふっ化カルシウム光学
の窓材を組み込んであり、この監視窓22の外側に測温ヘ
ッド24が取り付けられる。かくして窓22を介して被加熱
部の溶融領域15の近傍に向けて、波長５μｍ以上の輻射
を用いる赤外線輻射温度計25を内蔵する。なお、図示し
ないが上記測温ヘッド24は、前後左右方向に移動可能
で、かつ水平および垂直方向に首振り可能なように駆動
部に取り付けられている。監視窓22の内側に固設された
水冷銅パイプ等の外乱防止ノズル26は、横型石英管21内
を被加熱部15に向かい赤外線輻射温度計25の測定視野に
沿って延びる先細り形状のものである。この外乱防止ノ
ズル26の内周面は、乱反射防止のため、黒体塗装を施す
かあるいは凹凸状に形成するのが望ましい。
円面鏡11,12を具備してなり、各一方の焦点F0が一致す
るように対向結合配置させている。回転楕円面鏡11,12
の反射面は、赤外線を高反射率で反射させるために金メ
ッキ処理が施されている。例えばハロゲンランプ等の赤
外線加熱源13,14は各回転楕円面鏡11,12の他方の第1,第
２の焦点F1,F2に固定配置され、溶融領域15は各回転楕
円面鏡11,12の一致した焦点F0に位置する被加熱部であ
って、上方から鉛直下方に延びる上主軸16の下端に固定
した結晶素材の原料棒17と、下方から鉛直上方に延びる
下主軸18の上端に固定した種結晶の結晶棒19とを突き合
わせた部分，すなわち単結晶成長が行われるフローティ
ングゾーンを形成している。原料棒17と結晶棒19とを包
囲する透明な石英管20は、原料棒17と結晶棒19とが配置
された空間m1とハロゲンランプ13,14が配置された空間m
2とを区画し、管内部の空間m1に結晶に対して好適な雰
囲気ガスを充満させる。縦型石英管20を被加熱部の溶融
領域15の対応位置から横方向に延在させて外部へ導出し
た横型石英管20は本発明特徴であり、縦型石英管20に形
成した開口部30で一体化され、縦型石英管20の内部空間
m1と連通する。監視窓22は横型石英管21の開口部に可撓
性結合部材のベローズ23を介して気密的に接続した波長
５μｍ以上の光に対しても透明なふっ化カルシウム光学
の窓材を組み込んであり、この監視窓22の外側に測温ヘ
ッド24が取り付けられる。かくして窓22を介して被加熱
部の溶融領域15の近傍に向けて、波長５μｍ以上の輻射
を用いる赤外線輻射温度計25を内蔵する。なお、図示し
ないが上記測温ヘッド24は、前後左右方向に移動可能
で、かつ水平および垂直方向に首振り可能なように駆動
部に取り付けられている。監視窓22の内側に固設された
水冷銅パイプ等の外乱防止ノズル26は、横型石英管21内
を被加熱部15に向かい赤外線輻射温度計25の測定視野に
沿って延びる先細り形状のものである。この外乱防止ノ
ズル26の内周面は、乱反射防止のため、黒体塗装を施す
かあるいは凹凸状に形成するのが望ましい。
上記構成からなる赤外線加熱単結晶製造装置における
単結晶育成では、回転楕円面鏡11,12の第1,第２の焦点F
1,F2に配置されたハロゲンランプ13,14から照射される
赤外線を上記回転楕円面鏡11,12にて反射させ、焦点F0
に位置する溶融領域15に集光させて赤外線加熱する。こ
の赤外線加熱による輻射エネルギにより、原料棒17の下
端および結晶棒19の上端を加熱しなから円滑に接触させ
ることによって、原料棒17と結晶棒19の溶融帯域15はフ
ローティングゾーンとして、上記原料棒17および結晶棒
19を回転させて十分な撹拌や均熱輻射を行わせながら、
鉛直方向に下降させることにより単結晶育成が行われ
る。
単結晶育成では、回転楕円面鏡11,12の第1,第２の焦点F
1,F2に配置されたハロゲンランプ13,14から照射される
赤外線を上記回転楕円面鏡11,12にて反射させ、焦点F0
に位置する溶融領域15に集光させて赤外線加熱する。こ
の赤外線加熱による輻射エネルギにより、原料棒17の下
端および結晶棒19の上端を加熱しなから円滑に接触させ
ることによって、原料棒17と結晶棒19の溶融帯域15はフ
ローティングゾーンとして、上記原料棒17および結晶棒
19を回転させて十分な撹拌や均熱輻射を行わせながら、
鉛直方向に下降させることにより単結晶育成が行われ
る。
この単結晶育成状態の観測を前述した測温ヘッド24に
て行う。すなわち、溶融領域15から放出され、開口10か
ら横型石英管21の外乱防止ノズル26内を伝播する輻射エ
ネルギを監視窓22を介して測温ヘッド24の赤外線輻射温
度計25にて受ける。この温度計25は、狭い測定視野の輻
射エネルギに基づいて、溶融領域15をスポット的に温度
測定する。この時、ハロゲンランプ13,14のフィラメン
トからの照射光のうち、約波長５μｍより長波長の光
は、ハロゲンランプ13,14を被っており、第７図に示す
ような波長対透過率特性により５μｍ以上の波長を透過
させない石英部材により遮蔽される。しかしながら、石
英部材そのものが高温になっているのである程度は石英
部材より照射される。そしてそれは縦型石英管20や横型
石英管21に遮蔽されて溶融領域15には達しない。一方、
横型石英管21内を通し波長約５μｍ以上でも透過性のよ
いふっ化カルシウムCaF2の窓を通して観測するため、溶
融領域15から放出される波長５μｍ以上の輻射エネルギ
が測定できる。すなわち、ハロゲンランプ13,14からの
放射エネルギのうち、比較的大きなエネルギを持った可
視光および波長５μｍ以下の領域のエネルギが縦および
横型石英管を透過して、迷光として赤外線輻射温度計に
入射してもこの領域に感知しなければ外乱として作用し
ない。加えて、外乱防止ノズル26によりノイズ抑制がで
き、輻射温度計25の測定感度が低下することもなく、測
定視野を遮らない程度まで小さくした開口部10の作用
は、不要な波長５μｍ以上の輻射光が外乱として入射す
るのを抑制する。従って、正確に被加熱部の溶融領域15
の温度が測定できる。
て行う。すなわち、溶融領域15から放出され、開口10か
ら横型石英管21の外乱防止ノズル26内を伝播する輻射エ
ネルギを監視窓22を介して測温ヘッド24の赤外線輻射温
度計25にて受ける。この温度計25は、狭い測定視野の輻
射エネルギに基づいて、溶融領域15をスポット的に温度
測定する。この時、ハロゲンランプ13,14のフィラメン
トからの照射光のうち、約波長５μｍより長波長の光
は、ハロゲンランプ13,14を被っており、第７図に示す
ような波長対透過率特性により５μｍ以上の波長を透過
させない石英部材により遮蔽される。しかしながら、石
英部材そのものが高温になっているのである程度は石英
部材より照射される。そしてそれは縦型石英管20や横型
石英管21に遮蔽されて溶融領域15には達しない。一方、
横型石英管21内を通し波長約５μｍ以上でも透過性のよ
いふっ化カルシウムCaF2の窓を通して観測するため、溶
融領域15から放出される波長５μｍ以上の輻射エネルギ
が測定できる。すなわち、ハロゲンランプ13,14からの
放射エネルギのうち、比較的大きなエネルギを持った可
視光および波長５μｍ以下の領域のエネルギが縦および
横型石英管を透過して、迷光として赤外線輻射温度計に
入射してもこの領域に感知しなければ外乱として作用し
ない。加えて、外乱防止ノズル26によりノイズ抑制がで
き、輻射温度計25の測定感度が低下することもなく、測
定視野を遮らない程度まで小さくした開口部10の作用
は、不要な波長５μｍ以上の輻射光が外乱として入射す
るのを抑制する。従って、正確に被加熱部の溶融領域15
の温度が測定できる。
次に、溶融領域15が単結晶育成状態によって位置変動
した場合や、他の箇所を温度測定したい場合には、測温
ヘッド24を駆動部（図示せず）により上下左右方向へ移
動，あるいは水平垂直方向へ首振りさせて、測定視野の
狭い赤外線輻射温度計25でもその測定視野の方向修正が
実現できる。これは、測温ヘッド24と横型石英管21の間
にベローズ23が接続されているので、気密性を確保した
上でフレキシビリティが得られて姿勢修正が任意となり
調節自在となる。また、赤外線輻射温度計25の測定視野
を狭くする外乱防止ノズル26も監視窓22に一体的に取り
付けられているので、測温ヘッド24の姿勢修正に自動的
に追従する。
した場合や、他の箇所を温度測定したい場合には、測温
ヘッド24を駆動部（図示せず）により上下左右方向へ移
動，あるいは水平垂直方向へ首振りさせて、測定視野の
狭い赤外線輻射温度計25でもその測定視野の方向修正が
実現できる。これは、測温ヘッド24と横型石英管21の間
にベローズ23が接続されているので、気密性を確保した
上でフレキシビリティが得られて姿勢修正が任意となり
調節自在となる。また、赤外線輻射温度計25の測定視野
を狭くする外乱防止ノズル26も監視窓22に一体的に取り
付けられているので、測温ヘッド24の姿勢修正に自動的
に追従する。
なお上記実施例では、２つの回転楕円面鏡11,12を組
付けた双楕円型加熱炉について説明したが、単楕円型加
熱炉や３つ以上の回転楕円面鏡を組付けた加熱炉につい
ても適用可能である。
付けた双楕円型加熱炉について説明したが、単楕円型加
熱炉や３つ以上の回転楕円面鏡を組付けた加熱炉につい
ても適用可能である。
発明の効果 本発明にかかる単結晶製造装置によれば、縦型石英管
内の被加熱部から延びる横型石英管に石英を透過しない
ような波長約５μｍ以上の輻射線を用いる赤外線輻射温
度計を内蔵した測温ヘッドを取り付けるとともに、波長
５μｍ以上でも透明な窓材を用いて監視窓としこれにベ
ローズで接続したので正確な測定ができる。加えて、横
型石英管内から溶融領域に向かって延びる外乱防止ノズ
ルを設け測定視野を遮らない程度の大きさまで小さくし
た開口部の測定孔としたことにより、赤外線加熱源から
の外乱ノズルを可及的に小さくすることができる。従っ
て、溶融領域の温度を赤外線輻射温度計で測定感度を低
下させることなしに、正確に測定できる赤外線加熱単結
晶製造装置を実現した。
内の被加熱部から延びる横型石英管に石英を透過しない
ような波長約５μｍ以上の輻射線を用いる赤外線輻射温
度計を内蔵した測温ヘッドを取り付けるとともに、波長
５μｍ以上でも透明な窓材を用いて監視窓としこれにベ
ローズで接続したので正確な測定ができる。加えて、横
型石英管内から溶融領域に向かって延びる外乱防止ノズ
ルを設け測定視野を遮らない程度の大きさまで小さくし
た開口部の測定孔としたことにより、赤外線加熱源から
の外乱ノズルを可及的に小さくすることができる。従っ
て、溶融領域の温度を赤外線輻射温度計で測定感度を低
下させることなしに、正確に測定できる赤外線加熱単結
晶製造装置を実現した。
さらに、測温ヘッドの姿勢修正を可能にしたので、赤
外線輻射温度計の測定視野を可動調節させることがで
き、被加熱部分の所望する位置変動に追従できるので被
加熱部溶融領域とその周辺部位の温度を広範囲に亘って
測定することができ、それにより安定して単結晶成長が
できる実用的で価値大なる赤外線加熱単結晶製造装置を
提供できる。
外線輻射温度計の測定視野を可動調節させることがで
き、被加熱部分の所望する位置変動に追従できるので被
加熱部溶融領域とその周辺部位の温度を広範囲に亘って
測定することができ、それにより安定して単結晶成長が
できる実用的で価値大なる赤外線加熱単結晶製造装置を
提供できる。
第１図は本発明にかかる単結晶製造装置の要部断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１
図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第４図は従来の単結晶製造
装置を示す断面図、第５図は第４図のＣ−Ｃ線に沿う断
面図、第６図は第５図のＤ−Ｄ線に沿う断面図、および
第７図は石英管の透過率と改良の関係を示す特性曲線図
である。 10……炉体、 11,12……回転楕円面鏡、 13,14……ハロゲンランプ、 15……溶融領域、 17……原料棒、 19……結晶棒、 20……縦型石英管、 21……横型石英管、 22……監視窓、 23……ベローズ（可撓性結合部材）、 24……測温ヘッド、 25……赤外線輻射温度計、 26……外乱防止ノズル、 30……開口部、 F0,F1,F2……焦点。
第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第１
図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第４図は従来の単結晶製造
装置を示す断面図、第５図は第４図のＣ−Ｃ線に沿う断
面図、第６図は第５図のＤ−Ｄ線に沿う断面図、および
第７図は石英管の透過率と改良の関係を示す特性曲線図
である。 10……炉体、 11,12……回転楕円面鏡、 13,14……ハロゲンランプ、 15……溶融領域、 17……原料棒、 19……結晶棒、 20……縦型石英管、 21……横型石英管、 22……監視窓、 23……ベローズ（可撓性結合部材）、 24……測温ヘッド、 25……赤外線輻射温度計、 26……外乱防止ノズル、 30……開口部、 F0,F1,F2……焦点。
Claims (4)
- 【請求項１】炉体内部に形成された回転楕円面鏡の一方
の焦点に赤外線加熱源，他方の焦点に結晶素材と種結晶
間に存在する溶融領域をそれぞれ位置させるとともに、
前記溶融領域を包囲して結晶素材と種結晶のある縦方向
に延びる縦型石英管を配置して各焦点に位置する結晶成
長と加熱部位とを区画した赤外線単結晶製造装置におい
て、 前記縦型石英管は前記溶融領域近傍で開口部を形成し、
この位置から直交する方向に延びる横型石英管と結合
し、前記横型石英管はその一端を前記縦型石英管の開口
部に位置させ、他端を前記炉体の外部に導出して監視窓
を設け、これに前記石英管を透過しにくい長波長領域の
輻射線を利用する赤外線輻射温度計を含む測温ヘッドを
配置するとともに前記監視窓を前記温度計の利用する輻
射線の良透過性部材で構成したことを特徴とする単結晶
製造装置。 - 【請求項２】前記温度計の利用する輻射線は波長が約５
μｍ以上であり、前記良透過性部材をふっ化カルシウム
光学部材としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載する単結晶製造装置。 - 【請求項３】測温ヘッドは前記横型石英管に可撓性結合
部材を介して接続され、前記測温ヘッドを前記溶融領域
の所望する位置に対応するように調整自在としたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の単結晶製造装
置。 - 【請求項４】前記測温ヘッドの光学系に溶融領域に向か
って縮径するノズル状部材を配置し、所望する測定部位
以外からの外乱を防止するようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第３項に記載の単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167735A JP2826176B2 (ja) | 1989-08-31 | 1990-06-25 | 単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296989 | 1989-08-31 | ||
| JP1-102969 | 1989-08-31 | ||
| JP2167735A JP2826176B2 (ja) | 1989-08-31 | 1990-06-25 | 単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03164492A JPH03164492A (ja) | 1991-07-16 |
| JP2826176B2 true JP2826176B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=26443639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2167735A Expired - Fee Related JP2826176B2 (ja) | 1989-08-31 | 1990-06-25 | 単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826176B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2601137B2 (ja) * | 1993-05-14 | 1997-04-16 | 日本電気株式会社 | イメージ炉 |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2167735A patent/JP2826176B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03164492A (ja) | 1991-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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