JP2852345B2 - 単結晶成長装置及び単結晶成長方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、単結晶の引上げ領域の周囲に輻射スクリ
ーンを配設してなる単結晶成長装置及び単結晶成長方法
に関する。

（従来の技術） CZ法により単結晶を引上げる場合、単結晶はルツボ、
ヒータ、融液からの輻射熱を受け、単結晶の引上方向に
おける温度勾配が小さくなり、引上効率が低下するの
で、この防止策として単結晶の引上領域の周囲に輻射ス
クリーンを配設して輻射熱を遮断している。

ところが、ルツボに原料を仕込む際、輻射スクリーン
が邪魔になり、輻射スクリーンを配設しない場合と比べ
て原料仕込量が少なくなる。このため、製品重量当りの
コストが大きく増加してしまう。

この問題点を解決する技術が、特公昭58−1080号公報
に開示されている。

すなわち、単結晶成長装置の輻射スクリーンを昇降及
び施回移動可能に構成し、原料仕込み時に輻射スクリー
ンを上方へ移動させ、単結晶引上げ時に輻射スクリーン
を黒鉛リングの縁部に定置させて用いるものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで近年、輻射スクリーンの下端と融液面との距
離が、単結晶の酸素濃度に大きく影響することが判明し
た。換言すれば、ルツボ内の液面高さに応じて輻射スク
リーンの配設位置を調整しなければならない。しかる
に、前記公報開示の装置では、微細な高さ調整を行い難
いという不都合がある。

また、前記公報には、ルツボ内の液面高さに応じて輻
射スクリーンの配設位置を調整する必要性乃至その調整
技術は開示されていない。

本発明は前記不都合を解消することを課題としてなさ
れた。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明に係る単結晶成長装置は、チャンバ
内の単結晶引上げ領域の周囲に輻射スクリーンを配設し
てなる単結晶成長装置であって、チャンバの上板に、上
下方向へ螺進退可能に懸吊材を取付け、該懸吊材によっ
て、輻射スクリーンをチャンバ内に吊下保持させたもの
である。

ここで、上板に対する懸吊材の取付けは、直接的であ
っても間接的であってもよく、また、懸吊材に対する輻
射スクリーンの吊下保持も、直接的であっても間接的で
あってもよい。つまり仲介材を配設するか否かを問わな
い。更に輻射スクリーンの吊下保持は、固定的な吊下保
持以外に取付け取り外し自在な吊下保持を含む。尚、前
記懸吊材と前記輻射スクリーンとの間に、突出量を可変
とする複数の鈎状片を設けた場合は、輻射スクリーンの
下端と融液面とが平行になるように操作できる。

また、本発明に係る単結晶成長方法は、チャンバ内の
単結晶引上げ領域の周囲に輻射スクリーンを配設してな
る単結晶成長方法であって、前記輻射スクリーンを上下
方向に進退可能に設け、ルツボ内の液面高さに応じて前
記輻射スクリーンの配設位置を調整して単結晶の引上げ
を行うものである。この場合、輻射スクリーンは、所望
高さ位置に設定可能に設けられていることが好ましい。

前記の構成に依る単結晶成長装置及び方法は、上板に
対する懸吊材の螺合量（度）によって、該懸吊材のチャ
ンバ内に垂下する長さが変化し、この結果、前記懸吊材
に吊下保持されている輻射スクリーンの高さ位置が変化
する。とりわけ輻射スクリーンが上下方向へ螺進退する
場合は、その上下位置の設定を木目細かく行うことがで
きる。

（実施例） 以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る単結晶成長装置の模式的断面図
であり、チャンバ１内にはその側周に保温壁２が内張り
され、この保温壁２で囲われた中央部にルツボ３が配設
され、このルツボ３と保温壁２との間にヒータ４がこれ
らとの間に排気用の通気路を構成する間隔1dを隔てて配
設されている。

ルツボ３はグラファイト、石英等にて構成されてお
り、底部中央にはチャンバ１の底壁を貫通させた軸3cの
上端が連結され、該軸3cにて回転させつつ昇降せしめら
れるようになっている。

チャンバ１の上部壁中央にはチャンバ１内の雰囲気ガ
スの供給口を兼ねる単結晶の引上口1aが開口され、前記
引上口1aには保護筒５が立設されている。

保護筒５の上端からは引上軸5aを用いて種結晶5cを掴
持するチャック5bが吊下げられ、また、引上軸5aの上端
は図示しない回転、昇降機構に連繋されており、種結晶
5cを融液になじませた後、回転させつつ上昇させること
によって、種結晶5c下端に単結晶７を成長せしめるよう
になっている。

本発明において、輻射スクリーン８は、チャンバ１の
上板1bに、上下方向に移動可能に取付けられている。こ
れを具体的に説明すると、９は前記輻射スクリーンを吊
下保持する複数本の懸吊材であって、これら各懸吊材9,
9…の各下端に一つの保持材10を共に固着し、以って各
懸吊材9,9……が一体物として上下移動する構成を備え
ており、更に、前記保持材10の底面に複数の鈎状片11を
突設し、該鈎状片11を輻射スクリーン８の鍔縁部8aに係
合することにより、輻射スクリーン８を懸吊材９に取付
け取外し可能に装着している。前記鈎状片11は下方への
突出量を変えられるように設けられて保持材10に取付け
てあり、これにより輻射スクリーン８の下端と融液面と
が平行になるように操作できる。

そして、前記懸吊材９のうち、一つのみが駆動懸吊材
9aとされ、他は前記保持材10を介して同行移動せしめら
れる従動懸吊材9bとなされている。

まず、駆動懸吊材9aについて説明すると、該駆動懸吊
材9aの上端に雄ネジ軸12が突設してあり、該雄ネジ軸12
を、チャンバ１の上板1b上に設けた雌ネジ筒13に螺合せ
しめ、該雌ネジ筒13を回転させることにより、駆動懸吊
材9aが上下移動し、この結果、保持材10、従動懸吊材9b
及び輻射スクリーン８が一体として上下移動するように
構成されている。

14は、懸吊材９の上下移動を許容すべく、チャンバ１
の上板1bに貫設された孔であり、該孔14の周縁部に複数
本の案内杆15が立設され、該案内杆15は、懸吊材９に張
出し状に嵌合固定されたスライドプレート16に嵌挿され
ている。また、上述の雌ネジ筒13は、前記案内杆15によ
って回転可能に支持されており、更に前記懸吊材９の周
囲には、外気を遮断するためのベローズ17が配設されて
いる。

他方、従動懸吊板9b側にも、孔14、案内杆15、及びベ
ローズ17が設けられており、更にスライドプレート16が
設けられている。しかし、前記雄ネジ軸12は設けられて
おらず、従って雌ネジ筒13も存在しない。

そして、従動懸吊板9b側では、従動懸吊板9bの円滑な
上下移動を担保すべく、スライドプレート16の下に、輻
射スクリーン８の荷重に見合った（荷重を相殺する）弾
発力のスプリング18が配設されている。

前記構成の単結晶成長装置は、原料仕込み時に雌ネジ
筒13を回して輻射スクリーン８を上方へ移動させて、原
料を充分に仕込み、単結晶成長時には、雌ネジ筒を逆転
させて輻射スクリーン８を下方に下げる。

なお、前記雌ネジ筒13の回転操作は、ハンドル６を人
手で回す操作としてもよいが、制御手段を備えたモータ
（図示せず）によって行わせてもよい。

そして、上述の輻射スクリーン８の上下移動操作は、
雄ネジ軸12の螺進退に依るものであり、輻射スクリーン
８を所望とする高さ位置に確実に設定できる。

また、ルツボ内の液面高さに応じて、前記輻射スクリ
ーンの配設位置が調整して単結晶の引上げを行う。この
実施例のように、輻射スクリーンが上下方向へ螺進退す
る場合は、その上下位置の設定を木目細かく行うことが
できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に依れば、輻射スクリー
ンを上方に移動させて原料を多量に仕込むことができる
ばかりでなく、輻射スクリーンを確実に所望とする位置
に設定できるため、輻射スクリーンの下端と融液面との
距離調整が容易、且つ、正確に行うことができ、この結
果、酸素濃度の均一な良質の単結晶が得られるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す単結晶成長装置の断面
図、第２図は同上の要部拡大断面図である。 １……チャンバ、1b……上板、７……単結晶、８……輻
射スクリーン、９……懸吊材、10……保持材、12……雄
ねじ軸、13……雌ねじ筒

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャンバ内の単結晶引上げ領域の周囲に輻
   射スクリーンを配設してなる単結晶成長装置であって、 チャンバの上板に、上下方向へ螺進退可能に懸吊材を取
   付け、該懸吊材によって、輻射スクリーンをチャンバ内
   に吊下保持させたことを特徴とする単結晶成長装置。
2. 【請求項２】前記懸吊材と前記輻射スクリーンとの間
   に、突出量を可変とする複数の鈎状片が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の単結晶成長装置。
3. 【請求項３】チャンバ内の単結晶引上げ領域の周囲に輻
   射スクリーンを配設してなる単結晶成長方法であって、 前記輻射スクリーンを上下方向に進退可能に設け、ルツ
   ボ内の液面高さに応じて前記輻射スクリーンの配設位置
   を調整して単結晶の引上げを行うことを特徴とする単結
   晶成長方法。