JP2878794B2 - 単結晶引上げ装置 - Google Patents
単結晶引上げ装置Info
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- JP2878794B2 JP2878794B2 JP16998990A JP16998990A JP2878794B2 JP 2878794 B2 JP2878794 B2 JP 2878794B2 JP 16998990 A JP16998990 A JP 16998990A JP 16998990 A JP16998990 A JP 16998990A JP 2878794 B2 JP2878794 B2 JP 2878794B2
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- melt
- crucible
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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、単結晶棒となる融液の上方に配置される断
熱部材に改良を施した単結晶引上げ装置に関する。
熱部材に改良を施した単結晶引上げ装置に関する。
［従来の技術と課題］ 周知の如く、例えば単結晶シリコンは主としてチョク
ラルスキー法（CZ法）によって製造されている。この方
法は、ルツボ内に多結晶シリコン原料を入れ、周囲から
加熱して該多結晶シリコンを溶融させ、その溶融物を下
端に種結晶を有する引上軸を回転させながら引上げるこ
とによって、単結晶シリコンを造るものである。
ラルスキー法（CZ法）によって製造されている。この方
法は、ルツボ内に多結晶シリコン原料を入れ、周囲から
加熱して該多結晶シリコンを溶融させ、その溶融物を下
端に種結晶を有する引上軸を回転させながら引上げるこ
とによって、単結晶シリコンを造るものである。
従来、単結晶引上げ装置としては、第５図に示すもの
が知られている。
が知られている。
図中の１は、チャンバーである。このチャンバー１内
には、ルツボ受け２に支持されたルツボ３が配置されて
いる。前記ルツボ３内には、融液４が収容されている。
前記ルツボ受け２の外側には、発熱体５が設けられてい
る。前記融液４の上方には、断面形状が逆八字型の断熱
部材６が設けられている。なお、図中の７は単結晶棒で
ある。
には、ルツボ受け２に支持されたルツボ３が配置されて
いる。前記ルツボ３内には、融液４が収容されている。
前記ルツボ受け２の外側には、発熱体５が設けられてい
る。前記融液４の上方には、断面形状が逆八字型の断熱
部材６が設けられている。なお、図中の７は単結晶棒で
ある。
しかしながら、前記融液４の温度分布は結晶の成長方
向にゆるやかな勾配をもっているため、引上げ速度を上
げる事ができない。従って、結晶特性や生産性が低下す
るという問題点を有している。
向にゆるやかな勾配をもっているため、引上げ速度を上
げる事ができない。従って、結晶特性や生産性が低下す
るという問題点を有している。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、二重構造
の断熱部材を用いることにより、温度勾配を急俊にして
引上げ速度を増大させ、もって結晶特性や生産性を向上
しえる単結晶引上げ装置を提供することを目的とする。
の断熱部材を用いることにより、温度勾配を急俊にして
引上げ速度を増大させ、もって結晶特性や生産性を向上
しえる単結晶引上げ装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、チャンバー内にルツボを載置し、該ルツボ
内の融液を下端に種結晶を有する引上軸を用いて引き上
げて単結晶棒を造る装置において、前記ルツボの外側に
離間して設けられた発熱体と、前記ルツボ内の融液上方
に設けられた二重構造の断熱部材とを具備し、前記断熱
部材が前記融液の上方に上端部が前記チャンバー内壁に
接して配置された逆中空円錐台形状の第１断熱板と、こ
の第１断熱板の内側にスペーサを介して第１断熱板と空
隙をつくるように設けられた逆中空円錐台形状の第２断
熱板からなり、単結晶棒が前記断熱部材の開口部分を通
過して引上げられることを特徴とする単結晶引上げ装置
である。
内の融液を下端に種結晶を有する引上軸を用いて引き上
げて単結晶棒を造る装置において、前記ルツボの外側に
離間して設けられた発熱体と、前記ルツボ内の融液上方
に設けられた二重構造の断熱部材とを具備し、前記断熱
部材が前記融液の上方に上端部が前記チャンバー内壁に
接して配置された逆中空円錐台形状の第１断熱板と、こ
の第１断熱板の内側にスペーサを介して第１断熱板と空
隙をつくるように設けられた逆中空円錐台形状の第２断
熱板からなり、単結晶棒が前記断熱部材の開口部分を通
過して引上げられることを特徴とする単結晶引上げ装置
である。
本発明において、断熱部材の材質としてはモリブデン
（Mo）、炭化珪素質材等が挙げられる。
（Mo）、炭化珪素質材等が挙げられる。
［作用］ 本発明によれば、二重構造の断熱部材を用いることに
より、温度勾配を急峻にして引上げ速度を増大させ、も
って結晶特性や生産性を向上できる。
より、温度勾配を急峻にして引上げ速度を増大させ、も
って結晶特性や生産性を向上できる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例について第１図及び第２図
（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、第１図は
単結晶引上げ装置の全体図、第２図（Ａ）は同装置の断
熱部材の断面図、第２図（Ｂ）は第２図は同図（Ａ）の
Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。
（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、第１図は
単結晶引上げ装置の全体図、第２図（Ａ）は同装置の断
熱部材の断面図、第２図（Ｂ）は第２図は同図（Ａ）の
Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。
図中の11は、台12に載置されたチャンバーである。こ
のチャンバー１内の台12上には、保温筒13が配置され、
この保温筒13内に炭素製の筒状発熱体14が設けられてい
る。この発熱体14の内側には、石英製のルツボ15を収容
したルツボ受け16が設けられている。このルツボ受け16
は、駆動装置17によって回転，上下動できるようになっ
ている。前記ルツボ15内には、融液18が収容されてい
る。この融液18の上方には、二重構造のモリブデン製の
断熱部材19は設けられている。この断熱部材19は、第２
図（Ａ），（Ｂ）に示す如く、前記融液18の上方に位置
する逆中空円錐台形状の第１断熱板19aと、この第１断
熱板19aの内側に３つのスペーサ19bを介してこの第１断
熱板と一体的でかつ第１断熱板とで空隙をつくるように
設けられた逆中空円錐台形状の第２断熱板19cとからな
り、タングステン製のワイヤ（引上軸）20により引上げ
られる単結晶棒21が前記断熱部材の開口部分22を通過し
て引上げられる。ここで、前記第１断熱板19aの上部外
周端はチャンバー11の内壁に密着して接触しているが、
必ずしも密着している必要はない。また、第２断熱板19
bは第１断熱板19aより一回り小さく、しかもチャンバー
11の内壁との間にArガスを流すように隙間が設けられて
いる。前記チャンバー１の上部開口端にはガイド筒23が
設けられ、このガイド筒23上には前記ワイヤ20の一端を
支持して単結晶棒21の上下動，回転を行う駆動装置24が
設けられている。なお、図中の25は発熱体14に接続した
電線である。
のチャンバー１内の台12上には、保温筒13が配置され、
この保温筒13内に炭素製の筒状発熱体14が設けられてい
る。この発熱体14の内側には、石英製のルツボ15を収容
したルツボ受け16が設けられている。このルツボ受け16
は、駆動装置17によって回転，上下動できるようになっ
ている。前記ルツボ15内には、融液18が収容されてい
る。この融液18の上方には、二重構造のモリブデン製の
断熱部材19は設けられている。この断熱部材19は、第２
図（Ａ），（Ｂ）に示す如く、前記融液18の上方に位置
する逆中空円錐台形状の第１断熱板19aと、この第１断
熱板19aの内側に３つのスペーサ19bを介してこの第１断
熱板と一体的でかつ第１断熱板とで空隙をつくるように
設けられた逆中空円錐台形状の第２断熱板19cとからな
り、タングステン製のワイヤ（引上軸）20により引上げ
られる単結晶棒21が前記断熱部材の開口部分22を通過し
て引上げられる。ここで、前記第１断熱板19aの上部外
周端はチャンバー11の内壁に密着して接触しているが、
必ずしも密着している必要はない。また、第２断熱板19
bは第１断熱板19aより一回り小さく、しかもチャンバー
11の内壁との間にArガスを流すように隙間が設けられて
いる。前記チャンバー１の上部開口端にはガイド筒23が
設けられ、このガイド筒23上には前記ワイヤ20の一端を
支持して単結晶棒21の上下動，回転を行う駆動装置24が
設けられている。なお、図中の25は発熱体14に接続した
電線である。
こうした単結晶引上げ装置によれば、断熱部材19が、
融液18の上方に位置する逆中空円錐台形状の第１断熱板
19aと、この第１断熱板19aの内側に３つのスペーサ19b
を介してこの第１断熱板と一体的でかつ第１断熱板とで
空隙をつくるように設けられた逆中空円錐台形状の第２
断熱板19cとからなり、単結晶棒21が前記断熱部材の開
口部分22を通過して引上げられる構成になっているた
め、発熱体14からの余分な熱等を従来の場合と比べて大
幅に削減でき、これにより結晶の成長方向の温度分布に
大きな勾配をもたせ、引上げ速度を増大することができ
る。
融液18の上方に位置する逆中空円錐台形状の第１断熱板
19aと、この第１断熱板19aの内側に３つのスペーサ19b
を介してこの第１断熱板と一体的でかつ第１断熱板とで
空隙をつくるように設けられた逆中空円錐台形状の第２
断熱板19cとからなり、単結晶棒21が前記断熱部材の開
口部分22を通過して引上げられる構成になっているた
め、発熱体14からの余分な熱等を従来の場合と比べて大
幅に削減でき、これにより結晶の成長方向の温度分布に
大きな勾配をもたせ、引上げ速度を増大することができ
る。
事実、結晶の成長方向の温度分布を調べたところ、第
３図に示す結果が得られた。同図で、横軸は融液表面温
度を100とした時の炉内温度の相対値であり、図中の
（イ）は本発明、（ロ）は従来例を示す。ここで、融液
表面温度とは、第４図に示す如く炉の中心（ルツボ15の
中心）からL1（80〜85mm）、単結晶棒21からL2（10〜20
mm）離れた位置を示し、温度は放射温度計により測定し
た。また、炉内温度とは、炉の中心からL1の位置，つま
り融液面を測定した位置の上部の炉内温度を熱電対によ
り測定した温度をいう。第３図より、本発明の場合は従
来の場合に比べて融液面からの距離に対する相対値が小
さく、チャンバー内の上部の熱が従来に比べて低いこと
が明らかである。従って、第３図より本発明による断熱
部材が従来のそれに比べて一層断熱効果を有することが
理解できる。
３図に示す結果が得られた。同図で、横軸は融液表面温
度を100とした時の炉内温度の相対値であり、図中の
（イ）は本発明、（ロ）は従来例を示す。ここで、融液
表面温度とは、第４図に示す如く炉の中心（ルツボ15の
中心）からL1（80〜85mm）、単結晶棒21からL2（10〜20
mm）離れた位置を示し、温度は放射温度計により測定し
た。また、炉内温度とは、炉の中心からL1の位置，つま
り融液面を測定した位置の上部の炉内温度を熱電対によ
り測定した温度をいう。第３図より、本発明の場合は従
来の場合に比べて融液面からの距離に対する相対値が小
さく、チャンバー内の上部の熱が従来に比べて低いこと
が明らかである。従って、第３図より本発明による断熱
部材が従来のそれに比べて一層断熱効果を有することが
理解できる。
一方、平均引上速度は、従来1.05（mm/min）であるの
に対し、本発明の場合1.31（mm/min）であり、約25％の
向上が確認できた。
に対し、本発明の場合1.31（mm/min）であり、約25％の
向上が確認できた。
［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、二重構造の断熱部
材を用いることにより、温度勾配を急峻にして引上げ速
度を増大させ、もって結晶特性や生産性を向上しえる単
結晶引上げ装置を提供できる。
材を用いることにより、温度勾配を急峻にして引上げ速
度を増大させ、もって結晶特性や生産性を向上しえる単
結晶引上げ装置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る単結晶引上げ装置の全
体図、第２図は第１図の装置の断熱部材の説明図、第３
図は従来及び本発明装置を用いた場合の結晶の成長方向
の温度分布図、第４図は融液表面温度の測定方法の説明
図、第５図は従来の単結晶引上げ装置の説明図である。 11……チャンバー、14……発熱体、15……ルツボ、18…
…融液、19……断熱部材、19a,19c……断熱板、20……
ワイヤ。
体図、第２図は第１図の装置の断熱部材の説明図、第３
図は従来及び本発明装置を用いた場合の結晶の成長方向
の温度分布図、第４図は融液表面温度の測定方法の説明
図、第５図は従来の単結晶引上げ装置の説明図である。 11……チャンバー、14……発熱体、15……ルツボ、18…
…融液、19……断熱部材、19a,19c……断熱板、20……
ワイヤ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 15/00 C30B 15/14 - 15/18 C30B 28/00 - 35/00
Claims (1)
- 【請求項１】チャンバー内にルツボを載置し、該ルツボ
内の融液を下端に種結晶を有する引上軸を用いて引き上
げて単結晶棒を造る装置において、前記ルツボの外側に
離間して設けられた発熱体と、前記ルツボ内の融液上方
に設けられた二重構造の断熱部材とを具備し、前記断熱
部材が前記融液の上方に上端部が前記チャンバー内壁に
接して配置された逆中空円錐台形状の第１断熱板と、こ
の第１断熱板の内側にスペーサを介して第１断熱板と空
隙をつくるように設けられた逆中空円錐台形状の第２断
熱板とからなり、単結晶棒が前記断熱部材の開口部分を
通過して引き上げられることを特徴とする単結晶引上げ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16998990A JP2878794B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 単結晶引上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16998990A JP2878794B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 単結晶引上げ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0459689A JPH0459689A (ja) | 1992-02-26 |
| JP2878794B2 true JP2878794B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=15896536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16998990A Expired - Fee Related JP2878794B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 単結晶引上げ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2878794B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5827367A (en) * | 1996-09-13 | 1998-10-27 | Seh America | Apparatus for improving mechanical strength of the neck section of czochralski silicon crystal |
| US6197111B1 (en) * | 1999-02-26 | 2001-03-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal puller |
| US6482263B1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-11-19 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal pulling apparatus |
| US6797062B2 (en) | 2002-09-20 | 2004-09-28 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for a crystal puller |
| JP2016204225A (ja) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | キヤノンマシナリー株式会社 | 単結晶育成装置 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP16998990A patent/JP2878794B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0459689A (ja) | 1992-02-26 |
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Legal Events
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