JP3010438B2 - 種結晶にかかる荷重の減少方法及び装置 - Google Patents
種結晶にかかる荷重の減少方法及び装置Info
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョコラルスキー
法による単結晶の引き上げ中の種結晶にかかる荷重を減
少させるための方法及び装置に関する。本発明の方法
は、特に、電子用シリコン又は化合物半導体から単結晶
を製造するのに使用される。本方法の過程で、融解物に
浸漬した種結晶を引き上げ装置により融解物から引き離
すとともに、単結晶がその下側に成長する。引き上げ中
には、比較的小さな直径のいわゆる「ネック」がまず生
成するが、単結晶を転位なしに引き上げることができる
ように注意しなければならない。この単結晶は、その開
始部分であって直径が増加する円錐部と、その中央部で
あって直径がほとんど一定である円筒部と、その最後の
部分であって直径が減少する円錐部とを含んでなる。通
常、エレクトロニクス工業の基礎製品として対象とされ
るのは、円筒部のみである。
法による単結晶の引き上げ中の種結晶にかかる荷重を減
少させるための方法及び装置に関する。本発明の方法
は、特に、電子用シリコン又は化合物半導体から単結晶
を製造するのに使用される。本方法の過程で、融解物に
浸漬した種結晶を引き上げ装置により融解物から引き離
すとともに、単結晶がその下側に成長する。引き上げ中
には、比較的小さな直径のいわゆる「ネック」がまず生
成するが、単結晶を転位なしに引き上げることができる
ように注意しなければならない。この単結晶は、その開
始部分であって直径が増加する円錐部と、その中央部で
あって直径がほとんど一定である円筒部と、その最後の
部分であって直径が減少する円錐部とを含んでなる。通
常、エレクトロニクス工業の基礎製品として対象とされ
るのは、円筒部のみである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，９７３，５１８号は、単
結晶を引き上げているときに、特に、ネックは、軸方向
には比較的高重量がかかった状態となることができるこ
とをすでに開示している。しかしながら、横力が加わる
ことは、わずかに荷重がかかっただけでもネックが破断
する恐れがあるので避けなければならない。この危険を
回避するために、円錐部が軸方向位置で直径的に広がり
且つふくらみを形成するように引き上げることが提案さ
れており、この場合、そのふくらみ部分で単結晶を把持
装置で支持することができる。
結晶を引き上げているときに、特に、ネックは、軸方向
には比較的高重量がかかった状態となることができるこ
とをすでに開示している。しかしながら、横力が加わる
ことは、わずかに荷重がかかっただけでもネックが破断
する恐れがあるので避けなければならない。この危険を
回避するために、円錐部が軸方向位置で直径的に広がり
且つふくらみを形成するように引き上げることが提案さ
れており、この場合、そのふくらみ部分で単結晶を把持
装置で支持することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の方法は、
特に、円筒部の直径が２００ｍｍ以上である単結晶の製
造するには不利である。例えば、ふくらみを生成するこ
とを必要とする材料は、電子用には使用できない。さら
に、特殊な形状のものを引き上げることは容易ではな
く、そしてもしふくらみがうまく正確に回転対称形状に
ならないならば、把持装置をかけたときに、ネックに横
力がかかることを完全には防止できない。たとえこれに
よりネックが破断しないとしても、単結晶の回転軸が移
動して、円筒部がもはや真っ直ぐには成長しない恐れが
ある。本発明の目的は、上記した問題を回避し、特に、
種結晶にかかる荷重を減少し、比較的高重量の単結晶も
引き上げることができるような方法および装置を提供す
ることである。
特に、円筒部の直径が２００ｍｍ以上である単結晶の製
造するには不利である。例えば、ふくらみを生成するこ
とを必要とする材料は、電子用には使用できない。さら
に、特殊な形状のものを引き上げることは容易ではな
く、そしてもしふくらみがうまく正確に回転対称形状に
ならないならば、把持装置をかけたときに、ネックに横
力がかかることを完全には防止できない。たとえこれに
よりネックが破断しないとしても、単結晶の回転軸が移
動して、円筒部がもはや真っ直ぐには成長しない恐れが
ある。本発明の目的は、上記した問題を回避し、特に、
種結晶にかかる荷重を減少し、比較的高重量の単結晶も
引き上げることができるような方法および装置を提供す
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、下記の構成により上記の問題点を克服すること
ができた。すなわち本発明は以下の通りである。 （１）引き上げ装置による単結晶の引き上げ中の種結晶
にかかる荷重を減少するための方法であって、単結晶開
始部の円錐部の上部に空間を介して保持体を設け、該円
錐部と該保持体との間に該円錐部と該保持体を接着する
ための接着剤を形成し、該保持体と該引き上げ装置との
間に単結晶の重量を打ち消す引張応力を生じさせること
により該種結晶にかかる荷重を減少させることを特徴と
する方法。 （２）単結晶の円錐部が温度Ｔ1まで冷却されたときに
前記接着剤を形成し、円錐部が温度Ｔ2まで冷却された
ときに前記引張応力を生じさせる上記１に記載の方法。 （３）前記引張応力を、単結晶の引き上げとともに成長
する単結晶の質量との相関において増加させる上記１又
は２に記載の方法。
の結果、下記の構成により上記の問題点を克服すること
ができた。すなわち本発明は以下の通りである。 （１）引き上げ装置による単結晶の引き上げ中の種結晶
にかかる荷重を減少するための方法であって、単結晶開
始部の円錐部の上部に空間を介して保持体を設け、該円
錐部と該保持体との間に該円錐部と該保持体を接着する
ための接着剤を形成し、該保持体と該引き上げ装置との
間に単結晶の重量を打ち消す引張応力を生じさせること
により該種結晶にかかる荷重を減少させることを特徴と
する方法。 （２）単結晶の円錐部が温度Ｔ1まで冷却されたときに
前記接着剤を形成し、円錐部が温度Ｔ2まで冷却された
ときに前記引張応力を生じさせる上記１に記載の方法。 （３）前記引張応力を、単結晶の引き上げとともに成長
する単結晶の質量との相関において増加させる上記１又
は２に記載の方法。
【０００５】（４）引き上げ装置による融解物からの単
結晶の引き上げ中の種結晶にかかる荷重を減少するため
の装置であって、単結晶開始部の円錐部の上部に空間を
介して設けた保持体と、該保持体と該単結晶開始部の円
錐部との間に位置する接着剤と、該保持体と該引き上げ
装置との間に引張応力を生じさせるための装置とを有す
ることを特徴とする装置。 （５）前記接着剤が、ガラス、ガラス繊維強化ガラス、
ゲルマニウム及び銀からなる群から選択される物質から
なる上記４に記載の装置。 （６）前記保持体が、中空円筒状である上記４又は５に
記載の装置。
結晶の引き上げ中の種結晶にかかる荷重を減少するため
の装置であって、単結晶開始部の円錐部の上部に空間を
介して設けた保持体と、該保持体と該単結晶開始部の円
錐部との間に位置する接着剤と、該保持体と該引き上げ
装置との間に引張応力を生じさせるための装置とを有す
ることを特徴とする装置。 （５）前記接着剤が、ガラス、ガラス繊維強化ガラス、
ゲルマニウム及び銀からなる群から選択される物質から
なる上記４に記載の装置。 （６）前記保持体が、中空円筒状である上記４又は５に
記載の装置。
【０００６】（７）前記円錐部上に配置され、且つ前記
接着剤を収容する前記円錐部と前記保持体との間の間隙
をシールする、シーリングリングを含んでなる上記４〜
６のいずれかに記載の装置。 （８）前記引き上げ装置が引き上げシャフトを含んでな
るとともに、引張応力を生じさせるための前記装置が、
単結晶の軸線に平行に移動でき且つ前記保持体と前記引
き上げシャフトとを接続するロッドシステムを含んでな
る上記４〜７のいずれかに記載の装置。 本発明の方法および装置によれば、重量が、軸方向荷重
についてのネックの荷重限界を超える高重量単結晶を引
き上げることができる。本発明の方法および装置を用い
れば、単結晶には、単結晶の軸線に平行な荷重のみがか
かるので、横方向荷重により生じる問題が排除される。
接着剤を収容する前記円錐部と前記保持体との間の間隙
をシールする、シーリングリングを含んでなる上記４〜
６のいずれかに記載の装置。 （８）前記引き上げ装置が引き上げシャフトを含んでな
るとともに、引張応力を生じさせるための前記装置が、
単結晶の軸線に平行に移動でき且つ前記保持体と前記引
き上げシャフトとを接続するロッドシステムを含んでな
る上記４〜７のいずれかに記載の装置。 本発明の方法および装置によれば、重量が、軸方向荷重
についてのネックの荷重限界を超える高重量単結晶を引
き上げることができる。本発明の方法および装置を用い
れば、単結晶には、単結晶の軸線に平行な荷重のみがか
かるので、横方向荷重により生じる問題が排除される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、添付図面を参照
しながら詳細に説明する。図1は、本発明の装置の好ま
しい実施態様の概略側断面図である。図1には、本発明
を理解するのに必要な装置の特徴のみを示してある。使
用する引き上げ装置は、ホルダー２を備えた引き上げシ
ャフト１であり、ホルダーに種結晶３を固定する。図１
では、ネック４と単結晶の最初の部分の円錐部５とがす
でに引き上げられた状態である。円錐部５の表面と保持
体６との間に接着剤７がある。図示されている好ましい
態様によれば、保持体６は、中空円筒形状であり、シー
リングリング８により包囲されており、シーリングリン
グ８はさらに円錐部５の表面に位置している。シーリン
グリング８は、接着剤７で充填された間隙９をシールし
ている。保持体６と引き上げシャフト１との間に、軸方
向可動ロッドシステム１０により短縮可能で且つ設けら
れている連結部がある。軸方向可動ロッドシステム１０
は、一端が引き上げシャフト１に固定され、一端が保持
体６に接続されている。
しながら詳細に説明する。図1は、本発明の装置の好ま
しい実施態様の概略側断面図である。図1には、本発明
を理解するのに必要な装置の特徴のみを示してある。使
用する引き上げ装置は、ホルダー２を備えた引き上げシ
ャフト１であり、ホルダーに種結晶３を固定する。図１
では、ネック４と単結晶の最初の部分の円錐部５とがす
でに引き上げられた状態である。円錐部５の表面と保持
体６との間に接着剤７がある。図示されている好ましい
態様によれば、保持体６は、中空円筒形状であり、シー
リングリング８により包囲されており、シーリングリン
グ８はさらに円錐部５の表面に位置している。シーリン
グリング８は、接着剤７で充填された間隙９をシールし
ている。保持体６と引き上げシャフト１との間に、軸方
向可動ロッドシステム１０により短縮可能で且つ設けら
れている連結部がある。軸方向可動ロッドシステム１０
は、一端が引き上げシャフト１に固定され、一端が保持
体６に接続されている。
【０００８】単結晶を引き上げるとき、単結晶の最初の
部分の円錐部５を、まず、その表面積が接着剤７が円錐
部５と保持体６との間に形成されるに十分な大きさとな
るまで引き上げる。円錐部５は、接着剤７を形成する物
質の性質に合わせた特定の温度Ｔ1まで冷却する必要が
ある。温度の相関で凝固するガラス、ガラス繊維強化ガ
ラス、ゲルマニウム及び銀等の物質が、特に適当であ
る。この物質を、円錐部５の表面と接触させる。温度Ｔ
1は、上記物質が接触して液体になるか、少なくとも軟
化するに十分な高さでなければならない。シーリングリ
ング８は、液状物質が円錐部５の肩を通過して融解物に
入るのを防止するために設ける。シーリングリング８
は、保持体６とともに、触れるまで円錐部５の表面まで
低下し、この場合に接触領域で軟化することがある。好
ましくは、シーリングリング８は、ガラス製又はガラス
繊維強化ガラス製である。シーリングリング８を置いた
後には、円錐部５の表面と保持体６との間には間隙９が
存在し、この間隙９に、接着剤７を充填する。接着剤７
に使用する物質、例えばゲルマニウム粒子、を円錐部の
表面に適用するが、この場合、この物質が該円錐部表面
５で液化し、外部からシールされた間隙9に浸透する。
部分の円錐部５を、まず、その表面積が接着剤７が円錐
部５と保持体６との間に形成されるに十分な大きさとな
るまで引き上げる。円錐部５は、接着剤７を形成する物
質の性質に合わせた特定の温度Ｔ1まで冷却する必要が
ある。温度の相関で凝固するガラス、ガラス繊維強化ガ
ラス、ゲルマニウム及び銀等の物質が、特に適当であ
る。この物質を、円錐部５の表面と接触させる。温度Ｔ
1は、上記物質が接触して液体になるか、少なくとも軟
化するに十分な高さでなければならない。シーリングリ
ング８は、液状物質が円錐部５の肩を通過して融解物に
入るのを防止するために設ける。シーリングリング８
は、保持体６とともに、触れるまで円錐部５の表面まで
低下し、この場合に接触領域で軟化することがある。好
ましくは、シーリングリング８は、ガラス製又はガラス
繊維強化ガラス製である。シーリングリング８を置いた
後には、円錐部５の表面と保持体６との間には間隙９が
存在し、この間隙９に、接着剤７を充填する。接着剤７
に使用する物質、例えばゲルマニウム粒子、を円錐部の
表面に適用するが、この場合、この物質が該円錐部表面
５で液化し、外部からシールされた間隙9に浸透する。
【０００９】もし接着剤７に使用する物質が、単結晶と
接触すると柔らかくなるけれども、まだ粘性が高すぎて
接触領域を離れないのであるならば、シーリングリング
８を使用しなくてもよい。この場合、円錐部５の表面ま
で低下する保持体６は、全体又は少なくとも円錐部５の
表面と接触するどの部分であってもその部分が、接着剤
７に適している物質から形成されているものである。単
結晶の引き上げを継続すると、円錐部５がさらに冷却
し、接着剤用物質が凝固する。円錐部５が温度Ｔ2＜Ｔ1
まで冷却すると、種結晶３にかかる荷重を減少できる。
このようにするために、軸方向可動ロッドシステム１０
を上昇させ、引張応力を生じさせ、単結晶の重量による
力に反作用する。この引張応力の大きさは、単結晶の引
き上げ中に単結晶質量の増加との相関で適当に増加す
る。
接触すると柔らかくなるけれども、まだ粘性が高すぎて
接触領域を離れないのであるならば、シーリングリング
８を使用しなくてもよい。この場合、円錐部５の表面ま
で低下する保持体６は、全体又は少なくとも円錐部５の
表面と接触するどの部分であってもその部分が、接着剤
７に適している物質から形成されているものである。単
結晶の引き上げを継続すると、円錐部５がさらに冷却
し、接着剤用物質が凝固する。円錐部５が温度Ｔ2＜Ｔ1
まで冷却すると、種結晶３にかかる荷重を減少できる。
このようにするために、軸方向可動ロッドシステム１０
を上昇させ、引張応力を生じさせ、単結晶の重量による
力に反作用する。この引張応力の大きさは、単結晶の引
き上げ中に単結晶質量の増加との相関で適当に増加す
る。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、引き上げ装置による単結晶の引き上げ中の種
結晶にかかる荷重を減少するための方法であって、単結
晶開始部の円錐部と保持体との間に接着剤を形成し、該
保持体と該引き上げ装置との間に単結晶の重量を打ち消
す引張応力を生じさせることにより該種結晶にかかる荷
重を減少させる。本発明によれば、重量が、軸方向荷重
についてのネックの荷重限界を超える高重量単結晶を引
き上げることができる。本発明を用いれば、単結晶に
は、単結晶の軸線に平行な荷重のみがかかるので、横方
向荷重により生じる問題が排除される。即ち、横力が加
わることによるネックの破断や、単結晶の回転軸が移動
して円筒部がもはや真っ直ぐには成長しないことを防止
できる。
によれば、引き上げ装置による単結晶の引き上げ中の種
結晶にかかる荷重を減少するための方法であって、単結
晶開始部の円錐部と保持体との間に接着剤を形成し、該
保持体と該引き上げ装置との間に単結晶の重量を打ち消
す引張応力を生じさせることにより該種結晶にかかる荷
重を減少させる。本発明によれば、重量が、軸方向荷重
についてのネックの荷重限界を超える高重量単結晶を引
き上げることができる。本発明を用いれば、単結晶に
は、単結晶の軸線に平行な荷重のみがかかるので、横方
向荷重により生じる問題が排除される。即ち、横力が加
わることによるネックの破断や、単結晶の回転軸が移動
して円筒部がもはや真っ直ぐには成長しないことを防止
できる。
【図１】本発明の装置の好ましい実施態様の概略側断面
図である。
図である。
１ 引き上げシャフト ２ ホルダー ３ 種結晶 ４ ネック ５ 円錐部 ６ 保持体 ７ 接着剤 ８ シーリングリング ９ 間隙 １０ 軸方向可動ロッドシステム
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−270968（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−301794（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (2)
- 【請求項１】 引き上げ装置による単結晶の引き上げ中
の種結晶にかかる荷重を減少するための方法であって、
単結晶開始部の円錐部と保持体との間に接着剤を形成
し、該保持体と該引き上げ装置との間に単結晶の重量を
打ち消す引張応力を生じさせることにより該種結晶にか
かる荷重を減少させることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 引き上げ装置による融解物からの単結晶
の引き上げ中の種結晶にかかる荷重を減少するための装
置であって、保持体と、該保持体と単結晶開始部の円錐
部との間に位置する接着剤と、該保持体と該引き上げ装
置との間に引張応力を生じさせるための装置とを有する
ことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE197-37-605-3 | 1997-08-28 | ||
| DE19737605A DE19737605A1 (de) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Verfahren und Vorrichtung zur Entlastung eines Impfkristalls |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11130580A JPH11130580A (ja) | 1999-05-18 |
| JP3010438B2 true JP3010438B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=7840511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10235861A Expired - Lifetime JP3010438B2 (ja) | 1997-08-28 | 1998-08-21 | 種結晶にかかる荷重の減少方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6059874A (ja) |
| EP (1) | EP0899363B1 (ja) |
| JP (1) | JP3010438B2 (ja) |
| KR (1) | KR100294763B1 (ja) |
| DE (2) | DE19737605A1 (ja) |
| TW (1) | TW467975B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10111953A1 (de) | 2001-03-12 | 2002-09-19 | Crystal Growing Systems Gmbh | Steuerbare Kristallunterstützung |
| WO2014115935A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | Lg Siltron Incorporated | Single-crystal ingot, apparatus and method for manufacturing the same |
| CN104178805B (zh) * | 2014-09-05 | 2017-03-08 | 江苏晨日环保科技有限公司 | 一种改良子晶夹 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252991A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-20 | Mitsubishi Metal Corp | 落下防止保持部を有するｃｚ単結晶 |
| JP2946935B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-09-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 単結晶引上装置およびその引上方法 |
| JP2956568B2 (ja) * | 1996-01-25 | 1999-10-04 | 住友金属工業株式会社 | 単結晶引上げ装置 |
| JP2937122B2 (ja) * | 1996-05-17 | 1999-08-23 | 住友金属工業株式会社 | 単結晶引上げ方法 |
-
1997
- 1997-08-28 DE DE19737605A patent/DE19737605A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-08-13 EP EP98115215A patent/EP0899363B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-13 DE DE59800450T patent/DE59800450D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-18 US US09/135,867 patent/US6059874A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-21 JP JP10235861A patent/JP3010438B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-25 KR KR1019980034414A patent/KR100294763B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-08-26 TW TW087114114A patent/TW467975B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990023848A (ko) | 1999-03-25 |
| JPH11130580A (ja) | 1999-05-18 |
| US6059874A (en) | 2000-05-09 |
| EP0899363A1 (de) | 1999-03-03 |
| DE19737605A1 (de) | 1999-03-04 |
| EP0899363B1 (de) | 2001-01-24 |
| DE59800450D1 (de) | 2001-03-01 |
| TW467975B (en) | 2001-12-11 |
| KR100294763B1 (ko) | 2001-10-26 |
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