JPH0280400A - 半導体単結晶成長炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体単結晶成長炉、特に短時間停電時に炉
の電源を自動復帰させて被害を最小限或いは皆無にする
ことができる半導体単結晶成長炉に関するものである。

［従来の技術］ 半導体単結晶の成長プロセスにおいてもっとも警戒を要
するのは地震と停電であるが、地震に対しては防露ゴム
や各種防震装置が用いられており、又停電に対しては自
家発電設備への切換方式が用いられている。このように
両者の場合とも夫々の対策が施されているが特に面倒な
のは単結晶成長炉が多数台稼動時に生ずる停電である。

この場合は炉の台数も数十台と多くヒータ容量も大きい
ために発電機も大容準のものを用危しなければならない
。しかし現今の電力供給事情は極めて安定で停電の原因
も主として落雷であり停電の頻度は１回／年程度で停電
時間も数分と短い。従ってこのような停電のために大型
発電機を準備するのは極めて不軽汎で、停電事故が短時
間で復旧する場合は結晶成長作業時の作業員が停電復旧
後直らに電源を再投入すれば被害も最小限ですみ経済的
にも有利である。例えばガリウム・ヒ素（ＧａＡＳ）単
結晶を横型ボート法により成長している時に停電が生じ
た場合、原料を入れたボートを収容している石英アンプ
ル内のＡＳＳ蒸気が低不し、ＡＳ蒸気が石英アンプル内
面に大量に固着してしまい、そのため石英アンプルにク
ラックが生じて結晶成長が不能となってしまう。しかし
停電が短時間の場合であれば電源復帰後炉の温度を元の
温度に戻してやることにより△Ｓの蒸気圧も正常状態に
復帰してクラックは発生しない。

従ってボート内で固化したＧａＡｓ多結晶を再度溶融す
ることにより、再成長を行うことができる。このように
停電が発生した場合は通常作業者の手ｖＪ操作による復
帰方式が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように結晶成長中に停電が生じた場合は作業者
による復帰方式が現状ではもっとも信頼性がある。しか
し作業者が不在の場合に停電が発生した場合は、結晶成
長炉電源開閉用電磁開閉器（マグネットスイッチ）は開
放状態のままとなり、電源が回復してもその状態を続け
るため電流が流れず大きな被害が生ずることになる。一
般に結晶成長炉の温度はディジタルプログラム温度調節
器により制御されており、記憶させであるプログラムは
内蔵バッテリにより短時間程度の停電ならば１−分保持
することができるようにしている。従ってマグネットス
イッチを自動閉路する手段さえあれば例え無人中に停電
を生じても、復旧後に電源を自ｖＪ復帰させ同時に炉の
温度をプログラム通りに制御することかできる。しかし
現状ではこのような手段がないため停電時の被害が増大
づる嫌いがある。

本発明の目的は、無人状態で短時間停電を生じた場合自
ａノ的に電源を復帰させて安定した単結晶成長を継続す
ることができる半導体結晶成長炉を提供づることにある
。

［ＶＲ題を解決するための手段１ 本発明は、化合物半導体等の単結晶を育成づる半導体単
結晶成長炉において、所定の時間内に電源電圧が復帰す
る短時間停電に対し、一旦開放状態になった半導体成長
炉の電源開閉用霜ｍ間問器を、前記停電の復帰後に自動
的に閉路状態と１−る電源自動復帰装置を設けることに
より、無人状態でも安定に結晶成長作業が継続されるよ
うにして目的の達成を計っている。

［作　　用］ 本発明の半導体！Ｊ！結晶成長炉では結晶成長中に発生
した停電が所定時間内に復旧した場合、停電により開放
状態となった結晶成長炉電源回路の電…間閉器を自動的
に再投入し、結晶の成長状態が停電前と同様そのまま継
続するようにしであるので、作業者不在の無人状態でも
高品質の結晶を安定に成長させることができる。

［実　施　例］ 以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。

第１図は本発明の半導体単結晶成長炉の電源自動復帰装
置の一実施例を示寸系統図である。

同図において１は主電源系統、２は遮断器、３は停電時
間検出用タイマ、４はＮα１よりＮＱＸ、ＮＱＹに至る
半導体単結晶成長炉、５は各半導体単結晶成長炉４の電
源開閉用マグネットスイッチ、６はマグネットスイッチ
５を閉路する閉路用リレー７はｍ路用リレー６に順次に
電流を供給するロータリスイッチ、８はロータリスイッ
チ７を駆動する駆動モータ、９は閉路用リレー６の回路
を選択して開閉する選択スイッチ、１０はヒータ心源（
２００Ｖ）、１１は操作電源（１００Ｖ）、１２はヒユ
ーズフリーブレーカを示す。

同図では選択スイッチ９の動作によりＮｏ、　１とＮｏ
Ｙの炉は稼動しているがＮｏ　Ｘの炉は停止中であるこ
とを示す。今、タイマ３に自動復帰を認める停電時間を
５分間として設定し、この状態で模擬的に停電状態を３
０秒間生じさせると各成長炉４のマグネットスイッチ５
はｉｓ喪失により開放状態となるが、３０秒後に停電が
復旧すると駆動モータ８が回転しこれによりロータリス
イッチ７が動作してこの動作により閉路用リレー６が付
勢されてマグネットスイッチ５が再び閉路する。これに
伴って各半導体成長炉４はＮｏ、　１より順次再稼動状
態となり各ヒータが通電状態となる。ただしこの場合Ｎ
（ｌ　Ｘの炉は開放状態を相持する。各ヒータへの通電
が復帰したことにより炉内温度が定常状態に復帰し停電
の間に固化して多結晶となった部分を溶解して再成長を
継続するのに十分な状態となり、特に手を加えずとも全
長にわたって高品質の単結晶を得ることが可能となる。

尚上記の実施例では自動復帰を認める停電時間を５分間
に設定したが、電源回復にこれより長い時間を要する場
合はアンプルにクラックが生じた状態で加熱される恐れ
が生ずる。上記タイマ３には蓄電池充電式非常電源が内
蔵されている。

又この実施例では既設路に自動電源復帰装置を取付ける
場合について示したが、半導体単結晶成長炉を新設する
場合は各炉筒に停電検出タイマ、閉路用リレー及び選択
スイッチ等、自動電源復帰装置を夫々独立に設けること
ができる。又ロータリスイッチ７は機械式でなくシーケ
ンサ等を用いることもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば次のような効果が得ら
れる。

（１）単結晶成長時に短時間停電を生じた場合、無人状
態においても自動的に成長炉の温度を停電前の状態に復
帰することができるので石英アンプルが破損する等の事
故を完全に防止することができる。

（２）多数の炉を同時稼動させる場合は多数の作業Ｑが
揃わないと電源復帰作業に長時間を要し不都合な事態が
生ずるが、本発明の場合は電源を自動復帰させるため多
人数の必要【よなく固化した部分の再溶解が必要な場合
だけその作業に必要な人員を揃えればよい。従って停電
頻度の高い場合でも無人或いは小人数の作業日で安定し
た単結晶成長を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半）１体単結晶成長炉の自動電源復帰
装置の一実施例を示づ゛電源系統図−Ｃある。 １：主電源系統、 ３：停′市時間検出用タイマ、 ４：半導体…結晶成長炉、 ５：マグネットスイッチ、 ６：開路用リレー ７：ロータリスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体単結晶を育成する半導体単結晶成長炉におい
   て、所定の時間内に電源電圧が復帰する短時間停電に対
   し、一旦開放状態となった前記半導体単結晶成長炉の電
   源開閉用電磁開閉器を、前記停電の復帰後に自動的に閉
   路状態とする電源自動復帰装置が設けてあることを特徴
   とする半導体単結晶成長炉。