JPH03164492A - 単結晶製造装置 - Google Patents
単結晶製造装置Info
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- JPH03164492A JPH03164492A JP16773590A JP16773590A JPH03164492A JP H03164492 A JPH03164492 A JP H03164492A JP 16773590 A JP16773590 A JP 16773590A JP 16773590 A JP16773590 A JP 16773590A JP H03164492 A JPH03164492 A JP H03164492A
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Classifications
-
- 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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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
庄ヱユｊｌＤＬ也旺
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。
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Δ挟置
従来、酸化物磁性材料や酸化物誘電材料など高融点酸化
物の単結晶製造は、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５０−２９４
０５号公報参照）。
物の単結晶製造は、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５０−２９４
０５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。
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槽円型と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。
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Ｆ。が一致するように対向結
合配置し、各々の他方の焦点Ｆ＝、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Ｆ。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
被加熱物の溶融帯域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。
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Ｆ。が一致するように対向結
合配置し、各々の他方の焦点Ｆ＝、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Ｆ。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
被加熱物の溶融帯域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Ｆ１．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Ｆ
。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を観測することビ行われ、そのための監
視窓９が炉体の一部に設けられている。
点Ｆ１．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Ｆ
。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を観測することビ行われ、そのための監
視窓９が炉体の一部に設けられている。
１ｉ（−ｆ
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。
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。
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。
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。
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。
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。
； −の
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
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５
μｍ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１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。
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
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５
μｍ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１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。
測定視野を遮らない程度で小さくすることである。
作」−
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
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
外線加熱源より照射される輻射エネルギや炉内の反射エ
ネルギ等の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。
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
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
外線加熱源より照射される輻射エネルギや炉内の反射エ
ネルギ等の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。
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。
尖血阻
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。
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−方の焦点Ｆ。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
ＩＬ、１２の反射面は、赤外線を高反射率で反射させる
ために金メツ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Ｆ。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ｍ２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と連通ずる
。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う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２
５の測定視野に沿って延びる先細り形状のものである。
円面鏡１１，１２を具備してなり、各−方の焦点Ｆ。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
ＩＬ、１２の反射面は、赤外線を高反射率で反射させる
ために金メツ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Ｆ。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ｍ２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と連通ずる
。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う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２
５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伏に形成するのが望ま
しい。
、黒体塗装を施すかあるいは凹凸伏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 ｒ ＋ 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ＦＯ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
上端を加熱しながら円滑に接触させることによって、原
料棒１７と結晶棒１９間の溶融帯域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
転させて十分な攪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。
結晶育成では、回転楕円面鏡１１．１２の第１．第２の
焦点Ｆ ｒ ＋ 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ＦＯ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
上端を加熱しながら円滑に接触させることによって、原
料棒１７と結晶棒１９間の溶融帯域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
転させて十分な攪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、開口部
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１
５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ので、石英部材により遮蔽される
。一方、横型石英管２１内を通し波長約５μｍ以上でも
透過性のよいぶつ化カルシウム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２
６によりノ４で抑制ができ、輻射温度計２５の測定感度
が低下することもな（、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、開口部
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１
５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ので、石英部材により遮蔽される
。一方、横型石英管２１内を通し波長約５μｍ以上でも
透過性のよいぶつ化カルシウム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２
６によりノ４で抑制ができ、輻射温度計２５の測定感度
が低下することもな（、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２
５の測定視野を狭くする外乱防止ノズル２６も監視窓２
２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２
５の測定視野を狭くする外乱防止ノズル２６も監視窓２
２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、半楕円型
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。
組付けた双楕円型加熱炉について説明したが、半楕円型
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。
髪肌立肱果
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の波長約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は測定視野を遮らな
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。
の被加熱部から延びる横型石英管の波長約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は測定視野を遮らな
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。
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、 ＦＯ＋ＦＩ＋Ｆ２・・・・・・焦点・ 第 ］ 図 ｉ １ 精グ、ｂ入管 第 図 第 ３ 図 第 図 第 図 Ｊ
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、 ＦＯ＋ＦＩ＋Ｆ２・・・・・・焦点・ 第 ］ 図 ｉ １ 精グ、ｂ入管 第 図 第 ３ 図 第 図 第 図 Ｊ
Claims (5)
- （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、これに赤外線輻射温度計を含む測温ヘッドを配置
したことを特徴とする単結晶製造装置。 - （２）前記赤外線温度計は前記石英管が透過しにくい長
波長領域の輻射線を利用し、かつ前記監視窓は前記温度
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
徴とする特許請求の範囲第１項に記載する単結晶製造装
置。 - （３）前記温度計の利用する輻射線は波長が約５μｍ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２項に記載する
単結晶製造装置。 - （４）前記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
。 - （５）前記測温ヘッドの光学系に溶融帯域に向かって縮
径するノズル状部材を配置し、所望する測定位置以外か
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４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 |
|---|---|---|---|
| JP1-102969 | 1989-08-31 | ||
| JP10296989 | 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 true JPH03164492A (ja) | 1991-07-16 |
| JP2826176B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06321676A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-22 | Nec Corp | イメージ炉 |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2167735A patent/JP2826176B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06321676A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-22 | Nec Corp | イメージ炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2826176B2 (ja) | 1998-11-18 |
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