JPH06239690A - 単結晶成長装置 - Google Patents
単結晶成長装置Info
- Publication number
- JPH06239690A JPH06239690A JP2544293A JP2544293A JPH06239690A JP H06239690 A JPH06239690 A JP H06239690A JP 2544293 A JP2544293 A JP 2544293A JP 2544293 A JP2544293 A JP 2544293A JP H06239690 A JPH06239690 A JP H06239690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- raw material
- temperature
- crystal growth
- zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】原料を供給しながら連続的に単結晶成長を行
い、長大で成分が均一な単結晶を製造する装置を提供す
る。 【構成】炉体を上下に多数のブロックに分割し、各ブロ
ックごとに独立に温度調節可能にし、原料溶解ゾーン５
の溶解原料及び単結晶成長ゾーン６の溶融原料の温度を
それぞれ測定する温度計１１、１３を設け、これらの温
度をそれぞれ独立に制御する制御装置２１、２２、２３
を設けた。
い、長大で成分が均一な単結晶を製造する装置を提供す
る。 【構成】炉体を上下に多数のブロックに分割し、各ブロ
ックごとに独立に温度調節可能にし、原料溶解ゾーン５
の溶解原料及び単結晶成長ゾーン６の溶融原料の温度を
それぞれ測定する温度計１１、１３を設け、これらの温
度をそれぞれ独立に制御する制御装置２１、２２、２３
を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブリッジマン法を用い
る単結晶成長装置に関する。
る単結晶成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブリッジマン法を用いる単結晶成長装置
は、るつぼ内に溶融原料を収納し、これを適当な温度勾
配を有する炉内で移動させ、溶融原料を徐々に固化させ
て単結晶を成長させる方法である。従来、このような単
結晶成長装置は、炉温を目標温度分布に一致するように
設定し、炉内各所の炉壁温度又は雰囲気温度を測定し、
これらの温度を目標に一致させるように炉温制御すると
共に、固体原料をるつぼ中に収納し、このるつぼを高温
区域を移動させて原料を溶解し、さらに凝固温度に保っ
た一定温度区域を移動させて一方向に固化させて単結晶
を成長させるものであった。
は、るつぼ内に溶融原料を収納し、これを適当な温度勾
配を有する炉内で移動させ、溶融原料を徐々に固化させ
て単結晶を成長させる方法である。従来、このような単
結晶成長装置は、炉温を目標温度分布に一致するように
設定し、炉内各所の炉壁温度又は雰囲気温度を測定し、
これらの温度を目標に一致させるように炉温制御すると
共に、固体原料をるつぼ中に収納し、このるつぼを高温
区域を移動させて原料を溶解し、さらに凝固温度に保っ
た一定温度区域を移動させて一方向に固化させて単結晶
を成長させるものであった。
【０００３】この場合、溶解量を増加すると、高温で揮
発する成分等を含む場合、時間の経過と共に溶融原料の
成分組成が変化する問題があるために、溶解量に制限が
ある。従ってこのような方法では、成長させることがで
きる単結晶の長さはるつぼ中で溶解させる量に限定され
る。
発する成分等を含む場合、時間の経過と共に溶融原料の
成分組成が変化する問題があるために、溶解量に制限が
ある。従ってこのような方法では、成長させることがで
きる単結晶の長さはるつぼ中で溶解させる量に限定され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような、単結晶長
さの制約を除いて、単結晶成長中に原料を供給して長尺
の単結晶を製造する技術は、特開昭５５−１２８８０１
号公報、特開昭５８−１４０３９６号公報、特開昭６１
−２３６６８１号公報等に開示されている。しかしこれ
らの技術は供給原料が結晶成長領域に影響を及ぼし、相
互に温度条件が影響しあって、一定条件を保持すること
が容易ではなく、原料供給量のわずかな変動でも溶融原
料の性状に変化を与えるので、均質な単結晶を製造する
ことは困難であった。
さの制約を除いて、単結晶成長中に原料を供給して長尺
の単結晶を製造する技術は、特開昭５５−１２８８０１
号公報、特開昭５８−１４０３９６号公報、特開昭６１
−２３６６８１号公報等に開示されている。しかしこれ
らの技術は供給原料が結晶成長領域に影響を及ぼし、相
互に温度条件が影響しあって、一定条件を保持すること
が容易ではなく、原料供給量のわずかな変動でも溶融原
料の性状に変化を与えるので、均質な単結晶を製造する
ことは困難であった。
【０００５】また従来の単結晶成長技術の基本的思想
は、固液界面近傍の炉温を一定に保つようにヒータを制
御し、るつぼを徐々に移動させて結晶を成長させるよう
になっている。ところが、炉の雰囲気又は炉壁の温度を
一定に保持しても溶融原料の温度、結晶成長面の温度が
一定になるとは限らず、各種の外乱の影響により、変動
する。
は、固液界面近傍の炉温を一定に保つようにヒータを制
御し、るつぼを徐々に移動させて結晶を成長させるよう
になっている。ところが、炉の雰囲気又は炉壁の温度を
一定に保持しても溶融原料の温度、結晶成長面の温度が
一定になるとは限らず、各種の外乱の影響により、変動
する。
【０００６】特開平２−３０９１７９号公報には、高温
下での等高温帯を幅広く保持できるとともに温度分布を
任意に調節することができる多段に重ねた竪型電気炉を
開示している。このような炉を用いて単結晶育成を行う
と、炉の雰囲気の温度制御の精度を高めることができ
る。しかし、単結晶の成長過程を直接制御することはで
きない。
下での等高温帯を幅広く保持できるとともに温度分布を
任意に調節することができる多段に重ねた竪型電気炉を
開示している。このような炉を用いて単結晶育成を行う
と、炉の雰囲気の温度制御の精度を高めることができ
る。しかし、単結晶の成長過程を直接制御することはで
きない。
【０００７】本発明は、溶融原料から単結晶を成長させ
る方法に改善を加え、原料を供給しながら連続的に単結
晶成長を行い、長大で成分が均一な単結晶を製造する単
結晶成長装置を提供することを目的とする。
る方法に改善を加え、原料を供給しながら連続的に単結
晶成長を行い、長大で成分が均一な単結晶を製造する単
結晶成長装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため、固体原料を供給しつつ溶融原料から単
結晶を成長させる装置において、炉体を上下に多数のブ
ロックに分割し、各ブロックごとに独立に温度調節可能
にし、これらのブロックのうち一つを原料溶解ゾーンと
し、他のブロックを単結晶成長ゾーンとし、この原料溶
解ゾーンに、溶解した原料が単結晶成長ゾーンに滴下す
る溶解槽を設け、この溶解槽の溶融原料及び単結晶成長
ゾーンの溶融原料の温度をそれぞれ測定する温度計を設
け、これらの温度をそれぞれ独立に制御する制御装置を
設けたことを特徴とする単結晶成長装置を開発した。
を達成するため、固体原料を供給しつつ溶融原料から単
結晶を成長させる装置において、炉体を上下に多数のブ
ロックに分割し、各ブロックごとに独立に温度調節可能
にし、これらのブロックのうち一つを原料溶解ゾーンと
し、他のブロックを単結晶成長ゾーンとし、この原料溶
解ゾーンに、溶解した原料が単結晶成長ゾーンに滴下す
る溶解槽を設け、この溶解槽の溶融原料及び単結晶成長
ゾーンの溶融原料の温度をそれぞれ測定する温度計を設
け、これらの温度をそれぞれ独立に制御する制御装置を
設けたことを特徴とする単結晶成長装置を開発した。
【０００９】
【作用】従来の単結晶成長装置は、炉の温度を一定に保
ち、この一定温度のもとにおいて固液界面の条件を一定
に保つことによって、均一な品質の単結晶を製造すると
いう基本的な技術思想に立脚している。本発明者らの研
究によれば、単結晶成長装置の温度制御において、電気
炉の炉体や電気炉内の雰囲気を一定に保っていても、結
晶及び融液の入ったるつぼの移動によって温度の変化に
敏感な結晶成長面では、温度変動が生じ、結晶成長速度
が不均一になることが知見された。この温度変動や結晶
成長速度の変動は、特に多成分系では、固相と液相の成
分に偏差を生じ、単結晶の長手方向の成分にばらつきを
生じる。
ち、この一定温度のもとにおいて固液界面の条件を一定
に保つことによって、均一な品質の単結晶を製造すると
いう基本的な技術思想に立脚している。本発明者らの研
究によれば、単結晶成長装置の温度制御において、電気
炉の炉体や電気炉内の雰囲気を一定に保っていても、結
晶及び融液の入ったるつぼの移動によって温度の変化に
敏感な結晶成長面では、温度変動が生じ、結晶成長速度
が不均一になることが知見された。この温度変動や結晶
成長速度の変動は、特に多成分系では、固相と液相の成
分に偏差を生じ、単結晶の長手方向の成分にばらつきを
生じる。
【００１０】また従来の連続的に操業しようとする技術
は、結晶成長領域に影響を及ぼし、相互に温度条件が影
響しあって、一定条件を保持することが困難である。本
発明は、溶解ゾーンと結晶成長ゾーンとを分離し、それ
ぞれ独立に温度制御することによって、相互の干渉を排
除し、それぞれの温度を最適な一定温度になるように制
御する。従って、相互干渉や外乱の影響を完全に除去す
ることができ、原料溶解、原料供給、結晶成長の条件を
厳密に一定に保つことができる。
は、結晶成長領域に影響を及ぼし、相互に温度条件が影
響しあって、一定条件を保持することが困難である。本
発明は、溶解ゾーンと結晶成長ゾーンとを分離し、それ
ぞれ独立に温度制御することによって、相互の干渉を排
除し、それぞれの温度を最適な一定温度になるように制
御する。従って、相互干渉や外乱の影響を完全に除去す
ることができ、原料溶解、原料供給、結晶成長の条件を
厳密に一定に保つことができる。
【００１１】本発明の装置では装置の大きさによる制約
の限度まで、長尺の均質な単結晶を製造することが可能
となった。
の限度まで、長尺の均質な単結晶を製造することが可能
となった。
【００１２】
【実施例】図１に本発明の実施例の単結晶成長装置１を
示した。るつぼ２内に固体のペレット原料を供給するシ
ュート１４を備え、るつぼ２内の溶融原料３を補充しつ
つ、単結晶４を成長させる装置である。この装置１は、
炉体を上下に多数のブロックに分割し、各ブロックごと
に独立に温度計ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを設けると
共に炉温制御装置２３が独立に各ブロックの温度を調節
するようになっている。このブロックの一つは原料溶解
ゾーン５となっており、他のブロックは単結晶成長ゾー
ン６となっている。原料溶解ゾーン５には、シュート１
４の下端に溶解槽が設けられており、シュート１４を通
って供給された固体原料はこの溶解槽内で溶解し、オー
バーフローして、わずかづつ単結晶成長ゾーンに滴下す
る、この溶解した原料の温度は、温度計１１が直接測定
する。また、温度計１２はるつぼ内の温度を測定し、温
度計１３は単結晶成長ゾーンの溶融原料の温度を直接測
定する。温度計１１、１２、１３の測定値は比較装置２
１に入力され、設定装置２２から設定された設定値と比
較され、偏差があればこの偏差を零とするように炉温制
御装置２３に信号を出力し、炉温を制御する。
示した。るつぼ２内に固体のペレット原料を供給するシ
ュート１４を備え、るつぼ２内の溶融原料３を補充しつ
つ、単結晶４を成長させる装置である。この装置１は、
炉体を上下に多数のブロックに分割し、各ブロックごと
に独立に温度計ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを設けると
共に炉温制御装置２３が独立に各ブロックの温度を調節
するようになっている。このブロックの一つは原料溶解
ゾーン５となっており、他のブロックは単結晶成長ゾー
ン６となっている。原料溶解ゾーン５には、シュート１
４の下端に溶解槽が設けられており、シュート１４を通
って供給された固体原料はこの溶解槽内で溶解し、オー
バーフローして、わずかづつ単結晶成長ゾーンに滴下す
る、この溶解した原料の温度は、温度計１１が直接測定
する。また、温度計１２はるつぼ内の温度を測定し、温
度計１３は単結晶成長ゾーンの溶融原料の温度を直接測
定する。温度計１１、１２、１３の測定値は比較装置２
１に入力され、設定装置２２から設定された設定値と比
較され、偏差があればこの偏差を零とするように炉温制
御装置２３に信号を出力し、炉温を制御する。
【００１３】実施例の装置を用いて、Ｍｎ−Ｚｎ系フェ
ライトの単結晶を製造した。従来の装置では、直径７０
ｍｍφの長さ３００ｍｍ程度の単結晶しか製造すること
ができなかったが、本実施例装置では、直径１００ｍｍ
φの長さ５００ｍｍの均質な単結晶を容易に製造するこ
とができた。
ライトの単結晶を製造した。従来の装置では、直径７０
ｍｍφの長さ３００ｍｍ程度の単結晶しか製造すること
ができなかったが、本実施例装置では、直径１００ｍｍ
φの長さ５００ｍｍの均質な単結晶を容易に製造するこ
とができた。
【００１４】
【発明の効果】本発明装置によれば、従来製造すること
ができなかった大直径の均一な組成の長大な単結晶を製
造することが可能となった。
ができなかった大直径の均一な組成の長大な単結晶を製
造することが可能となった。
【図１】本発明の実施例の単結晶成長装置を示す図であ
る。
る。
１ 単結晶成長装置 ２ るつぼ ３ 溶融原料 ４ 単結晶 ５ 原料溶解ゾーン ６ 単結晶成
長ゾーン ７ ヒータ １１、１２、１
３ 温度計 １４ シュート ２１ 比較装置 ２２ 設定装置 ２３ 炉温制御
装置
長ゾーン ７ ヒータ １１、１２、１
３ 温度計 １４ シュート ２１ 比較装置 ２２ 設定装置 ２３ 炉温制御
装置
Claims (1)
- 【請求項１】 固体原料を供給しつつ溶融原料から単結
晶を成長させる装置において、炉体を上下に多数のブロ
ックに分割し、各ブロックごとに独立に温度調節可能に
し、該ブロックの一つを原料溶解ゾーンとし、他のブロ
ックを単結晶成長ゾーンとし、該原料溶解ゾーンに、溶
解した原料が単結晶成長ゾーンに滴下する溶解槽を設
け、該溶解槽及び単結晶成長ゾーンの溶融原料の温度を
それぞれ測定する温度計を設け、該温度をそれぞれ独立
に制御する制御装置を設けたことを特徴とする単結晶成
長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2544293A JPH06239690A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 単結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2544293A JPH06239690A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 単結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06239690A true JPH06239690A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12166123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2544293A Pending JPH06239690A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 単結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06239690A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108914200A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-11-30 | 上海怡英新材料科技有限公司 | 一种晶体生长系统 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP2544293A patent/JPH06239690A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108914200A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-11-30 | 上海怡英新材料科技有限公司 | 一种晶体生长系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5087429A (en) | Method and apparatus for manufacturing silicon single crystals | |
| KR0157323B1 (ko) | 국부 용융역 형성법을 이용한 망간-아연 페라이트 단결정의 제조방법 및 그 장치 | |
| JPH10158088A (ja) | 固体材料の製造方法及びその製造装置 | |
| JPH0664913A (ja) | シリコン等多結晶質物体の鋳造方法 | |
| JPH06239690A (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JP3386335B2 (ja) | 単結晶成長方法及び装置 | |
| JPH06239688A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JPH06239689A (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JPS5815472B2 (ja) | 結晶育成装置 | |
| JPH06239687A (ja) | 単結晶成長装置 | |
| JPS6136192A (ja) | 単結晶製造用るつぼ | |
| JP3039724B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| JPH0259494A (ja) | シリコン単結晶の製造方法及び装置 | |
| JPH05279188A (ja) | ルチル単結晶の育成方法 | |
| KR0157324B1 (ko) | 망간-아연 페라이트 단결정의 제조방법 및 그 장치 | |
| JPH0238558B2 (ja) | Tanketsushonoseizohoho | |
| JPS61242981A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
| JPH04317490A (ja) | 単結晶製造装置 | |
| KR100193051B1 (ko) | 단결정 성장장치 | |
| KR970006854B1 (ko) | 망간-아연 페라이트 단결정 성장장치 | |
| JP2803912B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
| KR101340082B1 (ko) | 단결정 실리콘 잉곳 제조 장치 | |
| JPH01294588A (ja) | シリコン単結晶の製造方法およびその装置 | |
| CS264935B1 (cs) | Způsob úpravy růstových podmínek a pěstování safíru modifikovanou Kyropoulovou metodou | |
| JP3125313B2 (ja) | 単結晶の育成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030430 |