JPH07126095A - Single crystal growing device - Google Patents
Single crystal growing deviceInfo
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- JPH07126095A JPH07126095A JP29417193A JP29417193A JPH07126095A JP H07126095 A JPH07126095 A JP H07126095A JP 29417193 A JP29417193 A JP 29417193A JP 29417193 A JP29417193 A JP 29417193A JP H07126095 A JPH07126095 A JP H07126095A
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- crystal
- single crystal
- seed crystal
- gas
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は抵抗加熱式又は誘導加熱
式の単結晶育成装置に係り、特に被加熱物が物性的理由
により、ある程度緩慢な(かつ部分的には、急な)温度勾
配中か或いは一定温度中で単結晶を育成する必要がある
分野の単結晶育成装置に利用できるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance heating type or induction heating type single crystal growing apparatus, and in particular, due to physical properties of an object to be heated, a temperature gradient that is somewhat slow (and partially steep) It can be used for a single crystal growing apparatus in a field where it is necessary to grow a single crystal at a medium temperature or a constant temperature.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】抵抗加
熱式又は誘導加熱式の単結晶育成装置において、単結晶
引上げ用の電気炉は、一個或いは複数個の加熱部の設定
温度を任意の温度に設定し、ある程度の温度勾配や一定
の温度分布を作成できるように構成されている。その単
結晶引上げ装置の下部には、種子結晶が取付けられてい
る。2. Description of the Related Art In a resistance heating type or induction heating type single crystal growing apparatus, an electric furnace for pulling a single crystal has a preset temperature of one or a plurality of heating portions at arbitrary temperatures. Is set so that a certain temperature gradient and a certain temperature distribution can be created. A seed crystal is attached to the lower portion of the single crystal pulling device.
【0003】しかし、従来、種子結晶の物理的理由で、
種子単結晶として小さいものしか得ることができない場
合は、溶解した原料に種子結晶をつけると、溶液からの
熱伝導で種子結晶が容易に溶解し、結晶育成することが
困難であった。このため、そこで、従来は、種子結晶取
付け治具を冷却することが通常行われており、種子結晶
の溶解防止が図られていた。However, conventionally, for the physical reason of seed crystals,
When only small seed single crystals can be obtained, when seed crystals were added to the dissolved raw material, the seed crystals were easily dissolved by heat conduction from the solution, and it was difficult to grow the crystals. Therefore, conventionally, the seed crystal attachment jig is usually cooled to prevent the dissolution of the seed crystal.
【0004】一方、単結晶の重量を測定することは重要
であると共に、重量測定信号を利用すれば、結晶粒径を
一定にするための直径を制御することができる。しか
し、種子結晶取付け治具を冷却する構造にすると、上部
引上げ軸に重量測定用ロードセルを装着することが構造
上困難であった。On the other hand, it is important to measure the weight of a single crystal, and a weight measurement signal can be used to control the diameter for keeping the crystal grain size constant. However, if the seed crystal mounting jig is cooled, it is structurally difficult to mount the weight measuring load cell on the upper pulling shaft.
【0005】また、単結晶育成装置における原料供給方
式に関しては、従来は、比較的大型の結晶を引下げ法で
製造する場合に、図2に示すような溝付き回転ドラム4
3を使用して一定の重量のを持った原料を溝を介して供
給する方式が採用されている。図中、41は原料容器、
42は粉末原料、44はモーター、45は漏斗、46は
ガイドパイプ、47は漏斗を表わす。しかし、この方式
は厳密に云うならば不連続な原料供給方式であり、結晶
育成速度の遅い場合、小さな結晶を育成する場合、或い
は引上げ法の場合には、不連続性が起因して、成長縞等
の微視的欠陥や成分の不均一等の悪い影響を与えてい
た。Regarding the raw material supply method in the single crystal growing apparatus, conventionally, when a relatively large crystal is manufactured by the pulling down method, the grooved rotary drum 4 as shown in FIG. 2 is used.
3 is used to supply a raw material having a constant weight through the groove. In the figure, 41 is a raw material container,
42 is a powder raw material, 44 is a motor, 45 is a funnel, 46 is a guide pipe, and 47 is a funnel. However, strictly speaking, this method is a discontinuous raw material supply method, and when the crystal growth rate is slow, when small crystals are grown, or when the pulling method is used, the discontinuity causes the growth. It had bad influences such as microscopic defects such as stripes and non-uniformity of components.
【0006】特に、引上げ法の場合は一度るつぼに入れ
た原料を溶融し、そこから引き上げるために、原料を途
中で供給できないと、決まった長さの結晶しか得ること
ができない。しかし、従来は、原料を不連続的に供給す
る装置しかなく、ましてや、重量測定と原料の連続的供
給を兼備した装置は見当らない。In particular, in the case of the pulling method, the raw material once placed in the crucible is melted and pulled from there, so that if the raw material cannot be supplied midway, only crystals of a fixed length can be obtained. However, heretofore, there has been only a device for supplying the raw material discontinuously, and much less has been found for a device that combines the weight measurement and the continuous supply of the raw material.
【0007】本発明は、かゝる事情のもとで、引上げ法
にて小さな種結晶を使用する場合にも適用でき、或いは
長尺の単結晶で内部の成分が一定な品質の結晶を育成で
きる単結晶育成装置を提供することを目的としている。Under such circumstances, the present invention can be applied to the case where a small seed crystal is used in the pulling method, or a long single crystal is grown to have a constant quality of internal components. It is an object of the present invention to provide a single crystal growth apparatus that can be used.
【0008】前記課題を解決するための手段として、本
発明は、抵抗加熱式又は誘導加熱式の単結晶引上げ装置
において、上方から冷媒により種子結晶取付用治具及び
種結晶を冷却する構造に、一方より冷媒を導入し他方よ
り排出し得る構造の引上げ結晶重量測定用ロードセルを
付設したことを特徴としている。As a means for solving the above problems, the present invention provides a resistance heating type or induction heating type single crystal pulling apparatus having a structure in which a seed crystal mounting jig and a seed crystal are cooled by a refrigerant from above, It is characterized in that a load cell for pulling crystal weight measurement having a structure in which the refrigerant can be introduced from one side and discharged from the other side is attached.
【0009】また、他の本発明は、抵抗加熱式又は誘導
加熱式の単結晶育成装置において、最下部の先端に穴を
備えた原料容器と、該穴の下方にコンベヤ式に回転する
金属ベルトと、該ベルトの片側の端の下方に設けられた
漏斗とを有し、原料が容器から金属ベルト及び漏斗を介
して連続的に電気炉内部の加熱溶融された液体表面に供
給するように構成したことを特徴としている。Another aspect of the present invention is, in a resistance heating type or induction heating type single crystal growing apparatus, a raw material container having a hole at the lowermost tip, and a metal belt rotating below the hole in a conveyor type. And a funnel provided below one end of the belt, and the raw material is continuously supplied from the container to the heated and melted liquid surface in the electric furnace through the metal belt and the funnel. It is characterized by having done.
【0010】[0010]
【実施例】以下に本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.
【0011】従来の引上げ装置は、ある程度の大きさの
種子結晶を容易に得ることができ、種子部分が溶けない
位置に達する長さの結晶を得ることが容易であった。こ
の引上げ軸の上部に、重量を測定するためのロードセル
を装着した引上げ装置にすることは容易であり、また回
転機構を装備することができた。しかし、この技術を種
子結晶の物理的理由で、種子結晶を大きくすることがで
きない単結晶引上げ法に応用した場合、種子結晶が容易
に溶解し、結晶育成することが困難になる。In the conventional pulling apparatus, it was possible to easily obtain a seed crystal of a certain size, and it was easy to obtain a crystal of such a length that the seed portion did not melt. It was easy to provide a lifting device in which a load cell for measuring the weight was mounted on the upper part of the lifting shaft, and a rotation mechanism could be equipped. However, when this technique is applied to the single crystal pulling method in which the seed crystal cannot be made large for the physical reason of the seed crystal, the seed crystal is easily dissolved and it becomes difficult to grow the crystal.
【0012】そこで、小さな種子結晶を溶解せずに、結
晶の重量を測定しながら、なおかつ結晶を回転をさせな
がら単結晶を育成するために、本発明では、従来の引上
げ機構に加えて、種子結晶取付けジグ近傍までガスを流
し、種子結晶を冷却できる構造にすることにより、ま
た、冷却ガスが結晶育成の妨げにならないように処理す
ることにより、種子結晶を溶解せずに引上げ結晶重量を
測定しながら引上げできるようにしたものである。Therefore, in order to grow a single crystal while measuring the weight of the crystal and rotating the crystal without dissolving the small seed crystal, in the present invention, in addition to the conventional pulling mechanism, Measure the weight of the pulled crystal without melting the seed crystal by making the structure such that the seed crystal can be cooled by flowing the gas to the vicinity of the crystal mounting jig and by treating the cooling gas so as not to hinder the crystal growth. It was designed so that it could be pulled up.
【0013】図1にその具体例の一例を示する。FIG. 1 shows an example of the specific example.
【0014】すなわち、ロードセル2の上部のガス入り
口1より、ガスが供給され、ロードセル内部の外側より
下部に流れ、ロードセルに付いたフランジの下側には、
オイルシール8及びOリング7でガスが止められ、一端
は上に向かい、ジョイント4の横穴より内側に入り、ガ
スは下向きに流れていく。ジョイントの下部内側には、
中空のフォースバー5が止められ、この内部を通って、
下にある種子結晶部分にガスが流れていくことになる。That is, gas is supplied from the gas inlet 1 at the upper part of the load cell 2, flows from the outside inside the load cell to the lower part, and below the flange attached to the load cell,
The gas is stopped by the oil seal 8 and the O-ring 7, one end of which goes upward, enters inside the lateral hole of the joint 4, and the gas flows downward. Inside the bottom of the joint,
The hollow force bar 5 is stopped, and through this inside,
Gas will flow to the seed crystal part below.
【0015】なお、冷媒はロードセルそのものの内部を
通す構造のほか、ロードセルそのものの外側に冷媒通路
を形成し得る外側部材を設ける構造であってもよい。In addition to the structure in which the refrigerant passes through the inside of the load cell itself, the structure may be such that an outer member capable of forming a refrigerant passage is provided outside the load cell itself.
【0016】一方、粉末原料を加熱溶融部に連続して供
給するためには、原料容器から出てくる原料が一定な連
続性が必要である。On the other hand, in order to continuously supply the powder raw material to the heating and melting section, it is necessary that the raw material coming out of the raw material container has a certain continuity.
【0017】図3にその具体例の一例を示す。原料容器
21の下部先端部を硬い樹脂の蓋23を取付け、その中
央に穴を開け、その下側には金属ベルト24からなるコ
ンベヤが配置されている。穴の下方位置のばね26は原
料容器と金属ベルトの密着性を保持するためのものであ
る。ベルトの片側のローラ軸には回転プーリー28が付
いていて、近くにあるモーター32からタイミングベル
ト30を介して回転が伝達され、コンベヤが移動する
と、その片側の下方に設けられた漏斗34に原料が供給
され、その下のガイドパイプを通して電気炉内部の加熱
溶融部に原料が連続的に供給される構造である。FIG. 3 shows an example of the specific example. A hard resin lid 23 is attached to the lower end of the raw material container 21, a hole is made in the center thereof, and a conveyor made of a metal belt 24 is arranged below the hole. The spring 26 at the lower position of the hole is for maintaining the adhesion between the raw material container and the metal belt. The roller shaft on one side of the belt is equipped with a rotary pulley 28, and rotation is transmitted from a nearby motor 32 through a timing belt 30. When the conveyor moves, the material is supplied to a funnel 34 provided below the one side. Is supplied, and the raw material is continuously supplied to the heating and melting part inside the electric furnace through the guide pipe thereunder.
【0018】この原料供給方式によれば、ベルト中央に
並んだ原料25は、粉末が横方向に一直線上になり、ベ
ルトが移動することにより、連続的に供給することがで
きる。この穴の幅と高さを調整することにより、原料の
粉末の状態に応じ、モーターの回転数を可変することに
よって、多少から多量の粉末原料までを連続的に供給す
ることができる。この方式は引上げ法でも引き下げ法で
も適用できる。According to this raw material supply system, the raw materials 25 lined up at the center of the belt can be continuously supplied by the powder being aligned in the lateral direction and the belt moving. By adjusting the width and height of this hole, the rotation speed of the motor can be varied according to the state of the powder of the raw material, so that a small amount to a large amount of the powder raw material can be continuously supplied. This method can be applied to both the raising method and the lowering method.
【0019】このような粉末原料連続供給装置を装着す
ると、高品質で組成の均一な長尺単結晶を製造すること
ができる。この装置をガス雰囲気が取れる構造にすれ
ば、環境の変化に対し安定させることができる。また、
この装置全体を秤で重量を測定し、原料の減少量を測定
し、時間に対する変化量をプログラム制御器に入力し、
このプログラムに基づいてモーターの回転数を制御する
ことも可能である。When such a powder raw material continuous feeding device is mounted, a long single crystal having a high quality and a uniform composition can be produced. If this device has a structure capable of producing a gas atmosphere, it can be stabilized against changes in the environment. Also,
Weigh the entire device with a scale, measure the amount of reduction of raw materials, input the amount of change with time to the program controller,
It is also possible to control the rotation speed of the motor based on this program.
【0020】勿論、この粉末原料連続供給装置と、前述
の結晶重量測定用ロードセルを併用することも可能であ
る。ロードセルの結晶重量測定信号により結晶直径が一
定に制御された長尺の結晶を高品質で育成できる。ま
た、この粉末原料連続供給装置は、微量な原料を精度良
く測定し、供給できるものであり、薬品分野や化粧品分
野などにも適用できる。Of course, it is also possible to use this continuous powder raw material supply device together with the above-mentioned load cell for measuring the crystal weight. A long crystal whose crystal diameter is controlled to be constant by the crystal weight measurement signal of the load cell can be grown with high quality. Further, this continuous powder raw material supply device is capable of accurately measuring and supplying a small amount of raw material, and is also applicable to the fields of medicine and cosmetics.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上記述したように、本発明によれば、
引上げ法にて小さな種結晶の溶解を防止でき、また長尺
の単結晶で内部の成分が一定な高品質の結晶を育成でき
る。As described above, according to the present invention,
The pulling method can prevent the dissolution of a small seed crystal, and can grow a long single crystal of high quality with a constant internal component.
【図1】本発明に係る引上げ装置の上部引上げ機構を示
す図である。FIG. 1 is a view showing an upper pulling mechanism of a pulling device according to the present invention.
【図2】従来の原料供給装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional raw material supply device.
【図3】本発明に係る原料連続供給装置を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a raw material continuous supply device according to the present invention.
1 ガス入り口 2 ロードセル 3 フランジ 4 ジョイント 5 フォースバー 6 ガス止め金具 7 Oリング 8 オイルシール 9 フランジ 10 回転用プーリー 11 引上げ軸 21 原料容器 22 粉末原料 23 下蓋 24 金属ベルト 25 整列した粉末原料 26 ばね 27 ばね支持板 28 回転プーリー 29 プーリー押えフランジ 30 タイミングベルト 31 モーター止め板 32 モーター 33 止め底板 34 漏斗 1 Gas Inlet 2 Load Cell 3 Flange 4 Joint 5 Force Bar 6 Gas Stopper 7 O-ring 8 Oil Seal 9 Flange 10 Rotating Pulley 11 Lifting Shaft 21 Raw Material Container 22 Powder Raw Material 23 Lower Lid 24 Metal Belt 25 Aligned Powder Raw Material 26 Spring 27 Spring Support Plate 28 Rotating Pulley 29 Pulley Holding Flange 30 Timing Belt 31 Motor Stop Plate 32 Motor 33 Stop Bottom Plate 34 Funnel
Claims (3)
げ装置において、上方から冷媒により種子結晶取付用治
具及び種結晶を冷却する構造に、一方より冷媒を導入し
他方より排出し得る構造の引上げ結晶重量測定用ロード
セルを付設したことを特徴とする単結晶育成装置。1. A resistance heating type or induction heating type single crystal pulling apparatus, wherein a structure for cooling a seed crystal attachment jig and a seed crystal by a refrigerant from above, a structure in which a refrigerant can be introduced from one side and discharged from the other side A single crystal growing apparatus characterized in that a load cell for measuring the weight of the pulled crystal is attached.
装置において、最下部の先端に穴を備えた原料容器と、
該穴の下方にコンベヤ式に回転する金属ベルトと、該ベ
ルトの片側の端の下方に設けられた漏斗とを有し、原料
が容器から金属ベルト及び漏斗を介して連続的に電気炉
内部の加熱溶融された液体表面に供給するように構成し
たことを特徴とする単結晶育成装置。2. A resistance heating type or induction heating type single crystal growing device, and a raw material container having a hole at the lowermost tip,
A metal belt that rotates in a conveyor manner is provided below the hole, and a funnel provided below one end of the belt. The raw material is continuously fed from the container through the metal belt and the funnel inside the electric furnace. A single crystal growth apparatus characterized in that it is configured to supply to the surface of a liquid that has been heated and melted.
る装置に、引上げ結晶の重量を測定するロードセルを付
設した請求項2に記載の単結晶育成装置。3. The single crystal growing device according to claim 2, wherein a load cell for measuring the weight of the pulled crystal is attached to a device for cooling the seed crystal mounting jig with a refrigerant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29417193A JPH07126095A (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Single crystal growing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29417193A JPH07126095A (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Single crystal growing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07126095A true JPH07126095A (en) | 1995-05-16 |
Family
ID=17804237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29417193A Pending JPH07126095A (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Single crystal growing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07126095A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002543037A (en) * | 1999-05-03 | 2002-12-17 | エバーグリーン ソーラー, インコーポレイテッド | Continuous melt replenishment for crystal growth |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP29417193A patent/JPH07126095A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002543037A (en) * | 1999-05-03 | 2002-12-17 | エバーグリーン ソーラー, インコーポレイテッド | Continuous melt replenishment for crystal growth |
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