JPH07309694A - 結晶成長装置及び結晶成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 坩堝１２内の溶融液１３を加熱する加熱手段
１５と、溶融液１３より単結晶２０を引き上げる引き上
げ手段１６と、フュージョンリング部２１の幅Ｗを検出
する検出手段３０と、フュージョンリング部２１の幅Ｗ
に基づいて加熱手段１５への供給電力及び引き上げ手段
１６の引き上げ速度を制御する制御手段３３とを備えて
いる結晶成長装置。 【効果】 単結晶２０の直径を予測することができ、前
もって加熱手段１５への供給電力を適切に変更すること
ができ、溶融液１３の温度をタイミングよく調整するこ
とができるため、単結晶２０の直径Ｄを確実に制御する
ことができ、ウエハの取り扱いを容易にしてコストを削
減することができるとともに、単結晶２０における品質
の低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は結晶成長装置及び結晶成
長方法に関し、より詳細には例えば半導体材料として使
用されるシリコン単結晶のような結晶を成長させる際、
前記結晶の直径を制御しつつ引き上げるための結晶成長
装置及び結晶成長方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶を成長させるには種々の方法がある
が、この中でもっとも代表的なチョクラルスキー法（以
下、ＣＺ法と記す）の場合、例えばシリコン（以下、Ｓ
ｉと記す）溶融液の表面に種結晶を接触させて引き上げ
ることにより、Ｓｉ単結晶を成長させている。従来、こ
の引き上げられる単結晶の断面形状（直径）は変動し易
く、この断面形状が変動すると単結晶にスライス加工を
施して形成されるウエハの形状が一定とならず、歩留り
が低下するという問題があった。この問題に対処するた
め、前記単結晶の直径を制御しつつ引き上げる方法が種
々提案されている。すなわちＣＣＤカメラ等を用いる光
学的方法、引き上げられる結晶の重量増加速度あるいは
坩堝の重量減少速度から求める重量法等により前記単結
晶の直径を測定し、該直径が変化したことを確認した
後、前記単結晶の引き上げ速度、前記溶融液の温度等を
調整することにより、前記単結晶の直径を制御してい
る。

【０００３】図５は従来の単結晶の直径を測定する光学
的手段を備えたこの種結晶成長装置を摸式的に示した断
面図であり、図中１１は略中空円筒形状の炉体を示して
いる。炉体１１内の略中央部には略有底円筒形状の石英
坩堝１２ａが配設されており、石英坩堝１２ａ内には単
結晶用原料を溶融させた溶融液１３が充填されている。
石英坩堝１２ａは黒鉛サセプタ１２ｂにより保持されて
おり、これら石英坩堝１２ａと黒鉛サセプタ１２ｂとに
より坩堝１２が構成されている。黒鉛サセプタ１２ｂ下
部には回転軸１４の上端部が取り付けられ、回転軸１４
の下端部には坩堝回転手段と坩堝昇降手段（ともに図示
せず）とが接続されており、これら坩堝回転・昇降手段
により坩堝１２が所定速度で回動するとともに、上下方
向に移動するようになっている。また黒鉛サセプタ１２
ｂの外周には略円筒形状のヒータ１５ａが配設され、ヒ
ータ１５ａにはヒータ電源１５ｂが接続されており、こ
れらヒータ１５ａ及びヒータ電源１５ｂを含んで加熱手
段１５が構成されている。そしてヒータ電源１５ｂから
の供給電力を変更することにより、ヒータ１５ａを介し
て坩堝１２内における溶融液１３の温度が調節されるよ
うになっている。さらにヒータ１５ａと炉体１１との間
には保温筒１５ｃが配設されている。

【０００４】一方、炉体１１上部には略中空円筒形状の
ケーシング１１ａが形成されており、ケーシング１１ａ
内における回転軸１４の同軸上にはワイヤ１７が垂下さ
れ、ワイヤ１７下端部にはシードホルダ１７ａが装着さ
れ、シードホルダ１７ａには種結晶１７ｂが取り付けら
れている。ケーシング１１ａ上部にはワイヤ回転装置１
８を介してワイヤ引き上げ装置１９が配設され、ワイヤ
回転装置１８及びワイヤ引き上げ装置１９はそれぞれモ
ータ１８ａ、１９ａを備えており、モータ１８ａを駆動
するとワイヤ回転装置１８を介してワイヤ１７が所定速
度で回動するとともに、モータ１９ａを駆動するとワイ
ヤ１７が上下いずれかの方向に所定速度で移動するよう
になっている。これらワイヤ１７、ワイヤ回転装置１
８、ワイヤ引き上げ装置１９等を含んで引き上げ手段１
６が構成されている。

【０００５】炉体１１上部には観測窓１１ｂが形成され
ており、観測窓１１ｂを挟んで単結晶２０と対向する所
定箇所にはＣＣＤカメラ４１が配設されている。ＣＣＤ
カメラ４１には画像処理部４２が接続されており、これ
らＣＣＤカメラ４１と画像処理部４２とにより光学的直
径測定手段４０が構成されている。ところで、引き上げ
られる単結晶２０周囲の溶融液１３表面近傍には、図４
（ａ）に示したように比較的輝度の高いフュージョンリ
ング（fusion ring)部２１が形成されている。そしてフ
ュージョンリング部２１の形状がＣＣＤカメラ４１によ
り撮像され、フュージョンリング部２１の外径寸法Ｄ_F
が画像処理部４２により演算され、この外径寸法Ｄ_F を
単結晶２０の直径Ｄと見做すことにより単結晶２０の直
径Ｄが求められるようになっている。

【０００６】このように構成された結晶成長装置を用
い、例えばＳｉ単結晶を所定の直径Ｄ_S になるように成
長させる場合、まず石英坩堝１２ａ内にＳｉ単結晶用原
料を充填し、加熱手段１５により坩堝１２を所定温度に
加熱し、溶融液１３を形成する。次に坩堝１２を所定速
度で回転させるとともに、種結晶１７ｂを溶融液１３表
面に接触させる。そして引き上げ手段１６を用い、ワイ
ヤ１７を所定速度で回転させつつ所定速度で引き上げて
ゆくことにより、溶融液１３が凝固して形成される単結
晶２０を成長させる。この際、光学的直径測定手段４０
を用いて単結晶２０の直径Ｄを測定し、これが目標の直
径Ｄ_S から外れた場合、溶融液１３の温度を調整するこ
とにより引き上げる単結晶２０の直径Ｄが目標の直径Ｄ
_S に復帰するように制御する。また単結晶２０が引き上
げられるにつれ、溶融液１３の上面レベルが低下して単
結晶２０の直径Ｄが変動するのを防ぐため、前記坩堝昇
降手段を用い、溶融液１３の上面レベルが常に一定の高
さに維持されるように制御している。

【０００７】しかし、上記した溶融液１３の温度を調整
する方法では、特に坩堝１２が大形化し溶融液１３の熱
容量が大きくなった場合、ヒータ１５ａへの供給電力を
調整しても溶融液１３の温度変化が遅くなり、単結晶２
０の直径Ｄを確実に制御することが難しいという問題が
あった。この問題に対処するため、光学的直径測定手段
４０を用いて単結晶２０の直径Ｄを測定するとともに、
このデータに基づいて単結晶２０の引き上げ速度、坩堝
１２の回転速度を調整することにより、引き上げる単結
晶２０の直径Ｄを制御する方法が提案されている（特開
昭６２−８３３９５号公報）。引き上げ速度を調整する
と、溶融液１３の温度調整の場合に比べて単結晶２０の
直径Ｄに対する制御の応答性が速められる。

【０００８】また、単結晶２０及び引き上げ手段１６の
合計重量を測定する重量検出素子（図示せず）が引き上
げ手段１６の上部に配設された装置を使用し、単結晶２
０の成長にしたがって増大する重量増加速度から単結晶
２０の直径Ｄを求める方法が提案されている（特開昭６
０−１２７２８８号公報）。この装置に配設された前記
重量素子には電気抵抗の応力依存性を利用したＳｉ製の
ストレインゲージが用いられており、環境温度変化によ
り電気抵抗が影響されるのを防ぐため、前記重量素子近
傍の温度を一定に保持する調節機構が付設されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した重量素子によ
り引き上げられる単結晶２０の直径Ｄを求める方法にお
いては、前記ストレインゲージが振動に対して安定性に
欠けており、種結晶１７ｂをシードホルダ１７ａに取り
付ける際、破損し易いという問題があった。また詳細な
説明は省略したが、坩堝の重量減少速度から引き上げら
れる単結晶２０の直径Ｄを求める方法においては、全体
の計測重量が重く、感度が鈍くなり、測定精度が劣ると
いう問題があった。またこれらの方法に用いられる直径
測定装置はいずれも大形となり、コストが高いという課
題もあった。

【００１０】また上記した光学的直径測定手段４０が配
設された結晶成長装置を用い、溶融液１３の温度を調整
することにより単結晶２０の直径Ｄを制御する方法にお
いては、ヒータ１５ａへの供給電力を調整しても熱伝導
に時間がかかるため、溶融液１３の温度変化が遅くな
り、このタイムラグの発生により単結晶２０の直径Ｄを
確実に制御することが難しいという課題があった。した
がって、引き上げられた単結晶２０から得られるウエハ
の形状が一定になり難く、以後の取り扱い上の困難性が
解消され難いという課題があった。

【００１１】また上記した光学的直径測定手段４０が配
設された結晶成長装置を用い、単結晶２０の引き上げ速
度、坩堝１２の回転速度を調整することにより単結晶２
０の直径Ｄを制御する方法においては、制御の応答性は
速められる。しかし引き上げ速度を比較的大きくする
と、単結晶２０の上下方向における不純物や酸素析出物
の偏析が増大し易いという問題があった。この問題の解
決を図るため、坩堝１２の回転速度調整を併行的に行う
ようにしても、なお単結晶２０の品質が改善され難いと
いう課題があった。したがって引き上げ速度の変更には
おのずと限界があり、この結果、単結晶の直径Ｄを確実
に制御することが難しいという課題があった。

【００１２】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、引き上げられる単結晶の品質を低下させるこ
となく、前記単結晶の直径を確実に制御することがで
き、コストを削減することができる結晶成長装置及び結
晶成長方法を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る結晶成長装置は、結晶用原料を溶融させ
る坩堝と、該坩堝の周囲に配設された加熱手段と、前記
坩堝内の溶融液より単結晶を成長させながら引き上げる
引き上げ手段と、前記溶融液と成長する前記単結晶との
界面に形成されたフュージョンリング部の幅を検出する
検出手段と、前記フュージョンリング部の幅に基づいて
前記加熱手段への供給電力及び前記引き上げ手段の引き
上げ速度を制御する制御手段とを備えていることを特徴
としている。

【００１４】また本発明に係る結晶成長方法は、坩堝内
に充填した結晶用原料を溶融させ、この溶融液から単結
晶を成長させながら引き上げる結晶成長方法において、
前記溶融液と成長する前記単結晶との界面に形成される
フュージョンリング部の幅を検出し、該フュージョンリ
ング部の幅に基づいて結晶原料溶解用加熱手段への供給
電力と結晶引き上げ速度とを制御しつつ前記単結晶を引
き上げることを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明者らが調査した結果、メニスカス角と、
単結晶の引き上げ速度あるいは溶融液の温度と、フュー
ジョンリング部の幅等との間に相関関係があり、また前
記メニスカス角は、引き上げられる単結晶における直径
の変動に所定時間先立って変化することが明らかとなっ
た。

【００１６】図４はメニスカス角と、単結晶の引き上げ
速度あるいは溶融液の温度と、フュージョンリング部等
との相関関係を説明するため、引き上げられる単結晶及
び溶融液の境界部近傍を摸式的に示した拡大断面図であ
り、（ａ）は単結晶の成長速度に対して引き上げ速度ま
たは温度がバランスしている場合、（ｂ）は引き上げ速
度が速いかまたは温度が高くなった場合、（ｃ）は引き
上げ速度が遅いかまたは温度が低くなった場合を示して
いる。溶融液１３から単結晶２０を引き上げ成長させる
場合、単結晶２０と溶融液１３との界面２２の高さＨｋ
は溶融液１３表面の高さＨｙより高くなっており、表面
張力により界面２２端部と溶融液１３表面との間にメニ
スカス角（傾斜角）θを有するフュージョンリング部２
１が形成される。フュージョンリング部２１は傾斜面形
状を有しており、石英坩堝１２ａ（図５）内壁面からの
放射光が反射し易いため、溶融液１３表面の他の箇所に
比べて明るく輝いて見える。この際、フュージョンリン
グ部２１と単結晶２０の垂直面とが成すメニスカス角θ
及びフュージョンリング部２１の水平方向における幅Ｗ
の間には略比例関係が成り立つこととなる（図４
（ａ））。また、メニスカス角θと、単結晶２０の引き
上げ速度または溶融液１３の温度との間には相関関係が
あり、前記引き上げ速度が速いかまたは前記温度が高く
なると、メニスカス角θ_b は初期のメニスカス角θより
小さくなる。したがってこのときのフュージョンリング
２１ｂの幅Ｗ_b は初期の幅Ｗより小さくなる（図４
（ｂ））。一方、前記引き上げ速度が遅いかまたは前記
温度が低くなると、メニスカス角θ_c は初期のメニスカ
ス角θより大きくなる。したがってこのときのフュージ
ョンリング２１ｃの幅Ｗ_c は初期の幅Ｗより大きくなる
（図４（ｃ））。

【００１７】さらに、メニスカス角θ_b が初期のメニス
カス角θより小さくなってゆく場合、所定時間後におけ
る単結晶２０の直径Ｄは初期の寸法に比べて小さくなる
一方、メニスカス角θ_c が初期のメニスカス角θより次
第に大きくなってゆく場合、所定時間後における単結晶
２０の直径Ｄは初期の寸法に比べて大きくなる。したが
ってフュージョンリング部の幅Ｗを連続的に検出し得れ
ば、メニスカス角θの変動状態を確認し得ることとな
り、所定時間後における単結晶２０の直径Ｄを予測し得
ることとなる。すると早目に溶融液１３の温度調整を図
り得ることとなり、単結晶２０の直径Ｄを初期（目的）
の直径Ｄ_S に制御し得ることとなる。

【００１８】本発明に係る結晶成長装置によれば、結晶
用原料を溶融させる坩堝と、該坩堝の周囲に配設された
加熱手段と、前記坩堝内の溶融液より単結晶を成長させ
ながら引き上げる引き上げ手段と、前記溶融液と成長す
る前記単結晶との界面に形成されたフュージョンリング
部の幅を検出する検出手段と、前記フュージョンリング
部の幅に基づいて前記加熱手段への供給電力及び前記引
き上げ手段の引き上げ速度を制御する制御手段とを備え
ているので、前記フュージョンリング部に形成されるメ
ニスカス角の変化を確認し得ることとなり、所定時間後
における前記単結晶の直径を予測し得ることとなる。そ
のため、前記結晶引き上げ速度を所定速度に維持した状
態で、前もって前記加熱手段への供給電力を適切に変更
し得ることとなり、前記溶融液の温度をタイミングよく
調整し得ることとなる。この結果、前記単結晶の直径を
確実に制御し得ることとなり、ウエハの形状が一定とな
り、前記ウエハの取り扱いを容易にしてコストを削減し
得るとともに、引き上げられる前記単結晶における品質
の低下を防止し得ることとなる。

【００１９】また本発明に係る結晶成長方法によれば、
溶融液と成長する単結晶との界面に形成されるフュージ
ョンリング部の幅を検出し、該フュージョンリング部の
幅に基づいて結晶原料溶解用加熱手段への供給電力と結
晶引き上げ速度とを制御しつつ前記単結晶を引き上げる
ので、上記した結晶成長装置の場合と同様の作用が得ら
れることとなる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る結晶成長装置及び結晶成
長方法の実施例を図面に基づいて説明する。なお、従来
例と同一機能を有する構成部品には同一の符号を付すこ
ととする。図１は本発明に係る結晶成長装置の実施例を
摸式的に示した断面図であり、図中１１は炉体を示して
いる。炉体１１上部には観測窓１１ｂが形成され、観測
窓１１ｂを挟んで単結晶２０と対向する所定箇所には２
次元のＣＣＤカメラ３１が配設されており、ＣＣＤカメ
ラ３１は信号処理部３２に接続されている。これらＣＣ
Ｄカメラ３１と信号処理部３２とを含んで検出手段３０
が構成されており、単結晶２０の周囲に形成されたフュ
ージョンリング部２１近傍における輝度分布が、ＣＣＤ
カメラ３１により撮像されるようになっている。そして
図２に示したように、この輝度信号が信号処理部３２に
おいて処理され、所定のしきい値Ｌにおける２個の輝度
信号間の距離が演算され、フュージョンリング部２１の
幅Ｗが所定時間ごとに検出されるようになっている。ま
た検出手段３０は前記輝度信号の最大レベルの変化に伴
って前記しきい値が補正されるように構成されており、
この幅Ｗが輝度強度により影響を受けるのが防止される
ようになっている。また検出手段３０は従来の図５に示
した光学的直径測定手段４０と同様、単結晶２０の直径
Ｄも測定し得るようになっている。

【００２１】検出手段３０は制御手段３３に接続されて
おり、連続的に検出される前記幅Ｗに関するデータが制
御手段３３において記憶されるとともに、前記最新の幅
Ｗのデータと前記一つ前のデータとがそれぞれ呼び出さ
れて比較演算されるようになっている。そして前記幅Ｗ
がどの程度増加、減少しているかが判断され、さらに供
給電力を変更するか、引き上げ速度も併せて変更するか
が判断されるようになっている。制御手段３３にはヒー
タ電源１５ｂが接続されるとともに、モータ１９ａが接
続されている。そして制御手段３３により前記幅Ｗの変
動状況に応じて必要とする供給電力量、引き上げ速度が
演算されるとともに、これらの伝達信号が加熱手段１
５、または加熱手段１５及び引き上げ手段１６に出力さ
れるようになっている。その他の構成は図５に示した従
来の結晶成長装置と同様であるので、ここではその構成
の詳細な説明は省略することとする。

【００２２】このように構成された装置を用い、例えば
Ｓｉ単結晶を所定の直径Ｄ_S になるように成長させる場
合、まず石英坩堝１２ａ内にＳｉ単結晶用原料を充填
し、加熱手段１５により坩堝１２を所定温度に加熱し、
溶融液１３を形成する。次に坩堝１２を所定速度で回転
させるとともに、種結晶１７ｂを溶融液１３表面に接触
させる。そしてワイヤ１７を所定速度で回転させつつ主
に引き上げ速度を制御して引き上げ、溶融液１３が凝固
して形成される単結晶２０を成長させ始める。次に検出
手段３０により単結晶２０が所定の直径Ｄ_S に成長した
ことを確認した後、前記引き上げ速度を所定値に設定・
固定する。次にフュージョンリング２１の幅Ｗを所定時
間ごとに検出しながら、前記幅Ｗの変動状況に応じて加
熱手段１５への供給電力、または加熱手段１５への供給
電力及び引き上げ速度を調整し、単結晶２０の直径Ｄが
所定の初期値Ｄ_S に保持されるように制御する。なお単
結晶２０が引き上げられるにつれ、溶融液１３の上面レ
ベルが低下して単結晶２０の直径Ｄが変動するのを防ぐ
ため、前記坩堝昇降手段を用い、溶融液１３の上面レベ
ルが常に一定の高さに維持されるように制御する。

【００２３】以下に、実施例に係る結晶成長装置を用
い、単結晶２０の直径Ｄを所定値に制御することなく、
フュージョンリング部の幅を意識的に変え、単結晶の直
径における変化の発生時期について調査した結果につい
て説明する。図３はこの結果を示した図であり、（ａ）
はフュージョンリング部の幅Ｗを変えた際、引き上げら
れる単結晶の直径の変化と、この変化が発生する時間と
を示した曲線図、（ｂ）はこれら変化の時期的ずれに関
する相関強度を計算して求めた曲線図である。

【００２４】図３から明らかなように、引き上げられる
単結晶の直径が増大する約５分前にはフュージョンリン
グ幅が大きくなり、また引き上げられる単結晶の直径が
減少する約５分前にはフュージョンリング幅が小さくな
っており、強い相関関係を有していた。また引き上げら
れる単結晶の直径と、フュージョンリング幅とには略比
例関係が成立していた。

【００２５】上記説明から明らかなように、実施例に係
る結晶成長装置では、結晶用原料を溶融させる坩堝１２
と、坩堝１２の周囲に配設された加熱手段１５と、坩堝
１２内の溶融液１３より単結晶２０を成長させながら引
き上げる引き上げ手段１６と、溶融液１３と成長する単
結晶２０との界面に形成されたフュージョンリング部２
１の幅Ｗを検出する検出手段３０と、フュージョンリン
グ部２１の幅Ｗに基づいて加熱手段１５への供給電力及
び引き上げ手段１６の引き上げ速度を制御する制御手段
３３とを備えているので、フュージョンリング部２１に
形成されるメニスカス角の変化を確認することができ、
約５分後における単結晶２０の直径Ｄを予測することが
できる。そのため、引き上げ速度を所定速度に維持した
状態で、約５分前に加熱手段１５への供給電力を変更す
ることができ、溶融液１３の温度をタイミングよく調整
することができる。この結果、単結晶２０の直径Ｄを確
実に制御することができ、ウエハの形状を一定にするこ
とができ、前記ウエハの取り扱いを容易にしてコストを
削減することができるとともに、引き上げられる単結晶
２０における品質の低下を防止することができる。

【００２６】また実施例に係る結晶成長方法では、溶融
液１３と成長する単結晶２０との界面に形成されるフュ
ージョンリング部２１の幅Ｗを検出し、フュージョンリ
ング部２１の幅Ｗに基づいて結晶原料溶解用加熱手段１
５への供給電力と結晶引き上げ速度とを制御しつつ単結
晶２０を引き上げるので、上記した結晶成長装置の場合
と同様の効果を得ることができる。

【００２７】なお、上記した実施例では検出手段３０に
２次元のＣＣＤカメラ３１が用いられた場合について説
明したが、１次元のＣＣＤカメラを用いてもよい。

【００２８】また、上記した実施例ではＳｉ単結晶を成
長させる場合について説明したが、ＣＺ法を用いて成長
させる別の単結晶でもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る結晶成
長装置にあっては、結晶用原料を溶融させる坩堝と、該
坩堝の周囲に配設された加熱手段と、前記坩堝内の溶融
液より単結晶を成長させながら引き上げる引き上げ手段
と、前記溶融液と成長する前記単結晶との界面に形成さ
れたフュージョンリング部の幅を検出する検出手段と、
前記フュージョンリング部の幅に基づいて前記加熱手段
への供給電力及び前記引き上げ手段の引き上げ速度を制
御する制御手段とを備えているので、前記フュージョン
リング部に形成されるメニスカス角の変化を確認するこ
とができ、所定時間後における前記単結晶の直径を予測
することができる。そのため、前記結晶引き上げ速度を
所定速度に維持した状態で、前もって前記加熱手段への
供給電力を適切に変更することができ、前記溶融液の温
度をタイミングよく調整することができる。この結果、
前記単結晶の直径を確実に制御することができ、ウエハ
の形状を一定にすることができ、前記ウエハの取り扱い
を容易にしてコストを削減することができるとともに、
引き上げられる前記単結晶における品質の低下を防止す
ることができる。

【００３０】また本発明に係る結晶成長方法にあって
は、溶融液と成長する単結晶との界面に形成されるフュ
ージョンリング部の幅を検出し、該フュージョンリング
部の幅に基づいて結晶原料溶解用加熱手段への供給電力
と結晶引き上げ速度とを制御しつつ前記単結晶を引き上
げるので、上記した結晶成長装置の場合と同様の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る結晶成長装置の実施例を摸式的に
示した断面図である。

【図２】実施例に係る結晶成長装置の検出手段により検
出されるフュージョンリング部近傍の輝度信号分布と、
フュージョンリング部の幅Ｗとの関係を模式的に示した
曲線図である。

【図３】実施例に係る結晶成長装置を用い、単結晶の直
径とフュージョンリング部の幅との関係について調査し
た結果を示した図であり、（ａ）はフュージョンリング
部の幅Ｗを変えた際、引き上げられる単結晶の直径の変
化と、この変化が発生する時間とを示した曲線図、
（ｂ）はこれら変化の時期的ずれに関する相関強度を計
算して求めた曲線図である。

【図４】メニスカス角と、単結晶の引き上げ速度あるい
は溶融液の温度と、フュージョンリング部との相関関係
を説明するため、引き上げられる単結晶及び溶融液の境
界部近傍を摸式的に示した拡大断面図であり、（ａ）は
単結晶の成長速度に対して引き上げ速度または温度がバ
ランスしている場合、（ｂ）は引き上げ速度が速いかま
たは温度が高い場合、（ｃ）は引き上げ速度が遅いか、
あるいは温度が低い場合を示している。

【図５】従来の単結晶の直径を測定するこの種光学的手
段を備えた結晶成長装置を摸式的に示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ 坩堝 １３ 溶融液 １５ 加熱手段 １６ 引き上げ手段 ２０ 単結晶 ２１ フュージョンリング部 ３０ 検出手段 ３３ 制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶用原料を溶融させる坩堝と、該坩堝
   の周囲に配設された加熱手段と、前記坩堝内の溶融液よ
   り単結晶を成長させながら引き上げる引き上げ手段と、
   前記溶融液と成長する前記単結晶との界面に形成された
   フュージョンリング部の幅を検出する検出手段と、前記
   フュージョンリング部の幅に基づいて前記加熱手段への
   供給電力及び前記引き上げ手段の引き上げ速度を制御す
   る制御手段とを備えていることを特徴とする結晶成長装
   置。
2. 【請求項２】 坩堝内に充填した結晶用原料を溶融さ
   せ、この溶融液から単結晶を成長させながら引き上げる
   結晶成長方法において、前記溶融液と成長する前記単結
   晶との界面に形成されるフュージョンリング部の幅を検
   出し、該フュージョンリング部の幅に基づいて結晶原料
   溶解用加熱手段への供給電力と結晶引き上げ速度とを制
   御しつつ前記単結晶を引き上げることを特徴とする結晶
   成長方法。