JPH08325090A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
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- JPH08325090A JPH08325090A JP13076995A JP13076995A JPH08325090A JP H08325090 A JPH08325090 A JP H08325090A JP 13076995 A JP13076995 A JP 13076995A JP 13076995 A JP13076995 A JP 13076995A JP H08325090 A JPH08325090 A JP H08325090A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱遮蔽治具による単結晶への坩堝及びヒータ
の輻射熱の遮断効果を上げる。 【構成】 単結晶１６と坩堝１１との間に配設する熱遮
蔽治具１の構造を、輻射熱の温度域における耐熱性を有
する黒鉛等の母材１ａを、輻射熱の温度域における耐熱
性を有するとともに、単結晶１６に面する側を、母材１
ａより小さい輻射率を有する石英等の被覆材１ｂで覆っ
た多層構造とする。
の輻射熱の遮断効果を上げる。 【構成】 単結晶１６と坩堝１１との間に配設する熱遮
蔽治具１の構造を、輻射熱の温度域における耐熱性を有
する黒鉛等の母材１ａを、輻射熱の温度域における耐熱
性を有するとともに、単結晶１６に面する側を、母材１
ａより小さい輻射率を有する石英等の被覆材１ｂで覆っ
た多層構造とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶原料の溶融液の
液面から上に露出している坩堝と成長中の単結晶との間
に、ヒータ及び坩堝の輻射熱を遮断する熱遮蔽治具が配
された単結晶引上装置に関する。
液面から上に露出している坩堝と成長中の単結晶との間
に、ヒータ及び坩堝の輻射熱を遮断する熱遮蔽治具が配
された単結晶引上装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＺ法等の引上法を用いる単結晶引上装
置においてシリコンインゴットの生産性を向上させるに
は単結晶の引上速度を速くすればよい。結晶の引上速度
は結晶の凝固速度が上限であり、結晶の凝固速度は固液
界面における熱流のバランスによって下式の如く求めら
れる。なお、簡単のため半径方向の温度場は均一とす
る。
置においてシリコンインゴットの生産性を向上させるに
は単結晶の引上速度を速くすればよい。結晶の引上速度
は結晶の凝固速度が上限であり、結晶の凝固速度は固液
界面における熱流のバランスによって下式の如く求めら
れる。なお、簡単のため半径方向の温度場は均一とす
る。
【０００３】
【数１】
【０００４】通常のよく制御された結晶成長において
は、結晶の下端の温度はシリコン溶液の融点に等しいと
みなされ、その温度は一定であり、結晶及び融液の熱伝
導率も一定である。それ故、引上速度を速くするために
は固液界面における界面に垂直な方向の結晶の温度勾配
（∂Ｔs ／∂ｚ）を大きくし、結晶の冷却を促進して結
晶から放射される熱量を増加させればよいことが式(1)
から明らかである。
は、結晶の下端の温度はシリコン溶液の融点に等しいと
みなされ、その温度は一定であり、結晶及び融液の熱伝
導率も一定である。それ故、引上速度を速くするために
は固液界面における界面に垂直な方向の結晶の温度勾配
（∂Ｔs ／∂ｚ）を大きくし、結晶の冷却を促進して結
晶から放射される熱量を増加させればよいことが式(1)
から明らかである。
【０００５】ところで、単結晶引上装置では、坩堝の外
壁付近に設置したヒータから発する熱により坩堝内の多
結晶原料を溶融し、単結晶の引上中も溶融液の温度が一
定に保たれるように加熱を続けるので、融液の液面から
上に露出している坩堝、及びヒータの輻射熱が単結晶の
引上領域に輻射される。従って、このような高温環境下
で単結晶の冷却を促進するためには上述の輻射熱を遮断
する必要がある。
壁付近に設置したヒータから発する熱により坩堝内の多
結晶原料を溶融し、単結晶の引上中も溶融液の温度が一
定に保たれるように加熱を続けるので、融液の液面から
上に露出している坩堝、及びヒータの輻射熱が単結晶の
引上領域に輻射される。従って、このような高温環境下
で単結晶の冷却を促進するためには上述の輻射熱を遮断
する必要がある。
【０００６】輻射熱を遮断する単結晶引上装置として、
筒状の熱遮蔽治具でヒータ、坩堝、及び融液と単結晶と
を遮断する装置が特公昭５７−４０１１９号公報に開示
されており、図５はこの装置を簡略化した単結晶引上装
置の要部構成を示す模式的断面図である。図中、２１は
結晶の成長環境を外気から遮断するチャンバ２１であっ
て、チャンバ２１は図示しない水冷機構により水冷され
ており、ほぼ中央に多結晶原料を溶融するための坩堝１
１が配されている。坩堝１１は、溶融された溶融液１７
を保持する有底円筒状の石英製の内層容器１１ａと、内
層容器１１ａが嵌合された有底円筒状の黒鉛製の外層容
器１１ｂとの二重構造である。坩堝１１の外周に沿っ
て、坩堝１１との間に適宜距離を設けて抵抗加熱式のヒ
ータ１２が配されており、ヒータ１２の外側には保温筒
２２が周設されている。坩堝１１は、チャンバ２１の底
面外部のモータ（図示せず）に連設された支持軸１９に
より支持され、支持軸１９の回転方向に応じて回転しな
がら昇降する。
筒状の熱遮蔽治具でヒータ、坩堝、及び融液と単結晶と
を遮断する装置が特公昭５７−４０１１９号公報に開示
されており、図５はこの装置を簡略化した単結晶引上装
置の要部構成を示す模式的断面図である。図中、２１は
結晶の成長環境を外気から遮断するチャンバ２１であっ
て、チャンバ２１は図示しない水冷機構により水冷され
ており、ほぼ中央に多結晶原料を溶融するための坩堝１
１が配されている。坩堝１１は、溶融された溶融液１７
を保持する有底円筒状の石英製の内層容器１１ａと、内
層容器１１ａが嵌合された有底円筒状の黒鉛製の外層容
器１１ｂとの二重構造である。坩堝１１の外周に沿っ
て、坩堝１１との間に適宜距離を設けて抵抗加熱式のヒ
ータ１２が配されており、ヒータ１２の外側には保温筒
２２が周設されている。坩堝１１は、チャンバ２１の底
面外部のモータ（図示せず）に連設された支持軸１９に
より支持され、支持軸１９の回転方向に応じて回転しな
がら昇降する。
【０００７】チャンバ２１の上方からは、図示しない巻
取り機構により回転しながら昇降する引上軸１４の下端
に固定された種結晶１５が吊支されており、引上軸１４
を回転させて引き上げながら、種結晶１５の先端から単
結晶１６を成長させていく。その間、単結晶１６の成長
とともに減少する溶融液１７の液面を一定の高さに保つ
ために支持軸１９を回転させて坩堝１１を上昇させる。
取り機構により回転しながら昇降する引上軸１４の下端
に固定された種結晶１５が吊支されており、引上軸１４
を回転させて引き上げながら、種結晶１５の先端から単
結晶１６を成長させていく。その間、単結晶１６の成長
とともに減少する溶融液１７の液面を一定の高さに保つ
ために支持軸１９を回転させて坩堝１１を上昇させる。
【０００８】単結晶１６と坩堝１１との間には、融液の
液面に向かって開口径が漸次小さくなる逆円錐形筒状の
黒鉛製の熱遮蔽治具１０が配されており、熱遮蔽治具１
０は坩堝１１及びヒータ１２から単結晶１６への輻射熱
を遮断し、単結晶１６の冷却を促進する。熱遮蔽治具は
黒鉛製が一般的であるが、その理由は、融点が１４００
℃程度の高温であるシリコンの多結晶原料の液面直上に
配されるために最高で１３００℃程度まで温度が上昇す
る熱遮蔽治具の材料としては、このような高温域におけ
る耐熱性を有し、安定な、モリブデン、タングステン等
の高融点金属、セラミックス、黒鉛等が適しているが、
これらの中で、黒鉛は加工性が良く、炉内への汚染の影
響が少ない点で実用性に優れるからである。
液面に向かって開口径が漸次小さくなる逆円錐形筒状の
黒鉛製の熱遮蔽治具１０が配されており、熱遮蔽治具１
０は坩堝１１及びヒータ１２から単結晶１６への輻射熱
を遮断し、単結晶１６の冷却を促進する。熱遮蔽治具は
黒鉛製が一般的であるが、その理由は、融点が１４００
℃程度の高温であるシリコンの多結晶原料の液面直上に
配されるために最高で１３００℃程度まで温度が上昇す
る熱遮蔽治具の材料としては、このような高温域におけ
る耐熱性を有し、安定な、モリブデン、タングステン等
の高融点金属、セラミックス、黒鉛等が適しているが、
これらの中で、黒鉛は加工性が良く、炉内への汚染の影
響が少ない点で実用性に優れるからである。
【０００９】また、ウエハの品質に大きく影響する酸化
膜耐圧ＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ
Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ：酸化誘起積層欠陥）密
度等は、引上炉内での単結晶の熱履歴の影響を大きく受
ける。特に、ＯＳＦ密度に関しては１０００℃以下の温
度領域で急冷した場合に良い結果が得られることが実験
的に分かっている。このような知見を基に１０００℃以
下の温度領域を急冷しようとする場合、従来では、最初
に成長した上端の単結晶の温度が１０００℃以下に下が
った時点で引上速度を速めるか、又は単結晶の温度が１
０００℃以下になる引上高さから上のチャンバ内の環境
温度を下げるような構造に引上炉を改造する以外に方法
がなかった。
膜耐圧ＯＳＦ（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ
Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ：酸化誘起積層欠陥）密
度等は、引上炉内での単結晶の熱履歴の影響を大きく受
ける。特に、ＯＳＦ密度に関しては１０００℃以下の温
度領域で急冷した場合に良い結果が得られることが実験
的に分かっている。このような知見を基に１０００℃以
下の温度領域を急冷しようとする場合、従来では、最初
に成長した上端の単結晶の温度が１０００℃以下に下が
った時点で引上速度を速めるか、又は単結晶の温度が１
０００℃以下になる引上高さから上のチャンバ内の環境
温度を下げるような構造に引上炉を改造する以外に方法
がなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、熱遮蔽治具が
黒鉛製の場合、黒鉛の表面輻射率が０．９程度と大きい
ため、ヒータ及び坩堝の輻射熱、溶融液等により加熱さ
れた熱遮蔽治具から単結晶に向けての輻射熱の熱量が大
きく、充分な遮蔽効果が得られない。
黒鉛製の場合、黒鉛の表面輻射率が０．９程度と大きい
ため、ヒータ及び坩堝の輻射熱、溶融液等により加熱さ
れた熱遮蔽治具から単結晶に向けての輻射熱の熱量が大
きく、充分な遮蔽効果が得られない。
【００１１】また、前述のように、限られた温度領域を
急冷するために、最初に成長した単結晶の温度がその温
度領域に達した時点で引上速度を変更した場合、他の温
度領域に影響を与えて他の不都合を惹起する可能性があ
り、また引上炉の改造には莫大な費用を要する。
急冷するために、最初に成長した単結晶の温度がその温
度領域に達した時点で引上速度を変更した場合、他の温
度領域に影響を与えて他の不都合を惹起する可能性があ
り、また引上炉の改造には莫大な費用を要する。
【００１２】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、加工性，炉内汚染等の観点か
ら実用性に優れてはいるが熱輻射率の大きい母材を、母
材より熱輻射率が小さい素材で被覆した多層構造の熱遮
蔽治具を単結晶と坩堝との間に配設することにより、単
結晶への坩堝及びヒータの輻射熱の遮断効果を上げて単
結晶の冷却の促進による引上速度の向上を可能として単
結晶の生産性を向上させる単結晶引上装置の提供を目的
とする。
になされたものであって、加工性，炉内汚染等の観点か
ら実用性に優れてはいるが熱輻射率の大きい母材を、母
材より熱輻射率が小さい素材で被覆した多層構造の熱遮
蔽治具を単結晶と坩堝との間に配設することにより、単
結晶への坩堝及びヒータの輻射熱の遮断効果を上げて単
結晶の冷却の促進による引上速度の向上を可能として単
結晶の生産性を向上させる単結晶引上装置の提供を目的
とする。
【００１３】また、本発明は、母材より熱輻射率が小さ
い素材で、急冷すべき温度領域にある単結晶の高さ位置
に対応する母材の一部を被覆した２層あるいは３層構造
の熱遮蔽治具を単結晶と坩堝との間に配設することによ
り、急冷すべき温度領域を選択的に急冷して急冷による
他の温度領域への悪影響を回避し、単結晶の品質を向上
させる単結晶引上装置の提供を目的とする。
い素材で、急冷すべき温度領域にある単結晶の高さ位置
に対応する母材の一部を被覆した２層あるいは３層構造
の熱遮蔽治具を単結晶と坩堝との間に配設することによ
り、急冷すべき温度領域を選択的に急冷して急冷による
他の温度領域への悪影響を回避し、単結晶の品質を向上
させる単結晶引上装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１発明の単結晶引上装
置は、坩堝をその外壁からヒータで加熱して坩堝内の多
結晶原料を溶融し、引上軸に固定した種結晶の先端を多
結晶原料の溶融液に浸して引上軸を回転させて引き上げ
ながら種結晶の下端に単結晶を成長させるとともに、単
結晶と、溶融液の液面から上に露出している坩堝との間
に、単結晶へのヒータ及び坩堝からの輻射熱を遮断する
熱遮蔽治具が配されてなる単結晶引上装置において、前
記熱遮蔽治具は、前記輻射熱の温度域における耐熱性を
有する第１の素材が、第１の素材より輻射率が小さい第
２の素材により被覆されている層構造であることを特徴
とする。
置は、坩堝をその外壁からヒータで加熱して坩堝内の多
結晶原料を溶融し、引上軸に固定した種結晶の先端を多
結晶原料の溶融液に浸して引上軸を回転させて引き上げ
ながら種結晶の下端に単結晶を成長させるとともに、単
結晶と、溶融液の液面から上に露出している坩堝との間
に、単結晶へのヒータ及び坩堝からの輻射熱を遮断する
熱遮蔽治具が配されてなる単結晶引上装置において、前
記熱遮蔽治具は、前記輻射熱の温度域における耐熱性を
有する第１の素材が、第１の素材より輻射率が小さい第
２の素材により被覆されている層構造であることを特徴
とする。
【００１５】第２発明の単結晶引上装置は、第１発明の
熱遮蔽治具が第１の素材を第２の素材で被覆した２層構
造であり、第２の素材の層が単結晶に面して配されてな
ることを特徴とする。
熱遮蔽治具が第１の素材を第２の素材で被覆した２層構
造であり、第２の素材の層が単結晶に面して配されてな
ることを特徴とする。
【００１６】第３発明の単結晶引上装置は、第２発明の
２層構造が、急冷すべき単結晶の高さ位置に面して配さ
れる第１の素材の一部を第２の素材により被覆した構造
であることを特徴とする。
２層構造が、急冷すべき単結晶の高さ位置に面して配さ
れる第１の素材の一部を第２の素材により被覆した構造
であることを特徴とする。
【００１７】
【作用】第１及び第２発明の単結晶引上装置は、単結晶
と坩堝との間に、坩堝及びヒータの輻射熱の温度域にお
ける耐熱性を有する第１の素材が、輻射熱の温度域にお
ける耐熱性を有するとともに、第１の素材より輻射率が
小さい第２の素材により被覆されている多層構造の熱遮
蔽治具を配し、単結晶へのヒータ及び坩堝の輻射熱の遮
断効果を上げる。また、第１発明の単結晶引上装置は、
第２発明のような２層構造以外に、第１の素材の単結晶
に面する側と反対側との両側を第２の素材で被覆した３
層構造にした場合、第１の素材の熱吸収を抑制できて熱
を有効に遮断できる。要求される品質を持つ単結晶を成
長させるには、第１発明の熱遮蔽治具では冷却能が高す
ぎる場合がある。その際には第２発明が有効である。
と坩堝との間に、坩堝及びヒータの輻射熱の温度域にお
ける耐熱性を有する第１の素材が、輻射熱の温度域にお
ける耐熱性を有するとともに、第１の素材より輻射率が
小さい第２の素材により被覆されている多層構造の熱遮
蔽治具を配し、単結晶へのヒータ及び坩堝の輻射熱の遮
断効果を上げる。また、第１発明の単結晶引上装置は、
第２発明のような２層構造以外に、第１の素材の単結晶
に面する側と反対側との両側を第２の素材で被覆した３
層構造にした場合、第１の素材の熱吸収を抑制できて熱
を有効に遮断できる。要求される品質を持つ単結晶を成
長させるには、第１発明の熱遮蔽治具では冷却能が高す
ぎる場合がある。その際には第２発明が有効である。
【００１８】第３発明の単結晶引上装置は、輻射率が相
対的に小さい第２の素材で被覆した部分が、急冷すべき
単結晶の高さ位置に面するように配されることで、空冷
すべき温度領域が選択的に急冷されるとともに、急冷が
他の温度領域に与える悪影響が回避されて単結晶の品質
が向上する。
対的に小さい第２の素材で被覆した部分が、急冷すべき
単結晶の高さ位置に面するように配されることで、空冷
すべき温度領域が選択的に急冷されるとともに、急冷が
他の温度領域に与える悪影響が回避されて単結晶の品質
が向上する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。図１は本発明の単結晶引上装置の一実施例
の要部構成を示す模式的断面図である。図中、２１は結
晶の成長環境を外気から遮断するチャンバ２１であっ
て、チャンバ２１は図示しない水冷機構により水冷され
ており、ほぼ中央に多結晶原料を溶融するための坩堝１
１が配されている。坩堝１１は、溶融された溶融液１７
を保持する有底円筒状の石英製の内層容器１１ａと、内
層容器１１ａが嵌合された有底円筒状の黒鉛製の外層容
器１１ｂとの二重構造である。坩堝１１の外周に沿っ
て、坩堝１１との間に適宜距離を設けて抵抗加熱式のヒ
ータ１２が配されており、ヒータ１２の外側には保温筒
２２が周設されている。坩堝１１は、チャンバ２１の底
面外部のモータ（図示せず）に連設された支持軸１９に
より支持され、支持軸１９の回転方向に応じて回転しな
がら昇降する。
て説明する。図１は本発明の単結晶引上装置の一実施例
の要部構成を示す模式的断面図である。図中、２１は結
晶の成長環境を外気から遮断するチャンバ２１であっ
て、チャンバ２１は図示しない水冷機構により水冷され
ており、ほぼ中央に多結晶原料を溶融するための坩堝１
１が配されている。坩堝１１は、溶融された溶融液１７
を保持する有底円筒状の石英製の内層容器１１ａと、内
層容器１１ａが嵌合された有底円筒状の黒鉛製の外層容
器１１ｂとの二重構造である。坩堝１１の外周に沿っ
て、坩堝１１との間に適宜距離を設けて抵抗加熱式のヒ
ータ１２が配されており、ヒータ１２の外側には保温筒
２２が周設されている。坩堝１１は、チャンバ２１の底
面外部のモータ（図示せず）に連設された支持軸１９に
より支持され、支持軸１９の回転方向に応じて回転しな
がら昇降する。
【００２０】チャンバ２１の上方からは、図示しない巻
取り機構により回転しながら昇降する引上軸１４の下端
に固定された種結晶１５が吊支されており、引上軸１４
を回転させて引き上げながら、種結晶１５の先端から単
結晶１６を成長させていく。その間、単結晶１６の成長
とともに減少する溶融液１７の液面を一定の高さに保つ
ために支持軸１９を回転させて坩堝１１を上昇させる。
取り機構により回転しながら昇降する引上軸１４の下端
に固定された種結晶１５が吊支されており、引上軸１４
を回転させて引き上げながら、種結晶１５の先端から単
結晶１６を成長させていく。その間、単結晶１６の成長
とともに減少する溶融液１７の液面を一定の高さに保つ
ために支持軸１９を回転させて坩堝１１を上昇させる。
【００２１】単結晶１６と坩堝１１との間には、融液の
液面に向かって開口径が漸次小さくなる逆円錐形筒状の
多層構造の熱遮蔽治具１が配されており、熱遮蔽治具１
は坩堝１１及びヒータ１２から単結晶１６への輻射熱を
遮断し、単結晶１６の冷却を促進する。熱遮蔽治具１
は、その融点が１４００℃程度であるシリコンの溶融液
直上の高温域における耐熱性を有する黒鉛製（輻射率
０．９）の母材１ａ（前記第１の素材）と、同様の耐熱
性を有しながら熱輻射率が母材１ａより小さい（輻射率
０．３）石英製の被覆材１ｂ（前記第２の素材）との２
層構造になっている。被覆材１ｂに用いた石英は加工性
に優れ、また純度が高いため炉内を汚染することがな
い。
液面に向かって開口径が漸次小さくなる逆円錐形筒状の
多層構造の熱遮蔽治具１が配されており、熱遮蔽治具１
は坩堝１１及びヒータ１２から単結晶１６への輻射熱を
遮断し、単結晶１６の冷却を促進する。熱遮蔽治具１
は、その融点が１４００℃程度であるシリコンの溶融液
直上の高温域における耐熱性を有する黒鉛製（輻射率
０．９）の母材１ａ（前記第１の素材）と、同様の耐熱
性を有しながら熱輻射率が母材１ａより小さい（輻射率
０．３）石英製の被覆材１ｂ（前記第２の素材）との２
層構造になっている。被覆材１ｂに用いた石英は加工性
に優れ、また純度が高いため炉内を汚染することがな
い。
【００２２】以上のような構成の本発明の単結晶成長装
置を用いて溶融層法によりシリコンの単結晶１６を成長
させた場合の具体例について説明する。坩堝１１内にシ
リコンの多結晶原料６５Ｋｇ（ランプ３５Ｋｇ、顆粒３
０Ｋｇ）を充填し、これにＮ型ドーパントとしてリン・
シリコン合金０．６ｇを添加し、チャンバ２１内を１０
Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気にして多結晶原料を全融した
後、種結晶１５の下端を溶融液１７に浸漬し、坩堝１１
を回転数１ｒｐｍで、また引上軸１４を回転数１０ｒｐ
ｍで坩堝１１と逆方向にそれぞれ回転させつつ、結晶径
６インチ、長さ１．２ｍの種結晶１６を引き上げる。
置を用いて溶融層法によりシリコンの単結晶１６を成長
させた場合の具体例について説明する。坩堝１１内にシ
リコンの多結晶原料６５Ｋｇ（ランプ３５Ｋｇ、顆粒３
０Ｋｇ）を充填し、これにＮ型ドーパントとしてリン・
シリコン合金０．６ｇを添加し、チャンバ２１内を１０
Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気にして多結晶原料を全融した
後、種結晶１５の下端を溶融液１７に浸漬し、坩堝１１
を回転数１ｒｐｍで、また引上軸１４を回転数１０ｒｐ
ｍで坩堝１１と逆方向にそれぞれ回転させつつ、結晶径
６インチ、長さ１．２ｍの種結晶１６を引き上げる。
【００２３】この黒鉛製の母材１ａの一方の面の全面を
石英製の被覆材１ｂで被覆した熱遮蔽治具１の場合、
１．２ｍｍ／ｍｉｎの引上速度で単結晶を成長させるこ
とができた。黒鉛単体からなる熱遮蔽治具を用いた従来
の単結晶引上装置の場合、引上速度は０．８ｍｍ／ｍｉ
ｎであったので、本発明の単結晶引上装置により引上速
度を５０％高速化することができた。
石英製の被覆材１ｂで被覆した熱遮蔽治具１の場合、
１．２ｍｍ／ｍｉｎの引上速度で単結晶を成長させるこ
とができた。黒鉛単体からなる熱遮蔽治具を用いた従来
の単結晶引上装置の場合、引上速度は０．８ｍｍ／ｍｉ
ｎであったので、本発明の単結晶引上装置により引上速
度を５０％高速化することができた。
【００２４】図２は本発明の単結晶引上装置の他の実施
例の要部構成を示す模式的断面図である。本実施例では
黒鉛製の母材１ａ（第１の素材）の２／３が石英製の被
覆材１ｂ（第２の素材）で覆われた２層構造の熱遮蔽治
具１を用い、熱遮蔽治具１は、被覆材１ｂで覆った部分
が単結晶１６の１０００℃以下の温度領域の位置に面す
るように配設されている。
例の要部構成を示す模式的断面図である。本実施例では
黒鉛製の母材１ａ（第１の素材）の２／３が石英製の被
覆材１ｂ（第２の素材）で覆われた２層構造の熱遮蔽治
具１を用い、熱遮蔽治具１は、被覆材１ｂで覆った部分
が単結晶１６の１０００℃以下の温度領域の位置に面す
るように配設されている。
【００２５】図３は図２に示す構成の単結晶引上装置を
用いて引き上げた単結晶の成長中の温度分布（実線で示
す）を、図５に示す従来装置により引き上げた単結晶の
温度分布（破線で示す）と比較して示したグラフであっ
て、縦軸は結晶温度、横軸は融液表面からの距離を示
す。グラフから明らかなように、母材１ａの上側２／３
を石英製の被覆材１ｂで覆った熱遮蔽治具１を用いた本
発明装置の単結晶は、１０００℃の温度領域が選択的に
急冷されている。即ち、母材１ａを部分的に被覆材１ｂ
で覆うことにより、単結晶の温度分布を変更することが
できる。
用いて引き上げた単結晶の成長中の温度分布（実線で示
す）を、図５に示す従来装置により引き上げた単結晶の
温度分布（破線で示す）と比較して示したグラフであっ
て、縦軸は結晶温度、横軸は融液表面からの距離を示
す。グラフから明らかなように、母材１ａの上側２／３
を石英製の被覆材１ｂで覆った熱遮蔽治具１を用いた本
発明装置の単結晶は、１０００℃の温度領域が選択的に
急冷されている。即ち、母材１ａを部分的に被覆材１ｂ
で覆うことにより、単結晶の温度分布を変更することが
できる。
【００２６】なお、本実施例では熱遮蔽治具１の構造
が、母材１ａを黒鉛製、被覆材１ｂを石英製とした場合
について説明したが、母材１ａ及び被覆材１ｂの素材は
これに限らず、例えば母材１ａとしてはセラミックス、
被覆材１ｂとしてはモリブデンを用いてもよい。
が、母材１ａを黒鉛製、被覆材１ｂを石英製とした場合
について説明したが、母材１ａ及び被覆材１ｂの素材は
これに限らず、例えば母材１ａとしてはセラミックス、
被覆材１ｂとしてはモリブデンを用いてもよい。
【００２７】また、本実施例では熱遮蔽治具１が２層構
造の場合について説明したが、図４に示すように、石英
／黒鉛／石英、モリブデン／セラミックス／モリブデン
等の多層構造であってもよい。このように、母材１ａの
単結晶１６に面する側とその反対側の両側を被覆材１ｂ
で覆うことにより、単結晶１６に面する側のみを覆った
場合よりも熱遮蔽治具１が吸収する輻射熱を低減し、輻
射熱の遮断効果をより向上させる。
造の場合について説明したが、図４に示すように、石英
／黒鉛／石英、モリブデン／セラミックス／モリブデン
等の多層構造であってもよい。このように、母材１ａの
単結晶１６に面する側とその反対側の両側を被覆材１ｂ
で覆うことにより、単結晶１６に面する側のみを覆った
場合よりも熱遮蔽治具１が吸収する輻射熱を低減し、輻
射熱の遮断効果をより向上させる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明の単結晶引上装置
は、加工性，炉内汚染等の観点から実用性に優れてはい
るが熱輻射率の大きい母材を、母材より熱輻射率が小さ
い素材で被覆した多層構造の熱遮蔽治具を単結晶と坩堝
との間に配設するので、単結晶への坩堝及びヒータの輻
射熱の遮断効果を上げて単結晶の冷却の促進による引上
速度の向上を可能として単結晶の生産性を向上させると
いう優れた効果を奏する。
は、加工性，炉内汚染等の観点から実用性に優れてはい
るが熱輻射率の大きい母材を、母材より熱輻射率が小さ
い素材で被覆した多層構造の熱遮蔽治具を単結晶と坩堝
との間に配設するので、単結晶への坩堝及びヒータの輻
射熱の遮断効果を上げて単結晶の冷却の促進による引上
速度の向上を可能として単結晶の生産性を向上させると
いう優れた効果を奏する。
【００２９】また、本発明の単結晶引上装置は、母材よ
り熱輻射率が小さい素材で、急冷すべき温度領域にある
単結晶の高さ位置に対応する母材の一部を被覆した２層
構造の熱遮蔽治具を単結晶と坩堝との間に配設するの
で、急冷すべき温度領域を選択的に急冷して急冷による
他の温度領域への悪影響を回避し、単結晶の品質を向上
させるという優れた効果を奏する。
り熱輻射率が小さい素材で、急冷すべき温度領域にある
単結晶の高さ位置に対応する母材の一部を被覆した２層
構造の熱遮蔽治具を単結晶と坩堝との間に配設するの
で、急冷すべき温度領域を選択的に急冷して急冷による
他の温度領域への悪影響を回避し、単結晶の品質を向上
させるという優れた効果を奏する。
【図１】本発明の単結晶引上装置の一実施例の構成を示
す模式的断面図である。
す模式的断面図である。
【図２】本発明の単結晶引上装置の他の実施例の構成を
示す模式的断面図である。
示す模式的断面図である。
【図３】図２に示す本発明の単結晶引上装置により成長
させた単結晶の温度分布を従来の単結晶引上装置により
成長させた単結晶の温度分布と比較して示したグラフで
ある。
させた単結晶の温度分布を従来の単結晶引上装置により
成長させた単結晶の温度分布と比較して示したグラフで
ある。
【図４】本発明の単結晶引上装置のさらに他の実施例の
構成を示す模式的断面図である。
構成を示す模式的断面図である。
【図５】熱遮蔽治具を備えた従来の単結晶引上装置の構
成を示す模式的断面図である。
成を示す模式的断面図である。
１ 熱遮蔽治具 １ａ 母材 １ｂ 被覆材 １１ 坩堝 １１ａ 内層容器 １１ｂ 外層容器 １２ ヒータ １４ 引上軸 １５ 種結晶 １６ 単結晶 １７ 溶融液
Claims (3)
- 【請求項１】 坩堝をその外壁からヒータで加熱して坩
堝内の多結晶原料を溶融し、引上軸に固定した種結晶の
先端を多結晶原料の溶融液に浸して引上軸を回転させて
引き上げながら種結晶の下端に単結晶を成長させるとと
もに、単結晶と、溶融液の液面から上に露出している坩
堝との間に、単結晶へのヒータ及び坩堝からの輻射熱を
遮断する熱遮蔽治具が配されてなる単結晶引上装置にお
いて、前記熱遮蔽治具は、前記輻射熱の温度域における
耐熱性を有する第１の素材が、第１の素材より輻射率が
小さい第２の素材により被覆されている層構造であるこ
とを特徴とする単結晶引上装置。 - 【請求項２】 前記熱遮蔽治具は第１の素材を第２の素
材で被覆した２層構造であり、第２の素材の層が単結晶
に面して配されてなる請求項１記載の単結晶引上装置。 - 【請求項３】 前記２層構造が、急冷すべき単結晶の高
さ位置に面して配される第１の素材の一部を第２の素材
により被覆した構造である請求項２記載の単結晶引上装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13076995A JPH08325090A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 単結晶引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13076995A JPH08325090A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 単結晶引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08325090A true JPH08325090A (ja) | 1996-12-10 |
Family
ID=15042229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13076995A Pending JPH08325090A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 単結晶引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08325090A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031233A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal pulling apparatus |
| US7294203B2 (en) | 2002-09-18 | 2007-11-13 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Heat shielding member of silicon single crystal pulling system |
| WO2011103740A1 (zh) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 上海汉虹精密机械有限公司 | 单晶炉装置 |
| CN102732949A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-17 | 芜湖昊阳光能股份有限公司 | 一种石墨热场的导流筒结构 |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP13076995A patent/JPH08325090A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031233A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal pulling apparatus |
| US6482263B1 (en) | 2000-10-06 | 2002-11-19 | Memc Electronic Materials, Inc. | Heat shield assembly for crystal pulling apparatus |
| US7294203B2 (en) | 2002-09-18 | 2007-11-13 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Heat shielding member of silicon single crystal pulling system |
| WO2011103740A1 (zh) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 上海汉虹精密机械有限公司 | 单晶炉装置 |
| CN102732949A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-17 | 芜湖昊阳光能股份有限公司 | 一种石墨热场的导流筒结构 |
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