JPS5826096A - 単結晶製造装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学結晶、磁気記憶基板、半導体装置などに
用いられている単結晶の製造装置に関するものである。

単結晶を製造する装置と七で、単結晶からなる種結晶を
るつぼ中の融液に浸け、それを引き上げながら回転させ
て単結晶を製造する。いわゆるチョクラルスキー型単結
晶製造装置が知られている。

第１図に示すように、チョクラルスキー型単結晶製造装
置は、固体の原料を、るつぼ６に入れ、ヒータ７によっ
て原料を融解させ、融液５にする。

引き上げ回転軸１に固定された種結晶取り付は金具２に
よって、支えられた種結晶３を融液５に浸け、引き上げ
回転軸１によって種結晶３を引きムげ、単結晶４を成長
させるものである。

従来、この種のチョクラルスキー（ＣＺ型）単結晶製造
装置では、１個のるつぼに融液が満たされ、引き上げ開
始から終了まで融液の量は、単結晶の成長と共に変化し
、したがって、単結晶の成長が進むにつれて融液レベル
の降下がおこることによシ、固液界面が降下していた。

これによると。

るつぼ内の融液内の対流や、融液および育成された単結
晶を囲む環境の温度分布等が、同一の単結晶を育成させ
ているにもかかわらず、引き上げ開始から終了までの間
に大きく変、化する。このように従来の単結晶製造装置
は、単結晶を育成する条件が時々刻々と変化するため育
成条件を安定に保つことがむづかしく、再現性や信頼性
に欠けるものであった。また、単結晶を長尺化する場合
、長尺化すればするほど、融液が減少し、融液レベルが
降下するため、従来の単結晶製造装置では、高周波コイ
ルの位置を変えたりして、固液界面付近の温度分布を一
定にする等の困難が併なりた。こ。

のように従来の単結晶製造装置では、長尺化しかつ均質
な単結晶を作ることは困難であり、仮に作れたとしても
作業者の多くの経験と勘が必要であったＯ 本発明の目的は、従来のチョクラルスキー型単結晶製造
装置の欠点を除去し、常に安定した育成条件で、育成で
きる長尺化単結晶製造装置を提供することにある。

本発明によれば、第１のるつぼ中の融液中に種結晶を浸
け、該融液に対して相対的に引き上げながら回転させて
、該種結晶の先端に単結晶を成長させる単結晶製造装置
において、第２のるつぼと。

上記第１及び第２のるつぼ間を連通させる連通管と、上
記第１のるつぼから引き上げられる単結晶の重量を検出
する重量検出機構と、該重量検出機構による検出重量の
増加に応じて上記第２のるつぼに与える圧力を増加させ
る圧力制御機構とを設け、該圧力制御機構から上記第２
のるつぼに与えて、該第１のるつぼ中の融液の量を常に
一定とすることによって、単結晶の成長を行うことを特
徴とする単結晶製造装置が得られる。

以下９図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図に示したように９本発明の一実施例による単結晶
製造装置は、単結晶が引き上げられる第１のるつぼ６と
は別に、それに並列にならべられた第２のるつぼ８を備
えている。そして、第１のるつぼ６と第２のるつぼ８と
を連通管９で連通させる。第２のるつぼ８は、がス吸入
口８ａを有する上蓋８ｂを備え、ガス吸入口８ａから吸
入されたガスを融液１５面上に密閉できるように構成さ
れている。

種結晶よシ成長した単結晶４の引き上げと共に。

融液５が引き上げられた重量分だけ減少する。その引き
上げられた単結晶４の重量を引き上げ軸１に取シ付けら
れた重量分析機ＩＯが検知し、その検知情報は単結晶製
造制御装置１１及びガス圧制御装置１２へ送られる。ガ
ス圧制御装置１２は。

重量分析機１０からの情報を、あらかじめ記憶しである
情報等から″判断して、第２のるつぼ８に与えるべき圧
力を算出し、圧力機１３へ情報を送る。

圧力機１３は、ガス圧制御装置１２からの情報に応じて
ガスタンクエ４からガスを第２のるつぼ８内に供給する
。即ち、ガス圧制御装置１２と圧力機１３とがスタンク
１４とは２重量検出機構である重量分析機１０による検
出重量の増加に応じて第２のるつぼ８に与える圧力を増
加させる圧力制御機構を構成している。この圧力制御機
構によつ　　　　ぃて、第２のるつぼ８中の融液１５を
連通管９を介して第１のるつぼ６中に押し出し、第１の
るつは６にて常に同じ状況下で単結晶を成長できるよう
に第１のるつぼ６中の融液５の液面を一定にする。

第１のるつぼ６と第２のるつぼ８には、それぞれ個々に
温度測定装置（図示せず）が設けられ、常に単結晶製造
制御装置１１へ温度情報を送り、第１のるつぼ６と第２
のるつぼ８とに個々に設けられるヒータ（第２図には示
していないが、第１図の７のようなもの）を制御するよ
うになっている。

この実施例によれば、単結晶の成長は融液の減少による
第１のるつぼ６内部の融液の対流状況および温度分布等
の変化などをなくすことができ。

常に安定した条件下で単結晶育成を行うことかできる。

さらに、第２のるつぼ８を大きくシ、融液の量を増やす
ことによシ単結晶の長尺化を答易に行うことができる。

また１作業者が手動で行う場合にも、炉のまどから常に
一定の位置で単結晶の成長具合を観察できるため、非常
に操作しやすく。

安定した状況で単結晶を作ることができる。

以上のように２本発明によれば、従来の単結晶製造装置
に比べ、安定した条件下で単結晶を育成することが可能
であシ、再現性、信頼性に優れた単結晶製造装置を提供
することができる。特にその効果は、光学結晶、半導体
装置など、高品質が要求される単結晶を製造する場合で
、かつ長尺化のである。

【図面の簡単な説明】

＠１図は従来のチョクラルスキー型単結晶製造装置を示
す断面図、第２図は本発明の一実施例による単結晶製造
装置を示す概略図である。 １・・・引き上げ軸、２・・・種結晶取り付は金具、３
・・・種結晶、４・・・引き上げられた単結晶、５・・
・融液。 ６・・・第１のるつぼ、７・・・ヒータ、８・・・第２
のるつぼ、８ｍ・・・ガス吸入口、８ｂ・・・上蓋、９
・・・連通管。 １０：・・重量分析機、１１・・・単結晶製造制御装置
。 １２・・・ガス圧制御装置、１３・・・圧力機、１４・
・・ガスタンク、１５・・・融液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　第１のるつぼ中の融液中に種結晶を浸け。 該融液に対して相対的に引き上げながら回転させて、核
   種結晶の先端に単結晶を成長させる単結晶製造装置にお
   いて、第２のるつぼと、上記第１及び第２のるつぼ間を
   連通させる連通管と、上記第１のるつぼから引き上げら
   れる単結晶の重量を検出する重量検出機構と、該重量検
   出機構による検出重量の増加に応じて上記第２のるつぼ
   に与える圧力を増加させる圧力制御機構とを設け、該圧
   力制御機構から上記第２のるつぼに与えられた圧力によ
   って該第２のるつぼ中の融液を上記連通管を通して上記
   第１のるつぼ中に押し出して、該第１のるつぼ中の融液
   の量を常に一定とすることによって、単結晶の成長を行
   うことを特徴とする単結晶製造装置。 以下余日