JPS5946917B2 - crystal growth furnace - Google Patents

crystal growth furnace

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JPS5946917B2
JPS5946917B2 JP14172276A JP14172276A JPS5946917B2 JP S5946917 B2 JPS5946917 B2 JP S5946917B2 JP 14172276 A JP14172276 A JP 14172276A JP 14172276 A JP14172276 A JP 14172276A JP S5946917 B2 JPS5946917 B2 JP S5946917B2
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chamber
temperature
crystal growth
growth furnace
solute
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JP14172276A
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アラン・ブルネ・ジヤイユ
ジヤン・ジヤレ
ベルナール・ペリシアリ
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KOMITSUSARIA TA RENERUGII ATOMIIKU
Original Assignee
KOMITSUSARIA TA RENERUGII ATOMIIKU
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/003Heating or cooling of the melt or the crystallised material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/006Controlling or regulating

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、単結晶を製造するのに使用される結晶成長
炉に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a crystal growth furnace used to produce single crystals.

本発明による炉は、いわゆる溶液ディプリーション法、
即ち溶媒内に溶解された溶質からなる溶液を変位しつつ
冷却することにより溶質を晶出する方法に基づいて単結
晶を製造するのに特に適している。
The furnace according to the invention uses the so-called solution depletion method.
That is, it is particularly suitable for producing a single crystal based on a method of crystallizing a solute by displacing and cooling a solution consisting of a solute dissolved in a solvent.

晶出される溶質が溶媒内に存在するこの晶出方法によれ
ば、一般に、溶質だけを晶出する場合よりも低い温度で
晶出が可能であるという主たる利点が得られるばかりで
なく、より良好な結晶品質を有する結晶を造ることがで
きる。
This method of crystallization, in which the solute to be crystallized is present in the solvent, generally offers the main advantage of being able to crystallize at lower temperatures than when crystallizing the solute alone, as well as offering better It is possible to produce crystals with excellent crystal quality.

しかしながら本発明による結晶成長炉はまた他の単結晶
製造方法、特に液化および再晶出による精製にも適用す
ることができる。
However, the crystal growth furnace according to the invention can also be applied to other single crystal production methods, in particular purification by liquefaction and recrystallization.

本発明による結晶成長炉は、温度分布空間内を、下側部
分において溶質が底部から上方にゆっくりと晶出するよ
うに下方向に変位されるほぼ円筒形の垂直の本体内に収
容されている(溶質および溶媒)の混合物から出発する
晶出方法全べてに適用可能である。
The crystal growth furnace according to the invention is housed in a substantially cylindrical vertical body which is displaced downwardly in the temperature distribution space such that in the lower part the solute slowly crystallizes from the bottom upwards. It is applicable to all crystallization methods starting from a mixture of (solute and solvent).

単結晶の性質は、晶出される物質を収容している本体が
移動する空間内の温度分布の精度および安定性によって
左右されるところが大きい。
The properties of single crystals depend to a large extent on the accuracy and stability of the temperature distribution within the space through which the body containing the substance to be crystallized moves.

このような結晶成長炉において、本体は一般に垂直方向
に運動する。
In such crystal growth reactors, the body generally moves in a vertical direction.

従来より使用されている炉は、炉内に軸方向の温度分布
を発生するための手段と、被晶出物質を収容する本体お
よび炉を相対的に線形変位するための手段とを備えてい
る。
Conventionally used furnaces include means for generating an axial temperature distribution within the furnace and means for linearly displacing the body containing the substance to be crystallized and the furnace relative to each other. .

この型式の炉では、溶液ディプリーション法によって常
に良品質の結晶を得ることは殆んど不可能である。
In this type of furnace, it is almost impossible to consistently obtain crystals of good quality by the solution depletion method.

実際問題として、結晶製造条件は時間に亘って変化する
もので、晶出の開始時には、動作条件(軸方向の温度分
布を発生するための加熱および本体の変位速度)は、晶
出が本体の軸線に沿う勾配が最大となり横方向の勾配が
零となって水平の扁平な結晶界面が生ずる炉領域におい
て生起するように選ばれている。
As a practical matter, crystal manufacturing conditions vary over time, and at the beginning of crystallization, the operating conditions (heating to generate an axial temperature distribution and rate of displacement of the body) are such that the crystallization It is chosen to occur in the furnace region where the axial gradient is maximum and the lateral gradient is zero, creating a horizontal flat crystal interface.

晶出中、溶質に対する溶媒濃度が変化する。During crystallization, the concentration of solvent relative to solute changes.

即ち、溶質の晶出に従って溶媒の溶質含量は減少する。That is, the solute content of the solvent decreases as the solute crystallizes.

この結果、溶媒中の溶質の品質温度は変化し、そのため
に炉内に発生された固定の軸方向温度分布に対して結晶
界面は相対的に変位する。
As a result, the quality temperature of the solute in the solvent changes, so that the crystal interfaces are displaced relative to the fixed axial temperature distribution generated in the furnace.

斯くして、晶出は温度分布が比較的不正確に制御されて
いる個所、換言するならば横方向の勾配が最早や零でな
い個所において生ずるために、結晶界面の変形が生ずる
Crystallization thus occurs where the temperature distribution is relatively imprecisely controlled, in other words where the lateral gradient is no longer zero, resulting in a deformation of the crystal interfaces.

さらにまた、結晶界面が温度分布空間内で変位するため
に、晶出条件を一般に最適な仕方で制御できなくなる。
Furthermore, because the crystal interfaces are displaced in the temperature distribution space, the crystallization conditions cannot generally be controlled in an optimal manner.

溶質および溶媒を収容している本体が炉に対して相対的
に移動する最つとも頻繁に用いられている事例において
、本発明による結晶成長炉は、本体の変位速度ならびに
溶液の固体−液体界面位置における溶質の特性の関数と
して該界面が長時間に亘り晶出炉に対し固定の位置にと
どまるように連続的な適応を可能にするものである。
In the most frequently used case in which the body containing the solute and solvent moves relative to the furnace, the crystal growth furnace according to the invention has the advantage that the rate of displacement of the body and the solid-liquid interface of the solution It allows continuous adaptation so that the interface remains in a fixed position relative to the crystallization furnace over a long period of time as a function of the properties of the solute at that position.

即ち、本発明によれば、結晶炉の加熱手段に対し界面の
位置が不変に保持されるので、晶出速度は本体の変位速
度に等しくなる。
That is, according to the present invention, since the position of the interface is maintained unchanged with respect to the heating means of the crystallization furnace, the crystallization rate becomes equal to the displacement rate of the main body.

これに対し、従来のこの種の装置では、結晶界面が炉の
加熱手段に対して移動される時に、晶出速度は本体の変
位速度に等しくはなく、界面の変位速度と本体の速度と
の間の差に等しく、そのために既述のように、操業条件
を正確に制御することはできなかった。
In contrast, in conventional devices of this kind, when the crystal interface is moved relative to the heating means of the furnace, the crystallization rate is not equal to the displacement rate of the body, but the displacement rate of the interface and the velocity of the body are Therefore, as mentioned above, it was not possible to precisely control the operating conditions.

本発明が提案する結晶成長炉は、晶出しようとする溶質
と溶媒とからなる溶液を充填されて加熱室内に配置され
た本体と、加熱室内の軸線方向に沿い温度分布を発生す
るための加熱手段と、軸線に沿い本体を変位するための
手段とを有し、さらに加えて、 本体の瞬時変位速度を制御する手段Aと、室内の温度T
max(t)と、該温度が実質的に最大上なるレベル位
置において時間の関数として測定する手段Bと、 上記手段Aに結合されて、溶媒の溶質濃度を本体の変位
速度の関数として計算し且つ濃度に対応する液体の晶出
温度T(t)を時間tの関数として計算する手段Cと、 全時間値tに対し最大温度Tmax(t)が晶出温度T
(t)および一定値の温度増分△Tの和に等しいように
加熱手段を制御する手段りとを備えている。
The crystal growth furnace proposed by the present invention includes a main body filled with a solution consisting of a solute to be crystallized and a solvent and placed in a heating chamber, and a main body filled with a solution consisting of a solute to be crystallized and a solvent, and a main body that is heated to generate a temperature distribution along the axial direction in the heating chamber. and means for displacing the body along the axis, further comprising: means A for controlling the instantaneous displacement rate of the body; and means A for controlling the instantaneous displacement rate of the body;
max(t) as a function of time at a level position where said temperature is substantially above a maximum; means B coupled to said means A for calculating the solute concentration of the solvent as a function of the displacement rate of the body; and means C for calculating the crystallization temperature T(t) of the liquid corresponding to the concentration as a function of time t;
(t) and a constant temperature increment ΔT.

手段りは、炉の各種巻線に全電力の分配を可能にするよ
うに、n個の単巻変圧器が後続している例えばサイリス
クから構成されたn個の段を制御する増幅器装置とする
ことができる。
The means may be an amplifier arrangement controlling n stages, for example made up of cyrisks, followed by n autotransformers, so as to enable distribution of the total power to the various windings of the furnace. be able to.

溶媒中の溶質の濃度を正確に知ることにより、任意時点
において、溶媒中の溶質の晶出濃度を計算し、そしてそ
れにより結晶界面上部における室の最大温度を、最大温
度レベル(高さ位置)と晶出レベルとの間の距離が一定
にとどまり晶出温度が室の同じレベルに維持されるよう
に調節することが可能である。
By accurately knowing the concentration of the solute in the solvent, we can calculate the crystallization concentration of the solute in the solvent at any point in time, and thereby reduce the maximum temperature of the chamber above the crystal interface to the maximum temperature level (height position). It is possible to adjust so that the distance between the crystallization level and the crystallization level remains constant and the crystallization temperature is maintained at the same level in the chamber.

本体が配置される室は、不活性ガスまたはガス状のドー
ピング物を含有するガスで掃気することができ、この場
合ガスは例えば室の底部から頂部に向って循環すること
ができる。
The chamber in which the body is arranged can be purged with an inert gas or a gas containing a gaseous dopant, in which case the gas can be circulated, for example, from the bottom of the chamber to the top.

さらにまた、室全体に任意のガスを充填して室を閉じ、
その後に結晶成長操作を開始することも可能である。
Furthermore, fill the entire chamber with any gas, close the chamber,
It is also possible to start the crystal growth operation afterwards.

どちらの場合にも開放した本体を使用することが必要で
ある。
In both cases it is necessary to use an open body.

本発明の変形例においては、開いた室と閉じた本体とを
使用して、それに適当に中性還元酸化ガスもしくはドー
ピング・ガスを添加することができる。
In a variant of the invention, an open chamber and a closed body can be used, to which a suitably neutral reducing oxidizing or doping gas can be added.

本発明の他の特徴や利点は、添付図面を参照しての非限
定的な具体例に関する以下の説明から一層明確になろう
Other features and advantages of the invention will become clearer from the following description of non-limiting embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.

第1図に示すように、室2には、抵抗加熱され室の軸線
に対して同心的に配置された複数個の加熱リング4から
構成される加熱手段が設けられている。
As shown in FIG. 1, the chamber 2 is provided with heating means consisting of a plurality of heating rings 4 which are resistance heated and arranged concentrically with respect to the axis of the chamber.

本体8は液相溶媒内に溶解された溶質からなる溶液10
を収容している。
The main body 8 contains a solution 10 consisting of a solute dissolved in a liquid phase solvent.
It accommodates.

本体8は、モータ14によって制御されつつ矢印12で
示すように下方向に運動する。
The main body 8 moves downward as shown by arrow 12 while being controlled by a motor 14 .

モータ14によって、矢印18の方向に、本体8と一体
の腕16を回転することも可能である。
By means of the motor 14, it is also possible to rotate the arm 16, which is integral with the main body 8, in the direction of the arrow 18.

電源装置りからの給電によって、加熱リング4は、室内
に第2図に詳細に示すような温度分布を発生することが
できる。
By supplying power from the power supply, the heating ring 4 can generate a temperature distribution in the room as shown in detail in FIG.

なお、各抵抗加熱リング4に対してはそれぞれ独立の電
源が設けられている。
Note that each resistance heating ring 4 is provided with an independent power source.

第1図に示す装置において、ガス供給源22からガス供
給パイプ20が延びており、底部に達したガスは、例え
ばポンプ24により頂部の23で示す個所から排出され
る。
In the apparatus shown in FIG. 1, a gas supply pipe 20 extends from a gas supply source 22, and the gas that has reached the bottom is discharged from the top at a point 23 by, for example, a pump 24.

このガスは不活性ガス、還元または酸化性のガスであっ
てもよく、そしてドーピング生成剤即ちドーパントを含
んでいる。
This gas may be an inert gas, reducing or oxidizing gas, and includes a doping agent or dopant.

結晶炉はまた、レベルN2、即ち室内に最大温度が支配
する縦座標レベルz2で室内温度Tmax(t)を測定
するための装置Bに接続された熱電対26を備えている
The crystallization furnace is also equipped with a thermocouple 26 connected to device B for measuring the room temperature Tmax(t) at level N2, ie at ordinate level z2, where the maximum temperature prevails in the room.

晶出界面30はレベルN1 、即ち縦座標レベルz1の
ところに位置している。
The crystallization interface 30 is located at level N1, ie at ordinate level z1.

レベルN1より下側で、参照数字32で示す個所におい
て、溶質−溶媒混合物10の溶質が晶出している。
Below the level N1, at the location indicated by the reference numeral 32, the solute of the solute-solvent mixture 10 crystallizes out.

本発明の炉によれば、結晶界面30を室に対し一定のレ
ベルz1に維持することが可能であり、したがって各縦
座標z1およびz2に対応するレベルN1およびN2間
(δj −22−Zl)の温度差を一定に維持すること
ができる。
According to the furnace of the invention, it is possible to maintain the crystal interface 30 at a constant level z1 with respect to the chamber, so that between the levels N1 and N2 (δj −22−Zl) corresponding to each ordinate z1 and z2 temperature difference can be maintained constant.

室2は例えば耐火性のアルミナから造られ、そして本体
8は石英から造られている。
The chamber 2 is made of refractory alumina, for example, and the body 8 is made of quartz.

熱電対26と組合せて温度測定装置Bを使用することに
より、温度T m ax(t)の値を電源りにより制御
することができる。
By using the temperature measuring device B in combination with the thermocouple 26, the value of the temperature T max (t) can be controlled by the power supply.

本体8の下降変位速度の関数きして、装置Cで溶媒内の
溶質の濃度、したがってまた溶媒10内の溶質の晶出温
度を算出することができる。
As a function of the rate of downward displacement of the body 8, the concentration of the solute in the solvent and thus also the crystallization temperature of the solute in the solvent 10 can be calculated in the device C.

線形変位を実施するモータ14は装置Aによって制御さ
れる。
The motor 14 that performs the linear displacement is controlled by device A.

装置Aには、導体40を介して装置りにより決定される
炉の温度プログラムに関する指令を与える目的で装置C
が接続されている。
Device A includes device C for the purpose of giving commands via conductor 40 regarding the temperature program of the furnace determined by the device.
is connected.

装置Cは、第2図と関連して詳細に述べる動作を行なう
ことができるものであれば例えばミニ・コンピュータ等
任意適当な装置から構成することができる。
Device C may comprise any suitable device, such as, for example, a mini-computer, which is capable of performing the operations detailed in connection with FIG.

本発明による結晶成長炉は次のような仕方で動作する。The crystal growth furnace according to the invention operates in the following manner.

本体8には、溶質・溶媒混合物が充填される。The body 8 is filled with a solute-solvent mixture.

本体8の線形変位速度は一定にすることができ、そして
この速度は、組織的過冷却現象が現れる臨界速度より低
く選ばれる。
The linear displacement speed of the body 8 can be constant and this speed is chosen below the critical speed at which the phenomenon of systematic supercooling appears.

或いはまた所望ならば、連続的に減少するようにしても
良い。
Alternatively, it may be decreased continuously if desired.

この速度情報は装置Cに送られ、この装置によって変位
速度は積分されて溶媒10の溶質濃度が時間の関数とし
て求められる。
This velocity information is sent to device C, which integrates the displacement velocity to determine the solute concentration in the solvent 10 as a function of time.

装置Cで制御される装置りは、この濃度の関数として縦
軸z2のレベルN2の温度を、レベルN1とN2間の温
度変化が一定となり、N1における温度が所与の濃度に
おいて溶媒内の溶質の晶出温度に対応するように調節す
る。
The apparatus controlled by apparatus C determines the temperature at level N2 on the vertical axis z2 as a function of this concentration, such that the temperature change between levels N1 and N2 is constant and the temperature at N1 is equal to the solute in the solvent at a given concentration. Adjust to correspond to the crystallization temperature.

熱電対26と組合せられた装置Bは、レベルN2におけ
る最大温度を検出することができる。
Device B in combination with thermocouple 26 is able to detect the maximum temperature at level N2.

第2図のグラフの説明から、本発明による結晶成長炉の
動作を一層明瞭に理解することができよう。
The operation of the crystal growth furnace according to the invention can be more clearly understood from the explanation of the graph in FIG.

第2図において、本体8は晶出開始位置を表わす第1の
位置50および時間tの経過後の第2の位置52で示さ
れている。
In FIG. 2, the body 8 is shown in a first position 50 representing the starting position of crystallization and in a second position 52 after a time t.

この時間を中に、溶質32が結晶している。During this time, solute 32 is crystallizing.

縦座標2.およびz2のレベルN1およびN2は、炉室
の軸線OZに対して選ばれている。
Ordinate 2. The levels N1 and N2 of and z2 are chosen relative to the axis OZ of the furnace chamber.

温度は横座標軸に示され、曲線54および56は、時間
の関数として発生される炉室内の温度勾配を表わす。
Temperature is shown on the abscissa axis, and curves 54 and 56 represent the temperature gradient within the furnace chamber that occurs as a function of time.

曲線54は初期温度分布に対応し、そして曲線56は時
間tにおける温度分布に対応する。
Curve 54 corresponds to the initial temperature distribution and curve 56 corresponds to the temperature distribution at time t.

初期時点におけるレベルN2およびN1の温度間の差△
Tが、次式で表わされる温度勾配を決定する。
Difference between the temperatures of levels N2 and N1 at the initial time △
T determines the temperature gradient expressed by:

最大初期温度はT m ax (Qで表わされ界面の温
度TΩよりも△Tたけ高い。
The maximum initial temperature is represented by T max (Q, which is ΔT higher than the interface temperature TΩ.

時間tの2つの量に対しO2に沿って測定された温度分
布を表わす曲線54および56から、温度Tmax(t
)とT(t)との間の温度差△Tが一定に保持されてい
ることが理解される。
From the curves 54 and 56 representing the temperature distribution measured along O2 for two quantities of time t, the temperature Tmax(t
) and T(t) is kept constant.

レベルN2における炉内の最大湿度Tmax(t)は、
溶媒内の溶質濃度Xの関数として溶媒中の溶質の晶出温
度T(t)を表わす曲線58を用いて計算される。
The maximum humidity Tmax(t) in the furnace at level N2 is
It is calculated using a curve 58 representing the crystallization temperature T(t) of the solute in the solvent as a function of the solute concentration X in the solvent.

溶質の晶質温度T(0)に対応する初期時点における初
期濃度X(0)から、濃度x (t)は対応の晶出温度
T(t)と同様に時間と共に減少することが判る。
From the initial concentration X(0) at an initial point in time, which corresponds to the crystallization temperature T(0) of the solute, it can be seen that the concentration x(t), like the corresponding crystallization temperature T(t), decreases with time.

曲線58は溶媒内の溶質の相の関数として描かれた曲線
である。
Curve 58 is a curve drawn as a function of the phase of the solute within the solvent.

一般にT(t)<T(0)、T max(t)< T
ma x(0)である。
Generally T(t)<T(0), T max(t)<T
max(0).

第1図を参照するに、下降速度は装置Aによって決定さ
れるので、この速度を装置Cで積分してそれにより晶出
される溶質の量したがってまた溶媒の溶質濃度値X(t
)を決定することが可能である。
Referring to FIG. 1, since the rate of descent is determined by device A, this rate is integrated by device C, thereby the amount of solute crystallized and therefore also the solute concentration value of the solvent X(t
) can be determined.

したがって、装置Cのプログラマは晶出温度値T(t)
を決定し、加熱手段りで温度値T m ax(t)−T
(t)+△TをレベルN2に発生し、そしてレベルN1
に温度値T(t)を設定することができる。
Therefore, the programmer of device C can determine the crystallization temperature value T(t)
is determined, and the temperature value T max (t) - T is determined by the heating means.
(t)+△T is generated at level N2, and level N1
The temperature value T(t) can be set to .

本発明による炉は、特に、例えばCdTe y ZnT
e 。
The furnace according to the invention is suitable in particular for example for CdTe y ZnT
e.

HgTe 、PbTe y Pb5e 、 5nTe
y MgTe t CdHgTe 。
HgTe, PbTe y Pb5e, 5nTe
y MgTe t CdHgTe .

Pb5nSe 、Cd、ZnTe t ZnMgTe
p CdMgTeのようなn −IYおよびIV−Vl
型の半導体の単結晶を製造することができる。
Pb5nSe, Cd, ZnTe t ZnMgTe
p-CdMgTe-like n-IY and IV-Vl
type semiconductor single crystals can be manufactured.

その場合の溶媒としてはテルルを使用できる。Tellurium can be used as the solvent in that case.

斯くして得られた組成物は非常に卓越した品質を有する
The composition thus obtained has very excellent quality.

何故ならば、晶出速度は本体8の真の変位速度に対応し
、そして結晶界面を最適温度勾配の領域に維持すること
が可能であるからである。
This is because the crystallization rate corresponds to the true displacement rate of the body 8 and it is possible to maintain the crystal interface in the region of optimum temperature gradient.

゛実施例 本発明による結晶成長炉を用いて次の結晶を造ることが
できた。
゛Example The following crystals were able to be produced using the crystal growth furnace according to the present invention.

ZnTe : 棒長さ250龍 直径 451m 低い不純物濃度 転位1000/ffl以下 エレクトロルミネランスに適ず。ZnTe: rod length 250 dragons Diameter 451m Low impurity concentration Dislocation 1000/ffl or less Not suitable for electroluminescence.

ZnMgTe :棒長さ250龍 直径 45mm 低不純物濃度 転位1000/ffl以下 エレクトロルミネランスに適す。ZnMgTe: Rod length 250mm Diameter 45mm Low impurity concentration Dislocation 1000/ffl or less Suitable for electroluminescence.

CdTe :棒 長さ250mm CdMgTe : 直径 45mm 低不純物濃度 転位1000/i以下 核検出に適す 実施例 1 一定晶出速度 本体8に、テルル・モル分率0,6に対応する105!
lのテルルと620gのカドミウムの混合物を充填し初
期晶出温度を967°Cに設定した。
CdTe: Rod length 250mm CdMgTe: Diameter 45mm Example suitable for detecting nuclei with low impurity concentration dislocations below 1000/i 1 Constant crystallization rate body 8, 105 corresponding to tellurium molar fraction 0.6!
A mixture of 1 liter of tellurium and 620 g of cadmium was charged and the initial crystallization temperature was set at 967°C.

この実施例において本体8の選択された一定変位速度は
300ミクロン/時とした。
The selected constant displacement rate of the body 8 in this example was 300 microns/hour.

この条件下で、装置りによって与えられる炉調整温度は
、後述の表■の6欄に掲げられているように、時間の放
物線関数とした。
Under these conditions, the furnace adjustment temperature provided by the equipment was a parabolic function of time, as listed in column 6 of Table 1 below.

この関数は、装置りを制御する装置Cにプログラムとし
て組込んだ。
This function was incorporated as a program into the device C that controls the device.

上記の成分から、直径45mmおよび長さ148mvt
のCdTe結晶が造られた。
From the above components, diameter 45mm and length 148mvt
CdTe crystals were made.

結晶の成長および諸条件は表Iに梗概しである。Crystal growth and conditions are summarized in Table I.

実施例 2 可変晶出速度 本体8に、テルル・モル分率0.6に対応する1055
.9のテルルと620gのカドミウムから成る混合物を
充填した。
Example 2 Variable crystallization rate body 8 contains 1055, corresponding to a tellurium mole fraction of 0.6
.. A mixture of 9 g of tellurium and 620 g of cadmium was charged.

初期晶出温度は967℃であった。The initial crystallization temperature was 967°C.

この実施例において、炉温変化は時間の線形関数(表■
の第6欄参照)とし、装置Aで制御して速度を連続的に
変化した。
In this example, the furnace temperature change is a linear function of time (Table ■
(see column 6), and the speed was changed continuously under the control of device A.

この速度は晶出される長さの関数として線形に減少した
(表■の第2欄参照)。
This rate decreased linearly as a function of crystallization length (see second column of Table 2).

速度は装置Aを制御する装置Cにプログラムした。The speed was programmed into device C which controlled device A.

上記の組成から、直径45mm、長さ148mmのCd
Te結晶が造られた。
From the above composition, Cd with a diameter of 45 mm and a length of 148 mm
A Te crystal was created.

結晶の成長および諸条件に関しては、表■を参照され度
い。
Regarding crystal growth and conditions, please refer to Table 3.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による結晶成長炉の全体的構成を示す略
図、そして第2図は、濃度および時間の関数として晶出
温度の発生を説明するためのグラフである。 8・・・・・・変位可能な本体、32・・・・・・晶出
した溶質、14・・・・・・モーフ、4・・・・・・加
熱リング、2・・・・・・炉、26・・・・・・熱電対
、A・・・・・・速度制御装置、C・・・・・・計算機
、D・・・・・・電源、B・・・・・・温度測定装置。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the general configuration of a crystal growth furnace according to the invention, and FIG. 2 is a graph illustrating the development of crystallization temperature as a function of concentration and time. 8... Displaceable main body, 32... Crystallized solute, 14... Morph, 4... Heating ring, 2... Furnace, 26... Thermocouple, A... Speed control device, C... Computer, D... Power supply, B... Temperature measurement. Device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 晶出しようとする溶質と溶媒とからなる溶液を充填
させて加熱室内に配置された本体と、前記室の軸線に沿
い温度分布を発生するための加熱手段と、前記軸線に沿
い前記本体を変位するための手段とを有する結晶成長炉
において、 前記本体の瞬時変位速度を制御するための手段へと、 前記室内の温度(T max(t) )を該温度が実質
的に最大となるレベル位置において時間の関数として測
定する手段Bと、 前記手段Aに結合されて、溶媒の溶質濃度を前記本体の
変位速度の関数として計算し且つ前記濃度に対応する、
溶液とその溶液中で成長する結晶との界面の晶出温度(
T(t))を時間(1)の関数として計算するための手
段Cと、 全時間値(1)に対し前記最大温度(T max(t)
)が前記晶出温度(T(t)、lおよび一定値の温度増
分(△T)の和に等しいように前記加熱手段を制御する
手段りとを備えており、T(t)< T(0) 、 T
max(t)< T m ax (0)であることを特
徴とする結晶成長炉。 2 前記室が開いており、そして前記本体が閉じている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の結晶成
長炉。 3 前記室が開放しており、そして前記炉はまたは前記
室の下部領域に設けられた供給パイプおよび上部領域に
配設された排出パイプならびに前記供給パイプにガスを
送るガス源を備えていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の結晶成長炉。 4 前記室が閉じておってガスが充満されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の結晶成長炉。 5 前記ガスが不活性ガスであるかまたは気相のドーピ
ング物質を含有しているガスであることを特徴とする特
許請求の範囲第3項に記載の結晶成長炉。 6 前記炉室内に温度分布を発生するための加熱手段が
前記室を囲繞する一連の抵抗加熱リングから構成され、
各リング近傍の温度は装置りによって調整されることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の結晶成長炉。
[Scope of Claims] 1. A main body filled with a solution consisting of a solute to be crystallized and a solvent and placed in a heating chamber, a heating means for generating a temperature distribution along the axis of the chamber, and a heating means for generating a temperature distribution along the axis of the chamber; means for displacing the body along an axis, the means for controlling the instantaneous rate of displacement of the body, the temperature in the chamber (T max (t)) being adjusted so that the temperature is substantially means B for measuring the solute concentration of the solvent as a function of time at a maximum level position;
Crystallization temperature at the interface between a solution and a crystal growing in that solution (
means C for calculating T(t)) as a function of time (1); and for all time values (1) said maximum temperature (T max(t)
) is equal to the sum of the crystallization temperature (T(t), l and a constant temperature increment (ΔT), and T(t)<T( 0), T
A crystal growth furnace characterized in that max(t)<Tmax(0). 2. The crystal growth furnace according to claim 1, wherein the chamber is open and the main body is closed. 3. said chamber is open and said furnace is or comprises a supply pipe arranged in a lower region of said chamber and a discharge pipe arranged in an upper region and a gas source delivering gas to said supply pipe; A crystal growth furnace according to claim 1, characterized in that: 4. The crystal growth furnace according to claim 1, wherein the chamber is closed and filled with gas. 5. The crystal growth furnace according to claim 3, wherein the gas is an inert gas or a gas containing a vapor phase doping substance. 6. heating means for generating a temperature distribution within the furnace chamber comprises a series of resistance heating rings surrounding the chamber;
2. The crystal growth furnace according to claim 1, wherein the temperature near each ring is adjusted by a device.
JP14172276A 1975-11-25 1976-11-25 crystal growth furnace Expired JPS5946917B2 (en)

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