JPS60137894A - 円筒ヒ−タ - Google Patents
円筒ヒ−タInfo
- Publication number
- JPS60137894A JPS60137894A JP25185983A JP25185983A JPS60137894A JP S60137894 A JPS60137894 A JP S60137894A JP 25185983 A JP25185983 A JP 25185983A JP 25185983 A JP25185983 A JP 25185983A JP S60137894 A JPS60137894 A JP S60137894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- slits
- cylindrical heater
- cross
- cylindrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は円筒ヒータに関し、特に半導体単結晶の引上装
置に用いられるものである。
置に用いられるものである。
半導体単結晶は主にチョクラルスキー法により第１図に
示すような引上装置を用いて製造されている。すなわち
、図中１は上部と下部が開口したチャンバーであり、こ
のチャンバー１内にはその下部開口から挿入された回転
自在な支持棒２により黒鉛製保護体３が支持されており
、その内部の石英ルツボ４を保護している。また、前記
保護体３の外周にはカーボン酸の円筒ヒータ５及び保温
筒６．７が順次配設されている。更にチャンバー１の上
部開口からは例えばチェーン８が回転可能に吊下されて
おり、その下端に種結晶９を保持している。
示すような引上装置を用いて製造されている。すなわち
、図中１は上部と下部が開口したチャンバーであり、こ
のチャンバー１内にはその下部開口から挿入された回転
自在な支持棒２により黒鉛製保護体３が支持されており
、その内部の石英ルツボ４を保護している。また、前記
保護体３の外周にはカーボン酸の円筒ヒータ５及び保温
筒６．７が順次配設されている。更にチャンバー１の上
部開口からは例えばチェーン８が回転可能に吊下されて
おり、その下端に種結晶９を保持している。
上記引上装置を用いた半導体単結晶の製造は、ルツボ２
内に原料、例えば精製されたシリコン多結晶体を入れて
円筒ヒータ５により溶融させ、この溶融シリコンｌＯに
種結晶９を浸し、チェーン８を引上げることにより行な
う。
内に原料、例えば精製されたシリコン多結晶体を入れて
円筒ヒータ５により溶融させ、この溶融シリコンｌＯに
種結晶９を浸し、チェーン８を引上げることにより行な
う。
一般にシリコン多結晶体等の半導体原料は融点が高く、
上述したように高純度カーボン酸の円部ヒータ５を用い
て溶融されている。そして、製造コストに占める加熱用
電力費の比率は１０〜２０％に達しており、加熱用電力
費を低減することが要望されている。
上述したように高純度カーボン酸の円部ヒータ５を用い
て溶融されている。そして、製造コストに占める加熱用
電力費の比率は１０〜２０％に達しており、加熱用電力
費を低減することが要望されている。
ところで、従来の円筒ヒータは第２図及び第３図に示す
ような形状を有している。すなわち、円筒状のヒータ本
体１１に電極端子１２．１２の部分を除いて所定長さの
複数のスリン）１３ａ、・・・、１３ｂ、・・・が上端
面及び下端面から交互に、かつ円筒断面内で各スリット
１３ａ、・・・、１３ｂ・・・がヒータ本体１１の厚み
方向を向くように切込まれている。そして、円筒断面内
で」二端面からのスリット１３ａ、・・・と下端面から
のスリット１３ｂ、・・・とで分割される各エレメント
の断面積は同一となっている。
ような形状を有している。すなわち、円筒状のヒータ本
体１１に電極端子１２．１２の部分を除いて所定長さの
複数のスリン）１３ａ、・・・、１３ｂ、・・・が上端
面及び下端面から交互に、かつ円筒断面内で各スリット
１３ａ、・・・、１３ｂ・・・がヒータ本体１１の厚み
方向を向くように切込まれている。そして、円筒断面内
で」二端面からのスリット１３ａ、・・・と下端面から
のスリット１３ｂ、・・・とで分割される各エレメント
の断面積は同一となっている。
このような形状は電極端子部１２．１２を除く全てのエ
レメントの表面温度を均一にしようとするものであるが
、外周面からの放熱が大きいため加熱効率が悪い、しか
も、全表面を均一に加熱しようとするので熱容量が大き
くなって多くの電力を要するうえに加熱、冷却に時間を
要し、引上げサイクル（次の半導体単結晶を引上げるま
でに要する時間）が長くなる。また、外周面の温度が高
いため、半導体原料を溶融する石英ルツボから発生する
ガスによって著′シ〈酸化され、円筒ヒータの寿命が短
くなる。
レメントの表面温度を均一にしようとするものであるが
、外周面からの放熱が大きいため加熱効率が悪い、しか
も、全表面を均一に加熱しようとするので熱容量が大き
くなって多くの電力を要するうえに加熱、冷却に時間を
要し、引上げサイクル（次の半導体単結晶を引上げるま
でに要する時間）が長くなる。また、外周面の温度が高
いため、半導体原料を溶融する石英ルツボから発生する
ガスによって著′シ〈酸化され、円筒ヒータの寿命が短
くなる。
本発明は上記欠点を解消するためになされたものであり
、熱容量及び電力消費量が小さく、しかも寿命が長い円
筒ヒータを提供しようとするものである。
、熱容量及び電力消費量が小さく、しかも寿命が長い円
筒ヒータを提供しようとするものである。
すなわち本発明の円筒ヒータは、電極端子部を除いて、
＃ｉ数のスリットが下端面及び下端面から交〃に切込ま
れた円筒ヒータにおいて、隣り合う上端面及び下端面か
らのスリットをヒータの厚み方向に対して互いに逆方向
に所定角度傾けて切込んだことを特徴とするものである
。
＃ｉ数のスリットが下端面及び下端面から交〃に切込ま
れた円筒ヒータにおいて、隣り合う上端面及び下端面か
らのスリットをヒータの厚み方向に対して互いに逆方向
に所定角度傾けて切込んだことを特徴とするものである
。
このような円筒ヒータによれば、円筒断面内で上端面か
らのスリットと下端面からのスリットとにより分割され
るエレメントの断面積は内周側の方が外周側よりも小さ
くなるので、内周側の電気抵抗を大きくすることができ
、主に内周側を加熱することができる。したがって、熱
容量及び電力消費量を小さくすることができ、しかも寿
命を長くする゛こすができる。
らのスリットと下端面からのスリットとにより分割され
るエレメントの断面積は内周側の方が外周側よりも小さ
くなるので、内周側の電気抵抗を大きくすることができ
、主に内周側を加熱することができる。したがって、熱
容量及び電力消費量を小さくすることができ、しかも寿
命を長くする゛こすができる。
なお、本発明において円筒断面内で上端面からのスリッ
トと下端面からのスリットとにより分割される隣り合う
エレメントの断面積比は１．１〜５の範囲であることが
望ましい。これは上記断面積比が１．１未満では従来の
円筒ヒータとほぼ同様であり、上記のような効果を得る
ことができないためであり、Ｌ記断面積が５を超えるも
のはスリットの角度等の点で製造が困難となり、また内
周側の抵抗が大きすぎて高温となり、寿命が短くなるた
めである。
トと下端面からのスリットとにより分割される隣り合う
エレメントの断面積比は１．１〜５の範囲であることが
望ましい。これは上記断面積比が１．１未満では従来の
円筒ヒータとほぼ同様であり、上記のような効果を得る
ことができないためであり、Ｌ記断面積が５を超えるも
のはスリットの角度等の点で製造が困難となり、また内
周側の抵抗が大きすぎて高温となり、寿命が短くなるた
めである。
以下、本発明の実施例を第４図〜第６図を参照して説明
する。なお、第４図は本発明に係る円筒ヒータの斜視図
、第５図は同ヒータの平面図、第６図は第４図のＶｌ−
ＶＴ線に沿う断面図である。
する。なお、第４図は本発明に係る円筒ヒータの斜視図
、第５図は同ヒータの平面図、第６図は第４図のＶｌ−
ＶＴ線に沿う断面図である。
図中２１は円筒状のヒータ本体であり、このヒータ本体
２１には電極端子２２．２２の部分を除いて所定長さの
複数のスリン）２３ａ、・・・、２３ｂ、・・・が上端
面及び下端面から交互に、かつ円筒断面内で上端面から
のスリン）２３ａ、・・・と下端面からのスリン）２３
ｂ、・・・とがヒータ本体２１の厚み方向に対して互い
に逆方向に所定角度傾けて切込まれている。
２１には電極端子２２．２２の部分を除いて所定長さの
複数のスリン）２３ａ、・・・、２３ｂ、・・・が上端
面及び下端面から交互に、かつ円筒断面内で上端面から
のスリン）２３ａ、・・・と下端面からのスリン）２３
ｂ、・・・とがヒータ本体２１の厚み方向に対して互い
に逆方向に所定角度傾けて切込まれている。
この結果、第６図に示すように円筒断面内で上端面から
のスリット２３ａ、・・・と下端面からのスリンＩ−２
３ｂ、・・・とで分割されるエレメントの断面積は内周
側の方が外周側よりも小さくなっており、内周側と外周
側のエレメントの断面積の比は約１．２となっている。
のスリット２３ａ、・・・と下端面からのスリンＩ−２
３ｂ、・・・とで分割されるエレメントの断面積は内周
側の方が外周側よりも小さくなっており、内周側と外周
側のエレメントの断面積の比は約１．２となっている。
しかして上記円筒ヒータによれば、内周側のエレメント
の断面積が小さいので、内周側の電気ノ１ξ抗を大きく
することができ、七に内周側を加熱することができる。
の断面積が小さいので、内周側の電気ノ１ξ抗を大きく
することができ、七に内周側を加熱することができる。
したがって、熱容量が小さくなって電力消費量が減少す
る。また、加熱、冷却に要する時間が短くなり、引上げ
サイクルを短縮することかできる。更に、外周面の温度
を低くすることができるので外周面の酸化を抑制し、円
筒ヒータの寿命を延ばすことができる。
る。また、加熱、冷却に要する時間が短くなり、引上げ
サイクルを短縮することかできる。更に、外周面の温度
を低くすることができるので外周面の酸化を抑制し、円
筒ヒータの寿命を延ばすことができる。
上述した効果を従来の円筒ヒータ（比較例）と比較して
下記表に示す。
下記表に示す。
Ｌ足表から明らかなように、電力消費量は４０％の節約
が可能となり、寿命は５０％以上延び、引」二げサイク
ルは２０％短縮することができた。
が可能となり、寿命は５０％以上延び、引」二げサイク
ルは２０％短縮することができた。
なお、例えば第７図に示すように上端面からのスリント
２３ａ、・・・と下端面からのスリ、ント２３ｂ、・・
・との切込み方を変えて、円筒断面内で一１６端面から
のスリッ）２３ａ、・・・と下端面からのスリット２３
ｂ、・・・とにより分割される隣り合うエレメンｉ・の
断面積比をより大きくしてもよい。
２３ａ、・・・と下端面からのスリ、ント２３ｂ、・・
・との切込み方を変えて、円筒断面内で一１６端面から
のスリッ）２３ａ、・・・と下端面からのスリット２３
ｂ、・・・とにより分割される隣り合うエレメンｉ・の
断面積比をより大きくしてもよい。
以−」二詳述した如く本発明によれば、熱容量及び電力
消費量が小さく、しかも寿命が長い円筒ヒータを提供で
きるものである。
消費量が小さく、しかも寿命が長い円筒ヒータを提供で
きるものである。
第１図は半導体単結晶引上装置の断面図、第２図は従来
の円筒ヒータの斜視図、第３図は第２０■−■線に沿う
断面図、第４図は本発明の実施例における円筒ヒータの
斜視図、第５図は同ヒータの平面図、第６図は第４図の
ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第７図は本発明の他の実施
例における円筒ヒータの平面図である。 ２１・・・ヒータ本体、２２・・・電極端子部、２３ａ
、２３ｂ・・・スリット。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第４図 ＺＪａ Ｚ３ｂ 第６図 第７図
の円筒ヒータの斜視図、第３図は第２０■−■線に沿う
断面図、第４図は本発明の実施例における円筒ヒータの
斜視図、第５図は同ヒータの平面図、第６図は第４図の
ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第７図は本発明の他の実施
例における円筒ヒータの平面図である。 ２１・・・ヒータ本体、２２・・・電極端子部、２３ａ
、２３ｂ・・・スリット。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第４図 ＺＪａ Ｚ３ｂ 第６図 第７図
Claims (2)
- （１）電極端子部を除いて、複数のスリットが上端面及
び下端面から交互に切込まれた円筒ヒータにおいて、隣
り合う上端面及び下端面からのスリットをヒータの厚み
方向に対して互いに逆方向に所定角度傾けて切込んだこ
とを特徴とする円筒ヒータ。 。 - （２）円筒断面内で上端面からのスリットと下端面から
のスリットとにより分割される隣り合うエレメントの断
面積比が１．１〜５の範囲であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の円筒ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25185983A JPS60137894A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 円筒ヒ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25185983A JPS60137894A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 円筒ヒ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60137894A true JPS60137894A (ja) | 1985-07-22 |
Family
ID=17228979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25185983A Pending JPS60137894A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 円筒ヒ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60137894A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660752A (en) * | 1994-07-01 | 1997-08-26 | Wacker Siltronic Gesellschaft Fur Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Heating element and process for heating crucibles |
| JP2012051775A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Hitachi Cable Ltd | 発熱体及びこれを用いた結晶成長装置並びに気相成長装置 |
| CN112626612A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-09 | 晶澳太阳能有限公司 | 直拉单晶炉加热器 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP25185983A patent/JPS60137894A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660752A (en) * | 1994-07-01 | 1997-08-26 | Wacker Siltronic Gesellschaft Fur Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Heating element and process for heating crucibles |
| JP2012051775A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Hitachi Cable Ltd | 発熱体及びこれを用いた結晶成長装置並びに気相成長装置 |
| CN112626612A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-09 | 晶澳太阳能有限公司 | 直拉单晶炉加热器 |
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