JPS6027682A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
- Publication number
- JPS6027682A JPS6027682A JP58136605A JP13660583A JPS6027682A JP S6027682 A JPS6027682 A JP S6027682A JP 58136605 A JP58136605 A JP 58136605A JP 13660583 A JP13660583 A JP 13660583A JP S6027682 A JPS6027682 A JP S6027682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- single crystal
- magnetic field
- melt
- solid
- 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.)
- Granted
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
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/901—Levitation, reduced gravity, microgravity, space
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/917—Magnetic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
- Y10T117/1008—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing with responsive control means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1072—Seed pulling including details of means providing product movement [e.g., shaft guides, servo means]
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】
(発明の技術分野)
本発明は磁場を印加する磁石を具備して成る単結晶引上
装置の改良にセ1する。
装置の改良にセ1する。
第1図は、CZ法(チョクラルス:トー法)による従来
の単結晶引上装置の構成を示すものである。
の単結晶引上装置の構成を示すものである。
図において、単結晶原料融液1(以下、単に融液と称す
る)が充填されているルツボ2は、ヒーター3により加
熱され単結晶原料は常に融液状態を保っている。この[
ii1中に種結晶4を挿入し、引上駆動機構5により結
晶4をある一定速度にて引上げてゆくと、固体−液界向
境W層6にて結晶が成長して単結晶7が生成される。こ
の際、ヒータ3の加熱によって誘起される融液1の液体
的運動ずなわち熱対流8が発生ずる。
る)が充填されているルツボ2は、ヒーター3により加
熱され単結晶原料は常に融液状態を保っている。この[
ii1中に種結晶4を挿入し、引上駆動機構5により結
晶4をある一定速度にて引上げてゆくと、固体−液界向
境W層6にて結晶が成長して単結晶7が生成される。こ
の際、ヒータ3の加熱によって誘起される融液1の液体
的運動ずなわち熱対流8が発生ずる。
かかる熱対流8の発生原因は、次の様に説明づる。つま
り、熱対流は一般に流体の熱膨張による浮力と流体の粘
性力どの均含いが破れた時に生ずる。この浮力と粘性ツ
ノの均合い関係を表わづ無次元山がグラスホフ数NGr
である。
り、熱対流は一般に流体の熱膨張による浮力と流体の粘
性力どの均含いが破れた時に生ずる。この浮力と粘性ツ
ノの均合い関係を表わづ無次元山がグラスホフ数NGr
である。
NGr =Q −(X−Δ−r−R3°/υ3ここで、
リ :重力加速度
α:融液の熱膨張率
へTニルツボ半径方向温度差
Rニルツボ半径
Z):融液の動粘性係数
一般にグラスホフ数NGr/)<融液の幾何学的寸法、
熱的境界条件等によっ゛C決定される臨界値を越えると
、融液内に熱対流が発生ずる。通常、I’LGr〉10
5に−l融液の熱対流は乱流状態、NQr>109では
撹乱状態どなる。現在行なわれている直径3・〜4イン
チの単結晶引上げの融液条件の場合はNGr>109ど
なり(前記NGrの式による)、融液内は撹乱状態どな
り融液表面ずなわち固体−液界面境界゛FvU6は波立
つ1.:状態となる。
熱的境界条件等によっ゛C決定される臨界値を越えると
、融液内に熱対流が発生ずる。通常、I’LGr〉10
5に−l融液の熱対流は乱流状態、NQr>109では
撹乱状態どなる。現在行なわれている直径3・〜4イン
チの単結晶引上げの融液条件の場合はNGr>109ど
なり(前記NGrの式による)、融液内は撹乱状態どな
り融液表面ずなわち固体−液界面境界゛FvU6は波立
つ1.:状態となる。
このような撹乱状態の熱対流が存イ「すると、融液1内
特に固体−液界面での)晶度変動が激しくなり、固体−
液界面境界層6厚の位置的時間的変動が激しく、成長中
結晶の微視的再溶解が顕茗となり、成長した単結晶中に
は転位ループ、゛積層欠陥等が発生する。しかも、この
欠陥部分は不規則な固体−液界面6の変動により、単一
11品引上方向に対して非均−に発生づる。更に、高温
融液(例えば1500℃程度)が接りるルツボ2内面に
おける融液1とルツボ2との化学変化により、ルツボ2
内面より融液1中に溶解する不純物9がこの熱対流8に
搬送され融液1内部全体にわたって分散J−る。
特に固体−液界面での)晶度変動が激しくなり、固体−
液界面境界層6厚の位置的時間的変動が激しく、成長中
結晶の微視的再溶解が顕茗となり、成長した単結晶中に
は転位ループ、゛積層欠陥等が発生する。しかも、この
欠陥部分は不規則な固体−液界面6の変動により、単一
11品引上方向に対して非均−に発生づる。更に、高温
融液(例えば1500℃程度)が接りるルツボ2内面に
おける融液1とルツボ2との化学変化により、ルツボ2
内面より融液1中に溶解する不純物9がこの熱対流8に
搬送され融液1内部全体にわたって分散J−る。
そして、この不純物9が核となり“単結晶中に転・位ル
ープや欠陥、成長(^等が発生して単結晶の品質を劣化
させている。このIこめ、このようなl11結晶7より
LSIのつ]−バーを製造ツる際、欠陥部分を含んだつ
」−バーは電気的特(11が劣化しているので、使い物
にならず歩留りがわるくなる。
ープや欠陥、成長(^等が発生して単結晶の品質を劣化
させている。このIこめ、このようなl11結晶7より
LSIのつ]−バーを製造ツる際、欠陥部分を含んだつ
」−バーは電気的特(11が劣化しているので、使い物
にならず歩留りがわるくなる。
今後、単結晶は増々人直径化してゆくが、前記のブラス
ボフ数の式からもわかるにうにルツボ2の直径が増大す
ればする程グラス小)数も増大し、融液1の熱対流8は
一層激しさを増して単結晶7の品質も劣化の一途をたど
ることになる。そこで、11″l近で(,1上記熱対流
8を抑制し熱的・化学的に平衡状態に近い成長条件にC
単結晶引上げを行なうI、−的に、融液1に直流磁場を
印加覆る手法が提案されてきている。
ボフ数の式からもわかるにうにルツボ2の直径が増大す
ればする程グラス小)数も増大し、融液1の熱対流8は
一層激しさを増して単結晶7の品質も劣化の一途をたど
ることになる。そこで、11″l近で(,1上記熱対流
8を抑制し熱的・化学的に平衡状態に近い成長条件にC
単結晶引上げを行なうI、−的に、融液1に直流磁場を
印加覆る手法が提案されてきている。
第2図は、この磁場印加による従来の単結晶中1装加の
構成を示すもので、第1図と同一部分には同一11号を
イ]シてその説明を省略する。つまり、第2図はルツボ
2の外周に例えば磁石10を配置し、融′a1中に図示
11方向の一様磁場を印加J“るようにしている。単結
晶7の融液1は、一般に電気的伝導度σを右する尋電体
であるため、電気仏j、t、’+、 Iαを右する流体
が熱対流8により運動する際、磁場11J加方向11と
平行でない方向に運動している流体(、L、レンツの法
則にJ、り磁気的抵抗力を受(〕、これにより、熱対流
8の運動が剛止される。
構成を示すもので、第1図と同一部分には同一11号を
イ]シてその説明を省略する。つまり、第2図はルツボ
2の外周に例えば磁石10を配置し、融′a1中に図示
11方向の一様磁場を印加J“るようにしている。単結
晶7の融液1は、一般に電気的伝導度σを右する尋電体
であるため、電気仏j、t、’+、 Iαを右する流体
が熱対流8により運動する際、磁場11J加方向11と
平行でない方向に運動している流体(、L、レンツの法
則にJ、り磁気的抵抗力を受(〕、これにより、熱対流
8の運動が剛止される。
般に、磁場が印加された時の磁気抵抗力ずなわら、磁気
粘性係数υeffは、 υeff −(μl−I D ) 2σ/ρとなる。こ
こで、 μ:融液の透磁率 i−(:磁場強さ Dニルツボ直径 α:融液の電気伝導度 ρ:融液の密度 この式かられかるように、磁場強さ]−1が増大り゛る
と磁気粘性係数υe[〔が増大し、先に示したグラスホ
フ数の式中のυが増入りることとなってグラスホフ数は
急激に減少し、ある磁場強さによっ−(グラスホフ数を
臨界値より小さくすることができる。これにより、融液
1の熱対流8は完全に抑制される。このJ、うにして、
磁場を印加することにより熱対流8が抑制されるので、
ト記した単結晶7中の不純吻合イj、転位ループの発生
、欠陥・成長稿の発生がなくなり、しかも引上方向に均
一な品質の単結晶7が得られ、単結晶7の品質および歩
留りが向上する。
粘性係数υeffは、 υeff −(μl−I D ) 2σ/ρとなる。こ
こで、 μ:融液の透磁率 i−(:磁場強さ Dニルツボ直径 α:融液の電気伝導度 ρ:融液の密度 この式かられかるように、磁場強さ]−1が増大り゛る
と磁気粘性係数υe[〔が増大し、先に示したグラスホ
フ数の式中のυが増入りることとなってグラスホフ数は
急激に減少し、ある磁場強さによっ−(グラスホフ数を
臨界値より小さくすることができる。これにより、融液
1の熱対流8は完全に抑制される。このJ、うにして、
磁場を印加することにより熱対流8が抑制されるので、
ト記した単結晶7中の不純吻合イj、転位ループの発生
、欠陥・成長稿の発生がなくなり、しかも引上方向に均
一な品質の単結晶7が得られ、単結晶7の品質および歩
留りが向上する。
第3図は、磁場強度と単結晶7中に含まれる不純物濃度
の関係を示すものである。図において、磁場強度がB1
以上になると不純物濃度は減少し、ある1i場強度B2
にて不純物濃度は最低となる。
の関係を示すものである。図において、磁場強度がB1
以上になると不純物濃度は減少し、ある1i場強度B2
にて不純物濃度は最低となる。
すなわら、この磁場強度B2にて融液1のグラス小−ノ
故が臨界値以下となり、融液1の熱対流8が11i11
1i11されるIζめである。磁場強度を82以上に増
大させても、りでに熱対流は抑制されているので不純物
濃度はこれ以上は低下しない。この不純物)1ニジ石に
関しては、多ずぎると前述の如く転位ルーツ゛、欠陥の
原因となるが、逆に少なづぎると熱衝二?に対して弱い
単結晶7となりつlバーとしては不適当なものとなる。
故が臨界値以下となり、融液1の熱対流8が11i11
1i11されるIζめである。磁場強度を82以上に増
大させても、りでに熱対流は抑制されているので不純物
濃度はこれ以上は低下しない。この不純物)1ニジ石に
関しては、多ずぎると前述の如く転位ルーツ゛、欠陥の
原因となるが、逆に少なづぎると熱衝二?に対して弱い
単結晶7となりつlバーとしては不適当なものとなる。
、にて、高品質の単結晶を1(するためには不純物濃度
を、第3図中のハツチング部Cr〜C2領域にする必要
がある。
を、第3図中のハツチング部Cr〜C2領域にする必要
がある。
−〕)、単結晶を引上げてゆくと単結晶7の生成分だG
Jルツボ2内の融液1が減少するので、固体−液界面6
が低下してゆく。引−し中常に固体−液5゛−面6に8
2以下の磁場を印加するために、ルツボ2空間全体に1
32以上の磁場が11加可能な磁石′10を配置してい
る。このため、磁場強度が最大となるルツボ2中心では
、1.33>82なる磁場を印加する様な磁石となり、
磁場強度の余裕が過大となる。従って、磁石10として
は比較′釣人きなものが必要となり、コスト高となる。
Jルツボ2内の融液1が減少するので、固体−液界面6
が低下してゆく。引−し中常に固体−液5゛−面6に8
2以下の磁場を印加するために、ルツボ2空間全体に1
32以上の磁場が11加可能な磁石′10を配置してい
る。このため、磁場強度が最大となるルツボ2中心では
、1.33>82なる磁場を印加する様な磁石となり、
磁場強度の余裕が過大となる。従って、磁石10として
は比較′釣人きなものが必要となり、コスト高となる。
また、磁石10が比較的大きなため磁場影響範囲も広が
る。
る。
その結果、磁石10の漏れ磁場は引1−駆動機構5まで
影響を及ぼすことになり、当該引上駆動機構5に設置さ
れたモータ類に?A影響を与えることになる。また、中
結晶引J−装置は単結晶7引上げ毎にルツボ2内部を清
掃し、新たに単結晶原料をルツボ2内に充填するという
作業が必要である。ところが、従来型の装置では磁石1
0が単結晶引上装置の外部に固定された構成となってい
るため、上記ルツボ2内部の清掃時には磁石10を単結
晶引上装置より取り除く作業が必要となり繁雑さが伴な
ってくる。
影響を及ぼすことになり、当該引上駆動機構5に設置さ
れたモータ類に?A影響を与えることになる。また、中
結晶引J−装置は単結晶7引上げ毎にルツボ2内部を清
掃し、新たに単結晶原料をルツボ2内に充填するという
作業が必要である。ところが、従来型の装置では磁石1
0が単結晶引上装置の外部に固定された構成となってい
るため、上記ルツボ2内部の清掃時には磁石10を単結
晶引上装置より取り除く作業が必要となり繁雑さが伴な
ってくる。
[発明の目的]
本発明は上記のような事情をf、 Dk L/て成され
たもので、その目的は固体−液界面に必要最低限の磁場
を印加することがでさ、しかもルツボ内部清掃時の作業
を簡便に行なうことかり能な単結晶引上装置を提供する
ことにある。
たもので、その目的は固体−液界面に必要最低限の磁場
を印加することがでさ、しかもルツボ内部清掃時の作業
を簡便に行なうことかり能な単結晶引上装置を提供する
ことにある。
1発明の[要]
1−i+J目的を達成g″るために本発明(゛は、ヒー
タにより加熱されるルツボ内に充てんされた単結晶1j
λ料融液中に種結晶を挿入し、この種結晶を用土駆動機
構により一定速度で引上げて融液の固体−;1シ界面に
単結晶を生成さUる単結晶引上機と、前記t11!液の
固体−液界面に所要強度の磁場を印加づ“【νJ、うに
前記ルツボの外周に設りられた磁石と、この磁石を前記
ルツボにλ・1して垂直方向、水平方向の少なくとも垂
直方向に移動さμる磁石移動機)1“11とを具備して
成ることを特徴どする。
タにより加熱されるルツボ内に充てんされた単結晶1j
λ料融液中に種結晶を挿入し、この種結晶を用土駆動機
構により一定速度で引上げて融液の固体−;1シ界面に
単結晶を生成さUる単結晶引上機と、前記t11!液の
固体−液界面に所要強度の磁場を印加づ“【νJ、うに
前記ルツボの外周に設りられた磁石と、この磁石を前記
ルツボにλ・1して垂直方向、水平方向の少なくとも垂
直方向に移動さμる磁石移動機)1“11とを具備して
成ることを特徴どする。
1発明の実施例J
jズ−1・、本発明を第4図に示ψ一実施例について+
Jlj明りる。
Jlj明りる。
第4図は、本発明による単結晶引上装置の構成例を示す
もので、°第1図および第2図と同一部分にはlli’
l −rq号を付してそのd2明を省18する。図に、
13い(、ifi[1が充てんされlζルツボ2.融液
1ろ一加熱するヒータ3.引上げられる単結晶7は、J
’ I/ンバー11に収納して架台12上に設置されて
いる。また、このヂl!ンバー11の外周には融液1に
磁場を印加する磁石−+ 0が設置Nされている。
もので、°第1図および第2図と同一部分にはlli’
l −rq号を付してそのd2明を省18する。図に、
13い(、ifi[1が充てんされlζルツボ2.融液
1ろ一加熱するヒータ3.引上げられる単結晶7は、J
’ I/ンバー11に収納して架台12上に設置されて
いる。また、このヂl!ンバー11の外周には融液1に
磁場を印加する磁石−+ 0が設置Nされている。
そして、この磁石10は上下駆動軸13と機械的に連結
され、この−L上下駆動軸3は例えばネジ棒で当該駆動
軸の回転により、磁石10を垂直方向つまり上下移動す
るようにしている。ここで駆動方式は、例えば油圧、空
圧シリンダー、手動ハンドルによる方法のいずれでもに
い。さらに、上下駆動軸13は駆動機14、例えば電動
機に連結している。そして、これら上下駆動軸13、駆
動機14からなる上下駆動は椙および磁石10は、支柱
15により支持固定されている。−h、上記チャンバー
11内には融液1の液面位置を検出するだめの検出器(
例えば、液面レベルl+I’ + レーザー光による位
置検出器)16が設置されCおり、この位置検出信号を
塁に」ニ下駆動制御装置17により上記駆動[14をI
f 121+ 4るようにしている。なお、上記で磁石
10の発生ずる融液内最大磁場強麿は、第3図のB2に
なるJ、うに」イル巻数・電流値が設定されている。
され、この−L上下駆動軸3は例えばネジ棒で当該駆動
軸の回転により、磁石10を垂直方向つまり上下移動す
るようにしている。ここで駆動方式は、例えば油圧、空
圧シリンダー、手動ハンドルによる方法のいずれでもに
い。さらに、上下駆動軸13は駆動機14、例えば電動
機に連結している。そして、これら上下駆動軸13、駆
動機14からなる上下駆動は椙および磁石10は、支柱
15により支持固定されている。−h、上記チャンバー
11内には融液1の液面位置を検出するだめの検出器(
例えば、液面レベルl+I’ + レーザー光による位
置検出器)16が設置されCおり、この位置検出信号を
塁に」ニ下駆動制御装置17により上記駆動[14をI
f 121+ 4るようにしている。なお、上記で磁石
10の発生ずる融液内最大磁場強麿は、第3図のB2に
なるJ、うに」イル巻数・電流値が設定されている。
次に、上記のように114成した単結晶引上装置の作用
について説明覆る。図において、まず単結U。
について説明覆る。図において、まず単結U。
4を融液1に挿入し、単結晶用[を開始づる時の1、’
、I休一体界面6に磁石10の中心線×1を一致さし!
る。′すなわち、磁石10の最大磁場強度82h−固体
−液界面6に印加される様にづる。つぎに、引1駆動機
構5を動イ′1ざしく111filji晶7をある一定
」18瓜にて引上げる。tii結晶7の生成に伴な0融
液血Jムわち固体−液界面6は低下してゆく。この時に
もし磁石10を固定しておくと、固体−液界i1+16
は磁石中心線×1の下部に移動する。一般に、1])1
強度は磁石中心線よりずれると低下するのて・、この場
合131第3図の[34なる強1αの磁場強度が固体−
液界面6に印加されることになる。単結晶7中の不純物
濃度は、01へ’ C2領域内でな(Aとその品質が劣
化J°るゐで、r34なる強度の10場を印加された固
体−液界面6より成長°りる単結晶7は11(品質のも
のとなる。
、I休一体界面6に磁石10の中心線×1を一致さし!
る。′すなわち、磁石10の最大磁場強度82h−固体
−液界面6に印加される様にづる。つぎに、引1駆動機
構5を動イ′1ざしく111filji晶7をある一定
」18瓜にて引上げる。tii結晶7の生成に伴な0融
液血Jムわち固体−液界面6は低下してゆく。この時に
もし磁石10を固定しておくと、固体−液界i1+16
は磁石中心線×1の下部に移動する。一般に、1])1
強度は磁石中心線よりずれると低下するのて・、この場
合131第3図の[34なる強1αの磁場強度が固体−
液界面6に印加されることになる。単結晶7中の不純物
濃度は、01へ’ C2領域内でな(Aとその品質が劣
化J°るゐで、r34なる強度の10場を印加された固
体−液界面6より成長°りる単結晶7は11(品質のも
のとなる。
そこで、木装四では融液面の低下量Δhを検出器−16
により検出しく゛、その位置検出信号を上下駆動機構装
417に入力し、その低下量Δhに対応する分だけ磁石
10を移動するように駆動機14が動作するように、1
下駆動制御装@17より制御信号を出力する。これによ
り、融液面すなわち固体−液界面6は常にfa石10の
中へ線×1に一致することになる。よって、固体−液界
面6にはB2なる強度の磁場が常に印加され、ここより
成長する単結晶7は不純物濃度がC1〜C2領域内とな
り高品質のものとなる。このようにして、単結晶引上中
は磁石10を上下駆動制御して固体−液界面6とmhi
oの中心線×1を一致させ、磁場強度B2なる磁場が当
該界面6に印加されることとなる。
により検出しく゛、その位置検出信号を上下駆動機構装
417に入力し、その低下量Δhに対応する分だけ磁石
10を移動するように駆動機14が動作するように、1
下駆動制御装@17より制御信号を出力する。これによ
り、融液面すなわち固体−液界面6は常にfa石10の
中へ線×1に一致することになる。よって、固体−液界
面6にはB2なる強度の磁場が常に印加され、ここより
成長する単結晶7は不純物濃度がC1〜C2領域内とな
り高品質のものとなる。このようにして、単結晶引上中
は磁石10を上下駆動制御して固体−液界面6とmhi
oの中心線×1を一致させ、磁場強度B2なる磁場が当
該界面6に印加されることとなる。
次に、単結晶引上が終了しルツボ2内部を清掃し、新た
な単結晶原料を充1iiツる時について述べる。この時
には、vllfiloへの電流供給を停止して磁場印加
をやめる。そして、駆動機14を動作させて上下駆動軸
13を回転さμて磁610を図示18なる下り向に移動
させ、19なる位置に固定する。これにより、’141
1j10はチャンバー11の下方に移動して固定される
Iこめ、チャンバ−11,15よびのルツボ2の分解・
点検が容易となる。
な単結晶原料を充1iiツる時について述べる。この時
には、vllfiloへの電流供給を停止して磁場印加
をやめる。そして、駆動機14を動作させて上下駆動軸
13を回転さμて磁610を図示18なる下り向に移動
させ、19なる位置に固定する。これにより、’141
1j10はチャンバー11の下方に移動して固定される
Iこめ、チャンバ−11,15よびのルツボ2の分解・
点検が容易となる。
−1述したように、本単結晶引上装貿によれば次のJ、
うな効果が得られるしのである。
うな効果が得られるしのである。
(a) a液1の固体−Hl 界面6 トTEA 石1
0 (1)中心FIIXIを常に一致させることができ
るので、L;1:液1の熱対流8を抑制しく所要の不純
物WIJ度に制御可能な強度の磁場を印加することがで
き、高品質の単結晶7が得られる。
0 (1)中心FIIXIを常に一致させることができ
るので、L;1:液1の熱対流8を抑制しく所要の不純
物WIJ度に制御可能な強度の磁場を印加することがで
き、高品質の単結晶7が得られる。
(1)) 融液1の固体−液界面6と磁石10の中心線
×1を常に一致させることができるので、融液1に印加
ずべき磁場強度は所要の不純物m度を冑るための最低値
でJ、く、もって磁石10はその巻数、電流値が小さく
てすみコンパクトで低価(8な0のどなる。゛ ((]) ルツボ2内部の清掃11,1にブt?ンバー
1゛1部より磁石10を完全に′分離できるので、ルツ
ボ2の点検・)゛^掃作業が極め−(容易なものとなる
。
×1を常に一致させることができるので、融液1に印加
ずべき磁場強度は所要の不純物m度を冑るための最低値
でJ、く、もって磁石10はその巻数、電流値が小さく
てすみコンパクトで低価(8な0のどなる。゛ ((]) ルツボ2内部の清掃11,1にブt?ンバー
1゛1部より磁石10を完全に′分離できるので、ルツ
ボ2の点検・)゛^掃作業が極め−(容易なものとなる
。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
第5図は、本発明による単結晶引上装置の他の構成例を
示すもので、第4図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略覆る。
示すもので、第4図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略覆る。
本実施例では、磁石10をヘルムホルツ型とし、図示2
0なる方向に磁場を印加するものであり、この磁石10
も第3図に示したB2なる強度の磁場を固体−液界面6
に印加出来るJ、うにしている。
0なる方向に磁場を印加するものであり、この磁石10
も第3図に示したB2なる強度の磁場を固体−液界面6
に印加出来るJ、うにしている。
なお、磁石10の上下駆動機構は第4図のものと同一で
ある。21は磁イilOおよび上下駆動機構を同時に水
平方向にら移仙号る移動装置であり、これにより印加磁
界分布の調整およびチI7ンバー11、ルツボ2の分解
・点検時の作業スペースをより一層確保づることが出)
kる。
ある。21は磁イilOおよび上下駆動機構を同時に水
平方向にら移仙号る移動装置であり、これにより印加磁
界分布の調整およびチI7ンバー11、ルツボ2の分解
・点検時の作業スペースをより一層確保づることが出)
kる。
第6図も、本発明による単結晶引上装置の他の構成例を
示すものC1第4図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。<2お第6図は、単結晶引上装置を
、F部より見た平面図にて示している。本実施例では、
磁cJ10は第5図と同一構成のものとして、融液1に
横方向の磁°場が印加でさるようにしている。また、磁
石10の上下駆動1幾構も上記第5図のものと同一であ
り、チャンバー11 、ルツボ2を分解、点検リ−る際
、床に取付iJられたレール22上を磁′1J10を水
平方向に移φ11♂I!23なる位置にで磁石10を固
定するようにしている。これにより、引上装置のヂ1?
ンバー′11と磁石10とが完全に分離1されるので、
上記第5図ものに比べてより広いルツボ清掃作業スペー
スを確保す゛ることができる。さらにこの場合は、ルツ
ボ2清I吊時にも磁石10の電流供給を停止することな
く、磁場印加状fal:にしてもチャンバー11、ルツ
ボ2部にはほとんど磁場の影響を受けることがないので
、磁石10を永久電流モードにて311続運転りること
が出来る。
示すものC1第4図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。<2お第6図は、単結晶引上装置を
、F部より見た平面図にて示している。本実施例では、
磁cJ10は第5図と同一構成のものとして、融液1に
横方向の磁°場が印加でさるようにしている。また、磁
石10の上下駆動1幾構も上記第5図のものと同一であ
り、チャンバー11 、ルツボ2を分解、点検リ−る際
、床に取付iJられたレール22上を磁′1J10を水
平方向に移φ11♂I!23なる位置にで磁石10を固
定するようにしている。これにより、引上装置のヂ1?
ンバー′11と磁石10とが完全に分離1されるので、
上記第5図ものに比べてより広いルツボ清掃作業スペー
スを確保す゛ることができる。さらにこの場合は、ルツ
ボ2清I吊時にも磁石10の電流供給を停止することな
く、磁場印加状fal:にしてもチャンバー11、ルツ
ボ2部にはほとんど磁場の影響を受けることがないので
、磁石10を永久電流モードにて311続運転りること
が出来る。
「発明の効果」
Jス土説明したよ゛うに本発明によれは、ルツボ内の融
故に磁場を印加する磁石を垂直方向、水平方向の少なく
とも垂肖方向に移動するようにしたので、固体−液界面
に必要最低限の磁場を印加することがでさしかもルツボ
内部消jn時の作業を簡便に行なうことが可0むな信頼
性の高い単結晶引上装置が提供できる。
故に磁場を印加する磁石を垂直方向、水平方向の少なく
とも垂肖方向に移動するようにしたので、固体−液界面
に必要最低限の磁場を印加することがでさしかもルツボ
内部消jn時の作業を簡便に行なうことが可0むな信頼
性の高い単結晶引上装置が提供できる。
第1図および第2図は従来の単結晶引上装置を夫々示す
構成図、第3図は磁場強度と単結晶中の不純物11度の
関係を示す図、第4図は本発明の一実施例を示す構成図
、第5図および第6図は本発明の他の実施例を示す構成
図である。 1・・・融液、2・・・ルツボ、3・・・ヒータ、4川
種結晶、5・・・引上駆動機構、6・・・固体−液界面
、7・・・単結晶、8・・・熱対流、9・・・不純物、
1o・・・磁石、11・・・磁場方向、12・・・架台
、13・・・上下駆動軸、14・・・駆動機、15川支
社、16・・・検出器、17・・・上下駆動制御装置、
18・・・移動方向、19・・・固定位置、20・・・
横1&場方向、21・・・移動装置、22・・・レール
、23・・・固定位置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図
構成図、第3図は磁場強度と単結晶中の不純物11度の
関係を示す図、第4図は本発明の一実施例を示す構成図
、第5図および第6図は本発明の他の実施例を示す構成
図である。 1・・・融液、2・・・ルツボ、3・・・ヒータ、4川
種結晶、5・・・引上駆動機構、6・・・固体−液界面
、7・・・単結晶、8・・・熱対流、9・・・不純物、
1o・・・磁石、11・・・磁場方向、12・・・架台
、13・・・上下駆動軸、14・・・駆動機、15川支
社、16・・・検出器、17・・・上下駆動制御装置、
18・・・移動方向、19・・・固定位置、20・・・
横1&場方向、21・・・移動装置、22・・・レール
、23・・・固定位置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図
Claims (2)
- (1) ヒータにより加熱されるルツボ内に充てんされ
た単結晶原料融液中に種結晶を挿入し、この種結晶を引
上駆動機構により一定速1立で引上げて1lf1!液の
固体−液界面に単結晶を生成させる単結晶用1−槻ど、
前記融液の固体−液界面に所要弾痕の16場を印加する
ように前記ルツボの外周に設けられlこ磁石と、この磁
石を前記ルツボに対して垂自Ij向、水平方向の少なく
とも垂直lj向に移動させる(47I移動Ia構とを具
備しCなることを特徴と覆る単結晶引上装置。 - (2)磁石移e機構は融液の固体−液界面の位置変化Q
lに応じて垂゛直方向に移動するにうにしたものCある
特許請求の範囲第(1)項記載の単結晶弓11)冒t。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58136605A JPS6027682A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 単結晶引上装置 |
US06/634,072 US4592895A (en) | 1983-07-26 | 1984-07-25 | Single crystal pulling system |
GB08419080A GB2143746B (en) | 1983-07-26 | 1984-07-26 | Crystal pulling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58136605A JPS6027682A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 単結晶引上装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6027682A true JPS6027682A (ja) | 1985-02-12 |
JPH0346435B2 JPH0346435B2 (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=15179201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58136605A Granted JPS6027682A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 単結晶引上装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4592895A (ja) |
JP (1) | JPS6027682A (ja) |
GB (1) | GB2143746B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6424090A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Toshiba Ceramics Co | Method and apparatus for producing single crystal |
WO2009136465A1 (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 |
US8795432B2 (en) | 2007-05-30 | 2014-08-05 | Sumco Corporation | Apparatus for pulling silicon single crystal |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6144797A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-04 | Toshiba Corp | 単結晶育成装置およびその制御方法 |
JP2556966B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1996-11-27 | 東芝セラミツクス株式会社 | 単結晶の育成装置 |
JP2561072B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1996-12-04 | 東芝セラミツクス株式会社 | 単結晶の育成方法及びその装置 |
JPS6385087A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-15 | Sony Corp | 結晶成長方法 |
US4904336A (en) * | 1987-04-28 | 1990-02-27 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing a single crystal of compound semiconductor and apparatus for the same |
JP2651481B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1997-09-10 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 超伝導材料の作製方法 |
GB8805478D0 (en) * | 1988-03-08 | 1988-04-07 | Secr Defence | Method & apparatus for growing semi-conductor crystalline materials |
US5178720A (en) * | 1991-08-14 | 1993-01-12 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for controlling oxygen content of silicon crystals using a combination of cusp magnetic field and crystal and crucible rotation rates |
JPH07267776A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Sumitomo Sitix Corp | 結晶成長方法 |
KR0149287B1 (ko) * | 1995-04-17 | 1998-10-15 | 심상철 | 실리콘 단결정 제조장치 및 그를 이용한 실리콘 단결정의 제조방법 |
JP2940437B2 (ja) * | 1995-06-01 | 1999-08-25 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法及び装置 |
JP3520883B2 (ja) * | 1995-12-29 | 2004-04-19 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法 |
JP3598634B2 (ja) * | 1996-01-30 | 2004-12-08 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
US5935327A (en) * | 1996-05-09 | 1999-08-10 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus for growing silicon crystals |
JP3969460B2 (ja) * | 1996-06-20 | 2007-09-05 | Sumco Techxiv株式会社 | 磁場印加による半導体単結晶の製造方法 |
GB9617540D0 (en) * | 1996-08-21 | 1996-10-02 | Tesla Engineering Ltd | Magnetic field generation |
JPH10130100A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-05-19 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 半導体単結晶の製造装置および製造方法 |
JP3402210B2 (ja) * | 1997-12-27 | 2003-05-06 | 信越半導体株式会社 | シリコン単結晶の製造方法 |
JP4358380B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2009-11-04 | 住友重機械工業株式会社 | 磁界中熱処理装置 |
JP4689027B2 (ja) * | 2000-10-23 | 2011-05-25 | 株式会社Sumco | 半導体単結晶引上装置 |
US7635414B2 (en) * | 2003-11-03 | 2009-12-22 | Solaicx, Inc. | System for continuous growing of monocrystalline silicon |
US20060005761A1 (en) * | 2004-06-07 | 2006-01-12 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method and apparatus for growing silicon crystal by controlling melt-solid interface shape as a function of axial length |
US7223304B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-05-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Controlling melt-solid interface shape of a growing silicon crystal using a variable magnetic field |
US7291221B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-11-06 | Memc Electronic Materials, Inc. | Electromagnetic pumping of liquid silicon in a crystal growing process |
JP5304206B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2013-10-02 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 |
KR100965499B1 (ko) | 2010-03-10 | 2010-06-23 | 퀄리플로나라테크 주식회사 | 단결정 실리콘 잉곳 성장 시스템용 마그네트 수직 이송 장치 |
CN113122926A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-16 | 上海磐盟电子材料有限公司 | 一种单晶炉辅助磁场控制系统及方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59199597A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 単結晶製造装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE145407C (ja) * | 1902-06-10 | |||
US3291650A (en) * | 1963-12-23 | 1966-12-13 | Gen Motors Corp | Control of crystal size |
US3882319A (en) * | 1973-10-23 | 1975-05-06 | Motorola Inc | Automatic melt level control for growth of semiconductor crystals |
US3998598A (en) * | 1973-11-23 | 1976-12-21 | Semimetals, Inc. | Automatic diameter control for crystal growing facilities |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP58136605A patent/JPS6027682A/ja active Granted
-
1984
- 1984-07-25 US US06/634,072 patent/US4592895A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-07-26 GB GB08419080A patent/GB2143746B/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59199597A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 単結晶製造装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6424090A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Toshiba Ceramics Co | Method and apparatus for producing single crystal |
US8795432B2 (en) | 2007-05-30 | 2014-08-05 | Sumco Corporation | Apparatus for pulling silicon single crystal |
WO2009136465A1 (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 |
JP2009269802A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 |
JP4725752B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2011-07-13 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8419080D0 (en) | 1984-08-30 |
GB2143746B (en) | 1986-11-12 |
US4592895A (en) | 1986-06-03 |
GB2143746A (en) | 1985-02-20 |
JPH0346435B2 (ja) | 1991-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6027682A (ja) | 単結晶引上装置 | |
JPS6144797A (ja) | 単結晶育成装置およびその制御方法 | |
JP3242292B2 (ja) | 多結晶半導体の製造方法および製造装置 | |
EP1199387B1 (en) | Method for growing single crystal of semiconductor | |
US20100126410A1 (en) | Apparatus and method for pulling silicon single crystal | |
KR101117477B1 (ko) | 단결정 제조방법 및 단결정 | |
US20220205136A1 (en) | Crystal growth method and crystal growth apparatus | |
Scheffen-Lauenroth et al. | Growth and perfection of organic crystals from undercooled melt: I. Benzil | |
JPS61222984A (ja) | 単結晶の製造装置 | |
JPS5850953B2 (ja) | 結晶成長法 | |
KR102355248B1 (ko) | 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치 및 방법 | |
JPS6168389A (ja) | 単結晶成長装置 | |
JP5304206B2 (ja) | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 | |
WO2009136465A1 (ja) | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 | |
JPS6153189A (ja) | 単結晶引上装置 | |
JPS6027684A (ja) | 単結晶製造装置 | |
JPS6278183A (ja) | 単結晶育成装置および単結晶育成方法 | |
JP2009292684A (ja) | シリコン単結晶の製造方法およびこれに用いる製造装置 | |
JPS6278185A (ja) | 単結晶育成装置および単結晶育成方法 | |
JPS6278184A (ja) | 単結晶育成装置 | |
JPS6270286A (ja) | 単結晶製造装置 | |
JPS60221392A (ja) | 単結晶生成方法 | |
JPS6278182A (ja) | 単結晶育成装置および単結晶育成方法 | |
JPH07109195A (ja) | 結晶成長装置及び結晶成長方法 | |
JP2006273642A (ja) | シリコン単結晶引上装置 |