JPS61146787A - 単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置 - Google Patents
単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置Info
- Publication number
- JPS61146787A JPS61146787A JP26638584A JP26638584A JPS61146787A JP S61146787 A JPS61146787 A JP S61146787A JP 26638584 A JP26638584 A JP 26638584A JP 26638584 A JP26638584 A JP 26638584A JP S61146787 A JPS61146787 A JP S61146787A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- graphite heater
- heating body
- heater
- temperature
- 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
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
１土豆１
本発明は、チョクラルスキー法による単結晶引上げ装置
の円筒状グラファイトヒータ単体又はグラフ１イトヒー
タ及びその保温材から成る加熱体の温度測定装置に関す
るものである。
の円筒状グラファイトヒータ単体又はグラフ１イトヒー
タ及びその保温材から成る加熱体の温度測定装置に関す
るものである。
ｌ米且土
従来、例えば特公昭５２−３９７８７号公報に記載の単
結晶引上げ装置は、加熱体の温度分布を測定する装置を
特に有していなかったため、例えば結晶引上げ軸に熱電
対を取付は加熱状態にある加熱体内を昇降させたり、又
は長さの異なる数本の熱電対を加熱体内に降下させたり
することにより、各点での温度分布を測定するようにし
ていた。
結晶引上げ装置は、加熱体の温度分布を測定する装置を
特に有していなかったため、例えば結晶引上げ軸に熱電
対を取付は加熱状態にある加熱体内を昇降させたり、又
は長さの異なる数本の熱電対を加熱体内に降下させたり
することにより、各点での温度分布を測定するようにし
ていた。
そのため、直接ヒータ表面やるつぼ表面の温度分布を測
定することが不可能であるばかりか、測定に多くの労力
と時間を要し且つ必然的に測定中は単結晶の作成が阻害
されるという問題があった。
定することが不可能であるばかりか、測定に多くの労力
と時間を要し且つ必然的に測定中は単結晶の作成が阻害
されるという問題があった。
又、ＧａＰの単結晶育成の場合のように高温高圧下で使
用されるヒータや保温材は、ヒータ表面からのカーボン
の飛散により劣化が激しいため、単結晶育成条件を保持
しながら長時間使用するには限度があった。又、新たに
再構成されるヒータや保温材は、炭素粉末を加圧焼成す
ることにより作成されるため、粉末製造技術及び成形技
術上前のものと同一の発熱分布や保温効果を得ることは
困難であった。従って、単結晶引上げ装置に加熱体を新
しく組み込む場合、該加熱体が単結晶を育成し得る条件
を備えているかどうか確認できず、又加熱体内のどの位
置で育成すれば単結晶が作成できるか知ることも不可能
であった。実際の単結晶育成においては、長時間をかけ
て融液レベルと加熱体の相対位置を試行錯誤によって変
化させ適当条件を探したりするが、その間に封止剤が汚
れたりヒータの発熱分布の不良により単結晶が育成でき
ない場合があった。更に、引上げ装置に新しいヒータや
保温材を取付けた場合、その熱的特性が安定するまで数
十時間の予備加熱（ベーキング）が必要なため、引上げ
装置の稼動率が低くなるという問題もあった。
用されるヒータや保温材は、ヒータ表面からのカーボン
の飛散により劣化が激しいため、単結晶育成条件を保持
しながら長時間使用するには限度があった。又、新たに
再構成されるヒータや保温材は、炭素粉末を加圧焼成す
ることにより作成されるため、粉末製造技術及び成形技
術上前のものと同一の発熱分布や保温効果を得ることは
困難であった。従って、単結晶引上げ装置に加熱体を新
しく組み込む場合、該加熱体が単結晶を育成し得る条件
を備えているかどうか確認できず、又加熱体内のどの位
置で育成すれば単結晶が作成できるか知ることも不可能
であった。実際の単結晶育成においては、長時間をかけ
て融液レベルと加熱体の相対位置を試行錯誤によって変
化させ適当条件を探したりするが、その間に封止剤が汚
れたりヒータの発熱分布の不良により単結晶が育成でき
ない場合があった。更に、引上げ装置に新しいヒータや
保温材を取付けた場合、その熱的特性が安定するまで数
十時間の予備加熱（ベーキング）が必要なため、引上げ
装置の稼動率が低くなるという問題もあった。
豆−五
本発明は、上記問題点に鑑み、加熱体表面の温度分布を
直接且つ高速で測定し、加熱体内に単結晶の育成条件を
作れるかどうかを前取って知り得るようにした、単結晶
引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置を提供せんとす
るものである。
直接且つ高速で測定し、加熱体内に単結晶の育成条件を
作れるかどうかを前取って知り得るようにした、単結晶
引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置を提供せんとす
るものである。
本発明による単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定
装置は、気密容器内に鉛直に配置された加熱体をその中
心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記気密容器の
上部から加熱体内に挿入される測温用覗き棒を介して加
熱体の温度を測定する放射温度計を鉛直方向に移動させ
る昇降機構とを備えていることにより加熱体の内面又は
外面の温度分布を外部から光学的且つ自動的に測定する
ようにしたものである。
装置は、気密容器内に鉛直に配置された加熱体をその中
心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記気密容器の
上部から加熱体内に挿入される測温用覗き棒を介して加
熱体の温度を測定する放射温度計を鉛直方向に移動させ
る昇降機構とを備えていることにより加熱体の内面又は
外面の温度分布を外部から光学的且つ自動的に測定する
ようにしたものである。
ｌ皇■
以下、図示した一実施例に基づき本発明の詳細な説明す
れば、第１図は本発明装置全体の構成を示す概略図であ
って、１は真空ポンプ２により内部が真空に保たれるか
又は図示しないガス源により不活性ガスが充填加圧され
る水冷式の気密容器である。３は気密容器１の底壁にお
いて鉛直軸を中心として回転するように装着されたウオ
ームホイール、４はウオームホイール３と噛合するウォ
の電極、７は電極６の上端に取付けられた円筒状のグラ
ファイトヒータであって、これらのうちグラファイトヒ
ータ７以外の部材が回転機構を構成している。８はグラ
ファイトヒータ７を囲むようにして気密容器１内に配置
された保温材であって、これとグラファイトヒータ７と
で加熱体を構成している。９はフレーム１０に固定され
た鉛直方向の昇降用ガイド、１１はフレーム１０に固定
された昇降用パルスモータ１２により駆動せしめられる
鉛直方向の昇降用ボールネジ、１３はガイド９により案
内され且つボールネジｌｌと螺合せしめられていてボー
ルネジ１１の回転により昇降せしめられる放射温度計、
１４は放射温度計１３に固定された垂下腕１５に固定さ
れていて気密容器１の上部からグラファイトヒータフの
中心部に挿入される石英管１４’ａとその先端に固着さ
れた石英プリズム１４ｂとから成る測温用覗き棒であっ
て、これらのうち放射温度計１３及び覗き棒１４以外の
部材が昇降機構を構成し、放射温度計１３及び覗き棒１
４は加熱体全体の測定に用いられるようになっている。
れば、第１図は本発明装置全体の構成を示す概略図であ
って、１は真空ポンプ２により内部が真空に保たれるか
又は図示しないガス源により不活性ガスが充填加圧され
る水冷式の気密容器である。３は気密容器１の底壁にお
いて鉛直軸を中心として回転するように装着されたウオ
ームホイール、４はウオームホイール３と噛合するウォ
の電極、７は電極６の上端に取付けられた円筒状のグラ
ファイトヒータであって、これらのうちグラファイトヒ
ータ７以外の部材が回転機構を構成している。８はグラ
ファイトヒータ７を囲むようにして気密容器１内に配置
された保温材であって、これとグラファイトヒータ７と
で加熱体を構成している。９はフレーム１０に固定され
た鉛直方向の昇降用ガイド、１１はフレーム１０に固定
された昇降用パルスモータ１２により駆動せしめられる
鉛直方向の昇降用ボールネジ、１３はガイド９により案
内され且つボールネジｌｌと螺合せしめられていてボー
ルネジ１１の回転により昇降せしめられる放射温度計、
１４は放射温度計１３に固定された垂下腕１５に固定さ
れていて気密容器１の上部からグラファイトヒータフの
中心部に挿入される石英管１４’ａとその先端に固着さ
れた石英プリズム１４ｂとから成る測温用覗き棒であっ
て、これらのうち放射温度計１３及び覗き棒１４以外の
部材が昇降機構を構成し、放射温度計１３及び覗き棒１
４は加熱体全体の測定に用いられるようになっている。
１６は気密容器１の側壁に設けられた測温用覗き窓であ
る。１７はフレーム１８に固定された鉛直方向の昇降用
ガイド、１９はフレーム１８固定された昇降用パルスモ
ータ２０により駆動される鉛直方向の昇降用ボールネジ
、２１はガイド１７により案内され且つボールネジ１９
と螺合せしめられていてボールネジ１９の回転により昇
降せしめられる放射温度計であって、これらのうち放射
温度計２１以外の部分が他の昇降機構を構成している。
る。１７はフレーム１８に固定された鉛直方向の昇降用
ガイド、１９はフレーム１８固定された昇降用パルスモ
ータ２０により駆動される鉛直方向の昇降用ボールネジ
、２１はガイド１７により案内され且つボールネジ１９
と螺合せしめられていてボールネジ１９の回転により昇
降せしめられる放射温度計であって、これらのうち放射
温度計２１以外の部分が他の昇降機構を構成している。
第２図は上記実施例の制御・表示回路のブロック図であ
って、２２はリニアライザ、２３はＡ／Ｄ変換器、２４
はコンピュータ、２５．２６はパルスジェネレータ、２
７．２８はパルスモータドライバー、２９はプリンター
、３０はＣＲＴ （陰極線管）、３１はキーボード、３
２はフロッピーディスク、３３はＸＹブロック−であり
、これらは下記の如く動作する。即ち、放射温度計１３
（２１）によって測定された温度は、リニアライザ２２
によりリニアライズされた後Ａ／Ｄ変換器２３を通じて
コンピュータ２４に人力され、フロノビ−ディスク３２
に収納される。測定点を測定スケジュールに従って自動
的に変更していくために、コンピュータ２４からパルス
ジェネレータ２５及び２６に移動パルスを送り、パルス
モータドライバー２７及び２８は夫々パルスジェネレー
タ２５及び２６からのパルスをパルスモータ４及び１２
（２０）に人力し、グラファイトヒータ７を回転せしめ
ると共に放射温度計１３（２１）を昇降せしめて測定点
をＸＹ方向に移動させる。この動作を繰り返しながら夫
々の測定点で温度データを入力し、グラファイトヒータ
７全域の温度データをフロッピーディスク３２に収納す
る′、測定スケジュール終了後温度データは再度コンピ
ュータ２４に人力され演算処理された後ＸＹプロッター
３３により温度パターンが描かれる。
って、２２はリニアライザ、２３はＡ／Ｄ変換器、２４
はコンピュータ、２５．２６はパルスジェネレータ、２
７．２８はパルスモータドライバー、２９はプリンター
、３０はＣＲＴ （陰極線管）、３１はキーボード、３
２はフロッピーディスク、３３はＸＹブロック−であり
、これらは下記の如く動作する。即ち、放射温度計１３
（２１）によって測定された温度は、リニアライザ２２
によりリニアライズされた後Ａ／Ｄ変換器２３を通じて
コンピュータ２４に人力され、フロノビ−ディスク３２
に収納される。測定点を測定スケジュールに従って自動
的に変更していくために、コンピュータ２４からパルス
ジェネレータ２５及び２６に移動パルスを送り、パルス
モータドライバー２７及び２８は夫々パルスジェネレー
タ２５及び２６からのパルスをパルスモータ４及び１２
（２０）に人力し、グラファイトヒータ７を回転せしめ
ると共に放射温度計１３（２１）を昇降せしめて測定点
をＸＹ方向に移動させる。この動作を繰り返しながら夫
々の測定点で温度データを入力し、グラファイトヒータ
７全域の温度データをフロッピーディスク３２に収納す
る′、測定スケジュール終了後温度データは再度コンピ
ュータ２４に人力され演算処理された後ＸＹプロッター
３３により温度パターンが描かれる。
尚、温度測定の原点の決め方の一例は下記の如くである
。即ち、まず第３図に示した如くグラファイトヒータフ
の上方の点ａの近くに放射温度計１３（２１）の測定点
を合わせる０次に、放射温度計１３（２１）を下降させ
温度の急変する点すを見つけた後、点すから予め決めら
れている距離だけ放射温度計１３（２１）を下降させ、
点Ｃに停止させる。次にグラファイトヒータ７を回転さ
せ温度の急変する点ｄを見つけた後、グラファイトヒー
タ７を予め決められた角度だけ逆転させ、点ｅで停止さ
せる。次に、予め決められた距離だけ放射温度計１３（
２１）を下降させ、点「に停止させると、点ｆは各ヒー
タ毎に常に同一の位置となるため、これを測定開始の原
点とする。
。即ち、まず第３図に示した如くグラファイトヒータフ
の上方の点ａの近くに放射温度計１３（２１）の測定点
を合わせる０次に、放射温度計１３（２１）を下降させ
温度の急変する点すを見つけた後、点すから予め決めら
れている距離だけ放射温度計１３（２１）を下降させ、
点Ｃに停止させる。次にグラファイトヒータ７を回転さ
せ温度の急変する点ｄを見つけた後、グラファイトヒー
タ７を予め決められた角度だけ逆転させ、点ｅで停止さ
せる。次に、予め決められた距離だけ放射温度計１３（
２１）を下降させ、点「に停止させると、点ｆは各ヒー
タ毎に常に同一の位置となるため、これを測定開始の原
点とする。
本発明装置は上述の如く構成されているから、まず真空
ポンプ２によって気密容器ｌ内を真空にした後、図示さ
れていない電源装置から電極６゜６を介してグラファイ
トヒータフに電流を流して発熱させる。そして、グラフ
ァイトヒータフの温度が平衡した後上述の制御・表示回
路を動作させれば、光学的且つ自動的に加熱体の内面又
は外面の温度分布が測定され、温度パターンが表示され
る。
ポンプ２によって気密容器ｌ内を真空にした後、図示さ
れていない電源装置から電極６゜６を介してグラファイ
トヒータフに電流を流して発熱させる。そして、グラフ
ァイトヒータフの温度が平衡した後上述の制御・表示回
路を動作させれば、光学的且つ自動的に加熱体の内面又
は外面の温度分布が測定され、温度パターンが表示され
る。
又、第４図は測定結果の一例を示すグラフであって、こ
れは加熱体（グラファイトヒータ７）の同一高さにおけ
る平均温度とその変動幅を示すＸＹブロック−３３の出
力を表示している。
れは加熱体（グラファイトヒータ７）の同一高さにおけ
る平均温度とその変動幅を示すＸＹブロック−３３の出
力を表示している。
１１且１１
上述の如く、本発明装置は、加熱体表面の温度分布を外
部から光学的且つ自動的に測定するようになっているの
で、加熱体表面の温度分布を直接且つ高速で測定し得る
。そのため、表示される温度パターンにより加熱体内に
単結晶の育成条件を作れるかどうか前取って知ることが
できる。特に製造用として加熱体を大量に使用する場合
は、表示された温度パターンによって加熱体を有効に分
類管理することができる。又、本発明装置を使用するこ
とにより、従来は単結晶引上げ装置本体で実施していた
加熱体のベーキングを省くことができるので、引上げ装
置の稼動率を向上させることができる。
部から光学的且つ自動的に測定するようになっているの
で、加熱体表面の温度分布を直接且つ高速で測定し得る
。そのため、表示される温度パターンにより加熱体内に
単結晶の育成条件を作れるかどうか前取って知ることが
できる。特に製造用として加熱体を大量に使用する場合
は、表示された温度パターンによって加熱体を有効に分
類管理することができる。又、本発明装置を使用するこ
とにより、従来は単結晶引上げ装置本体で実施していた
加熱体のベーキングを省くことができるので、引上げ装
置の稼動率を向上させることができる。
第１図は本発明装置の一実施例の全体の構成を示す概略
図、第２図は上記実施例の制御・表示回路のブロック図
、第３図は温度測定の原点の決め方の一例を示す図、第
４図は測定結果の一例を示すグラフである。 ゛ １・・・・気密容器、２・・・・真空ポンプ、３・
・・・ウオームホイール、４．・・・ウオーム回転用パ
ルスモータ、６・・・・電極、７・・・・グラファイト
ヒータ、・８・・・・保温材、９．１７・・・・昇降用
ガイド、１０゜１８・・・・フレーム、１１．１９・・
・・昇降用ポールネジ、１２．２０・・・・昇降用パル
スモータ、１３゜２３・・・・放射温度計、１４・・・
・測温用覗き棒、１５・・・・垂下腕、１６・・・・測
温用覗き窓、２２・・・・リニアライザ、２３・・・・
Ａ／Ｄ変換器、２４・・・・コンピュータ、２５．２６
・・・・パルスジェネレータ、２７．２８・・・・パル
スモータドライバー、２９・・・・プリンター、３０・
・・・ＣＲＴ、３１・・・・キーボード、３２・・・・
フロッピーディスク、３３・・・・ｘＹプロッター。 参箋 Ａ’理人 認 百 皐 ｍ９で、二才２図 才３図
図、第２図は上記実施例の制御・表示回路のブロック図
、第３図は温度測定の原点の決め方の一例を示す図、第
４図は測定結果の一例を示すグラフである。 ゛ １・・・・気密容器、２・・・・真空ポンプ、３・
・・・ウオームホイール、４．・・・ウオーム回転用パ
ルスモータ、６・・・・電極、７・・・・グラファイト
ヒータ、・８・・・・保温材、９．１７・・・・昇降用
ガイド、１０゜１８・・・・フレーム、１１．１９・・
・・昇降用ポールネジ、１２．２０・・・・昇降用パル
スモータ、１３゜２３・・・・放射温度計、１４・・・
・測温用覗き棒、１５・・・・垂下腕、１６・・・・測
温用覗き窓、２２・・・・リニアライザ、２３・・・・
Ａ／Ｄ変換器、２４・・・・コンピュータ、２５．２６
・・・・パルスジェネレータ、２７．２８・・・・パル
スモータドライバー、２９・・・・プリンター、３０・
・・・ＣＲＴ、３１・・・・キーボード、３２・・・・
フロッピーディスク、３３・・・・ｘＹプロッター。 参箋 Ａ’理人 認 百 皐 ｍ９で、二才２図 才３図
Claims (1)
- 気密容器内に鉛直に配置された円筒状の加熱体をその中
心軸のまわりに回転させる回転機構と、前記気密容器の
上部から加熱体内に挿入される測温用覗き棒及び該覗き
棒を介して加熱体の温度を測定する放射温度計を鉛直方
向に移動させる昇降機構とを備えていることを特徴とす
る単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26638584A JPS61146787A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26638584A JPS61146787A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61146787A true JPS61146787A (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=17430200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26638584A Pending JPS61146787A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 単結晶引上げ装置用加熱体の温度分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61146787A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63107888A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-12 | Kyushu Denshi Kinzoku Kk | 単結晶引上げ装置の熱分布検知方法及び自動制御方法 |
| JPS63159287A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコン単結晶の製造方法 |
| JPH01264992A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 単結晶引上装置 |
| WO2011142076A1 (ja) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造装置および単結晶の製造方法 |
| CN112513344A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-03-16 | 眉山博雅新材料有限公司 | 上提拉开放式单晶炉 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS57106598A (en) * | 1980-12-18 | 1982-07-02 | Toshiba Corp | Semiconductor crystal growing device |
| JPS5933555A (ja) * | 1982-08-18 | 1984-02-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | デ−タフロ−制御方式 |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP26638584A patent/JPS61146787A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| US11155930B2 (en) | 2019-08-21 | 2021-10-26 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Open Czochralski furnace for single crystal growth |
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| US11572634B2 (en) | 2019-08-21 | 2023-02-07 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Open Czochralski furnace for single crystal growth |
| US11851783B2 (en) | 2019-08-21 | 2023-12-26 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Open Czochralski furnace for single crystal growth |
| US11851782B2 (en) | 2019-08-21 | 2023-12-26 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Open Czochralski furnace for single crystal growth |
| US11885037B2 (en) | 2019-08-21 | 2024-01-30 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Open Czochralski furnace for single crystal growth |
| US11982014B2 (en) | 2019-08-21 | 2024-05-14 | Meishan Boya Advanced Materials Co., Ltd. | Open Czochralski furnace for single crystal growth |
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