JPS6197185A - 単結晶の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フローティングゾーン法（以下？Ｚ法と略記
）の自動制御による単結晶の製造方法に関する。　　− 〔従来の技術〕 従来の７２装置は、実公昭５１−２２８９４に示す如く
、単純な円筒形状の石英管を使用し、結晶の自動制御は
行なわれていない。そこで発明者は既に特願昭５８−１
８１２１４に示す如く、ラインセンサあるいはエリアセ
ンサを用いてランプパワー、溶融帯の高さにフィードバ
ックをかける単結晶の製造方法を出願している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の７２装置では、自動制御機栴を備えていない為、
装置の監視が不可欠であり、コストアップの要因となっ
ていた。又発明者による特願昭５８−１８１２１４にお
いても、石英管表面からの元の乱反射があり、溶融帯の
画像信号に、ノイズが入る為、自動制御にミスが発生す
るという問題点を有する。

そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、Ｆｚ装置を長時間（５０時間
以上）自動運転し、良質な単結晶を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の単結晶の製造方法は、ハロゲンランプ等の高温
の光源から発する光を、反射鏡、又はレンズを用いて集
光し、該集光部において、原料棒と種結晶とを、溶融帯
を仲介として接合して、フローティングゾーンを形成し
、ラインセンサあるいはエリアセンサを用いて、該溶融
帯の直径、高さ、外形形状等を測足し、これをランプパ
ワー、あるいは？Ｊ？ａ帯の高さにフィードバックしつ
つ、前記原料棒、溶融帯、種結晶を一定速度で移動する
ことにより、種結晶上に結晶を析出させるＩＰｚ法にお
いて、ラインセンサあるいはエリアセンサと対向する部
分に孔を設けた石英管を用いて結晶育成を行なうことを
”特徴とする。

〔災す一例〕

第１図は本発明の実施例における？２装置の正面図であ
る。

１は回転楕円面鏡、２はノ・ロゲレランプ、３＆ま石英
管、４はガス導入口、５はガス排出口、６＆ま原料棒、
７は種結晶、８は溶融帯、９は上部シャフト、１０は下
部シャフト、１１はレンズ（含プリズム）、１２はノ１
−７ミラー、１５はラインセンサ（又はエリアセンサ）
、１４はスクリーンである。

１１ｓシヤフト９に、原料棒６をセットし、下部シャフ
ト１０に種結晶７をセットする。次にノ・ロゲンランプ
２のパワーを上げ、回転楕円面鏡１により該ハロゲンラ
ンプの光を石英管５の中央部に集光する。この時ガス導
入口４から雰囲気ガスを導入し、ガス排出口５から雰囲
気ガスを排出する。集光部において、原料棒６の先端と
、種結晶７の先端とを溶融接触させて、浴融帯８を形成
する。この時上部シャフト９及び下部シャフト１０番ま
、同方向ないしは逆方向に回転させ、上下のシャフトを
同時に下方へ移動することにより結晶を育成する。結晶
の育成状況はレンズ１１を経て、スクリーン１４上で随
時監視し、ノＳ−７ミラー１２を経て、センサ１３へ入
射する画像を処理して、ランプパワーあるいは溶融帯の
高さへフィードバックして自動制御を行なう。

第２図に本発明の自動制御システムのブロック図を示す
。

２１は光学系、２２はセンサ部、２３はコントローラ部
、２４はキー人力部、２５はＡＤ変換器、２６はＤＡ変
換器、２７は表示部、２８はプリンタ一部、２９はラン
プパワーコントロール部、３０はギヤツブ調葺部である
。

溶融帯の像は光学系２１を経て、センナ部２２に到達し
、コントローラ部２５で演算処理される。処理された信
号は、ＡＤ変換器２５を経て、うｙ７’パワーコントロ
ール部２９でランプパワーを１’？Ｑ　Ｎ３し、溶融帯
の温度を制御する。あるいはギャップａＳ部３０で溶融
帯の高さを制御する。

ランプパワーあるいはギャップはＤＡ変換器２６を経て
、コントローラ部２３に再度フィート。

バックする。

一方キー人力部２４では初期の各種定数をインプットし
、表示ｓ２７はその時のランプノくワー等を表示する。

更にプリンタ一部２８では所定の時間毎にランプパワー
、溶融帯径、溶融帯の高さ等をプリントアウトする。

第５図に本発明の実施例における？２装置の部分側面図
を示す。

３１は回転楕円面鏡、３５は孔αを設けた石英管、３６
は原料棒、３７は種結晶、５８は溶融帯、４１はレンズ
である。

溶融帯３８の像は、孔αを経てレンズ４１に到達し、更
に光学系を経てセンサ部に結像する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、溶融帯の状況を、石
英管に設けた孔を経て直接セ杷すヘ樽入して信号処理を
行ない、ランプパワーあるいは溶融帯にフィードバック
しながら結晶育成を行なう為、信号のＳＮ比が大巾に向
上し、５０時間以上にわたって安定した結晶育成が行な
えるという効果を有する。更に自動制御で結晶育成を行
なった場合、パワーの増減を微妙（０，１〜１．０ワッ
ト単位）にコントロールする為、手動の場合（２〜５ワ
ット単位］に比較して、色調が均一で、しかも結晶欠陥
が少ないという効果を有する。

従って本発明によれば、ルビー、サファイア。

アレキサンドライ）％の宝石用単結晶は勿ｓｂ、Ｙ工Ｇ
　、ＹＡＧ　、ＧＧＧ等の工業用単結晶の高品質化及び
低価格化に大きく貢献する効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における？２装置の正面図。 第２図は本発明の自動制御システムのブロック図。 第３図は本発明の実施例における１ｚ装置の部分側面図
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハロゲンランプ等の高温の光源から発する光を、反射鏡
   、又はレンズを用いて集光し、該集光部において、原料
   棒と種結晶とを、溶融帯を仲介として結合して、フロー
   ティングゾーンを形成し、ラインセンサあるいはエリア
   センサを用いて、該溶融帯の直径、高さ、外形形状等を
   測定し、これをランプパワー、あるいは溶融帯の高さに
   フィードバックしつつ、前記原料棒、溶融帯、種結晶を
   一定速度で移動することにより種結晶上に結晶を析出さ
   せる、フローティングゾーン法において、ラインセンサ
   あるいはエリアセンサと対向する部分に孔を設けた石英
   管を用いて結晶育成を行なうことを特徴とする単結晶の
   製造方法。