JPS63159284A - 単結晶引上げ装置 - 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〕 この発明は、単結晶引上げ装置に関し、さらに詳しくい
うと、溶融体から、半導体、金属、酸化物、光学結晶等
の単結晶を形成する単結晶引上げ装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図は、たとえば、特公昭６／−２タタｌ弘号公報に
示された従来の単結晶引上げ装置であり、ルツボ（１）
に単結晶原料の融液（Ｊａ）が収容されており、ルツボ
（１）と所定の間隔をあけて鉛直方向に配置された軸（
≠）に、融液（コａ）と対向して洩結晶（３）が取付け
られている。

以上の構成により１種結晶（３）には所望される結晶、
すなわち、半導体、金属あるいは酸化物等を用い、融液
（Ｊａ）として上記結晶を得るための被溶融材を溶融し
たものが、るつぼ（１）Ｋ注湯される。

図示のように、るつぼ（／）に結晶の原料となる融液（
２ａ）を収容し、種結晶（３）が融液（Ｊａ）と接触す
るように軸棒）を下降し、軸棒）を回転させながら上昇
させると１種結晶（３）と融液（Ｊａ）との固液界面（
１２）で結晶（コｂ）が時間の経過とともに育成される
、 ここで、融液（２ａ）の挙動を考察すると、第参図に示
すように、ルツボ（１）の外周に配置した発熱体（１３
）による加熱によって融液（２ａ）には矢印（ハ０で示
す自然対流により外から内側に向う流れが生ずる。この
流れのため、固液界面（／コ）で乱れが生じ良質の単結
晶を育成できないため、第３図および第５図に示すよう
に、育成されて込る単結晶（２ｂ）を回転させ遠心力に
より固液界面（ｌコ）で強制対流（ｌｔａ）を起こさせ
、固液界面（八〇の流れを押えていた、ところが、一定
の回転数の場合、成・長じていく単結晶（コｂ）の径に
よシ強制対流（ｌｔａ）の強さが変化するつそこで。

単結晶（２ｂ）の径に応じて回転数を制御するのである
が、結晶径に応じて最適の回転数に制御することはきわ
めて難しく、うまく、自然対流（ハ０と強制対流（Ｚｔ
ａ）を完全に拮抗させることは不可能でめった。

〔発明が解決しようとする問題点１ 以上のような従来の結晶引上げ装置では、融液に生じる
自然対流と強制対流とを完全忙互いに拮抗させることが
できないため、良質の単結晶を育成できないという問題
点がめった。

この発明は上記のような問題点を解消するためＫなされ
たもので、結晶を回転することなく、固液界面の融液の
状態を安定にできるとともに、これによシ良質の単結晶
な育成できる結晶引上げ装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

、この発明に係る単結晶引き上げ装置は、融液内で一定
の回転数で回転するプロペラ状の羽根が設けられている
、 〔作　用〕 この発明忙おいては、プロペラ状の羽根を回転すること
により、融液に強制対流を起こさせ、これを自然対流に
拮抗させることによシ、固液界面忙おける融液の流れを
抑制し、安定な状態にする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し、ルツボ（１）内に
配設されたプロペラ状の羽根（７１は、モータ（７）に
結合された軸（Ａ）　Ｋ固着されている。（ｔ）はプロ
ペラ（りの上下位置を変化させる可動ステージである。

ルツボ（１）内には融液界面の位置を検出する検出器（
１０）が配置されており、検出器（ｌＯ）と信号線（り
）で接続された制御器（／／）は検出器（ｌＯ）からの
信号を受け、これ忙より可動ステージ（ｒ）を制御する
。（１３）は原料融液な加熱する発熱体でめる。

その他、第３図におけると同一符号は同一部分を示して
いる。ただし、軸（≠１は、上下方向に変位するが回転
はしない。

次に動作について説明する。発熱体（１３）により単結
晶原料の融液（コａ）が加熱され、結晶成長に適当な温
度にされる。このとき融液（コａ）は加熱されているの
で、第２図に示されているような自然対流（／≠）が生
じ、固液界面（／２）に対流による乱れが生じる。これ
を、プロペラ状の羽根（ｊ）を回転することにより強制
対流＜１ｚｂ）を生じさせ、自然対流（／りと強制対流
（ｚｔｂ）がちょうど拮抗するようにすることによシ、
固液界面（１２）に乱れが生じないよう圧する。軸（４
ｔ）には種結晶（Ｊｌが取付けられておシ、これを融液
（コａ）に接したのち、徐々に引上げることによ）、良
好な固液界面（１２）の形成と相俟って良質の単結晶（
２ｂ＞が育成される。結晶（コｂ）の成長とともに固液
界面（ｌコ）は低下する。すると羽根（ｊ）と液面の相
対位置が変化し、羽根（ｊ）　Ｋよる強制対流（ｌｒｂ
）の様子も変化する。これを補正するため、液面を検出
器（１０）で検出し、制御器（ｌ／）が指定する高さに
可動ステージ（ｒ）を移動するととＫより、プロペラ状
の羽根（ｊ）の位置を変史し、羽根（りと融液面の相対
位置が変化しないよう忙コントロールされる。

なお、王妃実施例では、プロペラ状の羽根（ｊｌが回転
する場合を示したが、プロペラ状の羽根（ｊｌが固定さ
れ、ルツボ（１）が回転することによシ強制対流が発生
するようにしてもよい。

また、上記実施例では融液面とプロペラ状の羽根（ｊｌ
の相対位置を一定にするため、プロペラ状の羽根（ｊ）
を上下させたが、プロペラ状の羽根を固定し、ルツボ（
／ｌを上下させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、融液内にプロペラ状
の羽根を設け、これによシ強制対流を起こさせ、これを
自然対流に拮抗するようにしたので、径が変化する結晶
の回転数を、直径に応じて制御しながら回転させる必要
がなく、融液界面の融液の状態を安定に制御できるので
、極めて良質の結晶を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正断面図、第２図は第７
図のものの動作を説明するための模式図。 第３図は従来の単結晶引上げ装置の正断面図、第参図、
第ｊ図はそれぞれ第３図のものの動作を説明するための
模式図である、 （１）・・ルツボ、（２ａ）・・融液、（コｂ）・・単
結晶、（３）−０種結晶、（ｊ）・・プロペラ状の羽根
。 （／Ｑ）・・検出器、　（／／）・・制御器。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 市１図 ００ＧＯ 寸　　Ｃ）００００ ｏｏｏｏｏへ、−）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ルツボに収容した被溶融材を前記ルツボを囲む発
   熱体により加熱溶融した融液と種結晶とを接触させ、上
   記融液と上記種結晶とが開離する方向に動作させて、上
   記融液と上記種結晶との固液界面で単結晶を育成し成長
   させる単結晶引上げ装置において、上記融液中に配設さ
   れ上記融液に強制対流を生じさせるプロペラ状の羽根を
   備えてなることを特徴とする単結晶引上げ装置。
2. （２）単結晶の成長にしたがつて生じる液面低下を検出
   する検出器と、この検出器からの信号によりプロペラ状
   の羽根が液面から一定の距離を保つように制御する制御
   手段とを備えた特許請求の範囲第１項記載の単結晶引上
   げ装置。