KR100448923B1 - Apparatus and method for producing a single crystal - Google Patents

Apparatus and method for producing a single crystal Download PDF

Info

Publication number
KR100448923B1
KR100448923B1 KR10-2001-0075244A KR20010075244A KR100448923B1 KR 100448923 B1 KR100448923 B1 KR 100448923B1 KR 20010075244 A KR20010075244 A KR 20010075244A KR 100448923 B1 KR100448923 B1 KR 100448923B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
single crystal
furnace
growth
raw material
heat
Prior art date
Application number
KR10-2001-0075244A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020043175A (en
Inventor
야마시타요지
우시자와지사부로
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20020043175A publication Critical patent/KR20020043175A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100448923B1 publication Critical patent/KR100448923B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/30Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10Crucibles or containers for supporting the melt

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

본 발명은 단결정 제조장치와 단결정 제조방법에 관한 것으로, 특히 단결정이 육성되는 육성로와 육성된 단결정을 냉각하는 보온로를 갖는 단결정 제조장치에 관한 것이며, 단결정을 냉각하면서 다음 단결정을 육성하는 단결정 제조방법에 관한 것으로서, 단결정의 육성이 실시되는 육성로, 리프팅축, 육성된 단결정을 수납하여 단결정의 냉각이 실시되는 보온로 및 귀금속 도가니 내에 단결정의 원료를 공급하는 원료공급장치를 적어도 갖는 단결정 제조장치이며, 육성로는 원료 융액이 수용된 귀금속 도가니, 귀금속 도가니의 외부둘레를 따라서 배치된 내화물 도가니, 및 내화물 도가니 위에 배치되어 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖는 개폐가 자유로운 육성로 상부 덮개를 적어도 구비하고, 보온로의 바닥부를 육성로 상부 덮개의 상부에 밀접시킬 수 있으며, 보온로의 바닥부를 육성로 상부 덮개의 상부에 밀접한 상태에서 단결정을 육성로에서 보온로 내로 수납하는 것이며, 단결정의 냉각과 다음 단결정의 육성을 동시에 실시할 수 있는 단결정 제조장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a single crystal production apparatus and a single crystal production method, and more particularly, to a single crystal production apparatus having a growth furnace in which single crystals are grown and a heat retention furnace for cooling the grown single crystals, wherein single crystal production is performed to grow the next single crystal while cooling the single crystal. A method of manufacturing a single crystal comprising: a growing furnace in which single crystals are grown, a lifting shaft, a warming furnace in which the grown single crystals are stored, and a raw material supply device for supplying raw materials of single crystals into a precious metal crucible; The growing furnace has at least a top opening cover for freely opening and closing with a precious metal crucible containing a raw material melt, a refractory crucible disposed along the outer circumference of the precious metal crucible, and a refractory crucible disposed therein and having a hole through which the lifting shaft penetrates. The bottom part of the heating furnace is brought into close contact with the upper part of the upper cover of the furnace. It is to provide a single crystal manufacturing apparatus capable of simultaneously carrying out the cooling of the single crystal and the growth of the next single crystal at the bottom of the heat retention furnace to receive the single crystal from the growth furnace in close contact with the upper portion of the upper cover of the growth furnace. It features.

Description

단결정 제조장치와 단결정 제조방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING A SINGLE CRYSTAL}Single crystal manufacturing device and single crystal manufacturing method {APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING A SINGLE CRYSTAL}

본 발명은 단결정 제조장치 및 단결정 제조방법에 관한 것으로, 특히 단결정이 육성되는 육성로와 육성된 단결정을 냉각하는 보온로를 갖는 단결정 제조장치에 관한 것이며, 단결정을 냉각하면서 다음 단결정을 육성하는 단결정 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single crystal production apparatus and a single crystal production method, and more particularly, to a single crystal production apparatus having a growing furnace for growing single crystals and a heat retention furnace for cooling the grown single crystals, and producing single crystals for growing the next single crystal while cooling the single crystals. It is about a method.

종래, 탄탈산 리튬(LiTaO3), 니오브산 리튬(LiNbO3) 등의 산화물 단결정은 비교적 융점이 높기 때문에 백금(Pt), 백금-로듐 또는 이리듐(Ir) 등으로 이루어지는 귀금속 도가니를 이용하여 질소 또는 아르곤 등의 불활성 가스의 분위기 속에서 쵸크랄스키법(Czochralski)에 의해 제조하는 것이 일반적으로 실시되고 있다.Conventionally, since oxide single crystals such as lithium tantalate (LiTaO 3 ) and lithium niobate (LiNbO 3 ) have a relatively high melting point, nitrogen or a noble metal crucible made of platinum (Pt), platinum-rhodium, or iridium (Ir) is used. Production by the Czochralski method in the atmosphere of inert gas, such as argon, is generally performed.

도 17은 종래의 산화물 단결정의 제조장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 귀금속 도가니(105)에는 용융한 단결정 원료(원료 융액)(113)가 수용되고, 소정의 온도조건에서 원료 융액(113)의 표면에서 종결정(116)을 끌어올려 종결정(116)의 아래에 단결정(117)을 육성할 수 있다.17 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional apparatus for producing an oxide single crystal. In the precious metal crucible 105, a molten single crystal raw material (raw material melt) 113 is accommodated, and under a predetermined temperature condition, the seed crystal 116 is pulled up from the surface of the raw material melt 113 and placed below the seed crystal 116. The single crystal 117 can be grown.

육성된 단결정(117)은 육성로(101) 내에서 도가니(105) 내에 남겨진 반정도의 원료 융액과 함께 장시간에 걸쳐 냉각하는 이른바 서냉이 실시된다. 통상, 단결정의 냉각에는 1일 또는 그 이상의 시간이 필요하다. 하나의 산화물 단결정을 육성하면, 귀금속 도가니(105) 내의 약 반정도의 원료 융액이 소비된다. 소비된 단결정 원료(113)는 분말형상의 소결원료로 보급되어 다음 단결정 육성의 준비가 이루어진다. 또, 이리듐 등으로 이루어지는 귀금속 도가니(105)는 고온상태에서 산화되기 쉽기 때문에 일반적으로 육성로(101)를 SUS제 챔버(124) 내에 수납하여 결정 육성이 이루어진다.The grown single crystal 117 is subjected to so-called slow cooling, which is cooled for a long time with about half of the raw material melt remaining in the crucible 105 in the growth furnace 101. Usually, one day or more time is required for cooling of a single crystal. When one oxide single crystal is grown, about half of the raw material melt in the noble metal crucible 105 is consumed. The consumed single crystal raw material 113 is supplied as a powdery sintered raw material, and the preparation of the next single crystal is prepared. In addition, since the noble metal crucible 105 made of iridium or the like is easily oxidized at a high temperature, the growth furnace 101 is generally housed in the SUS chamber 124 to form crystal growth.

그런데, 단결정(117)의 냉각이 육성로(101) 내에서 실시되기 때문에 귀금속 도가니(105) 내에 남겨진 반정도의 원료 융액(113)도 동시에 냉각되어 고화하게 된다. 귀금속 도가니(105) 내의 원료 융액(113)을 산화물 단결정의 육성마다 고화시키게 되면, 귀금속 도가니(105)의 변형이 조기에 발생하고, 빈번하게 도가니를 개주하여 다시 만들지 않으면 안된다. 또, 육성로(101) 전체의 승온-냉각이라는 히트사이클을 산화물 단결정의 육성마다 반복하여 실시하게 되면, 육성로(101) 내의 보온재로서 이용하고 있는 내화물이 히트쇼트 균열을 일으키기 쉬워지고, 내화물의 수명, 더 나아가서는 육성로(101)의 수명을 단축하게 된다. 따라서, 이들 장치 부품의 소모 속도를 빠르게 하고, 결과적으로 단결정의 제조 단가가 상승하게 된다.By the way, since the cooling of the single crystal 117 is performed in the growth furnace 101, half of the raw material melt 113 left in the noble metal crucible 105 is also simultaneously cooled and solidified. When the raw material melt 113 in the noble metal crucible 105 is solidified for each growth of the oxide single crystal, deformation of the noble metal crucible 105 occurs at an early stage, and the crucible must be opened frequently and made again. When the heat cycle of the temperature increase-cooling of the entire growth furnace 101 is repeatedly performed for each growth of the oxide single crystal, the refractory used as the thermal insulation material in the growth furnace 101 is likely to cause heat short cracking, The lifespan, moreover, shortens the lifespan of the development furnace 101. Therefore, the consumption speed of these device components is increased, and as a result, the manufacturing cost of the single crystal increases.

또, 육성 후의 산화물 단결정은 급격한 온도변화를 주면 열응력에 의해 균열하게 되기 때문에(크랙발생), 그 냉각에는 장시간이 필요하다. 또, 육성로(101) 내에서 산화물 단결정의 냉각을 실기하기 때문에 하나의 산화물 단결정의 냉각이 종료하여 육성로(101)의 바깥으로 꺼내기까지, 다음 산화물 단결정을 육성하는 준비를 개시할 수 없다. 따라서, 1일당 1개 또는 그 이하의 산화물 단결정밖에 제조할 수 없으며, 장치의 생산 효율이 낮고, 산화물 단결정의 제조 단가가 상승하게 된다. 또, 도면부호 106은 내화물도가니, 110은 유도가열코일, 111은 반사관, 112는 애프터모터, 114는 인상봉, 115는 알루미나봉, 122는 로드셀, 123은 가스도입구이다.In addition, the oxide single crystal after growth is cracked due to thermal stress when a sudden temperature change is applied (cracking occurs), and thus the cooling requires a long time. In addition, since cooling of the oxide single crystal is performed in the growth furnace 101, preparation for growing the next oxide single crystal cannot be started until the cooling of one oxide single crystal is completed and taken out of the growth furnace 101. Therefore, only one or less oxide single crystals can be produced per day, the production efficiency of the device is low, and the production cost of the oxide single crystals increases. Reference numeral 106 denotes a refractory crucible, 110 an induction heating coil, 111 a reflector tube, 112 an after-motor, 114 an impression rod, 115 an alumina rod, 122 a load cell, and 123 a gas introduction port.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은 단결정의 제조단가를 낮게 억제할 수 있는 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a single crystal production apparatus and a single crystal production method which can suppress the production cost of a single crystal low.

본 발명의 다른 목적은 단결정의 생산 효율이 높은 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a single crystal production apparatus and a single crystal production method with high production efficiency of single crystal.

본 발명의 다른 목적은 장치부품의 수명을 길게 유지할 수 있는 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a single crystal manufacturing apparatus and a single crystal manufacturing method capable of maintaining a long life of the device component.

본 발명의 다른 목적은 단결정의 냉각과 다음 단결정의 육성을 동시에 실시할 수 있는 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a single crystal production apparatus and a single crystal production method which can simultaneously perform cooling of single crystal and growth of the next single crystal.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 단결정 제조장치의 구성을 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing the configuration of a single crystal production apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법에서 주요한 제조공정을 나타내는 단면도(그 중 1),FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main manufacturing process in the single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 (of which 1);

도 3은 도 1에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법에서 주요한 제조공정을 나타내는 단면도(그 중 2),3 is a cross-sectional view showing a main manufacturing process in the single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 (of which 2),

도 4는 도 1에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법에서 주요한 제조공정을 나타내는 단면도(그 중 3),4 is a cross-sectional view showing a main manufacturing process in the single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 (of which 3);

도 5는 도 1에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법을 나타내는 플로우챠트(그 중 1),FIG. 5 is a flowchart (1 of them) showing a single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1;

도 6은 도 1에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법을 나타내는 플로우챠트(그 중 2),FIG. 6 is a flowchart (2 of them) showing a single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1;

도 7의 (a)는 도 5에 도시한 스텝(S07)에서 육성로에서 보온로까지의 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프, 도 7의 (b)는 도 1에 도시한 단결정 제조장치의 한 부분을 나타내는 단면도이며 도 7의 (a)에 나타내는 그래프의 주요한 온도에서 단결정의 위치를 나타내는 도면,FIG. 7A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft from the growing furnace to the warming furnace in step S07 shown in FIG. 5, and FIG. 7B is a view of the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. A cross-sectional view showing a portion, showing a position of a single crystal at a major temperature of the graph shown in FIG.

도 8의 (a)는 제 1 실험예에 관한 보온로의 바닥부와 육성로 상부 덮개의 상부가 밀접하고 있지 않은 상태에서 육성로에서 보온로까지의 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 나타내는 그래프의 주요한 온도에서 단결정의 위치를 나타내고 있으며, 도 1에 도시한 단결정 제조장치의 한 부분을 나타내는 단면도,FIG. 8A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft from the growth furnace to the insulation furnace in a state where the bottom of the insulation furnace and the upper part of the growth furnace upper cover are not in close contact with each other according to the first experimental example. (B) shows the position of the single crystal at the main temperature of the graph shown in (a) of FIG. 8, and is a cross-sectional view showing a part of the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG.

도 9의 (a)는 제 3 실험예에 관한 육성로에서 보온로까지의 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 나타내는 그래프의 주요한 온도에서 단결정의 위치를 나타내고 있으며, 도 1에 도시한 단결정 제조장치의 한 부분을 나타내는 단면도,9A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft from the growth furnace to the warming furnace in accordance with the third experimental example, and FIG. 9B is a single crystal at the main temperature of the graph shown in FIG. A cross-sectional view showing a position of the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG.

도 10의 (a)는 제 4 실험예에 관한 보온로의 바닥부가 개구한 상태에서 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프, 도 10의 (b)는 바닥부가 개구한 상태의 육성로 및 육성로에 수납된 단결정을 나타내는 단면도,(A) is a graph which shows the temperature distribution on a lifting shaft in the state which opened the bottom part of the heat retention furnace which concerns on 4th experiment example, and FIG. 10 (b) shows the growth path and the growth path of the state which opened the bottom part. Cross-sectional view showing a single crystal housed,

도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 단결정 제조장치의 구성을 나타내는 단면도,11 is a cross-sectional view showing a configuration of a single crystal manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도 12는 도 11에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법에서 주요한 제조공정을 나타내는 단면도(그 중 1),FIG. 12 is a cross-sectional view showing a main manufacturing process in the single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG.

도 13은 도 11에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법에서 주요한 제조공정을 나타내는 단면도(그 중 2),FIG. 13 is a cross-sectional view showing a main manufacturing process in the single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 11 (of which 2);

도 14는 도 11에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정 제조방법에서 주요한 제조공정을 나타내는 단면도(그 중 3),FIG. 14 is a cross-sectional view showing a main manufacturing process in the single crystal manufacturing method using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 11 (of which 3);

도 15는 도 11에 도시한 육성로 상부 덮개의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 15의 (a)는 육성로 상부 덮개가 닫힌 상태를 나타내고, 도 15의 (b)는 육성로 상부 덮개가 열린 상태를 나타내는 도면,FIG. 15 is a plan view showing the configuration of the upper furnace top cover shown in FIG. 11, and FIG. 15A illustrates a state in which the upper furnace cover is closed, and FIG. 15B is a state in which the upper furnace cover is opened. Drawing,

도 16은 도 11에 도시한 기밀용 개폐덮개의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 16의 (a)는 기밀용 개폐덮개가 닫힌 상태를 나타내고, 도 16의 (b)는 기밀용 개폐덮개가 열린 상태를 나타내는 도면, 및FIG. 16 is a plan view showing the structure of the airtight opening and closing cover shown in FIG. 11, and FIG. 16A shows a state where the airtight opening and closing cover is closed, and FIG. 16B is a state where the airtight opening and closing cover is opened. Drawing, and

도 17은 종래기술에 관한 단결정 제조장치의 구성을 나타내는 단면도이다.It is sectional drawing which shows the structure of the single crystal manufacturing apparatus which concerns on a prior art.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1, 51: 육성로 2, 52: 보온로1, 51: nurturing furnace 2, 52: warming furnace

3, 53: 보온로 바닥덮개 4: 뚜껑3, 53: insulation bottom cover 4: lid

5: 귀금속 도가니 6: 내화물 도가니5: precious metal crucible 6: refractory crucible

7: 보온탑 8, 58: 육성로 상부 덮개7: insulation tower 8, 58: upper cover

10: 유도가열 코일 11: 반사판10: induction heating coil 11: reflector

12: 애프터 히터 14: 리프팅봉12: after heater 14: lifting rod

15: 알루미나봉 16: 종결정15: alumina rod 16: seed crystal

17, 17A, 17B, 17C: 단결정 18: 지주17, 17A, 17B, 17C: Monocrystalline 18: Shoring

19: 원료공급장치 20, 70: 원료공급관19: raw material supply device 20, 70: raw material supply pipe

21: 소결원료 23, 73: 가스도입구21: sintered raw material 23, 73: gas inlet

24, 58c, 59c: 구멍 25: 매달아 올리는 수단24, 58c, 59c: hole 25: suspension

26: 액면 27: 온도분포의 킹크26: liquid level 27: kink of temperature distribution

28: 간격 29: 중심28: interval 29: center

30: 보온재 54: 육성로 수납통30: thermal insulation material 54: nurturing furnace storage container

55: 토대 57: 석영 링55: base 57: quartz ring

59: 기밀용 개폐덮개 60: 보온로 상부 덮개59: airtight opening and closing cover 60: heat insulation top cover

61: 내화물 링 69: 원료공급용기61: refractory ring 69: raw material supply container

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 특징은 단결정의 육성이 실시되는 육성로, 리프팅축, 육성된 단결정을 수납하여 단결정의 냉각이 실시되는 보온로 및 귀금속 도가니 내에 단결정의 원료를 공급하는 원료공급장를 적어도 갖는 단결정 제조장치인 것이다. 여기에서 육성로는 원료 융액이 수용된 귀금속 도가니와, 귀금속 도가니의 외부둘레를 따라서 배치된 내화물 도가니를 적어도 구비한다. 리프팅축의 선단에는 종결정이 배치되고, 종결정을 원료 융액의 액면에서 끌어올려 종결정의 아래에 단결정을 육성한다. 보온로는 리프팅축에 대하여 평행 및 수직인 방향으로 리프팅축과 함께 이동할 수 있다. 원료공급장치는 단결정 원료의 공급속도를 조절하는 기능을 갖는다.In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is to provide a raw material for single crystal in a growth furnace in which single crystals are grown, a lifting shaft, a heated single crystal, and a thermal furnace in which single crystals are cooled, and a precious metal crucible. It is a single crystal manufacturing apparatus having at least a raw material supply site. The growth furnace includes at least a precious metal crucible in which the raw material melt is accommodated, and a refractory crucible disposed along the outer circumference of the precious metal crucible. A seed crystal is arranged at the tip of the lifting shaft, and the seed crystal is pulled from the liquid level of the raw material melt to grow a single crystal under the seed crystal. The thermal furnace can move with the lifting shaft in directions parallel and perpendicular to the lifting shaft. The raw material feeder has a function of controlling the feed rate of the single crystal raw material.

귀금속 도가니 내에 수용된 원료 융액의 액면에 종결정을 접촉시켜 리프팅축을 끌어올려 종결정의 아래에 단결정을 육성할 수 있다. 소정의 길이까지 육성된 단결정은 원료 융액의 액면에 잘라버린다. 그리고, 단결정은 육성로에서 보온로 내로 이동되어 보온로 내에 수납된다.The seed crystals are brought into contact with the liquid level of the raw material melt contained in the noble metal crucible to raise the lifting shaft to grow single crystals under the seed crystals. The single crystal grown to a predetermined length is cut off at the liquid level of the raw material melt. The single crystal is moved from the growth furnace into the heat retention furnace and stored in the heat retention furnace.

본 발명의 제 1 특징에 의하면 보온로 내에서 단결정의 냉각을 실시하기 때문에 귀금속 도가니 내의 원료 융액이 단결정의 냉각 마다 고화되는 일 없이 육성로 전체의 승온-냉각이라는 히트사이클을 단결정의 육성마다 반복 실시할 필요가 없어진다. 따라서, 귀금속 도가니의 조기 변형, 육성로에 포함되는 내화물의 조기 악화를 방지할 수 있다.According to the first aspect of the present invention, since the single crystal is cooled in the thermal furnace, the heat cycle of temperature-cooling of the entire growth furnace is repeatedly performed for each growth of the single crystal without the raw material melt in the noble metal crucible being solidified for each cooling of the single crystal. There is no need to do it. Therefore, it is possible to prevent premature deformation of the precious metal crucible and premature deterioration of the refractory contained in the growth furnace.

또, 보온로 내에서 단결정의 냉각을 실시할 때, 보온로를 단결정 및 리프팅축과 함께 리프팅축에 대하여 수직방향으로 이동시켜 두는 것으로 육성로 내에 다른 리프팅축을 배치할 수 있다. 따라서, 단결정을 냉각하고 있는 사이에 다음 단결정을 육성할 준비를 개시할 수 있다. 또한, 다음 단결정을 육성하는 준비의 하나로서 소비한 단결정 원료를 귀금속 도가니 내에 보급하기 위해서 단결정의 원료의 공급속도를 조절하는 기능을 갖는 원료공급장치를 이용하고 소비한 분만큼의 단결정원료를 귀금속 도가니 내에 공급하면 좋다.When the single crystal is cooled in the heat retaining furnace, another lifting shaft can be arranged in the growth furnace by moving the heat retaining furnace vertically with respect to the lifting shaft together with the single crystal and the lifting shaft. Therefore, preparation for growing the next single crystal can be started while cooling the single crystal. In addition, in order to replenish the single crystal raw material consumed in the precious metal crucible as one of preparations for fostering the next single crystal, use a raw material supply device having a function of controlling the feed rate of the single crystal raw material and use the single crystal raw material for It is good to supply in the inside.

본 발명의 제 1 특징에 있어서, 육성로는 내화물 도가니의 상에 배치된 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖는 개폐가 자유로운 육성로 상부 덮개를 추가로 갖는 것이 바람직하다. 또, 보온로의 바닥부를 육성로 상부 덮개의 상부에 밀접시킬 수 있는 것이 바람직하다. 보온로의 바닥부를 육성로 상부 덮개의 상부에 밀접한 상태에서 단결정을 육성로로부터 보온로 내로 수납하여 단결정에 큰 열 스트레스를 가하는 일 없이 단결정을 육성로에서 보온로 내로 수납한다. 또, 단결정의 육성 시에 육성로 상부 덮개를 닫아 두어 육성로의 위쪽에서의 낙하물이 귀금속 도가니 내에 침입하는 것을 방지하고, 원료 융액의 순도의 저하를 방지한다. 또, 단결정을 보온로 내에 수납한 후에도 육성로 상부 덮개를 닫아 두어 단결정의 육성시와 동시에 귀금속 도가니 내로의 낙하물을 방지할 수 있다.In the first aspect of the present invention, it is preferable that the growth path further has a free-opening growth top cover having a hole through which the lifting shaft disposed on the refractory crucible passes. In addition, it is preferable that the bottom part of the heat retention furnace can be brought into close contact with the upper portion of the upper cover of the furnace. In the state close to the upper part of the upper cover of the growth furnace, the single crystal is accommodated from the growth furnace into the insulation furnace to store the single crystal from the growth furnace into the insulation furnace without applying significant thermal stress to the single crystal. In addition, when the single crystal is grown, the top of the growth furnace is closed to prevent the falling objects from above the growth furnace from infiltrating into the noble metal crucible and to prevent a decrease in the purity of the raw material melt. In addition, even after the single crystal is stored in the heat storage furnace, the growth top cover is closed to prevent falling objects into the precious metal crucible at the same time as the growth of the single crystal.

보온로 내의 리프팅축방향의 길이를 단결정의 리프팅축방향의 길이에 대하여 실질적으로 4배로 하는 것이 바람직하다. 보온로 내의 리프팅축방향의 길이는 단결정의 리프팅축방향의 길이에 비해 충분히 길고, 보온로의 중심에 단결정의 중심을 배치한 경우의 단결정의 상단에서 하단까지의 영역에서 리프팅축 위의 온도변동폭을 50℃ 이하로 할 수 있다.It is preferable to make the length of the lifting axis direction in a heat retention path substantially 4 times the length of the lifting axis direction of a single crystal. The length of the lifting axis in the heating furnace is sufficiently long compared with the length of the lifting axis of the single crystal, and the temperature fluctuation width on the lifting shaft in the region from the top to the bottom of the single crystal when the center of the single crystal is arranged in the center of the heating furnace is It can be 50 degrees C or less.

단결정 제조장치는 육성로의 상부의 외부둘레 및 보온로의 하부의 외부둘레를 각각 둘러싸는 보온재를 또한 갖는 것이 바람직하다. 보온로의 중심 온도를 단결정의 융점(절대온도)의 0.7 내지 1배의 온도로 설정한 경우에서는 육성로에서 보온로까지 단결정이 이동되는 영역의 리프팅축 상의 온도본포를 육성로에서 보온로를 향하여 단조하게 저하시킬 수 있다.It is preferable that the single crystal manufacturing apparatus also have a heat insulating material which surrounds the outer periphery of the upper part of the growth furnace and the outer periphery of the lower part of the heat keeping furnace, respectively. If the center temperature of the heating furnace is set to a temperature of 0.7 to 1 times the melting point (absolute temperature) of the single crystal, the temperature main body on the lifting shaft in the area where the single crystal is moved from the growing furnace to the heating furnace is moved from the growing furnace to the heating furnace. It can be reduced monotonously.

또한 단결정 제조장치는 보온로의 바닥부를 막는 보온로 바닥덮개를 추가로 갖는 것이 바람직하다. 단결정을 수납한 육성로의 바닥을 보온로 바닥덮개로 막아 단결정의 육성로의 바닥에 가까운 부분이 먼저 냉각되는 일 없이 단결정 전체를 균일한 속도에서 냉각할 수 있다. 또한, 보온로 바닥덮개의 최상부에 단결정과 동일 성분의 분말을 배치시켜 두는 것이 바람직하다. 보온로 내에 수납된 단결정은 보온로 바닥덮개 위에 착지된다. 보온로 바닥덮개의 최상부에 단결정과 동일 성분의 분말을 배치해두어 고온상태의 단결정과 보온로 바닥덮개의 사이에서 반응을 일으키는 것이 억제되고, 냉각 후의 단결정의 바닥부분에 변질 또는 크랙 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is preferable that the single crystal manufacturing apparatus further have a heat insulation bottom cover that blocks the bottom of the heat insulation furnace. The bottom of the growth furnace containing the single crystals can be closed with the bottom of the insulation furnace to cool the entire single crystal at a uniform speed without first cooling the portion near the bottom of the growth furnace of the single crystal. Moreover, it is preferable to arrange | position the powder of the same component as a single crystal on the uppermost part of a bottom of a heat insulation furnace. The single crystal housed in the thermal furnace is landed on the bottom cover of the thermal furnace. Placing powder of the same composition as single crystal on the top of the bottom of the heating furnace prevents reaction between the single crystal in the high temperature state and the bottom cover of the heating furnace, and deteriorates or cracks are generated in the bottom of the single crystal after cooling. You can prevent it.

보온로의 내면은 내열성이 있는 열화하기 어려운 물질로 덮여져 있고, 단결정의 리프팅 중에 보온로 내면은 박리가 생기기 어려운 구성인 것이 바람직하다. 박리한 보온로 내면이 귀금속 도가니 내로 낙하를 예방하고, 원료 융액의 순도의 저하를 회피할 수 있다.It is preferable that the inner surface of the thermal insulation furnace is covered with a heat resistant hard to deteriorate material, and the inner surface of the thermal insulation furnace has a configuration in which peeling is unlikely to occur during lifting of the single crystal. The inner surface of the peeled thermal insulation furnace can prevent the fall into the noble metal crucible and can avoid the fall of the purity of the raw material melt.

본 발명의 제 2 특징은The second feature of the present invention

(1)단결정의 육성이 이루어지는 육성로의 내부에 배치된 귀금속 도가니에 수납된 단결정의 원료를 용융하여 원료 융액을 형성하는 제 1 스텝,(1) a first step of forming a raw material melt by melting a single crystal raw material housed in a noble metal crucible disposed inside a growth furnace in which single crystals are grown;

(2)원료 융액의 액면에 리프팅축의 선단에 배치된 종결정을 접촉시키는 제 2 스텝,(2) a second step of bringing the seed crystal disposed at the tip of the lifting shaft into contact with the liquid surface of the raw material melt;

(3)리프팅축을 끌어올려 종결정의 아래에 단결정을 육성하는 제 3 스텝,(3) the third step of raising the lifting axis to grow a single crystal under the seed crystal;

(4)단결정이 소정의 길이에 도달한 후, 단결정을 액면에서 잘라버리는 제 4 스텝,(4) a fourth step of cutting the single crystal off the liquid level after the single crystal reaches the predetermined length,

(5)단결정을 육성로에서 보온로까지 소정 속도로 이동시키고 단결정을 보온로 내에 수납하는 제 5 스텝,(5) a fifth step of moving the single crystal from the growth furnace to the heat retention furnace at a predetermined speed and storing the single crystal in the heat retention furnace;

(6)단결정, 리프팅축 및 보온로를 동기하고 리프팅축에 대하여 수직방향으로 이동시키는 제 6 스텝,(6) a sixth step of synchronizing the single crystal, the lifting shaft and the heat retaining furnace and moving in the vertical direction with respect to the lifting shaft;

(7)보온로 내에서 단결정을 냉각하는 제 7 스텝, 및(7) a seventh step of cooling the single crystal in the heating furnace, and

(8)귀금속 도가니 내에 단결정의 원료를 보급하는 제 8 스텝을 적어도 갖는 단결정 제조방법인 것이다.(8) It is a single crystal manufacturing method which has at least the 8th step of replenishing a raw material of single crystal in a noble metal crucible.

여기에서, 제 7 스텝은 제 8 스텝과 동시에 실시할 수 있다. 즉, 제 8 스텝은 제 7 스텝의 단결정의 냉각이 종료한 후에 실시할 필요는 없고, 냉각 개시 전후에서 실시할 수 있다. 통상, 단결정의 냉각은 그 크기, 재료 등에 따라 다르지만, 10시간 정도가 필요한 경우가 있다. 단결정의 냉각 도중에서 제 8 스텝의 보급이 종료한 경우, 제 1 스텝으로 되돌아가 보급된 원료를 리프팅 후에 남겨진 원료와 함께 다시 용융하여 원료 융액을 형성하여도 상관없다. 또한, 제 6 스텝에 있어서 리프팅축을 단결정과 함께 축에 수직한 방향으로 이동시키기 때문에 제 1 스텝 후에 별도의 리프팅축을 준비하여 제 2 스텝 이후를 계속적으로 실시할 수 있다.Here, the seventh step can be performed simultaneously with the eighth step. That is, the eighth step need not be carried out after the cooling of the single crystal of the seventh step is completed, and can be performed before and after the cooling start. Usually, cooling of a single crystal differs depending on the size, material, etc., but may require about 10 hours. When the replenishment of the eighth step is completed during the cooling of the single crystal, the replenishment of the replenished raw material may be performed again with the remaining raw material after lifting to form the raw material melt. In addition, in the sixth step, the lifting shaft is moved together with the single crystal in the direction perpendicular to the axis, so that a separate lifting shaft can be prepared after the first step, and the second step can be continuously performed.

제 3 스텝은 육성로 위에 배치되어, 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖은 개폐가 자유로운 육성로 상부 덮개를 닫은 상태에서 실시하고, 제 4 스텝과 제 5 스텝사이에 육성로 상부 덮개를 여는 스텝을 또한 갖는 것이 바람직하다. 여기에서 육성로 상부 덮개는 적어도 제 3 스텝에 있어서 닫은 상태라면 좋고, 제 1 및 제 2 스텝 및 제 4 스텝에 있어서도 닫힌 상태인 쪽이 바람직하다.The 3rd step is arrange | positioned on a build-up path, it is carried out in the state which closed the free-opening development top cover which has a hole which a lifting shaft penetrates, and opens the growth top cover between a 4th step and a 5th step. It is desirable to have. Here, the growth furnace upper cover may be in a closed state at least in the third step, and preferably in the closed state in the first and second steps and the fourth step.

제 5 스텝에 있어서 보온로의 바닥부에서 육성로 상부 덮개의 상부까지의 거리가 20mm 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 보온로의 바닥부는 육성로 상부 덮개의 상부에 밀접하고 있는 것이다.In a 5th step, it is preferable that the distance from the bottom part of a heat retention furnace to the upper part of a growth furnace upper cover is 20 mm or less. More preferably, the bottom portion of the heat retention furnace is in close contact with the upper portion of the upper cover of the growth furnace.

제 5 스텝에 있어서 보온로의 중심 온도는 단결정의 융점(절대온도)의 0.7 내지 1배의 온도로 설정되고, 육성로에서 보온로까지의 리프팅축 상의 온도가 보온로의 중심의 온도 미만인 영역에서 소정의 속도는 그 이외의 영역에서 소정의 속도보다도 빠른 것이 바람직하다.In the fifth step, the center temperature of the heating furnace is set at a temperature of 0.7 to 1 times the melting point (absolute temperature) of the single crystal, and in the region where the temperature on the lifting shaft from the growth furnace to the heating furnace is less than the temperature of the center of the heating furnace. The predetermined speed is preferably faster than the predetermined speed in other areas.

제 5 스텝에 있어서, 단결정의 중심 부근이 리프팅축방향 온도분포가 보온로의 중심 온도 부근의 지점에 도달하기까지는 속도는 매분 5mm 이하인 것이 바람직하다.In the fifth step, the speed is preferably 5 mm or less per minute until the vicinity of the center of the single crystal reaches the point near the center temperature of the heat retaining furnace.

제 5 스텝에 있어서, 보온로 내에 수납된 단결정의 중심은 보온로의 중심보다 위쪽에 위치하고 있는 것이 바람직하다.In the 5th step, it is preferable that the center of the single crystal accommodated in the heat retention furnace is located above the center of a heat retention furnace.

제 5 스텝과 상기 제 7 스텝과의 사이에 보온로의 바닥부에 단결정과 동일 성분의 분말이 최상부에 배치된 보온로 바닥덮개를 장착하는 스텝과 단결정을 보온로 바닥덮개 위에 착지시키는 스텝을 또한 갖는 것이 바람직하다. 여기에서 이들 스텝은 제 5 스텝과 제 7 스텝과의 사이에 있다면 좋고, 제 6 스텝 후에 실시하는 것이 바람직하다.Between the fifth step and the seventh step, a step of mounting the bottom cover of the heat insulating furnace in which powder of the same component is disposed on the top of the bottom of the heat holding furnace and a step of landing of the single crystal on the bottom cover of the heating furnace; It is desirable to have. Here, these steps should just be between a 5th step and a 7th step, and it is preferable to implement after a 6th step.

본 발명의 제 3 특징은 단결정의 육성이 실시되는 육성로와 리프팅축과 육성된 단결정을 수납하여 단결정의 냉각이 실시되는 보온로와, 육성로를 외기에서 차단하는 기밀용기와, 기밀용기의 내부로 불활성 가스를 도입하는 가스도입구를 적어도 갖는 단결정 제조장치인 것이다. 육성로는 원료 융액이 수용된 귀금속 도가니를 적어도 구비한다. 리프팅축의 선단에는 종결정이 배치되고, 종결정을 원료 융액의 액면에서 끌어올려 종결정의 아래에 상기 단결정이 육성된다. 보온로의 상부에는 리프팅축이 관통하는 구멍이 형성되고, 보온로는 리프팅축에 대하여 평행 및 수직인 방향으로 리프팅축과 함께 이동할 수 있다. 기밀용기는 육성로의 측면 및 바닥면을 둘러싸는 육성로 수납용기와, 육성로 수납용기의 상부에 밀접되고, 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖는 개폐가 자유로운 기밀용 개폐덮개를 구비한다. 보온로의 바닥부는 기밀용 개폐덮개의 상부에 밀접시킬 수 있다.The third aspect of the present invention is to provide a growth furnace for growing single crystals, a heating shaft for holding the lifting shaft and the grown single crystals to cool the single crystals, an airtight container for blocking the growth furnaces from outside air, and an inside of the airtight container. It is a single crystal manufacturing apparatus which has at least the gas introduction port which introduces an inert gas into a furnace. The growth furnace includes at least a noble metal crucible containing the raw material melt. A seed crystal is arranged at the tip of the lifting shaft, and the seed crystal is lifted from the liquid level of the raw material melt to grow the single crystal under the seed crystal. A hole through which the lifting shaft penetrates is formed in an upper portion of the heating furnace, and the heating furnace can move together with the lifting shaft in a direction parallel and perpendicular to the lifting shaft. The airtight container includes a growth path storage container surrounding side and bottom surfaces of the growth path, and an airtight opening / closing cover that is close to an upper portion of the growth path storage container and has a hole through which the lifting shaft passes. The bottom of the heating furnace may be in close contact with the top of the airtight opening and closing cover.

기밀용기는 고온상태에서 비교적 산화되기 쉬운 귀금속 도가니를 구비하는 육성로를 외기로부터 차단한다. 한편, 보온로 및 보온로 내에 수납되는 단결정은 대기분위기 속에 노출시킨다. 보온로의 바닥부를 기밀용 개폐덮개의 상부에 밀접시킴으로써 기밀용기의 내부로 도입된 대략 전체 불활성 가스가 보온로의 내부로 흘러들고, 보온로의 상부에 형성된 구멍에서 대기중으로 방출된다.The hermetic container shuts off the growth furnace with a precious metal crucible that is relatively oxidized at high temperatures. On the other hand, the warming furnace and the single crystal housed in the heating furnace are exposed to the atmosphere. By bringing the bottom of the heat retention furnace close to the upper part of the airtight opening and closing cover, approximately the entire inert gas introduced into the airtight vessel flows into the interior of the heat retention furnace and is released into the atmosphere from the hole formed in the top of the heat retention furnace.

본 발명의 제 3 특징에 의하면, 고온상태에 있어서 비교적 산화되기 쉬운 귀금속 도가니를 구비하는 육성로 주위를 외기분위기로부터 효율적으로 차단할 수 있고, (1)장치의 실질적 구동율 향상에 의해 생산성을 대폭으로 향상하고, (2)귀금속 도가니 및 내화물 부재의 수명이 길어짐에 따라 제조비용을 저감할 수 있다.According to the third aspect of the present invention, it is possible to efficiently block the surroundings of the growth furnace including the noble metal crucible which is relatively easy to oxidize in a high temperature state from the outside air atmosphere. As the life of the (2) precious metal crucible and the refractory member becomes longer, the manufacturing cost can be reduced.

(제 1 실시형태)(1st embodiment)

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도면의 기재에 있어서 종래기술과 유사한 부분에는 유사한 부호를 붙이고 있다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 단결정 제조장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 단결정 제조장치는 단결정(17)의 육성이 실시되는 육성로(1), 육성된 단결정(17)을 수납하여 단결정(17)의 서냉이 실시되는 보온로(2) 및 종결정(16)을 용융한 단결정의 원료(원료융액)(13)의 액면(26)에서 끌어올려 단결정(17)을 육성하는 리프팅축(14~16)을 구비한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, similar parts are denoted by similar parts to the prior art. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the structure of the single crystal manufacturing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. The single crystal manufacturing apparatus accommodates the growth furnace 1 in which the single crystals 17 are grown, the thermal crystal furnace 2 and the seed crystals 16 in which the slow growth of the single crystals 17 is carried out by storing the grown single crystals 17. Lifting shafts 14 to 16 which are pulled up from the liquid surface 26 of a single crystal raw material (raw material melt) 13 to grow the single crystal 17 are provided.

육성로(1)는 원료 융액(13)이 수용된 귀금속 도가니(5), 귀금속 도가니(5) 상에 배치된 귀금속으로 이루어지는 링형상의 반사판(11), 반사판(11) 상에 배치된 귀금속으로 이루어지는 애프터히터(after heater)(12), 귀금속 도가니(5)의 외부둘레에 배치된 내화물을 포함하는 단열재로 이루어지는 내화물 도가니(6), 내화물 도가니(6) 상에 배치된 보온탑(7) 및 보온탑(7) 상에 배치되어 리프팅축(15, 16)이 관통하는 구멍(24)을 갖는 개폐가 자유로운 육성로 상부 덮개(8)를 구비한다. 육성로 상부 덮개(8)는 둘로 나눈 구조를 가지고, 육성로 상부 덮개(8)를 좌우로 각각 이동시켜 장치 외부에서 육성로 상부 덮개(8)의 개폐를 조작할 수 있다. 내화물 도가니(6), 보온탑(7), 육성로 상부 덮개(8)는 단열재로 구성되어 있다. 귀금속 도가니(5), 반사판(11), 애프터 히터(12) 등의 귀금속 부재의 외부둘레에는 내화물 도가니(6)로부터 소정 간격을 두고 유도가열 코일(10)이 배치되어 있다. 유도가열 코일(10)은 귀금속 부재(5, 11, 12)를 가열 승온하고, 귀금속 도가니(5) 내의 단결정의 원료를 용융하고, 또한 육성로(1) 내에 단결정(17)의 육성에 적합한 온도분포를 형성한다. 육성로(1)는 지주(支柱)(18)에 의해 지지되어 있다.The growth furnace 1 consists of a noble metal crucible 5 in which the raw material melt 13 is accommodated, a ring-shaped reflecting plate 11 made of a noble metal disposed on the noble metal crucible 5, and a noble metal disposed on the reflecting plate 11. After-heater (12), refractory crucible (6) consisting of a heat insulating material including a refractory disposed on the outer periphery of the noble metal crucible (5), a thermal insulation tower (7) disposed on the refractory crucible (6) and thermal insulation The top cover 8 is provided with a free-opening growth path having a hole 24 disposed on the tower 7 and through which the lifting shafts 15 and 16 pass. The growth furnace upper cover 8 has a structure divided into two, and can move the growth furnace upper cover 8 to the left and right to operate the opening and closing of the growth furnace upper cover 8 from the outside of the apparatus. The refractory crucible 6, the heat insulation tower 7, and the growth furnace upper cover 8 are comprised by the heat insulating material. Induction heating coils 10 are arranged on the outer periphery of precious metal members such as the precious metal crucible 5, the reflecting plate 11, the after heater 12, and at a predetermined interval from the refractory crucible 6. The induction heating coil 10 heats and heats up the precious metal members 5, 11, and 12, melts the raw material of the single crystal in the precious metal crucible 5, and is suitable for growing the single crystal 17 in the growth furnace 1. Form a distribution. The growth path 1 is supported by a support 18.

귀금속 도가니(5)는 직경 180mmφ, 높이 150mm인 이리듐(Ir)제의 도가니를 사용한다. 이리듐(Ir) 대신에 백금(Pt), 백금로듐(Pt-Rb) 합금 등을 재료로서 사용하여도 상관없다. 귀금속 도가니(5) 내에 수용되는 단결정의 원료는 탄산 리튬(Li2CO3) 및 산화 탄탈(Ta2O5)의 분말을 칭량하여 소결한 소결재료로 이루어진다. 소결재료의 중량은 7~10kg이며, 귀금속 도가니(5)와 소결재료의 총중량은 15kg이다. 또, 탄산리튬(Li2CO3)과 산화탄탈(Ta2O5)은 리튬(Li)과 탄탈(Ta)의 조성비가 Li/Ta=0.943(몰비)가 되도록 배분되어 있다.The noble metal crucible 5 uses the crucible made from iridium (Ir) of diameter 180mm (phi) and height 150mm. Instead of iridium (Ir), a platinum (Pt), a platinum rhodium (Pt-Rb) alloy, or the like may be used as the material. The single crystal raw material contained in the noble metal crucible 5 consists of a sintered material sintered by weighing powders of lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). The weight of the sintered material is 7 ~ 10kg, the total weight of the precious metal crucible (5) and the sintered material is 15kg. In addition, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) are distributed such that the composition ratio of lithium (Li) and tantalum (Ta) is Li / Ta = 0.943 (molar ratio).

보온로(2)는 육성로(1)의 위쪽에 배치되고, 그 바닥부에는 단결정(17)을 육성로에서 수납하기 위한 개구가 형성되어 있다. 보온로(2)는 단결정(17)을 끌어올리는 방향, 즉 리프팅축(14~16)에 대하여 평행한 방향(이후, 「리프팅축방향」으로 함) 및 리프팅축(14~16)에 대하여 수직인 방향(이후, 「리프팅축 수직방향」으로 함)으로 이동할 수 있다. 육성로(1)의 상부에는 육성로(1)를 리프팅축 방향으로 이동시키기 위한 매달아 올리는 수단(25)이 접속되어 있다. 이 매달아 올리는 수단(25)을 이용하여 보온로(2)의 바닥부를 육성로 상부덮개(8) 위에 밀접시킬 수 있다.The heat insulating furnace 2 is arrange | positioned above the growth furnace 1, and the opening part for accommodating the single crystal 17 in a growth furnace is formed in the bottom part. The heat retaining furnace 2 is a direction in which the single crystal 17 is pulled up, that is, a direction parallel to the lifting shafts 14 to 16 (hereinafter referred to as the "lifting shaft direction") and perpendicular to the lifting shafts 14 to 16. It can move to a phosphorus direction (henceforth a "lifting axis vertical direction"). A suspending means 25 for moving the growth path 1 in the lifting axis direction is connected to the upper portion of the growth path 1. By using this suspending means 25, the bottom of the heat retaining furnace 2 can be brought into close contact with the growth top cover 8.

또, 보온로(2)를 구성하는 재료에는 단열재가 포함되어 있고, 보온로(2) 내의 온도를 유지하는 기능을 갖는다. 또한, 보온로(2)는 단결정(17)의 수납에 필요한 고온상태를 형성하기 위한 가열수단을 갖는다. 보온로(2)의 내면은 내열성이 있는 열화하기 어려운 물질, 예를 들면 KM관(닛카토사제)등으로 덮여져 있다. 보온로(2)는 육성로(1)의 위쪽에 배치되어 있기 때문에, 보온로(2) 내면이 박리하고, 귀금속 도가니(5) 내에 혼입하는 것을 방지하고, 원료 융액(13)의 순도가 저하하는 것을 방지한다. 또, 보온로(2) 내에 온도가 균일한 영역(균열영역)을 넓게 형성하기 위해서 리프팅축방향의 로내 길이는 단결정(17) 길이의 3배 이상인 것이 바람직하다. 제 1 실시형태에 있어서는 단결정(17)의 길이가 10㎝정도이기 때문에 보온로(2)의 로내 길이를 40㎝로 하였다. 보온로(2)가 갖는 가열수단을 이용하여 보온로(2)의 중심 온도를 1300℃로 설정한 경우, 보온로(2)의 중심에서 리프팅축방향으로 15㎝의 영역의 온도는 1300±50℃의 범위에 머무는 균열영역을 형성하고 있는 것을 확인하였다.Moreover, the heat insulating material is contained in the material which comprises the heat retention furnace 2, and has a function which maintains the temperature in the heat retention furnace 2. As shown in FIG. In addition, the heat retaining furnace 2 has heating means for forming a high temperature state necessary for storing the single crystal 17. The inner surface of the heat retainer 2 is covered with a heat resistant hard to deteriorate material, such as a KM tube (manufactured by Nikkato Co., Ltd.). Since the heat retaining furnace 2 is disposed above the growth furnace 1, the inner surface of the heat retaining furnace 2 is prevented from peeling off and mixed into the precious metal crucible 5, and the purity of the raw material melt 13 is lowered. Prevent it. In addition, in order to form a wide area | region (cracking area) with a uniform temperature in the heat retention furnace 2, it is preferable that the furnace length of a lifting axis direction is three times or more of the length of the single crystal 17. As shown in FIG. In 1st Embodiment, since the length of the single crystal 17 was about 10 cm, the length of the furnace of the heat retention furnace 2 was 40 cm. When the center temperature of the heat retainer 2 is set to 1300 ° C. by using the heating means of the heat retainer 2, the temperature of an area of 15 cm from the center of the heat retainer 2 in the lifting axis direction is 1300 ± 50. It was confirmed that a crack region staying in the range of ° C was formed.

리프팅축은 리프팅봉(14)과 알루미나봉(15)과 종결정(16)으로 이루어진다. 리프팅봉(14)의 일단에는 알루미나봉(15)의 일단이 접속되어 있다. 알루미나봉(15)의 타단에는 종결정(16)이 접속되어 있다. 리프팅봉(14)과 알루미나봉(15)과 종결정(16)은 직선형상으로 접속되어 있다. 리프팅봉(14)의 타단은 단결정(17)의 중량을 측정하는 기능을 갖는 로드셀(22)에 접속되어 있다. 알루미나봉(15)은 보온로(2) 및 육성로 상부 덮개(8)의 구멍(24)을 관통하고, 리프팅축의 선단에 배치된 종결정(16)을 귀금속 도가니(5)에 수용된 원료 융액(13)의 액면(26)에 접촉시킬 수 있다.The lifting shaft consists of a lifting rod 14, an alumina rod 15, and a seed crystal 16. One end of the alumina rod 15 is connected to one end of the lifting rod 14. The seed crystal 16 is connected to the other end of the alumina rod 15. The lifting rod 14, the alumina rod 15, and the seed crystal 16 are connected in a linear shape. The other end of the lifting rod 14 is connected to a load cell 22 having a function of measuring the weight of the single crystal 17. The alumina rod 15 penetrates the hole 24 of the heat retaining furnace 2 and the growth furnace upper cover 8, and receives the seed crystal 16 disposed at the tip of the lifting shaft in the precious metal crucible 5 The liquid surface 26 of 13 can be contacted.

육성로(1), 보온로(2), 리프팅축(14~16)은 금속제의 용기(SUS제 챔버)(35)속에 배치되어 있다. 이 용기의 내부는 가스 도입구(23)로부터 도입되는 질소, 아르곤 등의 불활성가스로 채워져 있다. 금속성 용기의 바깥에는 단결정(17)의 원료의 공급속도를 조절하는 기능 및 중량센서를 갖는 원료공급장치(19)가 배치되어 있다. 원료공급장치(19)와 육성로(1)의 사이에는 원료공급관(20)가 접속되어 있다. 원료공급장치(19)에서 육성로(1) 내의 귀금속 도가니(5)로 소결재료(21)를 공급할 수 있다. 원료공급장치(19) 내의 소결재료(21)는 분말 또는 과립형상의 원료이다.The growth furnace 1, the heat retention furnace 2, and the lifting shafts 14-16 are arrange | positioned in the metal container (chamber made from SUS) 35. As shown in FIG. The inside of this container is filled with inert gas, such as nitrogen and argon, which are introduced from the gas inlet 23. On the outside of the metallic container, a raw material supply device 19 having a function of controlling the supply speed of the raw material of the single crystal 17 and a weight sensor is disposed. A raw material supply pipe 20 is connected between the raw material supply device 19 and the growth furnace 1. The sintered material 21 can be supplied from the raw material supply device 19 to the precious metal crucible 5 in the growth furnace 1. The sintered material 21 in the raw material supply device 19 is a powder or granular raw material.

또, 금속성 용기 바깥에 둥근판형상 또는 장방형상의 덮개(4)가 얹어놓여지고, 덮개(4) 상에 보온로(2)의 바닥부에 장착되는 보온로 바닥덮개(3)가 배치되어 있다. 보온로 바닥덮개(3)를 덮개(4)와 함께 금속성 용기 내에 삽입할 수 있다. 보온로 바닥덮개(3)는 가열수단을 내장하고, 자신의 온도를 컨트롤할 수 있다.Further, a round plate-shaped or rectangular-shaped lid 4 is placed outside the metallic container, and an insulating furnace bottom lid 3 mounted on the lid 4 at the bottom of the insulating furnace 2 is disposed. The warming bottom lid 3 can be inserted together with the lid 4 into the metallic container. Thermal insulation bottom cover 3 has a built-in heating means, it can control its temperature.

다음에 도 1에 도시한 단결정 제조장치를 이용하고 단결정을 제조하는 방법에 대해서 도 1 내지 도 11를 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 4는 단결정(17)의 육성에서 육성된 단결정(17)의 냉각까지의 일련의 단결정 제조공정에서 주요한 제조공정을 나타내는 장치단면도이다. 도 5는 단결정을 제조하는 방법을 나타내는 플로우챠트이다.Next, a method of producing a single crystal using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 11. 1 to 4 are device cross-sectional views showing the main manufacturing steps in a series of single crystal manufacturing steps from the growth of the single crystal 17 to the cooling of the grown single crystal 17. 5 is a flowchart showing a method for producing a single crystal.

(가)우선, 도 5에 도시한 스텝(S01)에 있어서 원료공급관(20)의 선단이 귀금속 도가니(5) 상에 오도록 연장하고, 원료공급장치(19) 중에 있는 Li2CO3및 Ta2O5의 분말을 칭량하고 소결한 소결재료(21)를 원료공급관(20)을 통하여 귀금속 도가니(5)에 공급한다. 또한, 귀금속 도가니(5)를 회전시키면서 소결원료(21)를공급하는 쪽이 바람직하다. 귀금속 도가니(5)에 공급된 소결원료(21)가 용융하기까지에는 어느정도의 시간이 걸리고, 회전하지 않고서 연속적으로 보급하게 되면, 용융하기 전의 소결원료(21) 상에 차례 차례 소결원료(21)가 퇴적하게 되고, 원활하게 소결원료(21)가 융용하지 않는 경우가 있기 때문이다.(A) First, in step S01 shown in FIG. 5, the tip of the raw material supply pipe 20 extends so as to be on the noble metal crucible 5, and Li 2 CO 3 and Ta 2 in the raw material supply device 19. The powder of O 5 is weighed and sintered, and the sintered material 21 is supplied to the noble metal crucible 5 through the raw material supply pipe 20. In addition, it is preferable to supply the sintered raw material 21 while rotating the precious metal crucible 5. When the sintered raw material 21 supplied to the noble metal crucible 5 takes some time to melt and is continuously supplied without rotation, the sintered raw material 21 is sequentially turned on the sintered raw material 21 before melting. This is because there is a case that the sintered raw material 21 does not melt smoothly.

(나)다음에, 스텝(S02)에 있어서 유도가열 코일(10)에 가하는 전력을 증대시키고, 육성로(1) 내의 귀금속부재(5, 11, 12)를 가열한다. 소결원료를 완전하게 용융시키고 원료 융액(13)을 형성한다. 그리고, 유도가열 코일(10)에 가하는 전력을 제어하고, 원료 융액(13)의 액면(26)의 온도를 단결정의 육성에 적합한 온도로 조절한다. 또한, 육성로 상부 덮개(8)를 덮은 상태로 하여 육성로(1) 내의 온도분포를 완만하게 하여 단결정의 육성에 적합한 온도분포를 형성한다.(B) Next, in step S02, the electric power applied to the induction heating coil 10 is increased, and the precious metal members 5, 11, 12 in the growth furnace 1 are heated. The sintered raw material is melted completely and the raw material melt 13 is formed. Then, the electric power applied to the induction heating coil 10 is controlled, and the temperature of the liquid surface 26 of the raw material melt 13 is adjusted to a temperature suitable for growing single crystals. In addition, the temperature distribution in the growth furnace 1 is smoothed in a state in which the growth furnace upper cover 8 is covered to form a temperature distribution suitable for growth of the single crystal.

(다)다음에, 스텝(S03)에 있어서, 리프팅축(14~16)을 원료 융액(13)을 향하여 이동시켜, 리프팅축 선단의 종결정(16)을 원료 융액(13)의 액면(26)에 접촉시킨다. 다음에, 스텝(S04)에 있어서 도 1에 도시한 바와 같이 육성로 상부 덮개(8)를 닫힌 상태에서 리프팅축(14~16)을 회전시키면서 끌어올려 종결정(16)의 아래에 단결정(17)을 육성한다.(C) Next, in step S03, the lifting shafts 14 to 16 are moved toward the raw material melt 13, and the seed crystal 16 at the tip of the lifting shaft is moved to the liquid level 26 of the raw material melt 13. ). Next, in step S04, as shown in FIG. 1, the lifting top 14 is closed while the lifting shafts 14 to 16 are rotated while the upper cover 8 is closed, and the single crystal 17 is below the seed crystal 16. As shown in FIG. Foster).

(라)다음에 스텝(S05)에 있어서 단결정(17)이 소정의 길이까지 육성된 후, 단결정(17)을 액면(26)에서 잘라버린다. 단결정(17)의 잘라버림은 10~100mm/min이라는 빠른 속도에서 소정의 거리까지 리프팅축(14~16)을 끌어올리면 좋다. 또, 단결정(17)의 하단에 결정 테일(tail)을 형성하고 액면(26)에서 잘라버리는 방법을 이용하여도 상관없다.(D) Next, after the single crystal 17 is grown to a predetermined length in step S05, the single crystal 17 is cut off from the liquid surface 26. The cutting of the single crystal 17 may be performed by lifting the lifting shafts 14 to 16 to a predetermined distance at a high speed of 10 to 100 mm / min. Further, a method of forming a crystal tail at the lower end of the single crystal 17 and cutting it off from the liquid surface 26 may be used.

(마)다음에, 육성된 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2)까지 이동하기 위한 준비를 실시한다. 우선, 보온로(2) 내의 온도를 육성된 직후의 고온상태의 단결정(17)을 수납하기 위해서 필요한 소정의 온도로 설정한다. 즉, 보온로(2)의 중심 온도를 단결정(17)의 융점을 절대온도표시로 Tm으로 한 경우, 0.7Tm 이상 Tm 미만의 온도로 설정한다. 여기에서는 보온로(2)의 중심의 온도를 1300℃로 설정한 경우에 대해서 설명을 계속한다. 또한, 제 1 실시형태에서는 육성된 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2)까지 이동하기 위한 준비를 스텝(S05) 후에 실시하지만, 물론 이것에 한정되지는 않는다. 스텝(S05) 전에 단결정(17)의 육성을 실시하고 있는 도중에 실시하여도 상관없다.(E) Next, preparation for moving the grown single crystal 17 from the growth furnace 1 to the heat retention furnace 2 is performed. First, the temperature in the heat retention furnace 2 is set to the predetermined temperature required for accommodating the single crystal 17 in the high temperature state immediately after the growth. That is, when the melting point of the single crystal 17 is Tm in the absolute temperature display, the center temperature of the heat keeping furnace 2 is set to a temperature of 0.7Tm or more and less than Tm. Here, description is continued about the case where the temperature of the center of the heat retention furnace 2 is set to 1300 degreeC. In addition, in 1st Embodiment, although preparation for moving the grown single crystal 17 from the growth furnace 1 to the heat retention furnace 2 is performed after step S05, it is not limited to this, of course. You may carry out in the middle of growing the single crystal 17 before step S05.

(바)다음에, 스텝(S06)에 있어서 육성로 상부 덮개(8)을 좌우로 연다. 다음에 스텝(S07)에 있어서 도 2에 도시한 바와 같이 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2)까지 소정의 속도로 이동시키고 단결정(17)를 보온로(2) 내에 수납한다. 이 때, 보온로(2)의 바닥부는 열린 상태의 육성로 상부 덮개(8)의 상부에 밀접하고 있다. 또, 단결정의 이동은 리프팅축(14~16)을 소정의 속도로 끌어올림으로써 실시된다.(F) Next, in step S06, the growth furnace upper lid 8 is opened left and right. Next, in step S07, as shown in FIG. 2, the single crystal 17 is moved from the growth furnace 1 to the heat retention path 2 at a predetermined speed, and the single crystal 17 is stored in the heat retention path 2. do. At this time, the bottom part of the heat retention path 2 is in close contact with the upper part of the growth furnace upper cover 8 of an open state. The single crystal is moved by lifting the lifting shafts 14 to 16 at a predetermined speed.

(사)다음에 도 6에 도시한 스텝(S08)에 있어서 육성로 상부 덮개(8)를 닫는다. 다음에 스텝(S09)에 있어서 단결정(17), 리프팅축(14~16) 및 보온로(2)를 동기하여 리프팅축방향으로 이동(상승)시킨다. 다음에, 스텝(S10)에 있어서 도 3에 도시한 바와 같이 보온로(2)의 바닥부에 보온로 바닥덮개(3)를 장착한다. 구체적으로는 보온로(2)의 바닥부가 보온로 바닥덮개(3)보다도 위에 올때까지단결정(17), 리프팅축(14~16) 및 보온로(2)를 이동(상승)시킨 후, 보온로 바닥덮개(3)를 둥근판형상의 덮개(4)와 함께 리프팅축 수직방향으로 이동시키고 보온로(2)의 아래쪽에 배치한다. 그리고, 단결정(17), 리프팅축(14~16) 및 보온로(2)를 하강시켜 보온로 바닥덮개(3)를 보온로(2) 바닥부에 장착한다. 다음에 스텝(S11)에 있어서 단결정(17)을 보온로 바닥덮개(3) 위에 착지시킨다.(G) Next, in step S08 shown in FIG. 6, the growth furnace upper cover 8 is closed. Next, in step S09, the single crystal 17, the lifting shafts 14 to 16, and the heat retaining furnace 2 are synchronized (moving) in the lifting axis direction. Next, in step S10, as shown in FIG. 3, the heat insulation bottom cover 3 is attached to the bottom part of the heat insulation furnace 2. As shown in FIG. Specifically, after the single crystal 17, the lifting shafts 14 to 16, and the heat retaining furnace 2 are moved (rising) until the bottom of the heat retaining furnace 2 is above the heat retaining bottom cover 3, the heat retaining furnace The bottom cover 3 is moved together with the round plate-shaped cover 4 in the vertical direction of the lifting shaft, and is disposed below the heat retaining furnace 2. Then, the single crystal 17, the lifting shafts 14 to 16, and the heat retaining furnace 2 are lowered, and the heat retainer bottom cover 3 is attached to the bottom of the heat retaining furnace 2. Next, in step S11, the single crystal 17 is landed on the bottom cover 3 of the heat retention furnace.

(아)다음에 스텝(S12)에 있어서 단결정(17), 리프팅축(15, 16) 및 보온로(2)를 동기하여 리프팅축 수직방향으로 이동한다. 구체적으로는 우선 보온로(2)와 매달아 올리는 수단(25)을 잘라버리고, 또 리프팅봉(14)과 알루미나봉(15)을 잘라버린다. 그리고, 알루미나봉(15), 종결정(16), 단결정(17), 보온로 바닥덮개(3), 뚜껑(4) 및 보온로(2)를 동기하여 리프팅축 수직방향으로 이동시키고 금속성 용기의 바깥으로 옮긴다.(H) Next, in step S12, the single crystal 17, the lifting shafts 15 and 16, and the heat retaining furnace 2 are synchronized with each other to move in the vertical direction of the lifting shaft. Specifically, first, the heat retaining furnace 2 and the suspension means 25 are cut off, and the lifting rod 14 and the alumina rod 15 are cut off. Then, the alumina rod 15, the seed crystal 16, the single crystal 17, the heat insulating bottom cover 3, the lid 4 and the heat holding furnace 2 are moved in the vertical direction of the lifting shaft in synchronization with each other. Move it out.

(자)다음에 스텝(S13)에 있어서 보온로(2) 내에서 단결정(17)의 냉각을 실시한다. 구체적으로는 보온로(2)의 온도를 약 10시간에 걸쳐서 일정 속도로 실온까지 강하시킨다. 그리고, 단결정(17)의 냉각이 종료한 후, 6시간 후에 단결정(17)을 보온로(2)에서 꺼낸다. 다음에 스텝(S14)에 있어서 스텝(S13)과 동시에 다음 단결정의 육성을 실시할지 여부를 결정한다. 다음의 단결정 육성을 실시할 경우(스텝(S14)에서 “예”), 스텝(S15)으로 진행하고, 단결정(17)의 육성에 의해 소비된 분량의 단결정 원료(소결원료)(21)를 귀금속 도가니(5) 내에 보급한다. 단결정(17)의 육성에 의해 소비된 원료 융액(13)의 무게는 로드셀(22)에 의해 측정된 단결정(17)의 무게이기 때문에, 단결정(17)과 동일한 무게 분량의 소결원료(21)를 보급한다. 이 때, 귀금속 도가니(5)를 회전시키면서(지지봉(18)을 회전시키면서) 소결원료(21)를 보급한다.(I) Next, in step S13, the single crystal 17 is cooled in the heat retention furnace 2. Specifically, the temperature of the heating furnace 2 is dropped to room temperature at a constant rate over about 10 hours. Then, after cooling of the single crystal 17 is completed, the single crystal 17 is taken out of the heat retaining furnace 2 six hours later. Next, in step S14, it is determined whether to grow the next single crystal simultaneously with step S13. When the next single crystal growth is carried out (YES in step S14), the flow advances to step S15, in which the amount of the single crystal raw material (sintered raw material) 21 consumed by the growth of the single crystal 17 is noble metal. It is replenished in the crucible 5. Since the weight of the raw material melt 13 consumed by the growth of the single crystal 17 is the weight of the single crystal 17 measured by the load cell 22, the same weight of the sintered raw material 21 as the single crystal 17 is obtained. Disseminate. At this time, the sintered raw material 21 is replenished while rotating the precious metal crucible 5 (while rotating the supporting rod 18).

(차)다음에 스텝(S16)에 있어서 도 4에 도시한 바와 같이 리프팅봉(14)에 새로운 알루미나봉(15) 및 종결정(16)을 장착하고 다음 리프팅축을 준비한다. 그리고, 스텝(S02)으로 되돌아가 상기 스텝(S02~S13)을 반복한다. 한편, 다음 단결정 육성을 실시하지 않는 경우(스텝(S14)에 있어서 “아니오”), 일련의 단결정 제조방법은 종료한다.(D) Next, in step S16, as shown in Fig. 4, a new alumina rod 15 and seed crystal 16 are mounted on the lifting rod 14, and the next lifting shaft is prepared. Then, the process returns to step S02 and the above steps S02 to S13 are repeated. On the other hand, when the next single crystal growth is not carried out (NO in step S14), the series of single crystal production methods is completed.

도 7의 (a)는 스텝(S07)에서 육성로(1)에서 보온로(2)까지의 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프이다. 세로축은 원료 융액(13)의 액면(26)에서의 수직거리를 나타내고, 가로축은 리프팅축 상의 온도를 나타낸다. 리프팅축 상의 온도는 육성로 상부 덮개(8)를 열고, 로심 온도가 1300℃로 설정된 육성로가 육성로 상부 덮개(8)에 밀접한 상태에서 열전대를 이용하여 측정한 것이다. 도 7의 (b)는 도 1에 도시한 단결정 제조장치의 일부분을 나타내는 단면도이며, 도 7의 (a)에 도시한 그래프의 주요한 온도에서 단결정(17)의 위치를 나타내고 있다.FIG. 7A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft from the growth furnace 1 to the heat retention furnace 2 in step S07. The vertical axis represents the vertical distance at the liquid level 26 of the raw material melt 13, and the horizontal axis represents the temperature on the lifting axis. The temperature on the lifting shaft is measured by using a thermocouple in a state in which the growth furnace upper cover 8 is opened and the growth furnace in which the core temperature is set to 1300 ° C. is in close contact with the growth furnace upper cover 8. FIG. 7B is a cross-sectional view showing a part of the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and shows the position of the single crystal 17 at the main temperature of the graph shown in FIG. 7A.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 원료 융액(13)의 액면(26)의 온도는 약 1650도이며, 리프팅축 상의 온도는 수직거리에 따라서 저하해간다. 보온탑(7)의 상부 부근에서 1300℃을 하회하며, 육성로(2)의 바닥부 부근에서 온도 분포의 킹크(kink)(극소값)(27)를 형성하고, 보온로(2)의 중심에서 1300℃까지 상승하고 있다. 도 7의 (b)에 있어서 단결정(17A)은 스텝(S05)에서 액면(26)에서 잘라버린 상태를 나타낸다. 단결정(17B)은 보온탑(7)의 상단 부근에서 리프팅축 상의 온도가 1300℃이 되는 부분에 단결정(17)의 중심(29)이 배치된 상태를 나타낸다. 단결정(17C)은 보온로(2)의 중심에 단결정(17)의 중심(29)이 배치된 상태를 나타낸다.As shown in FIG. 7A, the temperature of the liquid surface 26 of the raw material melt 13 is about 1650 degrees, and the temperature on the lifting shaft decreases with the vertical distance. It is less than 1300 degreeC near the upper part of the thermal insulation tower 7, and forms the kink (minimum value) 27 of temperature distribution in the vicinity of the bottom part of the growth furnace 2, and at the center of the thermal insulation furnace 2 It is rising to 1300 degreeC. In FIG.7 (b), single crystal 17A shows the state cut | disconnected by the liquid level 26 in step S05. The single crystal 17B shows a state in which the center 29 of the single crystal 17 is arranged at a portion where the temperature on the lifting shaft becomes 1300 ° C. near the upper end of the thermal insulation tower 7. The single crystal 17C represents a state in which the center 29 of the single crystal 17 is disposed at the center of the heat keeping furnace 2.

본 발명의 제 1 실시형태에서는 스텝(S07)에서 육성로(1)로부터 보온로(2)까지의 이동속도는 리프팅축 상의 온도가 보온로(2) 중심의 온도(1300℃)미만인 영역과 그 이외의 영역에서 다르고, 보온로(2) 중심의 로내 온도(1300℃)미만인 영역 쪽이 빠르다. 즉, 도 7의 (b)에 있어서 단결정(17A)의 상태에서 단결정(17B)의 상태까지의 이동속도보다도 단결정(17B)의 상태에서 단결정(17C)의 상태까지의 이동속도 쪽을 빠르게 한다. 구체적으로 단결정(17A)의 상태에서 단결정(17B)의 상태까지 1시간 걸려 이동하고, 단결정(17B)의 상태에서 단결정(17C)의 상태까지 매분 50~100mm의 속도로 빠르게 이동하였다. 또한, 단결정(17A)의 상태에서 단결정(17B)의 상태까지 이동시간을 1시간으로 하였지만, 단결정(17)이 받는 열스트레스의 저감, 크랙방지의 관점에서 더욱 긴 시간을 들여 이동시키는 것이 바람직하다.In the first embodiment of the present invention, in step S07, the moving speed from the growth furnace 1 to the heat retention furnace 2 is a region where the temperature on the lifting shaft is less than the temperature (1300 ° C.) at the center of the heat retention furnace 2, and It differs in the other area | region, and the area | region below the inside temperature (1300 degreeC) of the heat-retaining furnace 2 center is faster. That is, in FIG. 7B, the moving speed from the state of the single crystal 17B to the state of the single crystal 17C is faster than the moving speed from the state of the single crystal 17A to the state of the single crystal 17B. Specifically, it took 1 hour from the state of single crystal 17A to the state of single crystal 17B, and rapidly moved from the state of single crystal 17B to the state of single crystal 17C at a speed of 50 to 100 mm per minute. In addition, although the movement time was 1 hour from the state of the single crystal 17A to the state of the single crystal 17B, it is preferable to move for a longer time from the viewpoint of reducing the thermal stress and preventing the crack that the single crystal 17 receives. .

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시형태에 의하면 보온로(2) 내에서 단결정(17)의 냉각을 실시하기 위해 귀금속 도가니(5) 내의 원료 융액(13)이 단결정(17)의 냉각마다 고정되는 일 없이, 육성로(1) 전체의 승온-냉각이라는 히트사이클을 단결정(17)의 육성마다 반복 실시할 필요가 없어진다. 따라서, 귀금속 도가니(5)의 조기 변형, 육성로(1)에 포함되는 내화물의 조기 열화를 방지할 수 있다. 이에 의해 단결정(17)의 생산 능력의 향상과 실질적인 생산비용의 저감을 동시에 달성할 수 있다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, the raw material melt 13 in the noble metal crucible 5 is fixed for each cooling of the single crystal 17 in order to cool the single crystal 17 in the heating furnace 2. It is not necessary to repeat the heat cycle of temperature raising and cooling of the entire growth furnace 1 for each growth of the single crystal 17. Therefore, premature deformation of the precious metal crucible 5 and premature deterioration of the refractory contained in the growth furnace 1 can be prevented. Thereby, the improvement of the production capacity of the single crystal 17 and the substantial reduction of the production cost can be achieved simultaneously.

또, 보온로(2) 내에서 단결정(17)의 냉각을 실시할 때, 보온로(2)를 단결정(17) 및 리프팅축(15, 16)과 함께 리프팅축에 대하여 수직방향으로 이동시켜 두어 육성로(1) 내에 다른 리프팅축을 배치할 수 있다. 따라서, 단결정(17)을 냉각하고 있는 사이에 다음 단결정을 육성할 준비를 개시할 수 있다. 따라서, 연속적인 결정 리프팅이 실용화 레벨이 되고, 종래 2일에 1개의 비율로 제조한 단결정을 1일 1개의 비율로 제조할 수 있게 되어, 단결정 제조장치의 생산효율이 종래의 2배로 증가한다.In addition, when cooling the single crystal 17 in the heat retaining furnace 2, the heat retaining furnace 2 is moved together with the single crystal 17 and the lifting shafts 15 and 16 in the vertical direction with respect to the lifting shaft. Other lifting shafts can be arranged in the build furnace 1. Therefore, preparation for growing the next single crystal can be started while cooling the single crystal 17. Therefore, continuous crystal lifting becomes a practical level, and it is possible to manufacture single crystals produced at one ratio in conventional two days at one ratio per day, so that the production efficiency of the single crystal manufacturing apparatus is doubled conventionally.

또한, 보온로(2)의 바닥부를 육성로 상부 덮개(8)의 상부에 밀접한 상태에서 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2) 내로 수납하여 육성로 상부 덮개(8)와 보온로(2)와의 간격으로부터 로내의 열이 달아나기 어렵게 할 수 있다. 즉, 육성로 상부 덮개(8)와 보온로(2)와의 간격 부근에 국소적인 저온부분을 형성하지 않고, 단결정(17)에 큰 열스트레스를 가하는 일 없이 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2) 내로 수납한다. 따라서, 단결정의 균열의 발생율을 대폭으로 내릴 수 있다.In addition, in the state in which the bottom part of the heat retaining furnace 2 is in close contact with the upper part of the growing furnace upper cover 8, the single crystal 17 is stored in the heat retaining furnace 2 in the growing furnace 1, and The heat in a furnace can make it hard to run away from the space | interval with the thermal furnace 2. That is, the single crystal 17 is not grown in the vicinity of the gap between the growth top cover 8 and the heat retaining furnace 2, and the single crystal 17 is grown without applying a large thermal stress to the single crystal 17. Housed in the thermal furnace (2). Therefore, the incidence rate of single crystal cracks can be greatly reduced.

또한, 단결정(17)의 육성 시에 육성로 상부 덮개(8)를 닫아 두어 육성로(1)의 위쪽으로부터 낙하물이 귀금속 도가니(5) 내로 침입하는 것을 방지하고, 원료 융액(13)의 순도의 저하를 방지할 수 있다. 또, 단결정(17)을 보온로(2) 내에 수납한 후도 육성로 상부 덮개(8)를 닫아 두는 것으로 단결정(17)의 육성 시와 동일하게 귀금속 도가니(5) 내로의 낙하물을 방지할 수 있다.In addition, when the single crystal 17 is grown, the growth furnace upper lid 8 is closed to prevent falling objects from entering the precious metal crucible 5 from the upper portion of the growth furnace 1 and to improve the purity of the raw material melt 13. The fall can be prevented. Also, after storing the single crystal 17 in the heat retaining furnace 2, the growth top lid 8 is closed to prevent falling objects into the precious metal crucible 5 in the same manner as the single crystal 17 is grown. have.

또한, 단결정(17)의 육성을 준비할 때에 육성로 상부 덮개(8)를 닫아 두는것으로 육성로(1) 내부의 온도분포를 세로방향으로 완화하고, 단결정(17)의 육성에 적합한 로내 환경을 형성할 수 있다. 또, 육성로 상부 덮개(8)는 리프팅축(14~16)이 관통하는 구멍(24)을 갖기 때문에 육성로 상부 덮개(8)를 닫아 단결정(17)을 육성할 수 있다. 따라서, 단결정(17)의 육성시에 있어서도 이 단결정 육성에 적합한 로내 환경을 유지할 수 있고, 단결정(17)이 받는 열스트레스를 저감할 수 있다.In addition, when preparing the growth of the single crystal 17, the upper cover 8 of the growth furnace is closed to alleviate the temperature distribution inside the growth furnace 1 in the longitudinal direction, thereby creating a furnace environment suitable for the growth of the single crystal 17. Can be formed. In addition, since the growth furnace upper cover 8 has a hole 24 through which the lifting shafts 14 to 16 penetrate, the growth furnace upper cover 8 can be closed to grow the single crystal 17. Therefore, even in the growth of the single crystal 17, it is possible to maintain the furnace environment suitable for the growth of the single crystal, and to reduce the thermal stress that the single crystal 17 receives.

(제 1 실험예)(Example 1)

다음에 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 실험예에 대해서 설명한다. 우선, 제 1 실험예에서는 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2)까지 이동할 때의 보온로(2)의 바닥부에서 육성로 상부 덮개(8)의 상부까지의 거리에 대해서 검토한다. 실시형태에 있어서는 보온로(2)의 바닥부가 육성로 상부 덮개(8)의 상부에 밀접한 상태, 즉 보온로(2)의 바닥부에서 육성로 상부 덮개(8)의 상부까지의 거리를 0mm로 한 경우에 대해서 나타낸다. 제 1 실험예에서는 이 거리(보온로-육성로간 거리)를 0, 10, 20, 40mm의 4조건에 있어서 육성로(1)에서 보온로(2)까지의 단결정(17)의 이동을 실시하였다. 각 조건마다 3개의 단결정(17)의 육성을 실시하고, 냉각 후의 단결정(17)의 크랙 프리율, 폴링(polling)공정 후의 크랙 프리율을 측정하였다. 또한, 이 측정에 있어서는 결정 리프팅공정에 있어서 이상적인 상태에서 벗어난 것에 대해서는 크랙 프리율의 카운트에서 제외하였다. 측정결과는 표 1에 나타낸다.Next, an experimental example according to the first embodiment of the present invention will be described. First, in the first experimental example, the distance from the bottom of the heat retaining furnace 2 to the top of the growing furnace upper cover 8 when the single crystal 17 is moved from the growing furnace 1 to the heat retaining furnace 2 is described. Review. In the embodiment, the bottom of the heat retaining furnace 2 is in close contact with the upper part of the growth furnace upper cover 8, that is, the distance from the bottom of the heat retaining furnace 2 to the top of the growth furnace upper cover 8 is 0 mm. One case is shown. In the first experimental example, the single crystal 17 was moved from the growth furnace 1 to the insulation furnace 2 under four conditions of 0, 10, 20, and 40 mm in this distance (the distance between the insulation furnace and the growth furnace). . Three single crystals 17 were grown for each condition, and the crack free rate of the single crystal 17 after cooling and the crack free rate after the polling step were measured. In this measurement, the deviation from the ideal state in the crystal lifting step was excluded from the count of the crack free rate. The measurement results are shown in Table 1.

보온로·육성로간 거리Distance between insulation furnace and upbringing furnace 냉각 후 크랙 프리율Crack Free Rate After Cooling 폴링 후 크랙 프리율Crack Free Rate after Polling 40mm40 mm 1/31/3 1/11/1 20mm20 mm 3/33/3 2/32/3 10mm10 mm 3/33/3 3/33/3 0mm0 mm 3/33/3 3/33/3

표 1에서 나타내는 바와 같이 냉각 후의 크랙 프리율은 0, 10, 20mm의 조건에서 양호한 결과가 얻어졌다. 또 폴링 후의 크랙 프리율은 20mm의 조건에서 저하하고 있지만, 0, 10mm조건에서 양호한 결과가 얻어졌다. 따라서, 도 5에 도시한 스텝(S07)에 있어서 육성로 상부 덮개(8)의 상부에서 보온로(2)의 바닥부까지의 거리를 10mm 이하로 설정하여 크랙의 발생을 예방할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 이 거리를 20mm 이하로 설정하여도 이미 크랙 예방효과가 나타나고 있는 것을 알 수 있었다.As shown in Table 1, favorable results were obtained for the crack free rate after cooling on the conditions of 0, 10, and 20 mm. Moreover, although the crack free rate after polling was falling on 20 mm conditions, the favorable result was obtained on 0 and 10 mm conditions. Therefore, it can be seen that in step S07 shown in FIG. 5, the occurrence of cracks can be prevented by setting the distance from the upper part of the growth furnace upper cover 8 to the bottom of the heat retention furnace 2 to 10 mm or less. have. Moreover, it turned out that the crack prevention effect is already exhibited even if this distance is set to 20 mm or less.

도 8의 (a)는 도 7의 (a)와 동일하게 스텝(S07)에서 육성로(1)에서 보온로(2)까지의 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프이다. 도 8의 (b)는 도 7의 (b)와 동일하게 단결정 제조장치의 한 부분을 나타내는 단면도이며, 도 8의 (a)에 도시한 그래프의 주요한 온도에서 단결정(17)의 위치를 나타내고 있다. 단, 육성로 상부 덮개(8)의 상부에서 보온로(2)의 바닥부까지의 거리가 0mm가 아닌, 즉 육성로 상부 덮개(8)의 상부와 보온로(2)의 바닥부가 밀접하고 있지 않은 상태에서의 온도분포를 나타내고 있다. 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 육성로 상부 덮개(8)의 상부와 보온로(2)의 바닥부 사이에 간격(28)이 형성되어 있기 때문에 이 간격(28)으로부터 로내의 열이 달아나게 되고, 리프팅축 상의 온도가 저하하게 된다. 한편, 원료 융액(13)의 액면(26)의 온도 및 보온로(2)의 중심 온도는 도 7에대하여 변화하고 있지 않다. 결과적으로 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 육성로 상부 덮개(8)의 상부와 보온로(2)의 바닥부의 간격(28) 부근에 형성되는 온도분포의 킹크(27)가 커지게 되고, 단결정(17)은 이 온도분포의 킹크(27)를 통과할 때에 큰 열 스트레스를 받고 크랙이 발생하게 될 우려가 생긴다.FIG. 8A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft from the growth furnace 1 to the heat retention furnace 2 in step S07 in the same manner as in FIG. 7A. FIG. 8B is a cross-sectional view showing a part of the single crystal manufacturing apparatus similarly to FIG. 7B, and shows the position of the single crystal 17 at the main temperature of the graph shown in FIG. 8A. . However, the distance from the upper part of the upper part of the growth furnace upper cover 8 to the bottom part of the heat retention furnace 2 is not 0 mm, that is, the upper part of the upper part of the growth furnace upper cover 8 and the bottom part of the thermal insulation furnace 2 are not in close contact. It shows the temperature distribution in the absence state. As shown in FIG. 8A, a gap 28 is formed between the upper part of the growth furnace upper cover 8 and the bottom of the heat retaining furnace 2 so that heat in the furnace can escape from the gap 28. This lowers the temperature on the lifting shaft. On the other hand, the temperature of the liquid level 26 of the raw material melt 13 and the center temperature of the heat retention path 2 do not change with respect to FIG. As a result, as shown in FIG. 8A, the kink 27 of the temperature distribution formed near the gap 28 between the upper part of the upper part of the growth furnace upper cover 8 and the bottom part of the heating furnace 2 becomes large. When the single crystal 17 passes through the kink 27 of this temperature distribution, there is a possibility that a large heat stress is generated and cracks are generated.

(제 2 실험예)(Example 2)

다음에 제 2 실험예에 있어서는 단결정(17)을 육성로(1)에서 보온로(2)까지 이동할 때의 단결정(17)의 이동속도에 대해서 검토한다. 실시형태에서는 스텝(S07)에 있어서 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 단결정(17A)의 상태에서 단결정(17B)의 상태까지의 이동속도보다도 단결정(17B) 상태에서 단결정(17C)의 상태까지의 이동속도의 쪽을 빠르게 하고 있었다. 이에 의해 온도분포의 킹크(27)에서 단결정(17)이 받는 열스트레스를 저감할 수 있었다.Next, in the second experimental example, the moving speed of the single crystal 17 when the single crystal 17 is moved from the growth furnace 1 to the heat retention furnace 2 is examined. In the embodiment, in step S07, as shown in Fig. 7B, the state of the single crystal 17C in the single crystal 17B state is higher than the moving speed from the state of the single crystal 17A to the state of the single crystal 17B. I was speeding up the speed of movement. Thereby, the thermal stress which the single crystal 17 receives in the kink 27 of temperature distribution was able to be reduced.

제 2 실험 비교예에서는 단결정(17)을 액면(26)에서 잘라버린 상태에서 보온로(2)의 중심에 단결정(17)의 중심(29)이 있는 상태까지 일정 이동속도로 이동하였다. 이동속도는 매분 1.5mm이며, 약 300분에 걸쳐 이동하였다.In the second experimental comparative example, the single crystal 17 was cut off at the liquid level 26 and moved at a constant moving speed to the state where the center 29 of the single crystal 17 was located at the center of the heating furnace 2. The moving speed was 1.5 mm per minute and moved over about 300 minutes.

한편, 제 1 실시형태에 관한 단결정의 이동속도는 이하와 같다. 즉, 리프팅축 상의 온도가 보온로(2)의 중심의 로내 온도(1300℃)이상인 영역(17A~17B)에서의 이동속도는 매분 1.5mm이며, 약 85분에 걸쳐 이동하였다. 그리고, 리프팅축 상의 온도가 보온로(2)의 중심 로내 온도(1300℃)미만인 영역(17B~17C)에서의 이동속도는 매분 100mm로 빨리 보낸다. 각각 10개씩 단결정(17)의 육성을 실시하고, 냉각 후 크랙 프리율을 조사하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.In addition, the moving speed of the single crystal which concerns on 1st Embodiment is as follows. In other words, the moving speed in the regions 17A to 17B where the temperature on the lifting shaft was at least 1300 ° C. in the center of the heating furnace 2 was 1.5 mm per minute, and moved over about 85 minutes. Then, the moving speed in the regions 17B to 17C where the temperature on the lifting shaft is lower than the center furnace temperature (1300 ° C.) of the heat keeping furnace 2 is quickly sent to 100 mm per minute. Ten single crystals 17 were grown each, and the crack free rate after cooling was examined. The results are shown in Table 2.

크랙 프리율Crack free rate 이동속도 일정Moving speed 4/104/10 보온로 온도 이후 빠르게 보냄Sent quickly after the furnace temperature 8/108/10

표 2에 나타내는 바와 같이 제 2 실험예에 관한 시간을 두고 천천히 단결정(17)을 이동시킨 경우(이동속도 일정), 크랙 프리율은 4/10이며, 실시의 형태에 관한 경우(보온로 온도 이후 빠르게 보냄), 크랙 프리율은 8/10이었다. 즉, 보온로 온도 이후 빠르게 보낸 경우의 크랙이 발생하지 않은 확률은 이동속도가 일정한 경우의 2배였다. 이것은 보온로(2)와 육성로 상부 덮개(8)와의 사이에 국소적으로 온도가 낮은 냉각부분(온도분포의 킹크(27))이 형성되어 있고, 이 냉각부분을 천천히 이동시키게 되면, 단결정(17)의 온도가 이 냉각부분에 영향받게 된다. 즉, 단결정(17)의 온도가 급격하게 저하하고 단결정(17)의 내부 스트레스가 커지며, 크랙이 발생하기 쉬워진다고 생각된다.As shown in Table 2, when the single crystal 17 was slowly moved over time according to the second experimental example (moving speed constant), the crack free rate was 4/10, and the embodiment (after the furnace temperature) Sent quickly), crack free rate was 8/10. That is, the probability that cracks did not occur when sent quickly after the temperature of the heating furnace was twice that of a constant moving speed. This is a cooling part (the kink 27 of temperature distribution) with a locally low temperature is formed between the heat retention furnace 2 and the growth furnace upper cover 8, and when this cooling part is moved slowly, a single crystal ( The temperature of 17) is affected by this cooling part. That is, it is thought that the temperature of the single crystal 17 decreases rapidly, the internal stress of the single crystal 17 increases, and cracks tend to occur.

한편, 제 1 실시형태에서 나타낸 바와 같이 리프팅축 상의 온도가 보온로(2)의 중심 온도(1300℃)미만인 영역(17B~17C)을 빠르게 이동시키는 것으로 국소적인 냉각부분이 단결정(17)의 온도에 주는 영향이 작고, 단결정(17)의 온도를 어느 정도 고온으로 유지한 채로 보온로(2)에 수납할 수 있다. 따라서, 단결정(17)이 받는 열 스트레스는 작기 때문에 크랙이 발생할 확률을 내릴 수 있다고 생각된다.On the other hand, as shown in the first embodiment, the temperature on the lifting shaft rapidly moves the regions 17B to 17C where the temperature on the lifting shaft 2 is less than the center temperature (1300 ° C) of the heating furnace 2, so that the local cooling portion is the temperature of the single crystal 17. The influence on the surface is small and can be stored in the heat storage furnace 2 while maintaining the temperature of the single crystal 17 at a high temperature to some extent. Therefore, it is thought that since the thermal stress received by the single crystal 17 is small, the probability of cracking can be reduced.

또한, 제 2 실험예에서는 탄탈산 리튬(LiTaO3)의 단결정 외에 니오브산 리튬(LiNbO3)에 대해서도 동일한 실험을 실시하고, 동일한 결과가 얻어지고 있다.In addition, in the second experimental example, the same experiment was performed on lithium niobate (LiNbO 3 ) in addition to the single crystal of lithium tantalate (LiTaO 3 ), and the same result was obtained.

(제 3 실험예)(Third Experimental Example)

도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이 육성로 상부 덮개(8)의 상부와 보온로(2)의 바닥부를 밀접시킨 상태라도 그 밀접한 부분에서 리프팅축 상의 온도분포에 킹크(27)가 형성되게 된다. 제 2 실험예에서 나타낸 바와 같이 단결정(17)이 받는 열스트레스를 저감하기 위해서 이 온도분포 킹크(27)에서 단결정(17)을 빠르게 이동시키고 있다. 그래서, 제 3 실험예에서는 육성로(1)에서 보온로(2)까지의 리프팅축 상의 온도분포를 킹크(27)를 형성하지 않고 육성로(1)에서 보온로(2)까지 단조하게 저하하는 형상으로 하기 위한 장치 상의 고안에 대해서 검토한다.As shown in FIGS. 7A and 7B, even when the upper part of the upper part of the growth furnace upper cover 8 and the bottom part of the heat retaining furnace 2 are in close contact with each other, the kink on the temperature distribution on the lifting shaft is in close contact therewith. (27) is formed. As shown in the second experimental example, in order to reduce the thermal stress that the single crystal 17 receives, the single crystal 17 is quickly moved in the temperature distribution kink 27. Thus, in the third experimental example, the temperature distribution on the lifting shaft from the growth furnace 1 to the insulation furnace 2 is monotonously reduced from the growth furnace 1 to the insulation furnace 2 without forming the kink 27. The devise on the apparatus for making a shape is examined.

도 9의 (b)는 제 3 실험예에 관한 단결정장치의 구성의 한 부분(특징부분)을 나타내는 단면도이다. 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 제 3 실험예에 관한 단결정 제조장치는 도 1에 도시한 장치에 비해 보온탑(7)의 상부의 외부둘레 및 보온로(2)의 하부의 외부둘레를 각각 둘러싸는 보온재(30)를 또한 갖는다. 여기에서는 보온재(30)로서 알루미나계 단열재를 이용한다. 도 9의 (a)는 도 9의 (b)에 도시한 장치 구성에서 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프이다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 보온재(30)를 배치하여 육성로 상부 덮개(8)의 상부와 보온로(2)의 바닥부가 밀접한 부분에 온도분포의 킹크가 형성되지 않고, 원료 융액(13)의 액면(26)으로부터 보온로(2)의 중심에 걸쳐 리프팅축 상의 온도를 단조하게 저하시키 수 있다.FIG. 9B is a cross-sectional view showing a part (feature part) of the configuration of the single crystal device according to the third experimental example. As shown in (b) of FIG. 9, the single crystal manufacturing apparatus according to the third experimental example has an outer circumference of the upper portion of the thermal insulation tower 7 and an outer circumference of the lower portion of the thermal insulation furnace 2 as compared with the apparatus of FIG. 1. It also has a heat insulating material 30 surrounding each. Here, an alumina type heat insulating material is used as the heat insulating material 30. FIG. 9A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft in the apparatus configuration shown in FIG. 9B. As shown in Fig. 9A, the insulation material 30 is disposed so that the kink of the temperature distribution is not formed at the portion where the upper portion of the upper cover 8 of the growth furnace upper cover 8 and the bottom of the insulation furnace 2 are in close contact with each other. From the liquid level 26 of (13), the temperature on a lifting shaft can be monotonously reduced across the center of the heat retention furnace 2.

도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에 도시한 상태에 있어서 제 2 실시예와 동일하게10개의 단결정(17)을 육성하고, 냉각 후의 단결정(17)의 크랙 프리율을 측정하였다. 이 때 이동속도는 단결정(17)의 상단이 보온로(2)의 바닥부 부근에 도달하기까지는 매분 2mm의 일정 속도로 이동하고, 그 후는 매분 100mm의 빠르게 보내기로 이동하였다. 측정결과를 표 3에 나타낸다.In the states shown in Figs. 9A and 9B, as in the second embodiment, ten single crystals 17 were grown, and the crack free rate of the single crystals 17 after cooling was measured. At this time, the moving speed moved at a constant speed of 2 mm per minute until the upper end of the single crystal 17 reached near the bottom of the heat retaining furnace 2, and then moved to a rapid sending of 100 mm per minute. Table 3 shows the measurement results.

냉각 후 크랙 프리율Crack Free Rate After Cooling 온도분포 개선 후After improving temperature distribution 9/109/10

표 3에 나타내는 바와 같이 온도분포를 개선함으로써 냉각 후의 크랙 프리율은 9/10까지 상승하고, 표 2의 보온로 온도 이후 빠르게 보내기 경우의 8/10에 비해 크랙 프리율이 향상한 것을 알 수 있었다.As shown in Table 3, by improving the temperature distribution, the crack free rate after cooling rose to 9/10, and it was found that the crack free rate was improved compared to 8/10 of the case where the heat was quickly sent after the temperature of the heat keeping furnace of Table 2. .

또, 단결정(17)의 상단이 보온로(2)의 바닥부 부근에 도달하기까지의 이동속도를 매분 1, 3, 5, 7mm의 4조건에서 각각 3개의 단결정의 육성을 실시하고, 냉각 후 크랙 프리율을 측정하였다. 측정결과를 표 4에 나타낸다.In addition, three single crystals were grown at four speeds of 1, 3, 5, and 7 mm per minute, respectively, at a moving speed until the upper end of the single crystal 17 reached near the bottom of the heat retaining furnace 2, and after cooling, The crack free rate was measured. Table 4 shows the measurement results.

상승속도Ascent rate 냉각 후 크랙 프리율Crack Free Rate After Cooling 1mm/m1mm / m 3/33/3 3mm/m3mm / m 3/33/3 5mm/m5mm / m 2/32/3 7mm/m7mm / m 0/30/3

표 4에 나타낸 바와 같이 매분 1mm 및 매분 3mm의 조건에서는 크랙은 발생하지 않고, 매분 5mm의 조건에서는 발생하는 크랙은 적다. 그러나, 매분 7mm 이상의 조건에서는 모든 단결정(17)에 크랙의 발생이 보였다. 이것은 단결정(17)의 냉각속도가 커지고, 열스트레스가 증가하여 크랙이 생기기 쉬워졌기 때문이라고 생각된다.As shown in Table 4, no crack is generated under the conditions of 1 mm per minute and 3 mm per minute, and there are few cracks under the condition of 5 mm per minute. However, cracks were observed in all single crystals 17 in a condition of 7 mm or more per minute. This is considered to be because the cooling rate of the single crystal 17 is increased, the thermal stress is increased, and cracks are likely to occur.

(제 4 실험예)(Example 4)

다음에 보온로(2) 내에 수납된 후의 단결정(17)의 취급에 대해서 설명한다. 실시형태에서도 나타내는 바와 같이 보온로(2) 내의 리프팅축 방향의 길이를 단결정(17)의 길이(10㎝정도)의 3배 이상인 40㎝로 하여, 보온로(2) 내에서 온도가 균일한 영역(균열영역)을 넓게 형성할 수 있다. 따라서, 단결정(17)의 중심과 보온로의 중심이 일치하도록 보온로(2)에 수납하여 단결정(17) 전체를 균일하게 냉각할 수 있다.Next, the handling of the single crystal 17 after being stored in the heat retaining furnace 2 will be described. As also shown in the embodiment, the length in the lifting axis direction in the thermal furnace 2 is set to 40 cm, which is three times or more the length (about 10 cm) of the single crystal 17, and the temperature is uniform in the thermal furnace 2. The crack area can be formed widely. Therefore, the single crystal 17 can be uniformly cooled by being accommodated in the heat retention furnace 2 so that the center of the single crystal 17 and the center of the heat retention furnace coincide.

그러나, 보온로(2)의 로내 길이를 충분히 길게 할 수 없는 경우, 이하에 나타내는 문제가 생긴다. 즉, 스텝(S07)에서 단결정(17)을 보온로(2) 내에 수납하고 나서 스텝(S10)에서 보온로의 바닥부에 보온로 바닥 덮개(3)를 장착하기까지의 사이에 단결정(17)은 바닥부가 개구한 상태의 보온로(2)에 수납되어 있게 된다. 또, 스텝(S09)에 있어서 보온로(2)는 리프팅축에 대하여 평행방향으로 이동(상승)되고, 그 바닥부는 육성로 상부 덮개(8)의 상부에서 풀어놓게 된다. 따라서, 스텝(S07)에서 스텝(S10)의 사이에 있어서 보온로(2) 내의 온도분포는 바닥부 부근의 온도가 저하한 형상을 갖고, 단결정(17)의 하단측이 먼저 냉각되고, 크랙이 발생할 우려가 있다.However, when the furnace length of the heat retention furnace 2 cannot be made long enough, the problem shown below arises. That is, in step S07, the single crystal 17 is accommodated in the heat retaining furnace 2, and after the single crystal 17 is attached to the bottom of the heat retaining furnace at the step S10, the single crystal 17 is mounted. The silver is housed in the heat retaining furnace 2 in the open state. In addition, in step S09, the heat retention path 2 is moved (rising) in parallel with respect to a lifting shaft, and the bottom part is released from the upper part of the upper part of the upper part of the growth path 8. Therefore, the temperature distribution in the heat retention path 2 between step S07 and step S10 has a shape in which the temperature near the bottom portion has decreased, and the lower end side of the single crystal 17 is cooled first, It may occur.

도 10의 (a)는 보온로(2)의 바닥부가 개구한 상태에서 리프팅축 상의 온도분포를 나타내는 그래프이다. 도 10의 (b)는 바닥부가 개구한 상태의 육성로(1) 및 육성로(1)에 수납된 단결정(17)을 나타내는 단면도이다. 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 보온로(2) 내의 리프팅축 방향의 길이를 충분히 길게 할 수 없는 경우, 바닥부가 개구한 상태에서는 바닥부 부근의 온도가 낮은 것을 알 수 있다. 도 10의 (a)에 도시한 온도분포에 있어서 단결정(17)을 그 중심(29)과 보온로(2)의 중심(34)이 일치하도록 배치한 경우, 단결정(17)의 상단(31)과 하단(32)과의 온도차가 커지고, 단결정(17)의 하단(32)측이 먼저 냉각되고, 크랙이 발생할 우려가 있다.FIG. 10A is a graph showing the temperature distribution on the lifting shaft in the state where the bottom portion of the heat keeping furnace 2 is opened. FIG. 10B is a cross-sectional view showing the growth path 1 and the single crystal 17 housed in the growth path 1 having the bottom portion opened. As shown in Fig. 10A, when the length of the lifting shaft direction in the heat retaining furnace 2 cannot be lengthened sufficiently, it can be seen that the temperature near the bottom is low in the open state of the bottom. In the temperature distribution shown in (a) of FIG. 10, when the single crystal 17 is arranged so that the center 29 and the center 34 of the heat retaining furnace 2 coincide with each other, the upper end 31 of the single crystal 17 is arranged. There is a risk that the temperature difference between the lower end 32 and the lower end 32 becomes large, the lower end 32 side of the single crystal 17 is first cooled, and cracks may occur.

그래서, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이 단결정(17)의 중심(29)이 보온로(2)의 중심(34)보다 위쪽에 배치되도록 단결정(17)을 육성로(1)에 수납한다. 또는 보온로(2)의 바닥부와 단결정(17)의 하단과의 거리가 보온로(2)의 내부직경 정도 이상이 되도록 단결정(17)을 육성로(2)에 수납한다. 이에 따라 단결정(17)의 상단(31)과 하단(32)과의 온도차를 작게 억제하여, 단결정(17)을 균일한 온도환경에 둘 수 있어 크랙의 발생을 억제할 수 있다.Thus, as shown in FIG. 10B, the single crystal 17 is stored in the growth furnace 1 such that the center 29 of the single crystal 17 is disposed above the center 34 of the heat keeping furnace 2. do. Alternatively, the single crystal 17 is stored in the growth furnace 2 such that the distance between the bottom of the heat retention furnace 2 and the lower end of the single crystal 17 is equal to or greater than the inner diameter of the heat retention furnace 2. As a result, the temperature difference between the upper end 31 and the lower end 32 of the single crystal 17 can be suppressed to be small, and the single crystal 17 can be placed in a uniform temperature environment, whereby the occurrence of cracks can be suppressed.

(제 5 실험예)(Example 5)

다음에 보온로 바닥 덮개(3)의 최상부 재질에 대해서 검토한다. 일반적으로 산화물 단결정은 고온상태에서 다른 재질의 물질과 반응하기 쉬운 경향이 있다. 특히 리튬(Li)을 포함하는 산화물 단결정에 대해서 이 경향이 강하고, 적어도 LiTaO3, LiNbO3의 단결정은 고온상태에 있어서 알루미나와 반응을 일으키는 것을 확인하고 있다.Next, the uppermost material of the heat insulating bottom cover 3 is examined. In general, oxide single crystals tend to react with materials of other materials at high temperatures. In particular, this tendency is strong with respect to oxide single crystals containing lithium (Li), and it has been confirmed that at least the single crystals of LiTaO 3 and LiNbO 3 react with alumina in a high temperature state.

구체적으로는 보온로 바닥 덮개(3)의 최상부에 고순도 알루미나울을 배치하고, 스텝(S11)에 있어서 단결정(17)을 보온로 바닥덮개(3) 상에 착지시켜 냉각하였다. 냉각 후 보온로 바닥덮개(3)와 접하고 있던 단결정(17)의 하부에 흰 블룸(bloom)이 발생하거나 또는 크랙이 발생하는 일도 있었다.Specifically, high-purity alumina wool was placed on the top of the heat insulating bottom cover 3, and in step S11, the single crystal 17 was landed on the heat insulating bottom cover 3 and cooled. After cooling, white blooms or cracks were sometimes generated in the lower portion of the single crystal 17 which was in contact with the bottom cover 3 of the thermal insulation furnace.

그래서, 보온로 바닥덮개(3)의 최상부에 단결정과 동일 성분의 분말을 백금박 상에 배치한 상태에서 단결정(17)을 보온로 바닥덮개(3)의 위에 착지시켜 냉각하였다. 냉각 후, 보온로 바닥덮개(3)와 접하고 있던 단결정(17) 하부에 어떤 반응의 흔적도 보이지 않고, 크랙의 발생도 없었다. 이것에서 알 수 있듯이 장치 구성에 있어서 고온상태의 단결정(17)에 접촉하는 부분에는 단결정(17)과 동일 성분의 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 보온로 바닥덮개(3)의 최상부에 백금박 등의 단결정(17)과 반응하지 않는 명확한 물질만을 배치하여도 충분한 효과를 기대할 수 있다.Therefore, the single crystal 17 was landed on the heat insulating bottom cover 3 and cooled in the state which arrange | positioned the powder of a single crystal and the same component on the platinum foil in the upper part of the heat insulating bottom cover 3, and cooled. After cooling, no trace of any reaction was seen in the lower portion of the single crystal 17 which was in contact with the bottom cover 3 of the heating furnace, and no crack was generated. As can be seen from this, it is preferable to use a material having the same component as that of the single crystal 17 in the part of the device configuration in contact with the single crystal 17 in the high temperature state. Moreover, sufficient effect can be expected even if only the clear substance which does not react with single crystal 17, such as a platinum foil, is arrange | positioned on the upper part of the bottom cover 3 of a heat insulation furnace.

본 발명의 제 1 실시형태에 있어서는 산화물 단결정으로서 LiTaO3, LiNbO3에 대해서만 언급하고 있지만, 랜가사이트(Langasite)형 화합물과 같은 광의의 다른 산화물 단결정에 대해서도 상기에서 논한 효과를 충분히 기대할 수 있다. 또, 본 발명은 산화물 단결정에만 한정되는 것은 아니다. 크랙이 생기기 쉽고, 냉각에 장시간을 요하는 다른 단결정에 대해서도 유효한 발명이며, 생산효율의 향상, 제조비용의 저감, 장치부품의 고수명화 등의 동일한 효과를 기대할 수 있다.In the first embodiment of the present invention, only LiTaO 3 and LiNbO 3 are mentioned as oxide single crystals, but the above-described effects can also be sufficiently expected for a wide range of other oxide single crystals such as Langasite compounds. In addition, this invention is not limited only to an oxide single crystal. The invention is also effective for other single crystals that tend to cause cracks and require a long time for cooling, and the same effects can be expected such as improvement in production efficiency, reduction in manufacturing cost, and long life of device components.

(제 2 실시형태)(2nd embodiment)

제 1 실시형태에 있어서는 귀금속 도가니(5), 반사판(11) 또는 애프터 히터(12) 등의 귀금속으로 이루어지는 부재의 산화를 방지하기 위해 육성로(1)뿐만 아니고 보온로(2)도 기밀용 SUS제 챔버(35) 속에 수용하고 귀금속 부재(5, 11, 12)가 대기에 닿지 않도록 하여 결정 리프팅을 실시하는 경우에 대해서 설명하였다.In the first embodiment, in order to prevent oxidation of a member made of a noble metal such as the noble metal crucible 5, the reflector plate 11, or the after heater 12, not only the growth furnace 1 but also the heat retention furnace 2 is airtight SUS. The case where crystal lifting is carried out by accommodating the first chamber 35 and preventing the precious metal members 5, 11 and 12 from reaching the atmosphere has been described.

그러나, 육성된 단결정 (17)은 산화물 단결정이기 때문에 대기분위기에 노출되어도 큰 문제는 생기지 않았다. 보온로(2)에 대해서도 그 자체가 산화되기 쉬운 물질을 포함하지 않는 구조로 한다면, 대기분위기에 노출되어도 큰 문제는 생기지 않는다. 따라서, 육성된 단결정(17) 및 보온로(2)에 엄밀한 기밀은 필요하지 않다. 기밀이 필요한 것은 고온상태에서 산화되기 쉬운 귀금속 도가니(5) 등의 귀금속부재를 갖는 육성로(1)뿐이다.However, since the grown single crystal 17 is an oxide single crystal, there is no big problem even when exposed to the atmosphere. Even if the heat-retaining furnace 2 has a structure that does not contain a substance that is easy to oxidize itself, even if it is exposed to an air atmosphere, there is no big problem. Therefore, the exact tightness is not necessary for the grown single crystal 17 and the heat retention furnace 2. It is only the growth furnace 1 which has precious metal members, such as the precious metal crucible 5 which is easy to be oxidized at high temperature.

그래서, 본 발명의 제 2 실시형태에서는 육성로를 외기에서 차단하고, 육성로를 대기분위기에 배치하여 비교적 간단한 구조로 연속적인 결정 리프팅이 가능한 단결정 제조장치에 대해서 설명한다.Therefore, in the second embodiment of the present invention, a single crystal production apparatus capable of interrupting the growth furnace from the outside air, arranging the growth furnace in the air atmosphere, and allowing continuous crystal lifting with a relatively simple structure will be described.

도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 단결정 제조장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 제 2 실시형태에 관한 단결정 제조장치는 단결정의 육성이 이루어지는 육성로(51)와 리프팅축(14~16)과 육성된 단결정(17)을 수납하여 단결정(17)의 냉각이 이루어지는 보온로(52)와 육성로(51)를 외기로부터 차단하는 기밀용기(56)와, 기밀용기(56)의 내부로 불활성 가스를 도입하는 가스도입구(73)를 적어도 갖는다.It is sectional drawing which shows the structure of the single crystal manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. The single crystal manufacturing apparatus according to the second embodiment accommodates the growing furnace 51 in which the single crystals are grown, the lifting shafts 14 through 16, and the grown single crystals 17, and the insulating furnace 52 in which the single crystals 17 are cooled. ) And at least one gas inlet 73 for introducing an inert gas into the inside of the hermetic container 56.

육성로(51)는 원료 융액(13)이 수용된 귀금속 도가니(5)를 적어도 구비한다. 귀금속 도가니(5)는 이리듐, 백금, 백금 로듐 등의 고온상태에 있어서 산화하기 쉬운 귀금속을 재료로 한다. 여기에서는 직경 180mmφ, 높이 150mm의 이리듐제의 도가니를 사용한다. 육성로(51)는 귀금속으로 이루어지는 반사판(11) 및 애프터 히터(12)와 내화물 도가니(6)와 내화물 보온탑(7)과 내화물 보온탑(7) 위에 배치된 내화물 링(61)과, 내화물 링(61) 상에 배치된 육성로 상부 덮개(58)를 또한 갖는다. 내화물 링(61)은 내화물 도가니(6) 또는 내화물 보온탑(7)과 동일하게 내화물을 포함하는 단열재로 이루어진다. 육성로 상부 덮개(58)는 리프팅축(15)이 관통할 수 있는 구멍을 갖고, 육성된 단결정(17)이 통과할 수 있도록 개폐가 자유로운 구조를 갖는다. 육성로 상부 덮개(58)의 구조에 대해서는 도 15의 각 분도를 참조하여 후술한다. 귀금속부재(5, 11, 12)의 외부둘레에는 유도가열 코일(10)이 배치되어 있다.The growth furnace 51 is provided with at least the precious metal crucible 5 in which the raw material melt 13 was accommodated. The noble metal crucible 5 is made of a noble metal which is easy to oxidize in a high temperature state such as iridium, platinum or platinum rhodium. Here, an iridium crucible with a diameter of 180 mm phi and a height of 150 mm is used. The growth path 51 includes a refractory plate 61 made of a noble metal, an after heater 12, a refractory crucible 6, a refractory thermal insulation tower 7, a refractory thermal insulation tower 7, and a refractory ring 61. It also has a build top top cover 58 disposed on the ring 61. The refractory ring 61 is made of a heat insulating material containing refractory material in the same way as the refractory crucible 6 or the refractory thermal insulation tower 7. The growth furnace upper cover 58 has a hole through which the lifting shaft 15 can pass, and has a structure that can be opened and closed so that the grown single crystal 17 can pass therethrough. The structure of the growth furnace upper cover 58 will be described later with reference to the respective views in FIG. 15. Induction heating coils 10 are arranged on the outer circumference of the precious metal members 5, 11, 12.

리프팅축(14~16)은 리프팅봉(14)과 알루미나봉(15)과 종결정(16)으로 이루어진다. 리프팅축의 일단에 종결정(16)이 배치되고, 종결정(16)을 원료 융액(13)의 액면에서 끌어올려 종결정(16)의 아래에 단결정(17)이 육성된다. 리프팅축의 타단에는 로드셀(22)이 접속되어 있다.The lifting shafts 14 to 16 are formed of a lifting rod 14, an alumina rod 15, and a seed crystal 16. The seed crystal 16 is disposed at one end of the lifting shaft, and the seed crystal 16 is pulled from the liquid level of the raw material melt 13 to grow the single crystal 17 under the seed crystal 16. The load cell 22 is connected to the other end of the lifting shaft.

보온로(52)는 육성로(51)의 위쪽에 배치되고, 그 바닥부에는 단결정(17)을 육성로(51)에서 수납하기 위한 개구부가 형성되어 있다. 보온로(52)는 리프팅축방향 및 리프팅축 수직방향으로 이동할 수 있다. 보온로(52)의 상부에는 알루미나봉(15)이 관통할 수 있는 구멍이 형성되어 있다. 보온로(52)는 리프팅축과 동기하여 이동할 수 있다. 또, 보온로(52)의 구멍 위에는 구멍에 밀접되고 또한 리프팅축(알루미나봉)(15)이 관통할 수 있는 정도의 세관(細管)을 갖는 보온로상부 덮개(60)가 배치되어 있다. 세관의 직경은 알루미나봉(15)이 관통할 수 있는 정도로 가는 것이며, 보온로(52)의 구멍 직경보다도 작다.The heat insulation path 52 is arrange | positioned above the growth path 51, and the opening part for accommodating the single crystal 17 in the growth path 51 is formed in the bottom part. The heat retention path 52 can move in a lifting axis direction and a lifting axis vertical direction. A hole through which the alumina rod 15 can penetrate is formed in the upper part of the heat retention furnace 52. The warming furnace 52 may move in synchronization with the lifting shaft. Moreover, on the hole of the heat-retaining furnace 52, the heat-retaining upper part cover 60 which has a tubule which is close to a hole and through which the lifting shaft (alumina rod) 15 can penetrate is arrange | positioned. The diameter of the tubular tube is thin enough that the alumina rod 15 can penetrate, and is smaller than the diameter of the hole of the heat keeping furnace 52.

기밀용기는 육성로(51)의 측면 및 바닥면을 둘러싸는 육성로 수납통(54) 및 토대(55)로 이루어진 육성로 수납용기와, 육성로 수납통(54)의 상부에 석영 링(57)을 통하여 밀접된 기밀용 개폐덮개(59)를 적어도 구비한다. 기밀용 개폐덮개(59)는 리프팅축(15)이 관통할 수 있는 구멍(59c)을 갖고, 육성된 단결정(17)이 통과할 수 있도록 개폐가 자유로운 구조를 갖는다. 기밀용 개폐덮개(59)의 구조에 대해서는 도 16의 각 분도를 참조하여 후술한다. 제 2 실시형태에 있어서 육성로 수납용기는 육성로(51)의 외부둘레에 배치된 원통형상의 육성로 수납통(54)과 육성로(51)의 아래쪽에 배치되어, 육성로 수납통(54)의 하부에 밀착된 토대(55)를 구비한다. 육성로 수납통(54)은 석영으로 이루어진다. 토대(土臺)(55)는 내화물 또는 수냉식 SUS(스테인레스)로 이루어진다. 유도가열 코일(10)은 육성로 수납통(54)의 외부둘레에 배치되어 있다. 기밀용 개폐덮개(59)의 상면은 평탄면이며, 보온로(52)의 바닥부는 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 밀접되어 있다. 물론, 보온로(52)의 바닥부에 있어서도 기밀용 개폐덮개(59)의 상면과의 밀접성을 확보하기 위해서 평탄한 구조를 갖는다.The airtight container includes a growth path storage container including a growth path storage container 54 and a base 55 surrounding the side and bottom surfaces of the growth path 51, and a quartz ring 57 on the upper part of the development path storage container 54. At least one airtight opening / closing cover 59 is provided through (). The airtight opening and closing cover 59 has a hole 59c through which the lifting shaft 15 can penetrate, and has a structure that can be opened and closed so that the grown single crystal 17 can pass therethrough. The structure of the airtight opening and closing cover 59 will be described later with reference to the drawings of FIG. 16. In the second embodiment, the growth path storage container is disposed below the cylindrical growth path storage container 54 and the growth path 51 disposed on the outer circumference of the development path 51, and the growth path storage container 54 is provided. It is provided with a base 55 in close contact with the bottom. The growth furnace housing 54 is made of quartz. The base 55 is made of refractory or water-cooled SUS (stainless steel). Induction heating coil 10 is disposed on the outer circumference of the growth furnace housing (54). The upper surface of the airtight opening and closing cover 59 is a flat surface, and the bottom portion of the heat insulating passage 52 is in close contact with the upper portion of the airtight opening and closing cover 59. Of course, in the bottom part of the heat insulation path 52, in order to ensure closeness with the upper surface of the airtight opening and closing cover 59, it has a flat structure.

가스도입구(73)는 육성로 수납통(54)의 한 부분에 배치되어 있다. 가스도입구(73)로부터 도입되는 가스는 아르곤, 질소, 크립톤 등의 불활성가스이다.The gas introduction port 73 is disposed in one portion of the growth passage storage cylinder 54. The gas introduced from the gas inlet 73 is an inert gas such as argon, nitrogen, or krypton.

상술한 바와 같이 토대(55) 상에 육성로 수납통(54)의 하부가 밀착되고 육성로 수납통(54)의 상부에 석영 링(57)을 통하여 기밀용 개폐덮개(59)가 밀접되어 있다. 또, 보온로(52)의 바닥부는 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 밀접되어 있다. 따라서 가스도입구(73)로부터 도입된 불활성 가스는 육성로(51) 내부를 포함하는 기밀용기 내로 도입되고, 기밀용 개폐덮개(59)가 갖는 구멍(59c)을 통하여 보온로(52) 내로 도입되고, 보온로 상부 덮개(60)와 알루미나봉(15)과의 간격으로부터 대기로 방출된다. 기밀용기, 기밀용 개폐덮개(59) 및 보온로(52)의 내부는 가스도입구(73) 및 보온로 상부덮개(60)와 알루미나봉(15)과의 간격을 제외하고, 기밀상태로 유지되어 있다. 가스도입구(73)로부터는 불활성 가스만이 도입된다. 한편, 보온로 상부덮개(60)와 알루미나봉(15)과의 간격으로부터는 불활성 가스가 방출되고 있기 때문에 상기 간격으로부터 외기가 들어가는 것을 거의 방지할 수 있다. 따라서, 육성로(51)의 내부를 대기로부터 차단할 수 있다. 바꿔 말하면, 가스도입구(73)로부터 불활성 가스를 계속적으로 도입함으로써 기밀용기, 기밀용 개폐덮개(59) 및 보온로(52)의 내부압력을 대기압보다도 높게 유지하고, 보온로 상부덮개(60)와 알루미나봉(15)과의 간격으로부터 대기가 흘러드는 것을 방지할 수 있다.As described above, the lower part of the growth furnace storage container 54 is in close contact with the base 55, and the airtight opening and closing cover 59 is closely connected to the upper portion of the development furnace storage container 54 through the quartz ring 57. . Moreover, the bottom part of the heat retention path 52 is in close contact with the upper part of the airtight opening / closing cover 59. Therefore, the inert gas introduced from the gas inlet 73 is introduced into the hermetic container including the inside of the growth furnace 51, and introduced into the heat keeping furnace 52 through the hole 59c of the hermetic opening / closing cover 59. It is discharged | emitted to air | atmosphere from the space | interval of the heat retention upper lid 60 and the alumina rod 15. The inside of the airtight container, the airtight opening / closing cover 59 and the heat insulating furnace 52 is kept in a gas tight state, except for the gap between the gas inlet 73 and the heat cover upper cover 60 and the alumina rod 15. It is. Only the inert gas is introduced from the gas inlet 73. On the other hand, since an inert gas is discharged from the space | interval of the heat-cover upper cover 60 and the alumina rod 15, it can hardly prevent outside air from entering from the space | interval. Therefore, the interior of the growth path 51 can be shut off from the atmosphere. In other words, by continuously introducing an inert gas from the gas inlet 73, the internal pressures of the airtight container, the airtight opening and closing cover 59, and the heat retaining furnace 52 are kept higher than atmospheric pressure, and the heat retaining furnace upper cover 60 is provided. The air can be prevented from flowing out from the interval between the alumina rod and the alumina rod 15.

도 15는 육성로 상부덮개(58)의 구성을 나타내는 평면도이며, 리프팅축방향에서 본 때의 육성로 상부덮개(58)의 평면형상을 나타낸다. 도 15의 (a)는 육성로 상부 덮개(58)가 닫혀 있는 상태를 나타내고, 도 15의 (b)는 육성로 상부 덮개(58)가 열려 있는 상태를 나타낸다. 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이 육성로 상부 덮개(58)는 리프팅축에 대하여 수직인 방향으로 슬라이드 가능한 한쌍의 개폐식 블레이드(58b)와 개폐식 블레이드(58b)의 슬라이드방향으로 수직한 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된 한쌍의 고정식 블레이드(58a)를 갖는다. 육성로 상부 덮개(58)는 결정 육성에 적합한 로내 온도 환경을 만들어내는 역할을 달성하고 있다. 4개의 블레이드(58a, 58b)는 내화물 링(61)의 위에 배치되어 있다.FIG. 15 is a plan view showing the configuration of the growth furnace upper cover 58, and shows the planar shape of the growth furnace upper cover 58 when viewed from the lifting axis direction. FIG. 15A illustrates a state in which the growth furnace upper cover 58 is closed, and FIG. 15B illustrates a state in which the growth furnace upper cover 58 is opened. As shown in Fig. 15A, the growth path upper cover 58 is in a direction perpendicular to the sliding direction of the pair of retractable blades 58b and the retractable blades 58b, which are slidable in a direction perpendicular to the lifting axis. It has a pair of stationary blades 58a arranged at predetermined intervals. The growth furnace top cover 58 achieves the role of creating the furnace temperature environment suitable for crystal growth. Four blades 58a, 58b are disposed on the refractory ring 61.

육성로 수납통(54)의 내부둘레를 따라서 배치된 원호형상의 고정식 블레이드(58a)는 내화물 링(61) 위에 밀착되어 있다. 한쌍의 고정식 블레이드(58a) 사이에 배치된 개폐식 블레이드(58b)는 내화물 링(61)의 내부둘레(도 15의 (a)에서 점섬으로 나타내는 원)를 차단하고 있다. 한쌍의 개폐식 블레이드(58b)의 맞춤부의 중앙에는 알루미나봉(15)이 관통할 수 있을 정도의 구멍(58c)이 형성되어 있다. 개폐식 블레이드(58b)는 서로 대향하는 직선부분의 거의 중앙부에 반원형의 절개부를 갖는다. 반원형의 절개부는 육성로 상부덮개(58)가 닫혀져 2개의 개폐식 블레이드(58b)가 조합된 때에 육성로 상부 덮개(58)의 중심에 알루미나봉(15)이 관통하는 원형의 구멍(58c)을 형성하게 된다.An arc-shaped fixed blade 58a disposed along the inner circumference of the growth passage accommodating cylinder 54 is in close contact with the refractory ring 61. The open / close blades 58b disposed between the pair of fixed blades 58a block the inner circumference of the refractory ring 61 (circles indicated by the point islands in FIG. 15A). In the center of the fitting portion of the pair of opening and closing blades 58b, holes 58c are formed so that the alumina rod 15 can penetrate. The retractable blade 58b has a semicircular cutout at a substantially center portion of the straight portions facing each other. The semicircular incision forms a circular hole 58c through which the alumina rod 15 penetrates in the center of the upper cover 58 when the upper cover 58 is closed and the two openable blades 58b are combined. Done.

도 15의 (b)에 도시한 바와 같이 한쌍의 개폐식 블레이드(58b)를 내화물 링(61)의 위를 좌우로 슬라이드시킴으로써 내화물 링(61)의 내부둘레(도 15의 (b)에서 실선으로 나타내는 원)가 개구된다. 내화물 링(61)의 개구는 육성된 단결정이 통과할 수 있는 정도의 크기를 갖는다.As shown in FIG. 15 (b), the inner circumference of the refractory ring 61 is indicated by a solid line in the refractory ring 61 by sliding a pair of the retractable blades 58b from side to side on the refractory ring 61. Circle) is opened. The opening of the refractory ring 61 is large enough to allow the grown single crystal to pass through.

도 16은 기밀용 개폐덮개(59)의 구성을 나타내는 평면도이며, 리프팅축방향에서 본 때의 기밀용 개폐덮개(59)의 평면형상을 나타낸다. 도 16의 (a)는 기밀용 개폐덮개(59)가 닫혀져 있는 상태를 나타내고, 도 16의 (b)는 기밀용 개폐덮개(59)가 열려져 있는 상태를 나타낸다. 도 16의 (a)에 나타내는 바와 같이 기밀용 개폐덮개(59)는 육성로 상부 덮개(58)와 동일하게 리프팅축에 대하여 수직인 방향으로슬라이드 가능한 한쌍의 개폐식 블레이드(59b)와 개폐식 블레이드(59b)의 슬라이드방향으로 수직한 방향에 소정의 간격을 두고 배치된 한쌍의 고정식 블레이드(59a)를 갖는다. 4개의 블레이드(59a, 59b)는 석영 링(57) 위에 배치되어 있다.FIG. 16: is a top view which shows the structure of the airtight opening and closing cover 59, and shows the planar shape of the airtight opening and closing cover 59 when seen from the lifting axial direction. FIG. 16A shows a state where the airtight opening and closing cover 59 is closed, and FIG. 16B shows a state where the airtight opening and closing cover 59 is open. As shown in Fig. 16A, the airtight opening / closing cover 59 has a pair of retractable blades 59b and retractable blades 59b which can slide in a direction perpendicular to the lifting shaft in the same way as the upper cover 58 of the growth path. Has a pair of fixed blades (59a) arranged at predetermined intervals in the direction perpendicular to the slide direction. Four blades 59a and 59b are disposed on the quartz ring 57.

원호형상의 고정식 블레이드(59a)는 석영 링(57) 위에 밀착되어 있다. 한쌍의 고정식 블레이드(59a) 사이에 배치된 개폐식 블레이드(59b)는 석영 링(57)의 내부둘레(도 16의 (a)에 있어서 점선으로 나타내는 원)를 막고 있다. 한쌍의 개폐식 블레이드(59b)의 맞춤부의 중앙에는 알루미나봉(15)이 관통할 수 있을 정도의 구멍(59c)이 형성되어 있다. 개폐식 블레이드(59b)는 서로 대향하는 직선부분의 거의 중앙부에 반원형의 절개부를 갖는다. 반원형의 절개부는 기밀용 개폐덮개(59)가 닫혀지고 2개의 개폐식 블레이드(59b)가 조합된 때에 기밀용 개폐덮개(59)의 중심에 알루미나봉(15)이 관통하는 원형의 구멍(59c)을 형성하게 된다.The arc-shaped fixed blade 59a is in close contact with the quartz ring 57. The retractable blade 59b disposed between the pair of fixed blades 59a blocks the inner circumference of the quartz ring 57 (circles shown by dotted lines in Fig. 16A). In the center of the fitting portion of the pair of openable blades 59b, a hole 59c is formed so that the alumina rod 15 can penetrate. The retractable blade 59b has a semicircular cutout at a substantially central portion of the straight portions facing each other. The semicircular incision cuts a circular hole 59c through which the alumina rod 15 penetrates the center of the airtight opening and closing cover 59 when the airtight opening and closing cover 59 is closed and the two opening and closing blades 59b are combined. To form.

도 16의 (b)에 도시한 바와 같이 한쌍의 개폐식 블레이드(59b)를 석영 링(57)의 위를 좌우로 슬라이드시킴으로써 석영 링(57)의 내부둘레(도 16의 (b)에 있어서 실선으로 나타내는 원)가 개구된다. 석영 링(57)의 개구는 육성된 단결정이 통과할 수 있을 정도의 크기를 갖는다.As shown in FIG. 16B, the pair of open and close blades 59b are slid left and right over the quartz ring 57 so that the inner circumference of the quartz ring 57 is solid (in FIG. 16B). Circle shown) is opened. The opening of the quartz ring 57 is large enough to allow the grown single crystal to pass through.

(단결정 제조방법)(Single crystal production method)

다음에 도 11에 도시한 단결정 제조장치를 이용한 단결정의 제조방법에 대해서 도 11 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 도 11 내지 도 14는 단결정(17)의 육성으로부터 육성된 단결정(17)의 냉각까지의 일련의 단결정 제조공정에서 주요한 제조공정을 나타내는 장치단면도이다.Next, the manufacturing method of the single crystal using the single crystal manufacturing apparatus shown in FIG. 11 is demonstrated with reference to FIGS. 11 to 14 are device cross-sectional views showing the main manufacturing steps in a series of single crystal manufacturing steps from the growth of the single crystal 17 to the cooling of the grown single crystal 17.

(가) 우선, 조성비가 Li/Ta=0.943(몰비)가 되도록 Li2CO3및 Ta2O5의 분말을 칭량하여 소결한 중량이 10kg의 소결재료를 귀금속 도가니(5) 내에 공급한다. 유도가열 코일(10)에 가하는 전력을 증대시켜 육성로(1) 내의 귀금속 부재(5, 11, 12)를 가열하고 중량이 15kg인 원료 융액(13)을 형성한다. 그리고, 유도가열 코일(10)에 가하는 전력을 제어하고, 원료 융액(13)의 액면의 온도를 단결정의 육성에 적합한 온도로 조절한다.(A) First, a sintered material having a weight of 10 kg weighed by sintering Li 2 CO 3 and Ta 2 O 5 so as to have a composition ratio of Li / Ta = 0.943 (molar ratio) is fed into the precious metal crucible 5. The power applied to the induction heating coil 10 is increased to heat the precious metal members 5, 11, 12 in the growth furnace 1 and form a raw material melt 13 having a weight of 15 kg. Then, the power applied to the induction heating coil 10 is controlled, and the temperature of the liquid level of the raw material melt 13 is adjusted to a temperature suitable for growing single crystals.

또한, 소결재료를 용융하여 원료 융액(13)을 형성하고, 온도를 단결정의 육성에 적합한 온도로 조절하는 공정을 「로내 승온공정」이라 부른다. 로내 승온공정에 있어서 도 15에 도시한 육성로 상부 덮개(58) 및 도 16에 도시한 기밀용 개폐덮개(59)는 닫힌 상태이다. 육성로(51) 내의 온도분포를 완만하게 하여 단결정의 육성에 적합한 온도분포를 형성한다. 또, 보온로(52)의 바닥부는 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 밀접되고 또한 가스 도입구(73)로부터는 불활성 가스가 계속적으로 도입되고 있다.In addition, the process of melting a sintering material to form the raw material melt 13, and adjusting a temperature to the temperature suitable for growth of a single crystal is called "in-house temperature rising process." In the furnace temperature raising process, the growth furnace upper cover 58 shown in FIG. 15 and the airtight opening / closing cover 59 shown in FIG. 16 are in a closed state. The temperature distribution in the growth furnace 51 is smoothed to form a temperature distribution suitable for growing single crystals. Moreover, the bottom part of the heat retention path 52 is close to the upper part of the airtight opening / closing cover 59, and the inert gas is continuously introduced from the gas introduction port 73. As shown in FIG.

(나) 다음에 리프팅축(14~16)을 원료 융액(13)을 향하여 이동시켜 리프팅축 선단의 종결정(16)을 원료 융액(13)의 액면에 접촉시킨다. 도 11에 도시한 바와 같이 리프팅축(14~16)을 회전시키면서 끌어올려 종결정(16)의 아래에 단결정(17)을 육성한다. 단결정(17)이 소정의 길이까지 육성된 후, 단결정(17)을 액면에서 잘라버린다. 단결정(17)의 잘라버림은 10~100mm/min이라고 하는 빠른 속도에서 소정의 거리까지 리프팅축(14~16)을 끌어올리면 좋다. 또, 단결정(17)의 하단에 결정 테일을 형성하여 액면에서 잘라버리는 방법을 이용하여도 상관없다. 이렇게 하여 직동(直銅) 직경이 105~110mmφ, 중량 6~7kg의 탄탈산 리튬(LiTaO3)단결정(17)을 육성한다.(B) Next, the lifting shafts 14 to 16 are moved toward the raw material melt 13 so that the seed crystal 16 at the tip of the lifting shaft is brought into contact with the liquid level of the raw material melt 13. As shown in Fig. 11, the lifting shafts 14 to 16 are pulled up while being rotated to form single crystals 17 below the seed crystals 16. After the single crystal 17 is grown to a predetermined length, the single crystal 17 is cut off at the liquid level. The cutting of the single crystal 17 may be performed by lifting the lifting shafts 14 to 16 to a predetermined distance at a high speed of 10 to 100 mm / min. In addition, a method of forming a crystal tail at the lower end of the single crystal 17 and cutting it off from the liquid surface may be used. In this way, a lithium tantalate (LiTaO 3 ) single crystal 17 having a linear diameter of 105 to 110 mmφ and a weight of 6 to 7 kg is grown.

이상의 종결정(16)의 액면으로의 접촉으로부터 단결정(17)의 액면에서의 잘라버림까지의 공정을 「단결정 육성공정」이라 부른다. 단결정 육성공정에 있어서도 육성로 상부 덮개(58) 및 기밀용 개폐덮개(59)는 닫힌 상태이다. 또, 보온로(52)의 바닥부는 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 밀접되고 또한 가스도입구(73)로부터는 불활성 가스가 계속적으로 도입되고 있다.The process from the above contact of the seed crystal 16 to the liquid level to the cutting off of the single crystal 17 at the liquid level is referred to as a "single crystal growth process". Also in the single crystal growth process, the growth path upper cover 58 and the airtight opening and closing cover 59 are in a closed state. Moreover, the bottom part of the heat retention path 52 is close to the upper part of the airtight opening / closing cover 59, and the inert gas is continuously introduced from the gas introduction port 73. As shown in FIG.

(다) 다음에 도 12에 도시한 바와 같이 육성된 단결정(17)을 육성로(51)로부터 보온로(52)까지 이동하기 위한 준비를 실시한다. 우선, 보온로(52) 내의 온도를 육성된 직후의 고온상태의 단결정(17)을 수납하기 위해서 필요한 소정의 온도로 설정한다. 또한, 제 2 실시형태에 있어서도 육성된 단결정(17)을 육성로(51)에서 보온로(52)까지 이동하기 위한 준비를 단결정 육성공정의 후에 실시하지만, 물론 단결정(17)의 육성을 실시하고 있는 도중에 실시하여도 상관없다. 다음에 도 15에 도시한 육성로 상부 덮개(8)의 개폐식 블레이드(58b)를 좌우로 열고, 도 16에 도시한 기밀용 개폐덮개(59)의 개폐식 블레이드(59b)를 좌우로 연다.(C) Next, preparation for moving the grown single crystal 17 from the growth furnace 51 to the heat retention furnace 52 is performed as shown in FIG. First, the temperature in the heat retention furnace 52 is set to the predetermined temperature required for accommodating the single crystal 17 in a high temperature state immediately after being grown. Also in the second embodiment, preparation for moving the grown single crystal 17 from the growth furnace 51 to the heat retention furnace 52 is performed after the single crystal growth step, but of course, the single crystal 17 is grown. You may carry out in the meantime. Next, the retractable blade 58b of the upper cover 8 of the growth path shown in FIG. 15 is opened left and right, and the retractable blade 59b of the airtight opening and closing cover 59 shown in FIG. 16 is opened left and right.

(라) 다음에, 단결정(17)을 육성로(51)에서 보온로(52)까지 소정의 속도로 이동하고, 단결정(17)을 보온로(2) 내에 수납한다. 그리고, 육성로 상부 덮개(58)의 개폐식 블레이드(58b)를 닫고, 기밀용 개폐덮개(59)의 개폐식 블레이드(59b)를 닫는다. 단결정(17)을 이동하기 위한 준비공정에서 단결정(17)을 보온로(52) 내에 수납하여 덮개(58, 59)를 덮기까지의 공정을 「결정의 보온로 수납공정」이라 부르다. 결정의 보온로 수납공정에 있어서도 보온로(52)의 바닥부는 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 밀접되고 또한 가스 도입구(73)로부터는 불활성 가스가 계속적으로 도입되고 있다.(D) Next, the single crystal 17 is moved from the growth furnace 51 to the heat retention furnace 52 at a predetermined speed, and the single crystal 17 is stored in the heat retention furnace 2. Then, the closing blade 58b of the growth furnace upper cover 58 is closed, and the closing blade 59b of the airtight opening and closing cover 59 is closed. In the preparation process for moving the single crystal 17, the process of storing the single crystal 17 in the heat retaining furnace 52 and covering the lids 58 and 59 is referred to as "crystal heat retaining process". Even in the step of accommodating the crystal insulated furnace, the bottom of the insulated furnace 52 is in close contact with the upper part of the airtight opening and closing cover 59, and the inert gas is continuously introduced from the gas inlet 73.

또, 제 2 실시형태에 있어서는 결정의 보온로 수납공정을 고려하여 육성로 상부 덮개(58)와 기밀용 개폐덮개(59)와의 리프팅축 방향의 거리를 가능한 한 짧게 하였다. 단결정(17)이 육성로 상부 덮개(58)와 기밀용 개폐덮개(59)를 통과할 때, 사면은 육성로 상부 덮개(58)가 갖는 내화물로 이루어지는 4개의 블레이드(58a, 58b) 및 기밀용 개폐덮개(59)가 갖는 석영제의 4개의 블레이드(59a, 59b)에 의해 둘러싸이고 또한 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 보온로(52)의 바닥부가 밀접되어 있다. 따라서 리프팅축 수직방향으로 열이 달아날 곳이 거의 없다. 그 때문에 단결정(17)은 냉각되지 않고 보온로(52) 내에 수납된다.In the second embodiment, the distance in the lifting axis direction between the growth furnace upper lid 58 and the airtight opening / closing lid 59 is made as short as possible in consideration of the crystal lathe storage step. When the single crystal 17 passes through the growth furnace top cover 58 and the airtight opening and closing cover 59, the slope is four blades 58a and 58b made of refractories of the growth furnace top cover 58 and the airtightness. It is surrounded by the four blades 59a and 59b made of quartz which the opening and closing cover 59 has, and the bottom part of the heat insulation path 52 is in close contact with the upper part of the airtight opening and closing cover 59. Therefore, there is little place for heat to run off in the vertical direction of the lifting axis. Therefore, the single crystal 17 is accommodated in the heat retention path 52 without being cooled.

(마) 다음에 단결정(17), 리프팅축(14~16) 및 보온로(52)를 동기하여 리프팅축 방향으로 이동(상승)시킨다. 그리고, 도 13에 도시한 바와 같이 보온로(52)의 바닥부에 보온로 바닥덮개(53)를 장착한다. 이 때, 가스도입구(73)로부터 도입하는 불활성 가스의 유량을 증가시켜 기밀용 개폐덮개(59)의 구멍(59c)으로부터 기밀용기 내로 대기가 침입하는 것을 방지한다. 구체적으로는 보온로(52)의 바닥부가 보온로 바닥덮개(53)보다도 위에 올때까지 단결정(17), 리프팅축(14~16) 및 보온로(52)를 이동(상승)시킨 후, 보온로 바닥덮개(53)를 리프팅축 수직방향으로 이동하여 보온로(52) 바닥부에 장착한다. 그 후, 보온로(52)와 보온로 바닥덮개(53)를 연결한다. 그리고, 단결정(17)을 보온로 바닥덮개(53) 위에 착지시키고, 알루미나봉(15)을 리프팅봉에서 잘라버린다. 단결정(17), 리프팅축(15. 16), 보온로(52) 및 보온로 바닥덮개(53)를 리프팅축 수직방향으로 이동한다. 동시에 유도가열 코일(10)로의 전력을 증가시켜 귀금속 도가니(5)의 온도를 상승시킨다. 또한, 기밀용 개폐덮개(59)의 구멍(59c)으로부터 기밀용기 내로 대기가 침입하는 것을 방지하기 위해서 보온로(52)의 이동(상승) 직후에 기밀용 개폐덮개(59)의 구멍(59c)을 내열성 및 내열쇼크성이 있는 판형상의 것으로 덮개를 하여도 상관없다. 또한, 리프팅 후의 단결정(17)의 냉각에는 1일(24시간) 전후 또는 그 이상의 시간이 걸린다.(E) Next, the single crystal 17, the lifting shafts 14 to 16, and the heat retaining furnace 52 are synchronized (moving) in the lifting axis direction. Then, as shown in FIG. 13, the bottom cover 53 is attached to the bottom of the heat retaining furnace 52. At this time, the flow rate of the inert gas introduced from the gas introduction port 73 is increased to prevent air from entering the airtight container from the hole 59c of the airtight opening and closing cover 59. Specifically, after the single crystal 17, the lifting shafts 14 to 16 and the heat retaining furnace 52 are moved (rising) until the bottom of the heat retaining furnace 52 is above the heat retaining bottom cover 53, the heat retaining furnace The bottom cover 53 is moved in the vertical direction of the lifting shaft to be mounted on the bottom of the heat insulating furnace 52. Thereafter, the thermal insulation chamber 52 and the thermal insulation bottom cover 53 are connected. Then, the single crystal 17 is landed on the bottom cover 53 of the heating furnace, and the alumina rod 15 is cut off from the lifting rod. The single crystal 17, the lifting shaft 15. 16, the heat retaining furnace 52, and the heat retaining bottom cover 53 are moved in the vertical direction of the lifting shaft. At the same time, the power to the induction heating coil 10 is increased to increase the temperature of the precious metal crucible 5. Further, in order to prevent air from entering the hermetic container from the hole 59c of the hermetic opening / closing cover 59, the hole 59c of the hermetic opening / closing cover 59 immediately after the movement (rising) of the heat insulating furnace 52. May be covered with a plate having a heat resistance and heat shock resistance. In addition, cooling of the single crystal 17 after lifting takes about one day (24 hours) or longer.

(바) 다음에, 보온로(52) 내에 있어서 단결정(17)의 냉각을 실시하는 동시에 단결정(17)의 육성에 의해 소비된 분량의 단결정의 원료(소결원료)(21)를 귀금속 도가니(5) 내에 보급한다. 원료공급장치는 소결원료(21)를 수납하는 원료공급용기(69)와 귀금속 도가니(5)의 중심에 리프팅축 방향으로 대략 평행하게 배치할 수 있는 원료공급관(70)을 갖는다. 원료공급관(70)의 일단은 원료 융액(13)의 액면의 아주 가까이에 배치되고, 원료공급관(70)은 닫힌 상태의 육성로 상부 덮개(58)의 구멍(58c) 및 기밀용 개폐덮개(59)의 구멍(59c)을 관통하고 있다. 그 타단으로부터 소정의 공급속도로 소결원료(21)가 도가니(5) 내로 공급된다.(F) Next, the single crystal 17 is cooled in the heat storage 52, and a single crystal raw material (sintered raw material) 21 consumed by the growth of the single crystal 17 is noble metal crucible (5). Please replenish. The raw material supply device has a raw material supply container 69 for accommodating the sintered raw material 21 and a raw material supply pipe 70 that can be disposed substantially parallel to the lifting axis direction at the center of the precious metal crucible 5. One end of the raw material supply pipe 70 is disposed very close to the liquid level of the raw material melt 13, and the raw material supply pipe 70 is a hole 58c of the upper cover 58 and the airtight opening and closing cover 59 for the growth path in a closed state. Penetrates through the hole 59c. From the other end, the sintered raw material 21 is supplied into the crucible 5 at a predetermined feed rate.

단결정(17)의 육성에 의해 소비된 원료 융액(13)의 무게는 로드셀에 의해 측정된 단결정(17)의 무게이기 때문에 단결정(17)과 같은 무게분량의 소결 원료(21)를 보급한다. 그리고 총중량이 15kg인 원료 융액(13)을 형성한다. 이 때 귀금속 도가니(5)를 회전시키면서(지지봉을 회전시키면서), 소결 원료(21)를 보급한다. 보온로(52)는 리프팅축(상하)방향 및 리프팅축 수직(좌우)방향으로의 이동이 가능하기 때문에 작업성이 상당히 좋다. 또, 원료공급관(70)은 리프팅축(상하)방향으로 배치되기 때문에 도 1에 도시한 경우에 비해 원료공급관(70)의 도중에 소결원료(21)가 막히는 일도 없다.Since the weight of the raw material melt 13 consumed by the growth of the single crystal 17 is the weight of the single crystal 17 measured by the load cell, the same amount of sintered raw material 21 as the single crystal 17 is supplied. And the raw material melt 13 whose gross weight is 15 kg is formed. At this time, the sintered raw material 21 is replenished while rotating the noble metal crucible 5 (while rotating the supporting rod). Since the heat insulation path 52 is movable in a lifting axis (up-down) direction and a lifting axis vertical (left-right) direction, workability is quite good. Further, since the raw material supply pipe 70 is arranged in the lifting axis (up and down) direction, the sintered raw material 21 is not blocked in the middle of the raw material supply pipe 70 as compared with the case shown in FIG.

(사) 다음에 도 14에 도시한 바와 같이 보온로 상부 덮개(60)가 장착된 새로운 보온로(52b)의 바닥부를 기밀용 개폐덮개(59)의 상부에 밀접시킨다. 알루미나봉(15) 및 종결정(16)을 보온로 상부 덮개(60)의 세관, 닫힌 상태의 기밀용 개폐덮개(59) 및 육성로 상부 덮개(58)의 구멍(58c, 59c)을 통과시키고 종결정(16)의 선단이 원료 융액(13)의 액면까지 연장하고, 다음 결정 육성을 실시한다. 산화물 단결정은 일반적으로 갈라지기 쉽고, 리프팅 후 냉각에 10시간 전후 또는 그 이상의 장시간을 요한다. 그러나, 이 장시간 냉각의 대부분을 기밀용기의 바깥에 배치된 보온로(52a) 내에서 실시한다. 보온로(52a)의 철거와 새로운 보온로(52b)의 설치, 원료공급관(70)의 설치 및 철거, 종결정(16)의 재세트 등이 공간적으로 제약을 받지 않기 때문에 작업성이 상당히 좋아진다.(G) Next, as shown in FIG. 14, the bottom part of the new heat insulation furnace 52b in which the heat insulation furnace top cover 60 was mounted is made close to the upper part of the airtight opening / closing cover 59. As shown in FIG. Pass the alumina rod 15 and the seed crystal 16 through the tubules of the upper cover 60 of the heating furnace, the airtight opening and closing cover 59 in the closed state, and the holes 58c and 59c of the upper cover 58 of the growth furnace. The tip of the seed crystal 16 extends to the liquid level of the raw material melt 13, and the next crystal growth is performed. Oxide single crystals are generally prone to cracking and require long time around 10 hours or more for cooling after lifting. However, most of this long time cooling is performed in the heat retention furnace 52a arrange | positioned outside the airtight container. The workability is considerably improved since the removal of the heat retainer 52a and the installation of a new heat retainer 52b, the installation and removal of the raw material supply pipe 70, and the resetting of the seed crystal 16 are not restricted in space. .

상기 순서를 반복 실시함으로써 연속하여 10개의 결정 리프팅을 실시하였지만, 모든 단결정에 균열 등의 문제점이 발생하지 않고, 원료공급관(70)의 관 막힘도 발생하지 않았다. 또한, 육성로 내의 내화물의 열화도 거의 보이지 않았다.Although repeating the above procedure, 10 crystals were lifted in succession, no problems such as cracking occurred in all single crystals, and no clogging of the raw material supply pipe 70 occurred. In addition, there was almost no deterioration of the refractory in the growth furnace.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시형태에 의하면 제 1 실시형태에서 설명한 「내화물 및 귀금속 부재의 수명이 길어짐에 따른 장치의 생산성의 향상 및 생산비용의 저감」에 관한 작용효과를 갖을 뿐만 아니라, 이하에 나타내는 다른 작용효과도 갖는다. 즉As described above, according to the second embodiment of the present invention, not only has the effect of "improving the productivity of the apparatus and reducing the production cost as the life of the refractory and the precious metal member becomes longer" described in the first embodiment, It also has other effect shown below. In other words

(1) 육성로(51)만을 기밀용기 내에 수용하였기 때문에 기밀용기 자체를 작게 할 수 있다.(1) Since only the growth path 51 is accommodated in the hermetic container, the hermetic container itself can be made small.

(2)「로내 승온공정」, 「단결정 육성공정」 및 「결정의 보온로 수납공정」에 있어서 고온상태의 육성로(51) 내에 외기가 진입하는 일이 없기 때문에, 귀금속 도가니(5) 등의 육성로(51) 내에 배치된 귀금속부재의 산화를 방지할 수 있다.(2) In the " inner furnace temperature raising step ", " single crystal growing step " and " crystal insulation furnace accommodating step " Oxidation of the noble metal member disposed in the growth furnace 51 can be prevented.

(3) 서냉해야 하는 단결정(17)을 수납한 보온로(52a)와 다음 단결정을 수용하기 위한 빈 보온로(52b)를 기밀 챔버 내부에서 교환하는 작업이 불필요하게 되어, 이것을 실현하기 위한 대규모 구동장치(매달아 올리는 수단(25) 등)가 불필요하게 된다.(3) It is unnecessary to replace the heat keeping furnace 52a in which the single crystal 17 which needs to be cooled slowly and the empty heat keeping furnace 52b for accommodating the next single crystal in the hermetic chamber is not necessary. An apparatus (hanging means 25, etc.) becomes unnecessary.

(4) 소결원료(21)의 보급을 큰 기밀성 챔버의 외부에서 실시하지 않고(도 4 참조), 귀금속 도가니(5)의 바로 위에 수직으로 배치된 원료공급관(70)을 이용하여 실시하기 때문에 원료공급용기(69)와 귀금속 도가니(5)의 거리가 떨어지게 되는 일이 없고, 소결원료(21)가 관(70)의 도중에서 막히는 일도 없다.(4) Since the supply of the sintered raw material 21 is carried out using the raw material supply pipe 70 vertically disposed directly above the precious metal crucible 5 without carrying out from the outside of the large airtight chamber (see FIG. 4). The distance between the supply container 69 and the precious metal crucible 5 does not fall, and the sintered raw material 21 does not become blocked in the middle of the pipe 70.

상기와 같이 본 발명은 제 1 및 제 2 실시형태 및 제 1 내지 제 5 실험예에 의해 기재하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해야만 하는 것은 아니다. 이 개시로부터 당업자는 다양한 대체 실시형태, 실시예 및 운용기술을 알게 될것이다.As mentioned above, although this invention was described by the 1st and 2nd embodiment and the 1st-5th experiment example, the description and drawings which form a part of this indication are not to be understood as limiting this invention. Those skilled in the art will recognize various alternative embodiments, examples and operational techniques from this disclosure.

실시형태에 있어서는 대표적인 산화물 단결정인 탄탈산 리튬(LiTaO3)에 대해서 설명하였지만, 니오브산 리튬(LiNbO3) 또는 랜가사이트형 화합물과 같은 광의의 다른 산화물 단결정에 대해서도 동일한 효과를 기대할 수 있다. 또한, 산화물 단결정에 한정되는 것은 아니며, 사용하는 제조장치 내에 배치된 도가니 등의 귀금속 부재가 고온에서 산화되기 쉽기 때문에 또는 리프팅 결정에 크랙이 발생하기 쉽기 때문에, 냉각에 장시간(예를 들면 24시간정도)를 요하는 다른 단결정에 대해서도 그 단결정을 제조하는 장치의 실질적 구동율을 향상시키는 것이 가능하다.In the embodiment, although lithium tantalate (LiTaO 3 ), which is a typical oxide single crystal, has been described, the same effect can be expected for a wide range of other oxide single crystals such as lithium niobate (LiNbO 3 ) or langasite compounds. Furthermore, the present invention is not limited to an oxide single crystal, and a noble metal member such as a crucible disposed in a manufacturing apparatus to be used is likely to be oxidized at a high temperature, or a crack is likely to occur in the lifting crystal. It is possible to improve the substantial drive ratio of the apparatus for producing the single crystal also for other single crystals requiring ().

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 단결정의 제조단가를 낮게 억제할 수 있는 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a single crystal production apparatus and a single crystal production method which can suppress the production cost of single crystal low.

또, 본 발명에 의하면 단결정의 생산효율이 높은 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공할 수 있다.Moreover, according to this invention, the single crystal manufacturing apparatus and single crystal manufacturing method with high single crystal production efficiency can be provided.

또한 본 발명에 의하면 장치부품의 수명을 길게 유지할 수 있는 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a single crystal manufacturing apparatus and a single crystal manufacturing method capable of keeping the life of the device component long.

또한 본 발명에 의하면 단결정의 냉각과 다음 단결정의 육성을 동시에 실시할 수 있는 단결정 제조장치와 단결정 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a single crystal production apparatus and a single crystal production method capable of simultaneously cooling single crystals and growing the next single crystal.

Claims (22)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 단결정의 육성이 실시되는 육성로의 내부에 배치된 귀금속 도가니에 수납된 상기 단결정의 원료를 용융하여 원료 융액을 형성하는 제 1 스텝,A first step of melting a raw material of the single crystal contained in a noble metal crucible disposed inside a growing furnace in which the single crystal is grown, to form a raw material melt, 상기 원료 융액의 액면에 리프팅축의 선단에 배치된 종결정을 접촉시키는 제 2 스텝,A second step of bringing the seed crystal disposed at the tip of the lifting shaft into contact with the liquid level of the raw material melt; 상기 리프팅축을 끌어올려 종결정의 아래에 단결정을 육성하는 제 3 스텝,A third step of raising the lifting shaft to grow a single crystal under the seed crystal, 상기 단결정이 소정의 길이에 도달한 후, 상기 단결정을 상기 액면에서 잘라버리는 제 4 스텝,A fourth step of cutting off the single crystal from the liquid surface after the single crystal reaches a predetermined length, 상기 단결정을 상기 육성로에서 보온로까지 소정의 속도로 이동시키고 상기 단결정을 상기 보온로 내에 수납하는 제 5 스텝,A fifth step of moving the single crystal from the growth furnace to the warming furnace at a predetermined speed and storing the single crystal in the warming furnace, 상기 단결정, 상기 리프팅축 및 상기 보온로를 동기하여 상기 리프팅축에 대하여 수직방향으로 이동시키는 제 6 스텝,A sixth step of synchronously moving said single crystal, said lifting shaft and said heat retaining path with respect to said lifting shaft; 상기 보온로 내에서 상기 단결정을 냉각하는 제 7 스텝, 및A seventh step of cooling the single crystal in the heat retention furnace, and 상기 귀금속 도가니 내에 상기 단결정의 원료를 보급하는 제 8 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And a eighth step of replenishing the raw material of the single crystal in the noble metal crucible. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 3 스텝은 상기 육성로 위에 배치되고, 상기 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖는 개폐가 자유로운 육성로 상부 덮개를 닫은 상태에서 실시하고,The third step is disposed on the growth path, and is carried out in a state where the opening and closing free growth path upper cover having a hole through which the lifting shaft penetrates is closed, 상기 제 4 스텝과 제 5 스텝 사이에서 상기 육성로 상부 덮개를 여는 스텝을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And a step of opening the upper cover of the growth path between the fourth step and the fifth step. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 5 스텝에서 상기 보온로의 바닥부에서 상기 육성로 상부 덮개의 상부까지의 거리가 20mm 이하인 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And the distance from the bottom of said heat retaining furnace to the top of said growth furnace upper cover in said fifth step is 20 mm or less. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제 5 스텝에서 상기 보온로의 바닥부는 상기 육성로 상부 덮개의 상부에 밀접하고 있는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.The bottom part of the said heat insulation furnace in the said 5th step is in close contact with the upper part of the said growth furnace upper cover. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 5 스텝에서 상기 보온로의 중심 온도는 상기 단결정의 융점(절대온도)의 0.7 내지 1배의 온도로 설정되고,In the fifth step, the center temperature of the heating furnace is set to a temperature of 0.7 to 1 times the melting point (absolute temperature) of the single crystal, 상기 육성로에서 상기 보온로까지의 상기 리프팅축 상의 온도가 상기 보온로 중심의 온도보다 작은 영역에서의 상기 소정 속도는 그 이외의 영역에서의 상기 소정 속도보다도 빠른 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And the predetermined speed in an area where the temperature on the lifting shaft from the growth furnace to the heat retention furnace is smaller than the temperature of the center of the heat retention furnace is faster than the predetermined speed in other areas. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 5 스텝에서 상기 단결정의 중심부근의 리프팅축방향 온도분포가 보온로의 중심온도 부근의 지점에 도달하기까지의 상기 소정 속도는 매분 5mm 이하인 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And the predetermined speed until the lifting axial temperature distribution near the central portion of the single crystal reaches a point near the center temperature of the heating furnace in the fifth step is 5 mm or less per minute. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 5 스텝에서 상기 보온로 내에 수납된 상기 단결정의 중심은 상기 보온로의 중심보다 위쪽에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And a center of the single crystal accommodated in the heat keeping furnace in the fifth step is located above the center of the heat keeping furnace. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 5 스텝과 상기 제 7 스텝과의 사이에서 상기 보온로의 바닥부에 상기 단결정과 동일 성분의 분말이 최상부에 배치된 보온로 바닥덮개를 장착하는 스텝과,A step of attaching a bottom cover of the heat insulating furnace in which powder of the same component as the single crystal is placed on the top of the bottom of the heat holding furnace between the fifth step and the seventh step; 상기 단결정을 상기 보온로 바닥덮개 위에 착지시키는 스텝을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 단결정 제조방법.And a step of landing the single crystal on the bottom cover of the thermal insulation furnace. 원료 융액이 수용된 귀금속 도가니를 구비하고, 단결정의 육성이 실시되는 육성로;A growth furnace having a precious metal crucible in which the raw material melt is accommodated, and wherein single crystals are grown; 종결정이 선단에 배치되고, 상기 종결정을 상기 원료 융액의 액면에서 끌어올려 상기 종결정의 아래에서 상기 단결정을 육성하는 리프팅축;A lifting shaft disposed at the tip of the seed crystal, for lifting the seed crystal from the liquid level of the raw material melt to grow the single crystal under the seed crystal; 상기 리프팅축이 관통하는 구멍이 상부에서 형성되고, 상기 리프팅축에 대하여 평행 및 수직인 방향으로 상기 리프팅축과 함께 이동할 수 있으며, 육성된 상기 단결정을 수납하여 상기 단결정의 냉각이 실시되는 보온로;An insulation furnace formed with a hole through which the lifting shaft penetrates, and which can move together with the lifting shaft in a direction parallel and perpendicular to the lifting shaft, and accommodates the grown single crystal to cool the single crystal; 상기 육성로의 측면 및 바닥면을 둘러싸는 육성로 수납용기와, 상기 육성로 수납용기의 상부에 밀접되어 상기 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖는 개폐가 자유로운 기밀용 개폐덮개를 구비하는 상기 육성로를 외기에서 차단하는 기밀용기; 및The growth path including a growth path storage container surrounding side and bottom surfaces of the growth path, and an airtight opening / closing cover which is close to an upper portion of the growth path storage container and has a hole through which the lifting shaft passes. Airtight containers to block from the outside air; And 상기 기밀용기의 내부로 불활성 가스를 도입하는 가스도입구를 포함하고,A gas inlet for introducing an inert gas into the hermetic container, 상기 보온로의 바닥부를 상기 기밀용 개폐덮개의 상부에 밀접시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.Single crystal manufacturing apparatus characterized in that the bottom portion of the heat insulating furnace can be in close contact with the upper portion of the airtight opening and closing cover. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 보온로의 상부에 형성된 상기 구멍을 막고, 또 상기 리프팅축이 관통할 수 있을 정도의 세관(細管)을 갖는 보온로 상부 덮개를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.A single crystal manufacturing apparatus, further comprising: an upper cover of the heat insulating furnace, the upper cover of which closes the hole formed in the upper portion of the heat insulating furnace, and has a tubule that can pass through the lifting shaft. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 기밀용 개폐덮개는 상기 리프팅축에 대하여 수직인 방향으로 슬라이드 가능한 한쌍의 개폐식 블레이드와, 상기 개폐식 블레이드의 슬라이드방향으로 수직인 방향에서 소정의 간격을 두고 배치된 고정식 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.The airtight opening and closing cover includes a pair of retractable blades slidable in a direction perpendicular to the lifting shaft, and a fixed blade disposed at predetermined intervals in a direction perpendicular to the sliding direction of the retractable blade. Single crystal manufacturing device. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 육성로는 상기 내화물 도가니의 위쪽에 배치되고, 상기 리프팅축이 관통하는 구멍을 갖는 개폐가 자유로운 육성로 상부 덮개를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.The growth path is disposed above the refractory crucible, characterized in that the single crystal manufacturing apparatus further comprises a free-opening growth top cover having a hole through which the lifting shaft passes. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 육성로 상부 덮개는 상기 리프팅축에 대하여 수직인 방향으로 슬라이드 가능한 한쌍의 개폐식 블레이드와, 상기 개폐식 블레이드의 슬라이드방향으로 수직인 방향에 소정의 간격을 두고 배치된 고정식 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.The growth path upper cover includes a pair of retractable blades slidable in a direction perpendicular to the lifting axis, and a fixed blade disposed at predetermined intervals in a direction perpendicular to the slide direction of the retractable blade. Single crystal manufacturing device. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 단결정의 원료의 공급속도를 조절하는 기능을 갖고, 상기 귀금속 도가니 내에 상기 단결정의 원료를 공급하는 원료공급장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.And a raw material supply device for supplying the raw material of the single crystal into the precious metal crucible, the function of adjusting the supply speed of the single crystal raw material. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 원료공급장치는 상기 육성로의 실질적인 중심축 상에 배치된 관을 통하여 상기 단결정의 원료를 공급하는 것을 특징으로 하는 단결정 제조장치.And the raw material supply device supplies the single crystal raw material through a tube disposed on a substantially central axis of the growth furnace.
KR10-2001-0075244A 2000-12-01 2001-11-30 Apparatus and method for producing a single crystal KR100448923B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2000-00367235 2000-12-01
JP2000367235 2000-12-01
JPJP-P-2001-00350627 2001-11-15
JP2001350627A JP2002226299A (en) 2000-12-01 2001-11-15 Apparatus and method for manufacturing single crystal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020043175A KR20020043175A (en) 2002-06-08
KR100448923B1 true KR100448923B1 (en) 2004-09-18

Family

ID=26605085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0075244A KR100448923B1 (en) 2000-12-01 2001-11-30 Apparatus and method for producing a single crystal

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2002226299A (en)
KR (1) KR100448923B1 (en)
CN (1) CN1198973C (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100496527B1 (en) * 2002-09-25 2005-06-22 일진디스플레이(주) Method of producing lithium tantalate substrate for surface acoustic wave element
KR100496526B1 (en) * 2002-09-25 2005-06-22 일진디스플레이(주) Method of producing lithium tantalate substrate for surface acoustic wave element
JP4148049B2 (en) * 2003-07-15 2008-09-10 株式会社Sumco Raw material supply equipment
JP2009054769A (en) * 2007-08-27 2009-03-12 Sharp Corp Sheet manufacturing apparatus and sheet manufacturing method
JP5163101B2 (en) 2007-12-25 2013-03-13 信越半導体株式会社 Single crystal manufacturing apparatus and manufacturing method
JP4582149B2 (en) * 2008-01-10 2010-11-17 信越半導体株式会社 Single crystal manufacturing equipment
KR101420840B1 (en) * 2012-02-24 2014-07-17 주식회사 사파이어테크놀로지 Method for growing sapphier single crystal
JP6878865B2 (en) * 2016-12-13 2021-06-02 住友金属鉱山株式会社 A method for growing an oxide single crystal using a hot zone structure and a hot zone structure of a high-frequency induction heating furnace.
JP6988659B2 (en) * 2018-04-11 2022-01-05 住友金属鉱山株式会社 Single crystal growing device
KR102136250B1 (en) * 2018-10-18 2020-07-21 한국기초과학지원연구원 High purifying device for metallic materials for compound semiconductors
CN110029394A (en) * 2019-05-28 2019-07-19 西安奕斯伟硅片技术有限公司 A kind of crystal pulling furnace and cooling means
CN112746312B (en) * 2021-02-03 2021-12-07 中国电子科技集团公司第十三研究所 Growth method of low-stress crystal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57179094A (en) * 1981-04-28 1982-11-04 Tohoku Metal Ind Ltd Method and apparatus for manufacturing single crystal
JPH0297480A (en) * 1988-10-05 1990-04-10 Mitsubishi Metal Corp Single crystal pulling up device
JPH02296787A (en) * 1989-05-11 1990-12-07 Fujitsu Ltd Growing device for single crystal
JPH0477384A (en) * 1990-07-19 1992-03-11 Toshiba Corp Pulling up device for semiconductor single crystal
JPH04124083A (en) * 1990-09-13 1992-04-24 Kawasaki Steel Corp Apparatus for growing semiconductor single crystal
KR940006041A (en) * 1992-06-11 1994-03-23 가나이 쯔또무 Character input method and information processing device using the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57179094A (en) * 1981-04-28 1982-11-04 Tohoku Metal Ind Ltd Method and apparatus for manufacturing single crystal
JPH0297480A (en) * 1988-10-05 1990-04-10 Mitsubishi Metal Corp Single crystal pulling up device
JPH02296787A (en) * 1989-05-11 1990-12-07 Fujitsu Ltd Growing device for single crystal
JPH0477384A (en) * 1990-07-19 1992-03-11 Toshiba Corp Pulling up device for semiconductor single crystal
JPH04124083A (en) * 1990-09-13 1992-04-24 Kawasaki Steel Corp Apparatus for growing semiconductor single crystal
KR940006041A (en) * 1992-06-11 1994-03-23 가나이 쯔또무 Character input method and information processing device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN1198973C (en) 2005-04-27
JP2002226299A (en) 2002-08-14
CN1358884A (en) 2002-07-17
KR20020043175A (en) 2002-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100448923B1 (en) Apparatus and method for producing a single crystal
EP0068021B1 (en) The method and apparatus for forming and growing a single crystal of a semiconductor compound
JP6606638B2 (en) Method and apparatus for growing Fe-Ga based alloy single crystal
WO2014094157A1 (en) A method and apparatus for melting aluminum oxide
CN108531990A (en) Single-crystal manufacturing apparatus
JP5757237B2 (en) Semiconductor crystal manufacturing method and manufacturing apparatus
KR101842487B1 (en) Glowing equipment and methods for lithium tantalate single crystal by crucible structure
US9234296B2 (en) Apparatus having heat insulating cylinder with step portion for manufacturing semiconductor single crystal
JP7398702B2 (en) Single crystal growth equipment and single crystal growth equipment protection method
JP3881052B2 (en) Single crystal manufacturing equipment
JP2006199511A (en) Crystal production apparatus
JP4399631B2 (en) Method for manufacturing compound semiconductor single crystal and apparatus for manufacturing the same
JP2008019133A (en) Crystal production apparatus
JP7486743B2 (en) Method for producing FeGa alloy single crystal
JP2023132266A (en) Apparatus and method for growing oxide single crystal
JP2023147618A (en) Method and apparatus for growing oxide single crystal
JP3492820B2 (en) Compound semiconductor single crystal manufacturing equipment
JP2010030868A (en) Production method of semiconductor single crystal
KR100868726B1 (en) Synthesis vb apparatus and method for gaas
JP4549111B2 (en) GaAs polycrystal production furnace
JP2023147617A (en) Method and apparatus for growing oxide single crystal
JP2023132267A (en) Apparatus and method for growing oxide single crystal
JP2011037643A (en) Single crystal pulling apparatus, method for producing single crystal and single crystal
JP2023132269A (en) Apparatus and method for growing oxide single crystal
JP2001316195A (en) Manufacturing device and manufacturing method of oxide single crystal

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100831

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee