JP5488545B2 - 単結晶育成装置 - Google Patents
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Description
前記湯漏れ受皿は、該湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有し、
該受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、
前記受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする単結晶育成装置を提供する。
等方性黒鉛で作製したヒーター及びルツボを備えた、チョクラルスキー法を模した簡単な炉を用意した。そのルツボの下端には穴を開けておき、その中にシリコン原料を入れておいて原料が溶融すると湯漏れが発生するようにした。また、図4に示されるように、炉の下側には等方性黒鉛の湯漏れ受皿108内に炭素繊維からなる一体型の断熱材109’を配置して、ルツボ103の下に配置した。このとき断熱材の厚さは10cmとした。炭素繊維の断熱材はその嵩密度が0.1〜1.0g/cm3のものがラインナップされているが、最も標準的なものは0.13〜0.16g/cm3である。後述する実施例、比較例では全て嵩密度0.13〜0.16g/cm3の炭素繊維断熱材を用いた。
一体型の断熱材の代わりに、湯漏れ受皿内を直径約3cmからなる概略球形状の炭素繊維の受皿充填断熱材で充填し、その高さが概略約10cmになるようにしたことを除いては、実験例1と同様のテストを行った。切電後、炉内の受皿充填断熱材を観察したところ、受皿充填断熱材の隙間を通して流れた融液は湯漏れ受皿の底部まで到達していた。
本発明は、原料融液を収容するルツボと前記原料融液を加熱するヒーターとを格納するメインチャンバーと、該メインチャンバーの底部に設置され前記ルツボから漏れてきた融液を収容する炭素材からなる湯漏れ受皿を具備するチョクラルスキー法によって単結晶インゴットを製造する単結晶育成装置であって、
前記湯漏れ受皿は、該湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有し、
該受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、
前記受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする単結晶育成装置である。
本発明の単結晶育成装置は、湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有する。この受皿充填断熱材の占める充填容積は、ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状である。
前記湯漏れ受皿は、湯漏れを検知するセンサーを有することが好ましい。上記のような受皿充填断熱材の形状、サイズであれば、湯漏れが発生した際に早いうちに融液が湯漏れ受皿の底部まで到達することができる。そのため、図1、2に例を示したように、湯漏れを検知するセンサー11を湯漏れ受皿8に設置することで、湯漏れを早期に発見することが可能であり、湯漏れ後の対処を早期に実施することが可能となる。
ルツボとセンサーとの間に、ルツボから漏れた湯漏れ融液をセンサーの位置に誘導する下部誘導部材を有することが好ましい。上述の湯漏れの早期発見と早期対処をより確実にするためには、原料融液を収容しているルツボから湯漏れを検知するセンサーまでの間に、湯漏れが発生した場合に融液が通過する通り道を形成するような下部誘導部材を設けることが好ましい。例として図2には、ルツボ3の下に主に熱ロス低減を目的として配されている断熱板4に誘導構造4aを設けて、下部誘導部材の一つとして、断熱板4上の所望の位置から融液を落下させ、湯漏れ受皿8内の受皿充填断熱材16の中にも筒状の下部誘導部材(筒18)を設けた形態が示されている。この筒状の下部誘導部材(筒18)の下端部は湯漏れ融液が流出可能なようになっている。このような形態によれば、より確実に、より早く、湯漏れ融液を湯漏れ受皿底部に導入でき、かつ湯漏れを検知するセンサーによる湯漏れを感知できる単結晶育成装置となる。
図1に示すように、直径3cmである球形状の受皿充填断熱材で充填された湯漏れ受皿を備えた単結晶育成装置を準備した。受皿充填断熱材の充填容積は、ルツボに収容された原料融液の最大容量以上の容積を有するものとし、本実施例では受皿充填断熱材を積み上げた高さがおおよそ15cmになるようにした。また、受皿充填断熱材としては0.13〜0.16g/cm3の最も標準的な嵩密度のものを使用した。
図3に示すように、断熱板と湯漏れ受皿とを備えた単結晶育成装置を準備した。ここで、湯漏れ受皿は内壁に配置される平面状の断熱材を有し、球形状又は多面体形状の受皿充填断熱材を有さないものとした。なお、平面状の断熱材の厚さは約2〜3cmとした。
図4に示すように、湯漏れ受皿が厚さ15cmの一体型の断熱材を有するものとした以外は比較例1と同様の構成の単結晶育成装置を準備した。これを用いて実施例と同様にシリコン単結晶を育成した。
Claims (4)
- 原料融液を収容するルツボと前記原料融液を加熱するヒーターとを格納するメインチャンバーと、該メインチャンバーの底部に設置され前記ルツボから漏れてきた融液を収容する炭素材からなる湯漏れ受皿を具備するチョクラルスキー法によって単結晶インゴットを製造する単結晶育成装置であって、
前記湯漏れ受皿は、該湯漏れ受皿内に充填された複数個の受皿充填断熱材を有し、
該受皿充填断熱材の占める充填容積は、前記ルツボに収容された原料融液の最大容量以上であり、
前記受皿充填断熱材のうち少なくとも湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は、直径1cm以上10cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする単結晶育成装置。 - 前記湯漏れ受皿は、湯漏れを検知するセンサーを有することを特徴とする請求項1に記載の単結晶育成装置。
- 前記ルツボと前記センサーとの間に、前記ルツボから漏れた湯漏れ融液を前記センサーの位置に誘導する下部誘導部材を有することを特徴とする請求項2に記載の単結晶育成装置。
- 前記湯漏れ融液が落下する近傍の受皿充填断熱材は直径1cm以上5cm以下である球形状又は多面体形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の単結晶育成装置。
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