JP5789676B2 - 抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置および抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法 - Google Patents
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Description
図2は、本発明の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置100の例示図である。
DS ratio=Volume of Seed Rotation Cell/Volume of Crucible Rotation Cell=Vs/Vc
数式1において、DS ratioはCR-cellのVolumeに対するSR-cellのボリューム比である。
MsMc=Angular Momentum of Seed Rotation Cell/Angular Momentum of Crucible Rotation Cell=VsΦs,m/VcΦc,m
数式2において、MsMcはCR-cellの角運動量に対するSR-cellの角運動量の比率であり、Φs,mはSR-cellの中心で最大角速度(Maximun Angula Velocity at the center of SR-cell)であり、Φc,mはCR-cellの中心で最大角速度(Maximun Angula Velocity at the center of CR-cell)である。
れるものではなく、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えるこ
とができることは当業者にとって明らかである。
(付記1)
チャンバーと、
前記チャンバーの内部に備えられ、アルミナ融液を収容するルツボと、
前記チャンバーの内側に備えられ、前記ルツボを加熱する抵抗加熱ヒータと、を含む抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。
(付記2)
前記ルツボの外部に備えられるルツボ支持台と、
前記ルツボ支持台の下側に備えられる回転軸と、をさらに含み、
前記回転軸は、所定の駆動手段によって前記ルツボを回転および昇降させることを特徴とする付記1に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。
(付記3)
前記チャンバー内側に備えられ、前記ルツボ内のアルミナ融液に磁場を印加するカスプマグネットをさらに含むことを特徴とする付記1または2に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。
(付記4)
前記チャンバーの内側に備えられ、前記成長するインゴットを加熱するアフターヒータをさらに含むことを特徴とする付記1または2に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。
(付記5)
チャンバーの内部に備えられるルツボにアルミナ多結晶を装入するステップと、
前記ルツボを抵抗加熱ヒータにより加熱して、前記アルミナ多結晶をアルミナ融液にするステップと、
溶融したアルミナの上部に種結晶を接触させるステップと、
接触された種結晶からサファイア単結晶インゴットを成長させるステップと、
成長したインゴットを溶融したアルミナと分離するステップと、を含む抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(付記6)
前記ルツボの外部に備えられるルツボ支持台および前記ルツボ支持台の下側に備えられる回転軸をさらに含み、
前記回転軸は、所定の駆動手段によって前記ルツボを回転および昇降させることを特徴とする付記5に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(付記7)
前記ルツボ内のアルミナ融液に磁場を印加するカスプマグネットをさらに含むことを特徴とする付記5または6に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(付記8)
前記カスプマグネットの上部コイルと下部コイルに印加される電流比が1:0.5〜1:2となるように調節して、ZGPを下落させ、SR-Cellのローレンツ力を増加させることを特徴とする付記7に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(付記9)
前記成長する結晶と前記ルツボを回転させて、アルミナ融液の対流パターンを制御することを特徴とする付記5または6に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(付記10)
以下の数式1と数式2を利用して、MsMcを0.1〜0.5に維持することを特徴とする付記9に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(数式1)
DS ratio=Volume of Seed Rotation Cell/Volume of Crucible Rotation Cell=Vs/Vc
数式1において、
DS ratioは、CR-cellのVolumeに対するSR-cellのボリューム比である。
(数式2)
MsMc=Angular Momentum of Seed Rotation Cell/Angular Momentum of Crucible Rotation Cell=VsΦs,m/VcΦc,m
数式2において、
MsMcは、CR-cellの角運動量(Angular Momentum)に対するSR-cellの角運動量の比であり、Φs,mは、SR-cellの中心での最大角速度(Maximun Angula Velocity at the center of SR-cell)であり、
Φc,mは、CR-cellの中心での最大角速度(Maximun Angula Velocity at the center of CR-cell)である。
(付記11)
成長するインゴットをアフターヒータで加熱するステップをさらに含むことを特徴とする付記5または6に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(付記12)
150mm以上の直径を有することを特徴とするサファイアインゴット。
(付記13)
150mm以上の直径および200mm以上の有効長さを有することを特徴とする付記12に記載のサファイアインゴット。
(付記14)
1000EA/cm 2 のEPD密度を有することを特徴とする付記12または13に記載のサファイアインゴット。
(付記15)
気孔のないことを特徴とする付記12または13に記載のサファイアインゴット。
(付記16)
コアファセットが発生しないことを特徴とする付記12または13に記載のサファイアインゴット。
(付記17)
サファイアインゴットから製造された150mm以上の直径を有することを特徴とするサファイアウェハ。
(付記18)
1000EA/cm 2 のEPD密度を有することを特徴とする付記17に記載のサファイアウェハ。
(付記19)
気孔のないことを特徴とする付記17または18に記載のサファイアウェハ。
(付記20)
コアファセットが発生しないことを特徴とする付記17または18に記載のサファイアウェハ。
Claims (8)
- チャンバーと、
前記チャンバーの内部に備えられ、アルミナ融液を収容するルツボと、
前記チャンバーの内側に備えられ、前記ルツボを加熱する抵抗加熱ヒータと、
前記チャンバーの内側に備えられ、上部コイルと下部コイルを有し、前記ルツボ内のアルミナ融液に磁場を印加するカスプマグネットと、を含み、
前記上部コイルと前記下部コイルに印加される電流比が1:0.5〜1:2となるように調節して、ZGP(Zero Gauss Plane)を下落させ、SR-Cell(Seed Rotation Cell)のローレンツ力を増加させる、
抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。 - 前記ルツボの外部に備えられるルツボ支持台と、
前記ルツボ支持台の下側に備えられる回転軸と、をさらに含み、
前記回転軸は、所定の駆動手段によって前記ルツボを回転および昇降させることを特徴とする請求項1に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。 - 前記チャンバーの内側に備えられ、前記アルミナ融液に接触させた種結晶から成長するインゴットを加熱するアフターヒータをさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの成長装置。
- チャンバーの内側に備えられ、上部コイルと下部コイルを有し、前記チャンバーの内部に備えられるルツボ内のアルミナ融液に磁場を印加するカスプマグネットを用いる、抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法であって、
前記ルツボにアルミナ多結晶を装入するステップと、
前記ルツボを抵抗加熱ヒータにより加熱して、前記アルミナ多結晶をアルミナ融液にするステップと、
溶融したアルミナの上部に種結晶を接触させるステップと、
接触された種結晶からサファイア単結晶インゴットを成長させるステップと、
成長したインゴットを溶融したアルミナと分離するステップと、を含み、
前記上部コイルと前記下部コイルに印加される電流比が1:0.5〜1:2となるように調節して、ZGP(Zero Gauss Plane)を下落させ、SR-Cell(Seed Rotation Cell)のローレンツ力を増加させる、
抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。 - 前記ルツボの外部に備えられるルツボ支持台および前記ルツボ支持台の下側に備えられる回転軸をさらに含み、
前記回転軸は、所定の駆動手段によって前記ルツボを回転および昇降させることを特徴とする請求項4に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。 - 前記インゴットと前記ルツボを回転させて、アルミナ融液の対流パターンを制御することを特徴とする請求項4または5に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
- 以下の数式1と数式2を利用して、MsMcを0.1〜0.5に維持することを特徴とする請求項6に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
(数式1)
DS ratio=Volume of Seed Rotation Cell/Volume of Crucible Rotation Cell=Vs/Vc
数式1において、
DS ratioは、CR-cellのVolumeに対するSR-cellのボリューム比である。
(数式2)
MsMc=Angular Momentum of Seed Rotation Cell/Angular Momentum of Crucible Rotation Cell=VsΦs,m/VcΦc,m
数式2において、
MsMcは、CR-cellの角運動量(Angular Momentum)に対するSR-cellの角運動量の比であり、
Φs,mは、SR-cellの中心での最大角速度(Maximun Angula Velocity at the center of SR-cell)であり、
Φc,mは、CR-cellの中心での最大角速度(Maximun Angula Velocity at the center of CR-cell)である。 - 成長するインゴットをアフターヒータで加熱するステップをさらに含むことを特徴とする請求項4または5に記載の抵抗加熱サファイア単結晶インゴットの製造方法。
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