JPH0644512B2 - 浮遊帯域溶融用誘導加熱器 - Google Patents
浮遊帯域溶融用誘導加熱器Info
- Publication number
- JPH0644512B2 JPH0644512B2 JP62185350A JP18535087A JPH0644512B2 JP H0644512 B2 JPH0644512 B2 JP H0644512B2 JP 62185350 A JP62185350 A JP 62185350A JP 18535087 A JP18535087 A JP 18535087A JP H0644512 B2 JPH0644512 B2 JP H0644512B2
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- Japan
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- rod
- heater
- slit
- auxiliary heater
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-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
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/20—Heating of the molten zone by induction, e.g. hot wire technique
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体結晶の浮遊帯域溶融用の誘導加熱器
として平コイルとそれに同軸に設けられ平コイルに結合
された円筒形補助加熱器で構成され、補助加熱器は良導
電性の材料で作られ平コイルに並列接続されているもの
に関する。
として平コイルとそれに同軸に設けられ平コイルに結合
された円筒形補助加熱器で構成され、補助加熱器は良導
電性の材料で作られ平コイルに並列接続されているもの
に関する。
この種の誘導加熱器の一例は***国特許出願公告第１８
０２５２４号明細書に記載されている。その補助加熱器
は１つの円筒であって、その円筒内に平コイルが配置さ
れ、円筒は両側において平コイルを例えば等しい長さだ
け突出するようになっている。その多結晶の原料棒側に
向った円筒部分は予備加熱器となり、単結晶半導体棒側
に向った円筒部分は後加熱器となる。補助加熱器の目的
は、溶融帯域の両側に続く固体棒部分の温度勾配を小さ
くすることである。
０２５２４号明細書に記載されている。その補助加熱器
は１つの円筒であって、その円筒内に平コイルが配置さ
れ、円筒は両側において平コイルを例えば等しい長さだ
け突出するようになっている。その多結晶の原料棒側に
向った円筒部分は予備加熱器となり、単結晶半導体棒側
に向った円筒部分は後加熱器となる。補助加熱器の目的
は、溶融帯域の両側に続く固体棒部分の温度勾配を小さ
くすることである。
上記の誘導加熱器を使用して行った実験の結果、予備加
熱によって不利な結果を生ずることが認められた。即ち
予備加熱により未処理棒部分の溶融が単純な平コイルに
よる場合よりも早期に開始され、多結晶シリコンの品質
に関係して特に棒の縁端部に平コイルによっては溶融で
きない軸方向の鼻端が形成される。従って帯域移動はこ
の箇所で中断する必要があり、棒全体が無価値になる。
熱によって不利な結果を生ずることが認められた。即ち
予備加熱により未処理棒部分の溶融が単純な平コイルに
よる場合よりも早期に開始され、多結晶シリコンの品質
に関係して特に棒の縁端部に平コイルによっては溶融で
きない軸方向の鼻端が形成される。従って帯域移動はこ
の箇所で中断する必要があり、棒全体が無価値になる。
温度分布の不均等性が増すと、単結晶成長速度の時間的
変動が増大することはよく知られている。これによって
実効分配係数keffも変動し微視的区域のドーピングが変
化する。このドーピング変動はストリエーションと呼ば
れているもので、結晶成長速度の時間的変動の影響は係
数keffが小さい程強くなる。
変動が増大することはよく知られている。これによって
実効分配係数keffも変動し微視的区域のドーピングが変
化する。このドーピング変動はストリエーションと呼ば
れているもので、結晶成長速度の時間的変動の影響は係
数keffが小さい程強くなる。
この発明の目的は上記の誘導加熱器を改良してこのよう
な欠点が生ずることなく又は均等な温度分布が達成され
るようにすることである。
な欠点が生ずることなく又は均等な温度分布が達成され
るようにすることである。
上述の目的を達成するため、本発明は、平コイルとこの
平コイルに同軸に設けられ平コイルに結合された円筒形
補助加熱器とで構成され、補助加熱器は良導電性の材料
で作られ平コイルに並列接続され且つ平コイルの単結晶
棒部分に向った側だけに設けられている単結晶半導体棒
の浮遊帯域溶融用誘導加熱器において、補助加熱器は２
つの金属環を有し、両金属環は軸方向に延びる金属棒に
より１つの円筒形のかごに結合され、両金属環はそれぞ
れ半径方向のスリットを備え、両スリットが金属環の軸
方向において互に一直線上に置かれ、平コイルは単巻で
あってその接続端間にスリットが形成され、両金属環の
軸方向のスリットと平コイルのスリットとが一直線上に
並んでいるものである。
平コイルに同軸に設けられ平コイルに結合された円筒形
補助加熱器とで構成され、補助加熱器は良導電性の材料
で作られ平コイルに並列接続され且つ平コイルの単結晶
棒部分に向った側だけに設けられている単結晶半導体棒
の浮遊帯域溶融用誘導加熱器において、補助加熱器は２
つの金属環を有し、両金属環は軸方向に延びる金属棒に
より１つの円筒形のかごに結合され、両金属環はそれぞ
れ半径方向のスリットを備え、両スリットが金属環の軸
方向において互に一直線上に置かれ、平コイルは単巻で
あってその接続端間にスリットが形成され、両金属環の
軸方向のスリットと平コイルのスリットとが一直線上に
並んでいるものである。
補助加熱器には冷却溝を備えると有利である。
次に第１図ないし第３図を参照し実施例についてこの発
明を更に詳細に説明する。
明を更に詳細に説明する。
第３図は従来の誘導加熱器を示すもので、接続端子５を
持つ公知の単巻平コイル４が使用されているが、この平
コイル４は多数の巻回のものでもよい。平コイル４によ
り原料棒１が溶融され単結晶半導体棒２に変えられる。
両方の棒部分は溶融帯域３によって連結されている。
持つ公知の単巻平コイル４が使用されているが、この平
コイル４は多数の巻回のものでもよい。平コイル４によ
り原料棒１が溶融され単結晶半導体棒２に変えられる。
両方の棒部分は溶融帯域３によって連結されている。
平コイル４には単結晶の棒部分に向った側に円筒形の補
助加熱器６が同軸に設けられている。この補助加熱器は
例えば平コイルと同様な良導体で作られ、機械的に平コ
イル４に結合され、電気的に並列接続される。平コイル
４と補助加熱器６は共通のスリット１５を形成し、又冷
却溝７，８を備える。
助加熱器６が同軸に設けられている。この補助加熱器は
例えば平コイルと同様な良導体で作られ、機械的に平コ
イル４に結合され、電気的に並列接続される。平コイル
４と補助加熱器６は共通のスリット１５を形成し、又冷
却溝７，８を備える。
帯域溶融に際しては、平コイル４と補助加熱器６の形状
に基いて部分的に単結晶棒部分２の軸に平行する電気力
線が生ずる。このような電気力線の１つが９として示さ
れている。この電界分布を通して単結晶棒部分が後加熱
され、成長する単結晶棒２中の温度勾配が小さくなる。
これによって溶融帯内の温度の均等性が改善され、溶融
帯内および溶融帯と単結晶半導体棒との境界面に生ずる
対流が減少する。又成長速度の時間的変動が小さくな
り、分配係数keffの時間的変動も小さくなる。従ってド
ーピングの変動も低下する。例えばシリコンにインジウ
ムをドープする場合、ドープ濃度の変動は通常の平コイ
ルの場合の1/2から1/3に過ぎない。
に基いて部分的に単結晶棒部分２の軸に平行する電気力
線が生ずる。このような電気力線の１つが９として示さ
れている。この電界分布を通して単結晶棒部分が後加熱
され、成長する単結晶棒２中の温度勾配が小さくなる。
これによって溶融帯内の温度の均等性が改善され、溶融
帯内および溶融帯と単結晶半導体棒との境界面に生ずる
対流が減少する。又成長速度の時間的変動が小さくな
り、分配係数keffの時間的変動も小さくなる。従ってド
ーピングの変動も低下する。例えばシリコンにインジウ
ムをドープする場合、ドープ濃度の変動は通常の平コイ
ルの場合の1/2から1/3に過ぎない。
第１図は本発明の実施例を示すもので、２つの金属環１
０と１１とが軸方向に延びる金属棒１２により互に結合
され、１つの円筒形かごが形成されている。環１０と１
１および棒１２は電気伝導性の良い金属例えば銅又は銀
で作られる。環１０，１１には給電電圧の短絡を避ける
ため半径方向のスリット１３，１４があり、これらのス
リットは軸方向において一直線上に配置される。環１
０，１１および棒１２で構成されるかごが第３図の平コ
イルに結合されると、そのスリット１３，１４がコイル
のスリット１５に合致する。スリット１３，１４の両側
に置かれる棒１２はスリットの幅に対応する相互間隔を
保つ。棒１２の互に対抗する側面は平坦に作られている
から、後加熱器の両端部の間に均等な間隙が形成され
る。
０と１１とが軸方向に延びる金属棒１２により互に結合
され、１つの円筒形かごが形成されている。環１０と１
１および棒１２は電気伝導性の良い金属例えば銅又は銀
で作られる。環１０，１１には給電電圧の短絡を避ける
ため半径方向のスリット１３，１４があり、これらのス
リットは軸方向において一直線上に配置される。環１
０，１１および棒１２で構成されるかごが第３図の平コ
イルに結合されると、そのスリット１３，１４がコイル
のスリット１５に合致する。スリット１３，１４の両側
に置かれる棒１２はスリットの幅に対応する相互間隔を
保つ。棒１２の互に対抗する側面は平坦に作られている
から、後加熱器の両端部の間に均等な間隙が形成され
る。
温度の均等性の一層の改善は、第２図に示すように平コ
イル４の中央孔１６から半径方向に伸びるスリット１７
を設けることによって達成される。これらのスリットは
コイルの両端間のスリット１５による非対称性を打消す
作用がある。スリット１７はスリット１５と共に等角間
隔で配置されている。上記の均等性の改善は直径５２mm
のシリコン棒を誘導加熱器で加熱する際に認められたも
ので、コイルの内径は２７mm、外径は７７mmであり、後
加熱器の内径は７０mm、長さは４０mmであった。後加熱
器の長さＬが増すと後加熱時間が長くなりその内径Ｄが
小さくなると後加熱温度が高くなる。
イル４の中央孔１６から半径方向に伸びるスリット１７
を設けることによって達成される。これらのスリットは
コイルの両端間のスリット１５による非対称性を打消す
作用がある。スリット１７はスリット１５と共に等角間
隔で配置されている。上記の均等性の改善は直径５２mm
のシリコン棒を誘導加熱器で加熱する際に認められたも
ので、コイルの内径は２７mm、外径は７７mmであり、後
加熱器の内径は７０mm、長さは４０mmであった。後加熱
器の長さＬが増すと後加熱時間が長くなりその内径Ｄが
小さくなると後加熱温度が高くなる。
第１図はこの発明に用いられる補助加熱器の斜視図、第
２図はこの発明に用いられる平コイルの平面図、第３図
は従来の誘導加熱器の断面図である。 １…多結晶原料棒、２…単結晶半導体棒、３…溶融帯
域、４…平コイル、５…接続端子、６…補助加熱器、
７，８…冷却溝、１０，１１…金属環、１２…金属棒、
１３，１４…金属環のスリット、１５…平コイルのスリ
ット。
２図はこの発明に用いられる平コイルの平面図、第３図
は従来の誘導加熱器の断面図である。 １…多結晶原料棒、２…単結晶半導体棒、３…溶融帯
域、４…平コイル、５…接続端子、６…補助加熱器、
７，８…冷却溝、１０，１１…金属環、１２…金属棒、
１３，１４…金属環のスリット、１５…平コイルのスリ
ット。
Claims (2)
- 【請求項１】平コイルとこの平コイルに同軸に設けられ
平コイルに結合された円筒形補助加熱器とで構成され、
補助加熱器は良導電性の材料で作られ平コイルに並列接
続され且つ平コイルの単結晶棒部分に向った側だけに設
けられている単結晶半導体棒の浮遊帯域溶融用誘導加熱
器において、補助加熱器は２つの金属環を有し、両金属
環は軸方向に延びる金属棒により１つの円筒形のかごに
結合され、両金属環はそれぞれ半径方向のスリットを備
え、両スリットが金属環の軸方向において互に一直線上
に置かれ、平コイルは単巻であってその接続端間にスリ
ットが形成され、両金属環の軸方向のスリットと平コイ
ルのスリットとが一直線上に並んでいることを特徴とす
る浮遊帯域用誘導加熱器。 - 【請求項２】補助加熱器が冷却溝を備えていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘導加熱器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3625669.2 | 1986-07-29 | ||
| DE19863625669 DE3625669A1 (de) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | Induktionsheizer zum tiegelfreien zonenschmelzen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6337590A JPS6337590A (ja) | 1988-02-18 |
| JPH0644512B2 true JPH0644512B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=6306240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62185350A Expired - Fee Related JPH0644512B2 (ja) | 1986-07-29 | 1987-07-24 | 浮遊帯域溶融用誘導加熱器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4797525A (ja) |
| JP (1) | JPH0644512B2 (ja) |
| DE (1) | DE3625669A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0292920B1 (en) * | 1987-05-25 | 1992-07-29 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Rf induction heating apparatus |
| DE3805118A1 (de) * | 1988-02-18 | 1989-08-24 | Wacker Chemitronic | Verfahren zum tiegelfreien zonenziehen von halbleiterstaeben und induktionsheizspule zu seiner durchfuehrung |
| US6555801B1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-04-29 | Melrose, Inc. | Induction heating coil, device and method of use |
| DE102005063346B4 (de) * | 2005-04-06 | 2010-10-28 | Pv Silicon Forschungs Und Produktions Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer einkristallinen Si-Scheibe mit annähernd rundem polygonalem Querschnitt |
| DE102008013326B4 (de) * | 2008-03-10 | 2013-03-28 | Siltronic Ag | Induktionsheizspule und Verfahren zum Schmelzen von Granulat aus Halbleitermaterial |
| DK3957774T3 (da) | 2020-08-19 | 2023-03-06 | Siltronic Ag | Fremgangsmåde og anlæg til trækning af et enkeltkrystal efter fz fremgangsmåden |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4215742Y1 (ja) * | 1964-05-20 | 1967-09-08 | ||
| DE1615097A1 (de) * | 1967-05-20 | 1970-05-06 | Aeg Elotherm Gmbh | Querfeldinduktor zum induktiven Erhitzen von mit einer Verdickung versehenen Werkstuecken |
| CH472236A (de) * | 1968-05-30 | 1969-05-15 | Siemens Ag | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes, insbesondere Halbleiterstabes |
| DE1802524B1 (de) * | 1968-10-11 | 1970-06-04 | Siemens Ag | Vorrichtung zum tiegelfreien Zonenschmelzen eines kristallinen Stabes,insbesondere Halbleiterstabes |
| US3935059A (en) * | 1969-07-21 | 1976-01-27 | U.S. Philips Corporation | Method of producing single crystals of semiconductor material by floating-zone melting |
| US3886509A (en) * | 1972-11-24 | 1975-05-27 | Siemens Ag | Adjustable induction coil for zone melting of semiconductor rods |
| DE2538854B2 (de) * | 1975-09-01 | 1979-02-15 | Wacker-Chemitronic Gesellschaft Fuer Elektronik-Grundstoffe Mbh, 8263 Burghausen | Einwindige Induktionsheizspule zum tiegelfreien Zonenschmelzen |
| US4220839A (en) * | 1978-01-05 | 1980-09-02 | Topsil A/S | Induction heating coil for float zone melting of semiconductor rods |
| JPS564516A (en) * | 1979-06-13 | 1981-01-17 | Makoto Okumura | Method of packing food containing liquid |
| DE3143146A1 (de) * | 1981-10-30 | 1983-05-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Als flachspule ausgebildete induktionsheizspule zum tiegelfreien zonenschmelzen |
| JPS5912492U (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-25 | 富士電子工業株式会社 | 高周波加熱コイル |
| DE3226713A1 (de) * | 1982-07-16 | 1984-01-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Als flachspule ausgebildete induktionsheizspule zum tiegelfreien zonenschmelzen |
-
1986
- 1986-07-29 DE DE19863625669 patent/DE3625669A1/de active Granted
-
1987
- 1987-07-21 US US07/076,254 patent/US4797525A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-24 JP JP62185350A patent/JPH0644512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3625669C2 (ja) | 1992-04-30 |
| DE3625669A1 (de) | 1988-02-04 |
| US4797525A (en) | 1989-01-10 |
| JPS6337590A (ja) | 1988-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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