JPH0761892A - 単結晶育成装置 - Google Patents
単結晶育成装置Info
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- JPH0761892A JPH0761892A JP20677393A JP20677393A JPH0761892A JP H0761892 A JPH0761892 A JP H0761892A JP 20677393 A JP20677393 A JP 20677393A JP 20677393 A JP20677393 A JP 20677393A JP H0761892 A JPH0761892 A JP H0761892A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、融液より種子結晶を引き上げて単
結晶を育成する単結晶育成装置に関し、導電性のルツボ
の交換時期を育成時の高周波加熱する周波数を監視し、
ルツボが変形したことに対応する周波数ずれが発生した
ときにルツボ交換指示を促し、ルツボ交換の時期を的確
に指摘および結晶の歩留りを向上させることを目的とす
る。 【構成】 高周波加熱によって溶融した融液を保持する
導電性のルツボ３と、このルツボ３が変形して消費電力
が変化したことに対応して、安定に高周波加熱する周波
数ｆの高周波電力を発振する高周波加熱用発振器１と、
この高周波加熱用発振器１がルツボ３を安定に高周波加
熱する周波数ｆについて、所定のしきい値となったとき
に、ルツボ交換表示を行なうルツボ変形度管理機能５と
を備えるように構成する。
結晶を育成する単結晶育成装置に関し、導電性のルツボ
の交換時期を育成時の高周波加熱する周波数を監視し、
ルツボが変形したことに対応する周波数ずれが発生した
ときにルツボ交換指示を促し、ルツボ交換の時期を的確
に指摘および結晶の歩留りを向上させることを目的とす
る。 【構成】 高周波加熱によって溶融した融液を保持する
導電性のルツボ３と、このルツボ３が変形して消費電力
が変化したことに対応して、安定に高周波加熱する周波
数ｆの高周波電力を発振する高周波加熱用発振器１と、
この高周波加熱用発振器１がルツボ３を安定に高周波加
熱する周波数ｆについて、所定のしきい値となったとき
に、ルツボ交換表示を行なうルツボ変形度管理機能５と
を備えるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、融液より種子結晶を引
き上げて単結晶を育成する単結晶育成装置に関するもの
である。単結晶を育成する手法として、高周波を用いて
加熱して溶融した金属酸化物から種子結晶を回転させな
がら引き上げて単結晶を育成するチョクラルスキー法な
どがある。これらの手法によって、特に結晶欠陥のない
品質の安定した単結晶を再現性良く育成することが望ま
れている。
き上げて単結晶を育成する単結晶育成装置に関するもの
である。単結晶を育成する手法として、高周波を用いて
加熱して溶融した金属酸化物から種子結晶を回転させな
がら引き上げて単結晶を育成するチョクラルスキー法な
どがある。これらの手法によって、特に結晶欠陥のない
品質の安定した単結晶を再現性良く育成することが望ま
れている。
【０００２】
【従来の技術】従来、単結晶の育成法の１つであるチョ
クラルスキー法は、高周波を用いて貴金属のルツボを加
熱して当該ルツボ内の原料を溶解し、種子結晶を当該溶
解した溶融面に接触させて回転させながらゆっくり引上
げて単結晶を育成する。
クラルスキー法は、高周波を用いて貴金属のルツボを加
熱して当該ルツボ内の原料を溶解し、種子結晶を当該溶
解した溶融面に接触させて回転させながらゆっくり引上
げて単結晶を育成する。
【０００３】貴金属のルツボの外側にバブルアルミナな
どの耐火物充填材を介して耐火物のルツボで支持してい
る。貴金属のルツボは、高温で若干軟化すると共に、内
部の原料が１回の引上げ毎に融解・凝固を繰り返す。こ
の際、固定・液体間の密度差によって貴金属のルツボは
強い圧力を受け、少しづつ変形する。ここで、結晶育成
を繰り返す場合、一般に貴金属のルツボ内に原料を補充
するのみで、当該貴金属のルツボを含めたホットゾーン
を毎回毎回分解して、再度組み立てることは、非常に多
くの時間がかかると共に結晶の育成の再現性が悪くなる
などにより行っていない。このため、長年にわたる経験
と勘に頼り、おおよその引上回数で、ルツボを交換して
いた。
どの耐火物充填材を介して耐火物のルツボで支持してい
る。貴金属のルツボは、高温で若干軟化すると共に、内
部の原料が１回の引上げ毎に融解・凝固を繰り返す。こ
の際、固定・液体間の密度差によって貴金属のルツボは
強い圧力を受け、少しづつ変形する。ここで、結晶育成
を繰り返す場合、一般に貴金属のルツボ内に原料を補充
するのみで、当該貴金属のルツボを含めたホットゾーン
を毎回毎回分解して、再度組み立てることは、非常に多
くの時間がかかると共に結晶の育成の再現性が悪くなる
などにより行っていない。このため、長年にわたる経験
と勘に頼り、おおよその引上回数で、ルツボを交換して
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】貴金属のルツボが変形
すると、主として以下の原因によって結晶の品質が低下
する。
すると、主として以下の原因によって結晶の品質が低下
する。
【０００５】（１） 温度条件の対称性がくずれ、育成
した結晶に転位などの欠陥が多量に導入される。 （２） 自動直径制御を使用している場合、初期に設定
したルツボ径からずれるため、結晶成長速度が設定値と
異なり、所望の均一の結晶を育成できない。
した結晶に転位などの欠陥が多量に導入される。 （２） 自動直径制御を使用している場合、初期に設定
したルツボ径からずれるため、結晶成長速度が設定値と
異なり、所望の均一の結晶を育成できない。
【０００６】これらのため、ルツボを長年による経験に
よりルツボを交換していたため、貴金属のルツボの交換
の時期が判明しなく、ときとして品質の悪い結晶が育成
されてしまうという問題があった。また、ルツボの形状
の変化により結晶長が所定値からずれるなどの品質の低
下が生じ、結晶の歩留りが悪いという問題もあった。
よりルツボを交換していたため、貴金属のルツボの交換
の時期が判明しなく、ときとして品質の悪い結晶が育成
されてしまうという問題があった。また、ルツボの形状
の変化により結晶長が所定値からずれるなどの品質の低
下が生じ、結晶の歩留りが悪いという問題もあった。
【０００７】本発明は、これらの問題を解決するため、
貴金属のルツボの交換時期を育成時の高周波加熱する周
波数を監視し、ルツボが変形したことに対応する周波数
ずれが発生したときにルツボ交換指示を促し、ルツボ交
換の時期を的確に指摘および結晶の歩留りを向上させる
ことを目的としている。
貴金属のルツボの交換時期を育成時の高周波加熱する周
波数を監視し、ルツボが変形したことに対応する周波数
ずれが発生したときにルツボ交換指示を促し、ルツボ交
換の時期を的確に指摘および結晶の歩留りを向上させる
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理構
成図を示す。図１において、高周波加熱用発振器１は、
ルツボ３が変形して消費電力が変化したことに対応し
て、安定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力を発振
するものである。
成図を示す。図１において、高周波加熱用発振器１は、
ルツボ３が変形して消費電力が変化したことに対応し
て、安定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力を発振
するものである。
【０００９】ルツボ３は、高周波加熱によって原料を溶
融した融液を保持するものである。ルツボ変形度管理機
能５は、高周波加熱用発振器１がルツボ３を安定に高周
波加熱する周波数ｆについて、所定のしきい値となった
ときにルツボ交換指示を表示したりなどするものであ
る。
融した融液を保持するものである。ルツボ変形度管理機
能５は、高周波加熱用発振器１がルツボ３を安定に高周
波加熱する周波数ｆについて、所定のしきい値となった
ときにルツボ交換指示を表示したりなどするものであ
る。
【００１０】発振周波数テーブル８は、安定に高周波加
熱する発振周波数ｆに対応づけてルツボ３の変形度を予
め求めて登録したものである。引上回数カウンタ１０
は、ルツボ３を高周波加熱して溶解した溶液から種子結
晶を引き上げて単結晶を育成した回数を記憶させるもの
である。
熱する発振周波数ｆに対応づけてルツボ３の変形度を予
め求めて登録したものである。引上回数カウンタ１０
は、ルツボ３を高周波加熱して溶解した溶液から種子結
晶を引き上げて単結晶を育成した回数を記憶させるもの
である。
【００１１】
【作用】本発明は、図１に示すように、高周波加熱発振
器１が発振した高周波電力をルツボ３に供給して高周波
加熱し、ルツボ３が変形して消費電力が変化したことに
対応して安定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力を
発振して当該ルツボ３に供給して加熱を継続し、ルツボ
変形度管理機能５がこのルツボ３を安定に高周波加熱す
る周波数ｆについて、所定のしきい値となったときにル
ツボ交換指示の表示を行なうようにしている。
器１が発振した高周波電力をルツボ３に供給して高周波
加熱し、ルツボ３が変形して消費電力が変化したことに
対応して安定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力を
発振して当該ルツボ３に供給して加熱を継続し、ルツボ
変形度管理機能５がこのルツボ３を安定に高周波加熱す
る周波数ｆについて、所定のしきい値となったときにル
ツボ交換指示の表示を行なうようにしている。
【００１２】また、高周波加熱発振器１が発振した高周
波電力をルツボ３に供給して高周波加熱し、この際、ル
ツボ３が変形して消費電力が変化したことに対応して安
定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力を発振して当
該ルツボ３に供給して加熱を継続し、ルツボ変形度管理
機能５がこのルツボ３を安定に高周波加熱する周波数ｆ
について、発振周波数テーブル８を参照してルツボ３の
変形度を表示すると共に、所定のしきい値となったとき
に併せてルツボ交換指示を表示するようにしている。
波電力をルツボ３に供給して高周波加熱し、この際、ル
ツボ３が変形して消費電力が変化したことに対応して安
定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力を発振して当
該ルツボ３に供給して加熱を継続し、ルツボ変形度管理
機能５がこのルツボ３を安定に高周波加熱する周波数ｆ
について、発振周波数テーブル８を参照してルツボ３の
変形度を表示すると共に、所定のしきい値となったとき
に併せてルツボ交換指示を表示するようにしている。
【００１３】また、ルツボ３を高周波加熱して溶融した
融液から種子結晶を引き上げて単結晶を育成した回数を
記憶させ、この記憶させた引上回数をルツボ３の変形
度、ルツボ交換指示を併せて表示するようにしている。
融液から種子結晶を引き上げて単結晶を育成した回数を
記憶させ、この記憶させた引上回数をルツボ３の変形
度、ルツボ交換指示を併せて表示するようにしている。
【００１４】従って、導電性のルツボ３の交換時期を育
成時の高周波加熱する周波数ｆを監視し、ルツボ３が変
形したことに対応する周波数ずれが発生したときにルツ
ボ交換指示および結晶引上回数を併せて表示してルツボ
３の交換を促すことにより、ルツボ交換時期を的確に指
摘および結晶の歩留りを向上させることが可能となる。
成時の高周波加熱する周波数ｆを監視し、ルツボ３が変
形したことに対応する周波数ずれが発生したときにルツ
ボ交換指示および結晶引上回数を併せて表示してルツボ
３の交換を促すことにより、ルツボ交換時期を的確に指
摘および結晶の歩留りを向上させることが可能となる。
【００１５】
【実施例】まず、図１の構成について説明する。図１に
おいて、高周波加熱用発振器１は、ＡＣ電源を入力と
し、所定周波数ｆの高周波電力を発振する発振器であっ
て、例えばサイリスタを使用した発振器である。この高
周波加熱用発振器１は、後述する図６に示すように、負
荷消費電力の増減に対応して制御角γがほぼ一定となっ
て安定に発振するように周波数ｆを自動調整するように
している。
おいて、高周波加熱用発振器１は、ＡＣ電源を入力と
し、所定周波数ｆの高周波電力を発振する発振器であっ
て、例えばサイリスタを使用した発振器である。この高
周波加熱用発振器１は、後述する図６に示すように、負
荷消費電力の増減に対応して制御角γがほぼ一定となっ
て安定に発振するように周波数ｆを自動調整するように
している。
【００１６】育成炉２は、導電性のルツボ３を高周波加
熱して原料を溶融して種子結晶を回転させながら引き上
げて単結晶を育成するものである。ルツボ３は、導電性
（例えば白金）で作成したルツボであって、内部に単結
晶の原料を入れて溶解するためのものである。
熱して原料を溶融して種子結晶を回転させながら引き上
げて単結晶を育成するものである。ルツボ３は、導電性
（例えば白金）で作成したルツボであって、内部に単結
晶の原料を入れて溶解するためのものである。
【００１７】パソコン４は、プログラムに従って各種制
御を行なうものであって、ここでは、ルツボ変形度管理
機能５、単結晶育成機能６、および制御部７などから構
成されるものである。
御を行なうものであって、ここでは、ルツボ変形度管理
機能５、単結晶育成機能６、および制御部７などから構
成されるものである。
【００１８】ルツボ変形度管理機能５は、ルツボ３の変
形度を管理するものであって、ここでは、ルツボ３が変
形したことによる加熱用の消費電力の増減に対応して、
高周波加熱用発振器１が安定に当該加熱用の高周波電力
を供給される自動調整した周波数ｆを信号として受け取
り、発振周波数ｆとルツボ３の変形度の関係を予め求め
て登録した発振周波数テーブル８を参照し、ルツボ３の
変形度を算出したりなどするものである。
形度を管理するものであって、ここでは、ルツボ３が変
形したことによる加熱用の消費電力の増減に対応して、
高周波加熱用発振器１が安定に当該加熱用の高周波電力
を供給される自動調整した周波数ｆを信号として受け取
り、発振周波数ｆとルツボ３の変形度の関係を予め求め
て登録した発振周波数テーブル８を参照し、ルツボ３の
変形度を算出したりなどするものである。
【００１９】単結晶育成機能６は、単結晶を育成するも
のであって、ルツボ３を所定温度に制御した状態で、種
子結晶を回転させながら徐々に引き上げて単結晶を育成
するものである。
のであって、ルツボ３を所定温度に制御した状態で、種
子結晶を回転させながら徐々に引き上げて単結晶を育成
するものである。
【００２０】制御部７は、各種制御を行なうものであ
る。発振周波数テーブル８は、ルツボ３を高周波加熱す
る高周波電力の発振周波数ｆと、ルツボ３の変形度との
関係を予め求めて登録したものであって、例えば後述す
る図４に示すようなテーブルである。
る。発振周波数テーブル８は、ルツボ３を高周波加熱す
る高周波電力の発振周波数ｆと、ルツボ３の変形度との
関係を予め求めて登録したものであって、例えば後述す
る図４に示すようなテーブルである。
【００２１】しきい値テーブル９は、ルツボ３を交換す
る必要がある限界の高周波電力の発振周波数ｆを予め求
めて設定したものである。引上回数カウンタ１０は、ル
ツボ３から単結晶を引き上げて育成した回数を記憶させ
るカウンタである。
る必要がある限界の高周波電力の発振周波数ｆを予め求
めて設定したものである。引上回数カウンタ１０は、ル
ツボ３から単結晶を引き上げて育成した回数を記憶させ
るカウンタである。
【００２２】ディスプレイ１１は、各種データを表示す
るものであって、ここでは、引上回数、ルツボ３の変形
度などを表示するものである。次に、図２を用いて育成
炉２の構成の詳細を説明する。
るものであって、ここでは、引上回数、ルツボ３の変形
度などを表示するものである。次に、図２を用いて育成
炉２の構成の詳細を説明する。
【００２３】図２において、耐火物ルツボ３１は、導電
性のルツボ３をバブルアルミナ３２で被って全体を保持
する非導電性の耐火物のルツボである。バブルアルミナ
３２は、導電性のルツボ３の外周を被って全体を保温す
る非導電性のものである。
性のルツボ３をバブルアルミナ３２で被って全体を保持
する非導電性の耐火物のルツボである。バブルアルミナ
３２は、導電性のルツボ３の外周を被って全体を保温す
る非導電性のものである。
【００２４】ルツボ３は、白金などの導電性のルツボで
あって、外部から高周波コイル３３によって加熱し、内
部に入れた原料を溶解して融液を生成するためのもので
ある。
あって、外部から高周波コイル３３によって加熱し、内
部に入れた原料を溶解して融液を生成するためのもので
ある。
【００２５】アフタヒータ３０は、ルツボ３の上部に先
端が図示のように若干狭まるように配置し、高周波コイ
ル３３によって加熱して単結晶を作成するのに適度な温
度勾配となるように配置したものである。
端が図示のように若干狭まるように配置し、高周波コイ
ル３３によって加熱して単結晶を作成するのに適度な温
度勾配となるように配置したものである。
【００２６】種子結晶３４は、育成結晶３５を育成する
ための種子となる小さな単結晶である。育成結晶３５
は、種子結晶３４を融液に接触させた状態で回転しなが
ら引き上げて育成した単結晶である。
ための種子となる小さな単結晶である。育成結晶３５
は、種子結晶３４を融液に接触させた状態で回転しなが
ら引き上げて育成した単結晶である。
【００２７】次に、図３のフローチャートに示す順序に
従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。図３におい
て、Ｓ１は、溶解開始する。これは、図１の高周波加熱
用発振器１によって所定周波数ｆの高周波電力を発振し
て高周波コイル３３に供給し、ルツボ３を高周波加熱
し、当該ルツボ３内の原料の溶解開始する。
従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。図３におい
て、Ｓ１は、溶解開始する。これは、図１の高周波加熱
用発振器１によって所定周波数ｆの高周波電力を発振し
て高周波コイル３３に供給し、ルツボ３を高周波加熱
し、当該ルツボ３内の原料の溶解開始する。
【００２８】Ｓ２は、発振周波数ｆの読み取りを行な
う。これは、図１の高周波加熱用発振器１が発振した高
周波電力を高周波コイル３３に供給してルツボ３内の原
料の溶融開始し、融液ができて種子結晶を引き上げて単
結晶を育成しているときの高周波電力の周波数ｆをルツ
ボ変形度管理機能５が読み取る。
う。これは、図１の高周波加熱用発振器１が発振した高
周波電力を高周波コイル３３に供給してルツボ３内の原
料の溶融開始し、融液ができて種子結晶を引き上げて単
結晶を育成しているときの高周波電力の周波数ｆをルツ
ボ変形度管理機能５が読み取る。
【００２９】Ｓ３は、変形度算出・表示する。これは、
Ｓ２で読み取った周波数ｆについて、発振周波数テーブ
ル８を参照して当該周波数ｆのときのルツボの変形度を
算出し、右側に示すように、 ・引上回数：例えば“２０回” ・ルツボ変形度：例えば“１０５％” と表示する。
Ｓ２で読み取った周波数ｆについて、発振周波数テーブ
ル８を参照して当該周波数ｆのときのルツボの変形度を
算出し、右側に示すように、 ・引上回数：例えば“２０回” ・ルツボ変形度：例えば“１０５％” と表示する。
【００３０】Ｓ４は、変形度としきい値の比較を行な
う。これは、良質な単結晶ができなくなるルツボ３の変
形度（例えば１０５％）に対応するしきい値の周波数ｆ
０との比較を行なう。ルツボ変形度許容範囲内の場合に
は、Ｓ１に戻り、繰り返す。一方、ルツボ変形度許容範
囲外の場合には、次のＳ５に進む。
う。これは、良質な単結晶ができなくなるルツボ３の変
形度（例えば１０５％）に対応するしきい値の周波数ｆ
０との比較を行なう。ルツボ変形度許容範囲内の場合に
は、Ｓ１に戻り、繰り返す。一方、ルツボ変形度許容範
囲外の場合には、次のＳ５に進む。
【００３１】Ｓ５は、ルツボの交換指示する。これは、
Ｓ４でルツボの変形許容範囲外と判明したので、ルツボ
３の交換指示をディスプレイ１１上に表示する。Ｓ６
は、引上げ中か溶解中かの判断を行なう。ＹＥＳの結晶
育成中の場合には、Ｓ８で結晶切り離し、徐冷に入る。
一方、ＮＯの溶解中の場合には、Ｓ７に進む。
Ｓ４でルツボの変形許容範囲外と判明したので、ルツボ
３の交換指示をディスプレイ１１上に表示する。Ｓ６
は、引上げ中か溶解中かの判断を行なう。ＹＥＳの結晶
育成中の場合には、Ｓ８で結晶切り離し、徐冷に入る。
一方、ＮＯの溶解中の場合には、Ｓ７に進む。
【００３２】Ｓ７は、加熱電源ＯＦＦにする。これは、
Ｓ５でルツボ交換指示されたルツボ５の加熱電源をＯＦ
Ｆにし、加熱を停止する。以上によって、高周波加熱用
発振器１によって発振した高周波電力を高周波コイル３
３に供給して、ルツボ３を高周波加熱する。この際、ル
ツボ３が変形して消費電力が変化した場合、高周波加熱
用発振器１が制御角γが一定になるように高周波電力の
発振周波数ｆを変化させるので、この発振周波数ｆをも
とに予め作成した発振周波数テーブル８を参照して該当
するルツボ３の変形度を求め、 ・引上回数：２０回 ・ルツボ変形度：１０５％ というように表示することが可能となる。
Ｓ５でルツボ交換指示されたルツボ５の加熱電源をＯＦ
Ｆにし、加熱を停止する。以上によって、高周波加熱用
発振器１によって発振した高周波電力を高周波コイル３
３に供給して、ルツボ３を高周波加熱する。この際、ル
ツボ３が変形して消費電力が変化した場合、高周波加熱
用発振器１が制御角γが一定になるように高周波電力の
発振周波数ｆを変化させるので、この発振周波数ｆをも
とに予め作成した発振周波数テーブル８を参照して該当
するルツボ３の変形度を求め、 ・引上回数：２０回 ・ルツボ変形度：１０５％ というように表示することが可能となる。
【００３３】図４は、本発明の発振周波数テーブル例を
示す。図４の（ａ）は、発振周波数テーブル例を示す。
ここで、発振周波数テーブル８は、図示のように、引上
回数に対応づけて実験によりそのときの高周波電力の発
振周波数（ｋＨｚ）、ルツボ変形度、結晶品質を図示の
ように求めて登録したものである。例えば図示の下記の
ように登録する。
示す。図４の（ａ）は、発振周波数テーブル例を示す。
ここで、発振周波数テーブル８は、図示のように、引上
回数に対応づけて実験によりそのときの高周波電力の発
振周波数（ｋＨｚ）、ルツボ変形度、結晶品質を図示の
ように求めて登録したものである。例えば図示の下記の
ように登録する。
【００３４】 引上回数１ 発振周波数（ｋＨｚ） ルツボ変形度 結晶品質 １ １８．４０ １００％ 良質 ２ １８．４０ １０１％ 良質 ３ １８．４１ １０２％ 良質 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ２０ １８．４４ １０５％ 良質だが、結晶長、短 ３０ １８．５０ １１０％ 結晶欠陥あり、 短 ４０ １８．６０ １２０％ 欠陥多数 短 図４の（ｂ）は、ルツボ変形度を示す。これは、ルツボ
３の変形度の算出の仕方である。ここでは、ルツボ３
は、直径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍである。このとき
ルツボ３の変形度は、底辺から２０ｍｍの位置における
ルツボの直径ｘを測定し、図示の下式によって変形度を
算出する。
３の変形度の算出の仕方である。ここでは、ルツボ３
は、直径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍである。このとき
ルツボ３の変形度は、底辺から２０ｍｍの位置における
ルツボの直径ｘを測定し、図示の下式によって変形度を
算出する。
【００３５】変形度＝（ｘ／１００）×１００＝ｘ％ 以上のように、ルツボ３に供給する高周波電力の発振周
波数ｆをルツボ３の変形度を予め実験によって実測して
発振周波数テーブル８に予め登録する。これにより、ル
ツボ３に供給する高周波電力の発振周波数からルツボ３
の変形度を算出し、ディスプレイ１１上に表示すること
が可能となる。
波数ｆをルツボ３の変形度を予め実験によって実測して
発振周波数テーブル８に予め登録する。これにより、ル
ツボ３に供給する高周波電力の発振周波数からルツボ３
の変形度を算出し、ディスプレイ１１上に表示すること
が可能となる。
【００３６】図５は、本発明のルツボ変形例を示す。図
５の（ａ）は、ルツボの変形前の様子を示す。この状態
では、原料をルツボ３内に挿入して溶融開始した時点に
対応する。
５の（ａ）は、ルツボの変形前の様子を示す。この状態
では、原料をルツボ３内に挿入して溶融開始した時点に
対応する。
【００３７】図５の（ｂ）は、ルツボ変形後を様子を示
す。この状態では、原料をルツボ３内に挿入して溶融開
始し、融液に種子結晶を入れて回転させながら引き上げ
ることにより、大型の単結晶を育成することが可能とな
ると共に、ルツボ３の変形度をディスプレイ１１上に表
示してオペレータに知らせることが可能となる。
す。この状態では、原料をルツボ３内に挿入して溶融開
始し、融液に種子結晶を入れて回転させながら引き上げ
ることにより、大型の単結晶を育成することが可能とな
ると共に、ルツボ３の変形度をディスプレイ１１上に表
示してオペレータに知らせることが可能となる。
【００３８】図６は、本発明の負荷消費電力と力率の関
係図を示す。これは、図１の高周波加熱用発振器１が高
周波電力によってルツボ３を加熱したときの負荷消費電
力と、そのときの力率φおよびサイリスタによる制御角
γである。ここで、φ、γが負荷消費電力の増加前、
φ’、γ’が負荷消費電力の増加後である。
係図を示す。これは、図１の高周波加熱用発振器１が高
周波電力によってルツボ３を加熱したときの負荷消費電
力と、そのときの力率φおよびサイリスタによる制御角
γである。ここで、φ、γが負荷消費電力の増加前、
φ’、γ’が負荷消費電力の増加後である。
【００３９】サイリスタを用いた高周波加熱用発振器１
は、ルツボ３が変形して負荷消費電力が増加すると、図
６のからに示すように、力率φから力率φ’に改善
されるが、制御角γから制御角γ’に小さくなる。この
制御角γ’が小さくなったことに対応して、安定に作動
させるために、コンデンサＣの容量を大きくするか、あ
るいは周波数ｆを上げる必要がある。ここでは、周波数
ｆを上げ、制御角γ’を小さく、安定に発振できるよう
にする。
は、ルツボ３が変形して負荷消費電力が増加すると、図
６のからに示すように、力率φから力率φ’に改善
されるが、制御角γから制御角γ’に小さくなる。この
制御角γ’が小さくなったことに対応して、安定に作動
させるために、コンデンサＣの容量を大きくするか、あ
るいは周波数ｆを上げる必要がある。ここでは、周波数
ｆを上げ、制御角γ’を小さく、安定に発振できるよう
にする。
【００４０】以上によって、ルツボ３が変形して負荷消
費電力が増大したことに対応して、制御角γ’を一定に
するように周波数ｆを大きくし、安定に動作するように
する。このときの周波数ｆ（制御角γ’を一定にして安
定に発振可能にしたときの周波数ｆ）をもとに、図４の
発振周波数テーブル８を参照してルツボ３の変形度を求
めて表示することが可能となる。
費電力が増大したことに対応して、制御角γ’を一定に
するように周波数ｆを大きくし、安定に動作するように
する。このときの周波数ｆ（制御角γ’を一定にして安
定に発振可能にしたときの周波数ｆ）をもとに、図４の
発振周波数テーブル８を参照してルツボ３の変形度を求
めて表示することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性のルツボ３の交換時期を育成時の高周波加熱する
周波数ｆを監視し、ルツボ３が変形したことに対応する
周波数ずれが発生したときにルツボ交換指示および結晶
引上回数を併せて表示してルツボ３の交換を促す構成を
採用しているため、ルツボ交換時期を的確に指摘および
結晶の歩留りを向上させることができる。
導電性のルツボ３の交換時期を育成時の高周波加熱する
周波数ｆを監視し、ルツボ３が変形したことに対応する
周波数ずれが発生したときにルツボ交換指示および結晶
引上回数を併せて表示してルツボ３の交換を促す構成を
採用しているため、ルツボ交換時期を的確に指摘および
結晶の歩留りを向上させることができる。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の育成炉の構造図である。
【図３】本発明の動作説明フローチャートである。
【図４】本発明の発振周波数テーブル例である。
【図５】本発明のルツボ変形例である。
【図６】本発明の負荷消費電力と力率の関係図である。
１：高周波加熱用発振器 ２：育成炉 ３：導電性のルツボ ４：パソコン ５：ルツボ変形度管理機構 ６：単結晶育成機能 ７：制御部 ８：発振周波数テーブル ９：しきい値テーブル １０：引上回数カウンタ １１：ディスプレイ
Claims (3)
- 【請求項１】融液より種子結晶を引き上げて単結晶を育
成する単結晶育成装置において、 高周波加熱によって溶融した融液を保持する導電性のル
ツボ（３）と、 このルツボ（３）が変形して消費電力が変化したことに
対応して、安定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力
を発振する高周波加熱用発振器（１）と、 この高周波加熱用発振器（１）が上記ルツボ（３）を安
定に高周波加熱する周波数ｆについて、所定のしきい値
となったときに、ルツボ交換表示を行なうルツボ変形度
管理機能（５）とを備えことを特徴とする単結晶育成装
置。 - 【請求項２】融液より種子結晶を引き上げて単結晶を育
成する単結晶育成装置において、 高周波加熱によって溶融した融液を保持する導電性のル
ツボ（３）と、 このルツボ（３）が変形して消費電力が変化したことに
対応して、安定に高周波加熱する周波数ｆの高周波電力
を発振する高周波加熱用発振器（１）と、 安定に高周波加熱する発振周波数ｆに対応づけてルツボ
（３）の変形度を予め求めて登録した発振周波数テーブ
ル（８）と、 上記高周波加熱用発振器（１）が上記ルツボ（３）を安
定に高周波加熱する周波数ｆについて、上記発振周波数
テーブル（８）を参照してルツボ（３）の変形度を表示
すると共に、所定のしきい値となったときに併せてルツ
ボ交換指示を表示するルツボ変形度管理機能（５）とを
備えことを特徴とする単結晶育成装置。 - 【請求項３】上記ルツボ（３）を用いて単結晶を育成す
る回数を記憶する引上回数カウンタ（１０）を備え、 上記ルツボ（３）を高周波加熱して溶融した融液から種
子結晶を引き上げて単結晶の育成を完了した回数を上記
引上回数カウンタ（１０）に記憶し、この記憶した引上
回数を上記ルツボ（３）の変形度、ルツボ交換指示を併
せて表示するようにしたことを特徴とする請求項１およ
び請求項２記載の単結晶育成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20677393A JPH0761892A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 単結晶育成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20677393A JPH0761892A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 単結晶育成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0761892A true JPH0761892A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16528854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20677393A Pending JPH0761892A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 単結晶育成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0761892A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5997984A (en) * | 1996-12-19 | 1999-12-07 | Denso Corporation | Cordierite honeycomb structural body and method for its production |
| US7481962B2 (en) | 2005-03-24 | 2009-01-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of manufacturing cordierite honeycomb structure including measuring cleavage index of kaolin particles |
| DE102008046355A1 (de) | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Ngk Insulators, Ltd., Nagoya | Wabenstruktur |
| JP2019019035A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20677393A patent/JPH0761892A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5997984A (en) * | 1996-12-19 | 1999-12-07 | Denso Corporation | Cordierite honeycomb structural body and method for its production |
| US7481962B2 (en) | 2005-03-24 | 2009-01-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of manufacturing cordierite honeycomb structure including measuring cleavage index of kaolin particles |
| DE102008046355A1 (de) | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Ngk Insulators, Ltd., Nagoya | Wabenstruktur |
| JP2019019035A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 株式会社Sumco | シリコン単結晶の製造方法 |
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