JPS6027682A - 単結晶引上装置 - Google Patents
単結晶引上装置Info
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- JPS6027682A JPS6027682A JP58136605A JP13660583A JPS6027682A JP S6027682 A JPS6027682 A JP S6027682A JP 58136605 A JP58136605 A JP 58136605A JP 13660583 A JP13660583 A JP 13660583A JP S6027682 A JPS6027682 A JP S6027682A
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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
- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/30—Mechanisms for rotating or moving either the melt or the crystal
- C30B15/305—Stirring of the melt
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- Y10S117/901—Levitation, reduced gravity, microgravity, space
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- Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
- Y10T117/1008—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing with responsive control means
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- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1032—Seed pulling
- Y10T117/1072—Seed pulling including details of means providing product movement [e.g., shaft guides, servo means]
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- 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
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は磁場を印加する磁石を具備して成る単結晶引上
装置の改良にセ１する。
装置の改良にセ１する。
第１図は、ＣＺ法（チョクラルス：トー法）による従来
の単結晶引上装置の構成を示すものである。
の単結晶引上装置の構成を示すものである。
図において、単結晶原料融液１（以下、単に融液と称す
る）が充填されているルツボ２は、ヒーター３により加
熱され単結晶原料は常に融液状態を保っている。この［
ｉｉ１中に種結晶４を挿入し、引上駆動機構５により結
晶４をある一定速度にて引上げてゆくと、固体−液界向
境Ｗ層６にて結晶が成長して単結晶７が生成される。こ
の際、ヒータ３の加熱によって誘起される融液１の液体
的運動ずなわち熱対流８が発生ずる。
る）が充填されているルツボ２は、ヒーター３により加
熱され単結晶原料は常に融液状態を保っている。この［
ｉｉ１中に種結晶４を挿入し、引上駆動機構５により結
晶４をある一定速度にて引上げてゆくと、固体−液界向
境Ｗ層６にて結晶が成長して単結晶７が生成される。こ
の際、ヒータ３の加熱によって誘起される融液１の液体
的運動ずなわち熱対流８が発生ずる。
かかる熱対流８の発生原因は、次の様に説明づる。つま
り、熱対流は一般に流体の熱膨張による浮力と流体の粘
性力どの均含いが破れた時に生ずる。この浮力と粘性ツ
ノの均合い関係を表わづ無次元山がグラスホフ数ＮＧｒ
である。
り、熱対流は一般に流体の熱膨張による浮力と流体の粘
性力どの均含いが破れた時に生ずる。この浮力と粘性ツ
ノの均合い関係を表わづ無次元山がグラスホフ数ＮＧｒ
である。
ＮＧｒ ＝Ｑ −（Ｘ−Δ−ｒ−Ｒ３°／υ３ここで、
リ ：重力加速度
α：融液の熱膨張率
へＴニルツボ半径方向温度差
Ｒニルツボ半径
Ｚ）：融液の動粘性係数
一般にグラスホフ数ＮＧｒ／）＜融液の幾何学的寸法、
熱的境界条件等によっ゛Ｃ決定される臨界値を越えると
、融液内に熱対流が発生ずる。通常、Ｉ’ＬＧｒ〉１０
５に−ｌ融液の熱対流は乱流状態、ＮＱｒ＞１０９では
撹乱状態どなる。現在行なわれている直径３・〜４イン
チの単結晶引上げの融液条件の場合はＮＧｒ＞１０９ど
なり（前記ＮＧｒの式による）、融液内は撹乱状態どな
り融液表面ずなわち固体−液界面境界゛ＦｖＵ６は波立
つ１．：状態となる。
熱的境界条件等によっ゛Ｃ決定される臨界値を越えると
、融液内に熱対流が発生ずる。通常、Ｉ’ＬＧｒ〉１０
５に−ｌ融液の熱対流は乱流状態、ＮＱｒ＞１０９では
撹乱状態どなる。現在行なわれている直径３・〜４イン
チの単結晶引上げの融液条件の場合はＮＧｒ＞１０９ど
なり（前記ＮＧｒの式による）、融液内は撹乱状態どな
り融液表面ずなわち固体−液界面境界゛ＦｖＵ６は波立
つ１．：状態となる。
このような撹乱状態の熱対流が存イ「すると、融液１内
特に固体−液界面での）晶度変動が激しくなり、固体−
液界面境界層６厚の位置的時間的変動が激しく、成長中
結晶の微視的再溶解が顕茗となり、成長した単結晶中に
は転位ループ、゛積層欠陥等が発生する。しかも、この
欠陥部分は不規則な固体−液界面６の変動により、単一
１１品引上方向に対して非均−に発生づる。更に、高温
融液（例えば１５００℃程度）が接りるルツボ２内面に
おける融液１とルツボ２との化学変化により、ルツボ２
内面より融液１中に溶解する不純物９がこの熱対流８に
搬送され融液１内部全体にわたって分散Ｊ−る。
特に固体−液界面での）晶度変動が激しくなり、固体−
液界面境界層６厚の位置的時間的変動が激しく、成長中
結晶の微視的再溶解が顕茗となり、成長した単結晶中に
は転位ループ、゛積層欠陥等が発生する。しかも、この
欠陥部分は不規則な固体−液界面６の変動により、単一
１１品引上方向に対して非均−に発生づる。更に、高温
融液（例えば１５００℃程度）が接りるルツボ２内面に
おける融液１とルツボ２との化学変化により、ルツボ２
内面より融液１中に溶解する不純物９がこの熱対流８に
搬送され融液１内部全体にわたって分散Ｊ−る。
そして、この不純物９が核となり“単結晶中に転・位ル
ープや欠陥、成長（＾等が発生して単結晶の品質を劣化
させている。このＩこめ、このようなｌ１１結晶７より
ＬＳＩのつ］−バーを製造ツる際、欠陥部分を含んだつ
」−バーは電気的特（１１が劣化しているので、使い物
にならず歩留りがわるくなる。
ープや欠陥、成長（＾等が発生して単結晶の品質を劣化
させている。このＩこめ、このようなｌ１１結晶７より
ＬＳＩのつ］−バーを製造ツる際、欠陥部分を含んだつ
」−バーは電気的特（１１が劣化しているので、使い物
にならず歩留りがわるくなる。
今後、単結晶は増々人直径化してゆくが、前記のブラス
ボフ数の式からもわかるにうにルツボ２の直径が増大す
ればする程グラス小）数も増大し、融液１の熱対流８は
一層激しさを増して単結晶７の品質も劣化の一途をたど
ることになる。そこで、１１″ｌ近で（，１上記熱対流
８を抑制し熱的・化学的に平衡状態に近い成長条件にＣ
単結晶引上げを行なうＩ、−的に、融液１に直流磁場を
印加覆る手法が提案されてきている。
ボフ数の式からもわかるにうにルツボ２の直径が増大す
ればする程グラス小）数も増大し、融液１の熱対流８は
一層激しさを増して単結晶７の品質も劣化の一途をたど
ることになる。そこで、１１″ｌ近で（，１上記熱対流
８を抑制し熱的・化学的に平衡状態に近い成長条件にＣ
単結晶引上げを行なうＩ、−的に、融液１に直流磁場を
印加覆る手法が提案されてきている。
第２図は、この磁場印加による従来の単結晶中１装加の
構成を示すもので、第１図と同一部分には同一１１号を
イ］シてその説明を省略する。つまり、第２図はルツボ
２の外周に例えば磁石１０を配置し、融′ａ１中に図示
１１方向の一様磁場を印加Ｊ“るようにしている。単結
晶７の融液１は、一般に電気的伝導度σを右する尋電体
であるため、電気仏ｊ、ｔ、’＋、 Ｉαを右する流体
が熱対流８により運動する際、磁場１１Ｊ加方向１１と
平行でない方向に運動している流体（、Ｌ、レンツの法
則にＪ、り磁気的抵抗力を受（〕、これにより、熱対流
８の運動が剛止される。
構成を示すもので、第１図と同一部分には同一１１号を
イ］シてその説明を省略する。つまり、第２図はルツボ
２の外周に例えば磁石１０を配置し、融′ａ１中に図示
１１方向の一様磁場を印加Ｊ“るようにしている。単結
晶７の融液１は、一般に電気的伝導度σを右する尋電体
であるため、電気仏ｊ、ｔ、’＋、 Ｉαを右する流体
が熱対流８により運動する際、磁場１１Ｊ加方向１１と
平行でない方向に運動している流体（、Ｌ、レンツの法
則にＪ、り磁気的抵抗力を受（〕、これにより、熱対流
８の運動が剛止される。
般に、磁場が印加された時の磁気抵抗力ずなわら、磁気
粘性係数υｅｆｆは、 υｅｆｆ −（μｌ−Ｉ Ｄ ） ２σ／ρとなる。こ
こで、 μ：融液の透磁率 ｉ−（：磁場強さ Ｄニルツボ直径 α：融液の電気伝導度 ρ：融液の密度 この式かられかるように、磁場強さ］−１が増大り゛る
と磁気粘性係数υｅ［〔が増大し、先に示したグラスホ
フ数の式中のυが増入りることとなってグラスホフ数は
急激に減少し、ある磁場強さによっ−（グラスホフ数を
臨界値より小さくすることができる。これにより、融液
１の熱対流８は完全に抑制される。このＪ、うにして、
磁場を印加することにより熱対流８が抑制されるので、
ト記した単結晶７中の不純吻合イｊ、転位ループの発生
、欠陥・成長稿の発生がなくなり、しかも引上方向に均
一な品質の単結晶７が得られ、単結晶７の品質および歩
留りが向上する。
粘性係数υｅｆｆは、 υｅｆｆ −（μｌ−Ｉ Ｄ ） ２σ／ρとなる。こ
こで、 μ：融液の透磁率 ｉ−（：磁場強さ Ｄニルツボ直径 α：融液の電気伝導度 ρ：融液の密度 この式かられかるように、磁場強さ］−１が増大り゛る
と磁気粘性係数υｅ［〔が増大し、先に示したグラスホ
フ数の式中のυが増入りることとなってグラスホフ数は
急激に減少し、ある磁場強さによっ−（グラスホフ数を
臨界値より小さくすることができる。これにより、融液
１の熱対流８は完全に抑制される。このＪ、うにして、
磁場を印加することにより熱対流８が抑制されるので、
ト記した単結晶７中の不純吻合イｊ、転位ループの発生
、欠陥・成長稿の発生がなくなり、しかも引上方向に均
一な品質の単結晶７が得られ、単結晶７の品質および歩
留りが向上する。
第３図は、磁場強度と単結晶７中に含まれる不純物濃度
の関係を示すものである。図において、磁場強度がＢ１
以上になると不純物濃度は減少し、ある１ｉ場強度Ｂ２
にて不純物濃度は最低となる。
の関係を示すものである。図において、磁場強度がＢ１
以上になると不純物濃度は減少し、ある１ｉ場強度Ｂ２
にて不純物濃度は最低となる。
すなわら、この磁場強度Ｂ２にて融液１のグラス小−ノ
故が臨界値以下となり、融液１の熱対流８が１１ｉ１１
１ｉ１１されるＩζめである。磁場強度を８２以上に増
大させても、りでに熱対流は抑制されているので不純物
濃度はこれ以上は低下しない。この不純物）１ニジ石に
関しては、多ずぎると前述の如く転位ルーツ゛、欠陥の
原因となるが、逆に少なづぎると熱衝二？に対して弱い
単結晶７となりつｌバーとしては不適当なものとなる。
故が臨界値以下となり、融液１の熱対流８が１１ｉ１１
１ｉ１１されるＩζめである。磁場強度を８２以上に増
大させても、りでに熱対流は抑制されているので不純物
濃度はこれ以上は低下しない。この不純物）１ニジ石に
関しては、多ずぎると前述の如く転位ルーツ゛、欠陥の
原因となるが、逆に少なづぎると熱衝二？に対して弱い
単結晶７となりつｌバーとしては不適当なものとなる。
、にて、高品質の単結晶を１（するためには不純物濃度
を、第３図中のハツチング部Ｃｒ〜Ｃ２領域にする必要
がある。
を、第３図中のハツチング部Ｃｒ〜Ｃ２領域にする必要
がある。
−〕）、単結晶を引上げてゆくと単結晶７の生成分だＧ
Ｊルツボ２内の融液１が減少するので、固体−液界面６
が低下してゆく。引−し中常に固体−液５゛−面６に８
２以下の磁場を印加するために、ルツボ２空間全体に１
３２以上の磁場が１１加可能な磁石′１０を配置してい
る。このため、磁場強度が最大となるルツボ２中心では
、１．３３＞８２なる磁場を印加する様な磁石となり、
磁場強度の余裕が過大となる。従って、磁石１０として
は比較′釣人きなものが必要となり、コスト高となる。
Ｊルツボ２内の融液１が減少するので、固体−液界面６
が低下してゆく。引−し中常に固体−液５゛−面６に８
２以下の磁場を印加するために、ルツボ２空間全体に１
３２以上の磁場が１１加可能な磁石′１０を配置してい
る。このため、磁場強度が最大となるルツボ２中心では
、１．３３＞８２なる磁場を印加する様な磁石となり、
磁場強度の余裕が過大となる。従って、磁石１０として
は比較′釣人きなものが必要となり、コスト高となる。
また、磁石１０が比較的大きなため磁場影響範囲も広が
る。
る。
その結果、磁石１０の漏れ磁場は引１−駆動機構５まで
影響を及ぼすことになり、当該引上駆動機構５に設置さ
れたモータ類に？Ａ影響を与えることになる。また、中
結晶引Ｊ−装置は単結晶７引上げ毎にルツボ２内部を清
掃し、新たに単結晶原料をルツボ２内に充填するという
作業が必要である。ところが、従来型の装置では磁石１
０が単結晶引上装置の外部に固定された構成となってい
るため、上記ルツボ２内部の清掃時には磁石１０を単結
晶引上装置より取り除く作業が必要となり繁雑さが伴な
ってくる。
影響を及ぼすことになり、当該引上駆動機構５に設置さ
れたモータ類に？Ａ影響を与えることになる。また、中
結晶引Ｊ−装置は単結晶７引上げ毎にルツボ２内部を清
掃し、新たに単結晶原料をルツボ２内に充填するという
作業が必要である。ところが、従来型の装置では磁石１
０が単結晶引上装置の外部に固定された構成となってい
るため、上記ルツボ２内部の清掃時には磁石１０を単結
晶引上装置より取り除く作業が必要となり繁雑さが伴な
ってくる。
［発明の目的］
本発明は上記のような事情をｆ、 Ｄｋ Ｌ／て成され
たもので、その目的は固体−液界面に必要最低限の磁場
を印加することがでさ、しかもルツボ内部清掃時の作業
を簡便に行なうことかり能な単結晶引上装置を提供する
ことにある。
たもので、その目的は固体−液界面に必要最低限の磁場
を印加することがでさ、しかもルツボ内部清掃時の作業
を簡便に行なうことかり能な単結晶引上装置を提供する
ことにある。
１発明の［要］
１−ｉ＋Ｊ目的を達成ｇ″るために本発明（゛は、ヒー
タにより加熱されるルツボ内に充てんされた単結晶１ｊ
λ料融液中に種結晶を挿入し、この種結晶を用土駆動機
構により一定速度で引上げて融液の固体−；１シ界面に
単結晶を生成さＵる単結晶引上機と、前記ｔ１１！液の
固体−液界面に所要強度の磁場を印加づ“【νＪ、うに
前記ルツボの外周に設りられた磁石と、この磁石を前記
ルツボにλ・１して垂直方向、水平方向の少なくとも垂
直方向に移動さμる磁石移動機）１“１１とを具備して
成ることを特徴どする。
タにより加熱されるルツボ内に充てんされた単結晶１ｊ
λ料融液中に種結晶を挿入し、この種結晶を用土駆動機
構により一定速度で引上げて融液の固体−；１シ界面に
単結晶を生成さＵる単結晶引上機と、前記ｔ１１！液の
固体−液界面に所要強度の磁場を印加づ“【νＪ、うに
前記ルツボの外周に設りられた磁石と、この磁石を前記
ルツボにλ・１して垂直方向、水平方向の少なくとも垂
直方向に移動さμる磁石移動機）１“１１とを具備して
成ることを特徴どする。
１発明の実施例Ｊ
ｊズ−１・、本発明を第４図に示ψ一実施例について＋
Ｊｌｊ明りる。
Ｊｌｊ明りる。
第４図は、本発明による単結晶引上装置の構成例を示す
もので、°第１図および第２図と同一部分にはｌｌｉ’
ｌ −ｒｑ号を付してそのｄ２明を省１８する。図に、
１３い（、ｉｆｉ［１が充てんされｌζルツボ２．融液
１ろ一加熱するヒータ３．引上げられる単結晶７は、Ｊ
’ Ｉ／ンバー１１に収納して架台１２上に設置されて
いる。また、このヂｌ！ンバー１１の外周には融液１に
磁場を印加する磁石−＋ ０が設置Ｎされている。
もので、°第１図および第２図と同一部分にはｌｌｉ’
ｌ −ｒｑ号を付してそのｄ２明を省１８する。図に、
１３い（、ｉｆｉ［１が充てんされｌζルツボ２．融液
１ろ一加熱するヒータ３．引上げられる単結晶７は、Ｊ
’ Ｉ／ンバー１１に収納して架台１２上に設置されて
いる。また、このヂｌ！ンバー１１の外周には融液１に
磁場を印加する磁石−＋ ０が設置Ｎされている。
そして、この磁石１０は上下駆動軸１３と機械的に連結
され、この−Ｌ上下駆動軸３は例えばネジ棒で当該駆動
軸の回転により、磁石１０を垂直方向つまり上下移動す
るようにしている。ここで駆動方式は、例えば油圧、空
圧シリンダー、手動ハンドルによる方法のいずれでもに
い。さらに、上下駆動軸１３は駆動機１４、例えば電動
機に連結している。そして、これら上下駆動軸１３、駆
動機１４からなる上下駆動は椙および磁石１０は、支柱
１５により支持固定されている。−ｈ、上記チャンバー
１１内には融液１の液面位置を検出するだめの検出器（
例えば、液面レベルｌ＋Ｉ’ ＋ レーザー光による位
置検出器）１６が設置されＣおり、この位置検出信号を
塁に」ニ下駆動制御装置１７により上記駆動［１４をＩ
ｆ １２１＋ ４るようにしている。なお、上記で磁石
１０の発生ずる融液内最大磁場強麿は、第３図のＢ２に
なるＪ、うに」イル巻数・電流値が設定されている。
され、この−Ｌ上下駆動軸３は例えばネジ棒で当該駆動
軸の回転により、磁石１０を垂直方向つまり上下移動す
るようにしている。ここで駆動方式は、例えば油圧、空
圧シリンダー、手動ハンドルによる方法のいずれでもに
い。さらに、上下駆動軸１３は駆動機１４、例えば電動
機に連結している。そして、これら上下駆動軸１３、駆
動機１４からなる上下駆動は椙および磁石１０は、支柱
１５により支持固定されている。−ｈ、上記チャンバー
１１内には融液１の液面位置を検出するだめの検出器（
例えば、液面レベルｌ＋Ｉ’ ＋ レーザー光による位
置検出器）１６が設置されＣおり、この位置検出信号を
塁に」ニ下駆動制御装置１７により上記駆動［１４をＩ
ｆ １２１＋ ４るようにしている。なお、上記で磁石
１０の発生ずる融液内最大磁場強麿は、第３図のＢ２に
なるＪ、うに」イル巻数・電流値が設定されている。
次に、上記のように１１４成した単結晶引上装置の作用
について説明覆る。図において、まず単結Ｕ。
について説明覆る。図において、まず単結Ｕ。
４を融液１に挿入し、単結晶用［を開始づる時の１、’
、Ｉ休一体界面６に磁石１０の中心線×１を一致さし！
る。′すなわち、磁石１０の最大磁場強度８２ｈ−固体
−液界面６に印加される様にづる。つぎに、引１駆動機
構５を動イ′１ざしく１１１ｆｉｌｊｉ晶７をある一定
」１８瓜にて引上げる。ｔｉｉ結晶７の生成に伴な０融
液血Ｊムわち固体−液界面６は低下してゆく。この時に
もし磁石１０を固定しておくと、固体−液界ｉ１＋１６
は磁石中心線×１の下部に移動する。一般に、１］）１
強度は磁石中心線よりずれると低下するのて・、この場
合１３１第３図の［３４なる強１αの磁場強度が固体−
液界面６に印加されることになる。単結晶７中の不純物
濃度は、０１へ’ Ｃ２領域内でな（Ａとその品質が劣
化Ｊ°るゐで、ｒ３４なる強度の１０場を印加された固
体−液界面６より成長°りる単結晶７は１１（品質のも
のとなる。
、Ｉ休一体界面６に磁石１０の中心線×１を一致さし！
る。′すなわち、磁石１０の最大磁場強度８２ｈ−固体
−液界面６に印加される様にづる。つぎに、引１駆動機
構５を動イ′１ざしく１１１ｆｉｌｊｉ晶７をある一定
」１８瓜にて引上げる。ｔｉｉ結晶７の生成に伴な０融
液血Ｊムわち固体−液界面６は低下してゆく。この時に
もし磁石１０を固定しておくと、固体−液界ｉ１＋１６
は磁石中心線×１の下部に移動する。一般に、１］）１
強度は磁石中心線よりずれると低下するのて・、この場
合１３１第３図の［３４なる強１αの磁場強度が固体−
液界面６に印加されることになる。単結晶７中の不純物
濃度は、０１へ’ Ｃ２領域内でな（Ａとその品質が劣
化Ｊ°るゐで、ｒ３４なる強度の１０場を印加された固
体−液界面６より成長°りる単結晶７は１１（品質のも
のとなる。
そこで、木装四では融液面の低下量Δｈを検出器−１６
により検出しく゛、その位置検出信号を上下駆動機構装
４１７に入力し、その低下量Δｈに対応する分だけ磁石
１０を移動するように駆動機１４が動作するように、１
下駆動制御装＠１７より制御信号を出力する。これによ
り、融液面すなわち固体−液界面６は常にｆａ石１０の
中へ線×１に一致することになる。よって、固体−液界
面６にはＢ２なる強度の磁場が常に印加され、ここより
成長する単結晶７は不純物濃度がＣ１〜Ｃ２領域内とな
り高品質のものとなる。このようにして、単結晶引上中
は磁石１０を上下駆動制御して固体−液界面６とｍｈｉ
ｏの中心線×１を一致させ、磁場強度Ｂ２なる磁場が当
該界面６に印加されることとなる。
により検出しく゛、その位置検出信号を上下駆動機構装
４１７に入力し、その低下量Δｈに対応する分だけ磁石
１０を移動するように駆動機１４が動作するように、１
下駆動制御装＠１７より制御信号を出力する。これによ
り、融液面すなわち固体−液界面６は常にｆａ石１０の
中へ線×１に一致することになる。よって、固体−液界
面６にはＢ２なる強度の磁場が常に印加され、ここより
成長する単結晶７は不純物濃度がＣ１〜Ｃ２領域内とな
り高品質のものとなる。このようにして、単結晶引上中
は磁石１０を上下駆動制御して固体−液界面６とｍｈｉ
ｏの中心線×１を一致させ、磁場強度Ｂ２なる磁場が当
該界面６に印加されることとなる。
次に、単結晶引上が終了しルツボ２内部を清掃し、新た
な単結晶原料を充１ｉｉツる時について述べる。この時
には、ｖｌｌｆｉｌｏへの電流供給を停止して磁場印加
をやめる。そして、駆動機１４を動作させて上下駆動軸
１３を回転さμて磁６１０を図示１８なる下り向に移動
させ、１９なる位置に固定する。これにより、’１４１
１ｊ１０はチャンバー１１の下方に移動して固定される
Ｉこめ、チャンバ−１１，１５よびのルツボ２の分解・
点検が容易となる。
な単結晶原料を充１ｉｉツる時について述べる。この時
には、ｖｌｌｆｉｌｏへの電流供給を停止して磁場印加
をやめる。そして、駆動機１４を動作させて上下駆動軸
１３を回転さμて磁６１０を図示１８なる下り向に移動
させ、１９なる位置に固定する。これにより、’１４１
１ｊ１０はチャンバー１１の下方に移動して固定される
Ｉこめ、チャンバ−１１，１５よびのルツボ２の分解・
点検が容易となる。
−１述したように、本単結晶引上装貿によれば次のＪ、
うな効果が得られるしのである。
うな効果が得られるしのである。
（ａ） ａ液１の固体−Ｈｌ 界面６ トＴＥＡ 石１
０ （１）中心ＦＩＩＸＩを常に一致させることができ
るので、Ｌ；１：液１の熱対流８を抑制しく所要の不純
物ＷＩＪ度に制御可能な強度の磁場を印加することがで
き、高品質の単結晶７が得られる。
０ （１）中心ＦＩＩＸＩを常に一致させることができ
るので、Ｌ；１：液１の熱対流８を抑制しく所要の不純
物ＷＩＪ度に制御可能な強度の磁場を印加することがで
き、高品質の単結晶７が得られる。
（１）） 融液１の固体−液界面６と磁石１０の中心線
×１を常に一致させることができるので、融液１に印加
ずべき磁場強度は所要の不純物ｍ度を冑るための最低値
でＪ、く、もって磁石１０はその巻数、電流値が小さく
てすみコンパクトで低価（８な０のどなる。゛ （（］） ルツボ２内部の清掃１１，１にブｔ？ンバー
１゛１部より磁石１０を完全に′分離できるので、ルツ
ボ２の点検・）゛＾掃作業が極め−（容易なものとなる
。
×１を常に一致させることができるので、融液１に印加
ずべき磁場強度は所要の不純物ｍ度を冑るための最低値
でＪ、く、もって磁石１０はその巻数、電流値が小さく
てすみコンパクトで低価（８な０のどなる。゛ （（］） ルツボ２内部の清掃１１，１にブｔ？ンバー
１゛１部より磁石１０を完全に′分離できるので、ルツ
ボ２の点検・）゛＾掃作業が極め−（容易なものとなる
。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
第５図は、本発明による単結晶引上装置の他の構成例を
示すもので、第４図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略覆る。
示すもので、第４図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略覆る。
本実施例では、磁石１０をヘルムホルツ型とし、図示２
０なる方向に磁場を印加するものであり、この磁石１０
も第３図に示したＢ２なる強度の磁場を固体−液界面６
に印加出来るＪ、うにしている。
０なる方向に磁場を印加するものであり、この磁石１０
も第３図に示したＢ２なる強度の磁場を固体−液界面６
に印加出来るＪ、うにしている。
なお、磁石１０の上下駆動機構は第４図のものと同一で
ある。２１は磁イｉｌＯおよび上下駆動機構を同時に水
平方向にら移仙号る移動装置であり、これにより印加磁
界分布の調整およびチＩ７ンバー１１、ルツボ２の分解
・点検時の作業スペースをより一層確保づることが出）
ｋる。
ある。２１は磁イｉｌＯおよび上下駆動機構を同時に水
平方向にら移仙号る移動装置であり、これにより印加磁
界分布の調整およびチＩ７ンバー１１、ルツボ２の分解
・点検時の作業スペースをより一層確保づることが出）
ｋる。
第６図も、本発明による単結晶引上装置の他の構成例を
示すものＣ１第４図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。＜２お第６図は、単結晶引上装置を
、Ｆ部より見た平面図にて示している。本実施例では、
磁ｃＪ１０は第５図と同一構成のものとして、融液１に
横方向の磁°場が印加でさるようにしている。また、磁
石１０の上下駆動１幾構も上記第５図のものと同一であ
り、チャンバー１１ 、ルツボ２を分解、点検リ−る際
、床に取付ｉＪられたレール２２上を磁′１Ｊ１０を水
平方向に移φ１１♂Ｉ！２３なる位置にで磁石１０を固
定するようにしている。これにより、引上装置のヂ１？
ンバー′１１と磁石１０とが完全に分離１されるので、
上記第５図ものに比べてより広いルツボ清掃作業スペー
スを確保す゛ることができる。さらにこの場合は、ルツ
ボ２清Ｉ吊時にも磁石１０の電流供給を停止することな
く、磁場印加状ｆａｌ：にしてもチャンバー１１、ルツ
ボ２部にはほとんど磁場の影響を受けることがないので
、磁石１０を永久電流モードにて３１１続運転りること
が出来る。
示すものＣ１第４図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。＜２お第６図は、単結晶引上装置を
、Ｆ部より見た平面図にて示している。本実施例では、
磁ｃＪ１０は第５図と同一構成のものとして、融液１に
横方向の磁°場が印加でさるようにしている。また、磁
石１０の上下駆動１幾構も上記第５図のものと同一であ
り、チャンバー１１ 、ルツボ２を分解、点検リ−る際
、床に取付ｉＪられたレール２２上を磁′１Ｊ１０を水
平方向に移φ１１♂Ｉ！２３なる位置にで磁石１０を固
定するようにしている。これにより、引上装置のヂ１？
ンバー′１１と磁石１０とが完全に分離１されるので、
上記第５図ものに比べてより広いルツボ清掃作業スペー
スを確保す゛ることができる。さらにこの場合は、ルツ
ボ２清Ｉ吊時にも磁石１０の電流供給を停止することな
く、磁場印加状ｆａｌ：にしてもチャンバー１１、ルツ
ボ２部にはほとんど磁場の影響を受けることがないので
、磁石１０を永久電流モードにて３１１続運転りること
が出来る。
「発明の効果」
Ｊス土説明したよ゛うに本発明によれは、ルツボ内の融
故に磁場を印加する磁石を垂直方向、水平方向の少なく
とも垂肖方向に移動するようにしたので、固体−液界面
に必要最低限の磁場を印加することがでさしかもルツボ
内部消ｊｎ時の作業を簡便に行なうことが可０むな信頼
性の高い単結晶引上装置が提供できる。
故に磁場を印加する磁石を垂直方向、水平方向の少なく
とも垂肖方向に移動するようにしたので、固体−液界面
に必要最低限の磁場を印加することがでさしかもルツボ
内部消ｊｎ時の作業を簡便に行なうことが可０むな信頼
性の高い単結晶引上装置が提供できる。
第１図および第２図は従来の単結晶引上装置を夫々示す
構成図、第３図は磁場強度と単結晶中の不純物１１度の
関係を示す図、第４図は本発明の一実施例を示す構成図
、第５図および第６図は本発明の他の実施例を示す構成
図である。 １・・・融液、２・・・ルツボ、３・・・ヒータ、４川
種結晶、５・・・引上駆動機構、６・・・固体−液界面
、７・・・単結晶、８・・・熱対流、９・・・不純物、
１ｏ・・・磁石、１１・・・磁場方向、１２・・・架台
、１３・・・上下駆動軸、１４・・・駆動機、１５川支
社、１６・・・検出器、１７・・・上下駆動制御装置、
１８・・・移動方向、１９・・・固定位置、２０・・・
横１＆場方向、２１・・・移動装置、２２・・・レール
、２３・・・固定位置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図
構成図、第３図は磁場強度と単結晶中の不純物１１度の
関係を示す図、第４図は本発明の一実施例を示す構成図
、第５図および第６図は本発明の他の実施例を示す構成
図である。 １・・・融液、２・・・ルツボ、３・・・ヒータ、４川
種結晶、５・・・引上駆動機構、６・・・固体−液界面
、７・・・単結晶、８・・・熱対流、９・・・不純物、
１ｏ・・・磁石、１１・・・磁場方向、１２・・・架台
、１３・・・上下駆動軸、１４・・・駆動機、１５川支
社、１６・・・検出器、１７・・・上下駆動制御装置、
１８・・・移動方向、１９・・・固定位置、２０・・・
横１＆場方向、２１・・・移動装置、２２・・・レール
、２３・・・固定位置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図
Claims (2)
- （１） ヒータにより加熱されるルツボ内に充てんされ
た単結晶原料融液中に種結晶を挿入し、この種結晶を引
上駆動機構により一定速１立で引上げて１ｌｆ１！液の
固体−液界面に単結晶を生成させる単結晶用１−槻ど、
前記融液の固体−液界面に所要弾痕の１６場を印加する
ように前記ルツボの外周に設けられｌこ磁石と、この磁
石を前記ルツボに対して垂自Ｉｊ向、水平方向の少なく
とも垂直ｌｊ向に移動させる（４７Ｉ移動Ｉａ構とを具
備しＣなることを特徴と覆る単結晶引上装置。 - （２）磁石移ｅ機構は融液の固体−液界面の位置変化Ｑ
ｌに応じて垂゛直方向に移動するにうにしたものＣある
特許請求の範囲第（１）項記載の単結晶弓１１）冒ｔ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58136605A JPS6027682A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 単結晶引上装置 |
| US06/634,072 US4592895A (en) | 1983-07-26 | 1984-07-25 | Single crystal pulling system |
| GB08419080A GB2143746B (en) | 1983-07-26 | 1984-07-26 | Crystal pulling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58136605A JPS6027682A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 単結晶引上装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027682A true JPS6027682A (ja) | 1985-02-12 |
| JPH0346435B2 JPH0346435B2 (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=15179201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58136605A Granted JPS6027682A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 単結晶引上装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4592895A (ja) |
| JP (1) | JPS6027682A (ja) |
| GB (1) | GB2143746B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6424090A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Toshiba Ceramics Co | Method and apparatus for producing single crystal |
| WO2009136465A1 (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法および単結晶の製造装置 |
| US8795432B2 (en) | 2007-05-30 | 2014-08-05 | Sumco Corporation | Apparatus for pulling silicon single crystal |
Families Citing this family (27)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6144797A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-04 | Toshiba Corp | 単結晶育成装置およびその制御方法 |
| JP2561072B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1996-12-04 | 東芝セラミツクス株式会社 | 単結晶の育成方法及びその装置 |
| JP2556966B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1996-11-27 | 東芝セラミツクス株式会社 | 単結晶の育成装置 |
| JPS6385087A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-15 | Sony Corp | 結晶成長方法 |
| US4904336A (en) * | 1987-04-28 | 1990-02-27 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing a single crystal of compound semiconductor and apparatus for the same |
| JP2651481B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1997-09-10 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 超伝導材料の作製方法 |
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| JP3520883B2 (ja) * | 1995-12-29 | 2004-04-19 | 信越半導体株式会社 | 単結晶の製造方法 |
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Citations (1)
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-
1983
- 1983-07-26 JP JP58136605A patent/JPS6027682A/ja active Granted
-
1984
- 1984-07-25 US US06/634,072 patent/US4592895A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-07-26 GB GB08419080A patent/GB2143746B/en not_active Expired
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Also Published As
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|---|---|
| GB2143746A (en) | 1985-02-20 |
| GB8419080D0 (en) | 1984-08-30 |
| US4592895A (en) | 1986-06-03 |
| GB2143746B (en) | 1986-11-12 |
| JPH0346435B2 (ja) | 1991-07-16 |
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