JPH071072U - 単結晶引上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 引上げる単結晶の急冷する領域を制限するこ
とができ、かつ引上げる単結晶の径の大きさに応じて適
正な冷却効果を与えることができ、したがって単結晶の
品質を良好に保持できる単結晶引上装置を提供する。 【構成】 チョクラルスキー法によってルツボ４内の原
料融液６から単結晶９を引上げ成長させる単結晶引上装
置において、上記ルツボ４を収納したチャンバーは上下
に複数に分割可能とされ、該チャンバーのうち下チャン
バー２の上フランジ２ａの上端面に、上記単結晶９を囲
んだ状態で冷却する冷却筒１０が取付部１１を介して着
脱自在に設けられたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、チョクラルスキー法によってルツボ内の原料融液から単結晶を引上 げ成長させる単結晶引上装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の単結晶引上装置としては、例えば、特開昭５７−２０５３９７ 号公報、特開昭６１−６８３８９号公報に記載されたものが知られている。これ らの単結晶引上装置にあっては、黒鉛サセプタに保持された石英ルツボ内にシリ コン融液が収容され、この黒鉛サセプタの周囲にヒータ及び保温筒がそれぞれ設 けられ、かつ上記石英ルツボの上方に、この石英ルツボ内のシリコン融液から引 上げられた単結晶を冷却する冷却手段が設けられており、この冷却手段で引上げ 成長中の単結晶を強制的に冷却することにより、結晶欠陥が少なく、品質の良好 な単結晶を速やかに得るようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来の単結晶引上装置のうち前者のもの（特開昭５７−２０５３９ ７号）においては、単結晶の周囲に配置する冷却手段の取付構造については明示 されていない。また、後者の単結晶引上装置（特開昭６１−６８３８９号）にあ っては、上記冷却手段が、上記石英ルツボ、黒鉛サセプタ、ヒータ及び保温筒等 を覆う水冷ジャケットの内壁に固定されているので、引き上げられる単結晶の径 の大小により該単結晶と冷却手段との間隔が変化するため、冷却条件が変わり、 冷却効果に相違が生じてしまうという問題点があった。

【０００４】 本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであって、引上げる単結晶の急冷す る領域を制限することができ、かつ引上げる単結晶の径の大きさに応じて適正な 冷却効果を与えることができ、したがって単結晶の品質を良好に保持できる単結 晶引上装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案は次の様な単結晶引上装置を採用した。 すなわち、チョクラルスキー法によってルツボ内の原料融液から単結晶を引上 げ成長させる単結晶引上装置において、上記ルツボを収納したチャンバーは上下 に複数に分割可能とされ、該チャンバーのうち下チャンバーの上フランジの上端 面に、上記単結晶を囲んだ状態で冷却する冷却筒が取付部を介して着脱自在に設 けられたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】

本考案の単結晶引上装置では、ルツボを収納するチャンバーを上下に複数に分 割可能とし、該チャンバーのうち下チャンバーの上フランジの上端面に、上記単 結晶を囲んだ状態で冷却する冷却筒を取付部を介して着脱自在に設けたことによ り、上記冷却筒は引上げる単結晶の急冷する領域に合わせて設置され、上記単結 晶の急冷する領域を制限する。また、冷却筒は下チャンバーの上フランジの上端 面に着脱自在であるから、引上げる単結晶の径の大きさに応じて適正な径の冷却 筒を選択配置し上記単結晶に適正な冷却効果を与える。これより、単結晶の品質 が良好に保持される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例の単結晶引上装置について図面に基づき説明する。 図１は、例えば、１００ｍｍの径の単結晶を引き上げる際に用いられる単結晶 引上装置を示す概略構成図であり、図において、１は炉本体であり、この炉本体 １は下チャンバー２、中チャンバー３及び上チャンバー（図示せず）から構成さ れ、それぞれの内部が水冷ジャケット構造とされている。そして、上記炉本体１ の内部のほぼ中央部には石英ルツボ４が設けられており、この石英ルツボ４は、 黒鉛サセプタ（図示せず）を介して昇降自在かつ回転自在な下軸５に取り付けら れている。また、上記石英ルツボ４の周囲には、上記石英ルツボ４内のシリコン 融液６を所定の温度に加熱・保持するヒータ７が設置され、このヒータ７と炉本 体１との間には保温筒８が配置されている。

【０００８】 上記シリコン融液６から引き上げられる単結晶９の近傍には、該単結晶９の急 冷する領域を制限するために、該単結晶９を囲んだ状態で冷却する該単結晶９よ り僅かに大径の円筒状の冷却筒１０が配置され、該冷却筒１０の上端部には、水 平方向外方へ延びる取付部１１が設けられ、該取付部１１は下チャンバー２の上 フランジ部２ａの上端面と中チャンバー３の下フランジ部３ａの下端面とにより 挟持された状態で着脱自在に取り付けられている。そして、上記中チャンバー３ 及び冷却筒１０の中央部には、単結晶９を保持しつつ引き上げるワイヤ１２が昇 降自在かつ回転自在に吊設されている。

【０００９】 上記のように構成された単結晶引上装置を用いて単結晶を引き上げるには、ま ず、石英ルツボ４内にシリコン融液６となるシリコン片（原料）１３を収納し、 引き上げようとする単結晶９の径に応じて冷却筒１０を石英ルツボ４の中央部上 方に配置し、該冷却筒１０の上端部に設けられた取付部１１を下チャンバー２の 上フランジ部２ａの上端面と中チャンバー３の下フランジ部３ａの下端面とによ り挟持する。次いで、炉本体１内の空気をアルゴンガスで充分置換した後に、シ リコン片１３をヒータ７により融解してシリコン融液６とし、該シリコン融液６ の温度を単結晶引き上げに適した温度に保持する。

【００１０】 次いで、下軸５を所定の回転速度で回転させ、黒鉛サセプタと共に石英ルツボ ４を所定の回転速度で回転させる。この状態において、上方より、ワイヤ１２の 下端にチャックを介して保持されている種結晶を下降させ、シリコン融液６に浸 漬する。そして、ワイヤ１２を上記石英ルツボ４の回転方向と逆方向に所定の回 転速度で回転させながら上記種結晶を所定の速度で引き上げることにより、単結 晶９を成長させつつ引き上げる。

【００１１】 この単結晶引上装置では、炉本体１を下チャンバー２、中チャンバー３及び上 チャンバーから構成し、下チャンバー２の上フランジ２ａの上端面に冷却筒１０ を取付部１１を介して着脱自在に設けたことにより、引上げる単結晶９の径及び 急冷する領域に合わせて適正な冷却筒１０を選択配置し、上記単結晶９の急冷す る領域を制限し、適正な冷却効果を与える。これより、引き上げる単結晶９の品 質が良好に保持される。

【００１２】 以上説明した様に、この一実施例の単結晶引上装置によれば、炉本体１を下チ ャンバー２、中チャンバー３及び上チャンバーから構成し、下チャンバー２の上 フランジ２ａの上端面に冷却筒１０を取付部１１を介して着脱自在に設けたので 、引上げる単結晶９の径及び該単結晶９の冷却プロファイルの急冷を必要とする 領域に合った冷却筒１０を選択配置することができ、上記単結晶９の急冷する領 域を制限し、適正な冷却効果を与えることができる。したがって、引き上げる単 結晶９内に格子不整や格子欠陥等が発生するのを防止し該単結晶９の結晶の均一 性を向上させることができ、該単結晶９の品質を容易かつ良好に保持することが できる。しかも、この冷却筒１０は短いので、上記単結晶９の急冷を必要とする 領域のみを有効に冷却することができる。

【００１３】 また、取付部１１を下チャンバー２の上フランジ部２ａの上端面に取り付け及 び取り外しするだけで、チャンバーの大掛かりな分解を伴うことなく該冷却筒１ ０の交換を容易に行うことができ、作業効率が向上する効果がある。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明した様に、本考案の単結晶引上装置によれば、ルツボを収納したチャ ンバーを上下に複数に分割可能とし、該チャンバーのうち下チャンバーの上フラ ンジの上端面に、上記単結晶を囲んだ状態で冷却する冷却筒を取付部を介して着 脱自在に設けたので、引上げる単結晶の径及び該単結晶の冷却プロファイルの急 冷を必要とする領域に合った冷却筒を選択配置することができ、上記単結晶の急 冷する領域を制限し、適正な冷却効果を与えることができる。したがって、引き 上げる単結晶内に格子不整や格子欠陥等が発生するのを防止し該単結晶の結晶の 均一性を向上させることができ、該単結晶の品質を容易かつ良好に保持すること ができる。

【００１５】 また、取付部を下チャンバーの上フランジの上端面に取り付け及び取り外しす るだけで、チャンバーの大掛かりな分解を伴うことなく該冷却筒の交換を容易に 行うことができ、作業効率が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の単結晶引上装置を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

２ 下チャンバー ２ａ 上フランジ部 ３ 中チャンバー ３ａ 下フランジ部 ４ 石英ルツボ ６ シリコン融液 ９ 単結晶 １０ 冷却筒 １１ 取付部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 チョクラルスキー法によってルツボ内の
   原料融液から単結晶を引上げ成長させる単結晶引上装置
   において、上記ルツボを収納したチャンバーは上下に複
   数に分割可能とされ、該チャンバーのうち下チャンバー
   の上フランジの上端面に、上記単結晶を囲んだ状態で冷
   却する冷却筒が取付部を介して着脱自在に設けられたこ
   とを特徴とする単結晶引上装置。