JPH07126095A

JPH07126095A - 単結晶育成装置

Info

Publication number: JPH07126095A
Application number: JP29417193A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Goto; 後藤博仁; Hiroshi Yoshioka; 浩吉岡
Original assignee: MATERUZU KK
Current assignee: MATERUZU KK
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-16

Abstract

(57)【要約】【目的】引上げ法にて小さな種結晶を使用する場合に
も適用でき、或いは長尺の単結晶で内部の成分が一定な
品質の結晶を育成できる単結晶育成装置を提供する。【構成】抵抗加熱式又は誘導加熱式の単結晶引上げ装
置において、上方から冷媒により種子結晶取付用治具及
び種結晶を冷却する構造に、一方より冷媒を導入し他方
より排出し得る構造の引上げ結晶重量測定用ロードセル
２を付設したことを特徴としている。また、抵抗加熱式
又は誘導加熱式の単結晶育成装置において、最下部の先
端に穴を備えた原料容器と、該穴の下方にコンベヤ式に
回転する金属ベルトと、該ベルトの片側の端の下方に設
けられた漏斗とを有し、原料が容器から金属ベルト及び
漏斗を介して連続的に電気炉内部の加熱溶融された液体
表面に供給するように構成したことを特徴としている。
ロードセルの付設と、原料連続供給装置を併用すること
も可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抵抗加熱式又は誘導加熱
式の単結晶育成装置に係り、特に被加熱物が物性的理由
により、ある程度緩慢な(かつ部分的には、急な)温度勾
配中か或いは一定温度中で単結晶を育成する必要がある
分野の単結晶育成装置に利用できるものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】抵抗加
熱式又は誘導加熱式の単結晶育成装置において、単結晶
引上げ用の電気炉は、一個或いは複数個の加熱部の設定
温度を任意の温度に設定し、ある程度の温度勾配や一定
の温度分布を作成できるように構成されている。その単
結晶引上げ装置の下部には、種子結晶が取付けられてい
る。

【０００３】しかし、従来、種子結晶の物理的理由で、
種子単結晶として小さいものしか得ることができない場
合は、溶解した原料に種子結晶をつけると、溶液からの
熱伝導で種子結晶が容易に溶解し、結晶育成することが
困難であった。このため、そこで、従来は、種子結晶取
付け治具を冷却することが通常行われており、種子結晶
の溶解防止が図られていた。

【０００４】一方、単結晶の重量を測定することは重要
であると共に、重量測定信号を利用すれば、結晶粒径を
一定にするための直径を制御することができる。しか
し、種子結晶取付け治具を冷却する構造にすると、上部
引上げ軸に重量測定用ロードセルを装着することが構造
上困難であった。

【０００５】また、単結晶育成装置における原料供給方
式に関しては、従来は、比較的大型の結晶を引下げ法で
製造する場合に、図２に示すような溝付き回転ドラム４
３を使用して一定の重量のを持った原料を溝を介して供
給する方式が採用されている。図中、４１は原料容器、
４２は粉末原料、４４はモーター、４５は漏斗、４６は
ガイドパイプ、４７は漏斗を表わす。しかし、この方式
は厳密に云うならば不連続な原料供給方式であり、結晶
育成速度の遅い場合、小さな結晶を育成する場合、或い
は引上げ法の場合には、不連続性が起因して、成長縞等
の微視的欠陥や成分の不均一等の悪い影響を与えてい
た。

【０００６】特に、引上げ法の場合は一度るつぼに入れ
た原料を溶融し、そこから引き上げるために、原料を途
中で供給できないと、決まった長さの結晶しか得ること
ができない。しかし、従来は、原料を不連続的に供給す
る装置しかなく、ましてや、重量測定と原料の連続的供
給を兼備した装置は見当らない。

【０００７】本発明は、かゝる事情のもとで、引上げ法
にて小さな種結晶を使用する場合にも適用でき、或いは
長尺の単結晶で内部の成分が一定な品質の結晶を育成で
きる単結晶育成装置を提供することを目的としている。

【０００８】前記課題を解決するための手段として、本
発明は、抵抗加熱式又は誘導加熱式の単結晶引上げ装置
において、上方から冷媒により種子結晶取付用治具及び
種結晶を冷却する構造に、一方より冷媒を導入し他方よ
り排出し得る構造の引上げ結晶重量測定用ロードセルを
付設したことを特徴としている。

【０００９】また、他の本発明は、抵抗加熱式又は誘導
加熱式の単結晶育成装置において、最下部の先端に穴を
備えた原料容器と、該穴の下方にコンベヤ式に回転する
金属ベルトと、該ベルトの片側の端の下方に設けられた
漏斗とを有し、原料が容器から金属ベルト及び漏斗を介
して連続的に電気炉内部の加熱溶融された液体表面に供
給するように構成したことを特徴としている。

【００１０】

【実施例】以下に本発明を更に詳細に説明する。

【００１１】従来の引上げ装置は、ある程度の大きさの
種子結晶を容易に得ることができ、種子部分が溶けない
位置に達する長さの結晶を得ることが容易であった。こ
の引上げ軸の上部に、重量を測定するためのロードセル
を装着した引上げ装置にすることは容易であり、また回
転機構を装備することができた。しかし、この技術を種
子結晶の物理的理由で、種子結晶を大きくすることがで
きない単結晶引上げ法に応用した場合、種子結晶が容易
に溶解し、結晶育成することが困難になる。

【００１２】そこで、小さな種子結晶を溶解せずに、結
晶の重量を測定しながら、なおかつ結晶を回転をさせな
がら単結晶を育成するために、本発明では、従来の引上
げ機構に加えて、種子結晶取付けジグ近傍までガスを流
し、種子結晶を冷却できる構造にすることにより、ま
た、冷却ガスが結晶育成の妨げにならないように処理す
ることにより、種子結晶を溶解せずに引上げ結晶重量を
測定しながら引上げできるようにしたものである。

【００１３】図１にその具体例の一例を示する。

【００１４】すなわち、ロードセル２の上部のガス入り
口１より、ガスが供給され、ロードセル内部の外側より
下部に流れ、ロードセルに付いたフランジの下側には、
オイルシール８及びＯリング７でガスが止められ、一端
は上に向かい、ジョイント４の横穴より内側に入り、ガ
スは下向きに流れていく。ジョイントの下部内側には、
中空のフォースバー５が止められ、この内部を通って、
下にある種子結晶部分にガスが流れていくことになる。

【００１５】なお、冷媒はロードセルそのものの内部を
通す構造のほか、ロードセルそのものの外側に冷媒通路
を形成し得る外側部材を設ける構造であってもよい。

【００１６】一方、粉末原料を加熱溶融部に連続して供
給するためには、原料容器から出てくる原料が一定な連
続性が必要である。

【００１７】図３にその具体例の一例を示す。原料容器
２１の下部先端部を硬い樹脂の蓋２３を取付け、その中
央に穴を開け、その下側には金属ベルト２４からなるコ
ンベヤが配置されている。穴の下方位置のばね２６は原
料容器と金属ベルトの密着性を保持するためのものであ
る。ベルトの片側のローラ軸には回転プーリー２８が付
いていて、近くにあるモーター３２からタイミングベル
ト３０を介して回転が伝達され、コンベヤが移動する
と、その片側の下方に設けられた漏斗３４に原料が供給
され、その下のガイドパイプを通して電気炉内部の加熱
溶融部に原料が連続的に供給される構造である。

【００１８】この原料供給方式によれば、ベルト中央に
並んだ原料２５は、粉末が横方向に一直線上になり、ベ
ルトが移動することにより、連続的に供給することがで
きる。この穴の幅と高さを調整することにより、原料の
粉末の状態に応じ、モーターの回転数を可変することに
よって、多少から多量の粉末原料までを連続的に供給す
ることができる。この方式は引上げ法でも引き下げ法で
も適用できる。

【００１９】このような粉末原料連続供給装置を装着す
ると、高品質で組成の均一な長尺単結晶を製造すること
ができる。この装置をガス雰囲気が取れる構造にすれ
ば、環境の変化に対し安定させることができる。また、
この装置全体を秤で重量を測定し、原料の減少量を測定
し、時間に対する変化量をプログラム制御器に入力し、
このプログラムに基づいてモーターの回転数を制御する
ことも可能である。

【００２０】勿論、この粉末原料連続供給装置と、前述
の結晶重量測定用ロードセルを併用することも可能であ
る。ロードセルの結晶重量測定信号により結晶直径が一
定に制御された長尺の結晶を高品質で育成できる。ま
た、この粉末原料連続供給装置は、微量な原料を精度良
く測定し、供給できるものであり、薬品分野や化粧品分
野などにも適用できる。

【００２１】

【発明の効果】以上記述したように、本発明によれば、
引上げ法にて小さな種結晶の溶解を防止でき、また長尺
の単結晶で内部の成分が一定な高品質の結晶を育成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る引上げ装置の上部引上げ機構を示
す図である。

【図２】従来の原料供給装置を示す図である。

【図３】本発明に係る原料連続供給装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ガス入り口２ロードセル３フランジ４ジョイント５フォースバー６ガス止め金具７Ｏリング８オイルシール９フランジ１０回転用プーリー１１引上げ軸２１原料容器２２粉末原料２３下蓋２４金属ベルト２５整列した粉末原料２６ばね２７ばね支持板２８回転プーリー２９プーリー押えフランジ３０タイミングベルト３１モーター止め板３２モーター３３止め底板３４漏斗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗加熱式又は誘導加熱式の単結晶引上
げ装置において、上方から冷媒により種子結晶取付用治
具及び種結晶を冷却する構造に、一方より冷媒を導入し
他方より排出し得る構造の引上げ結晶重量測定用ロード
セルを付設したことを特徴とする単結晶育成装置。
【請求項２】抵抗加熱式又は誘導加熱式の単結晶育成
装置において、最下部の先端に穴を備えた原料容器と、
該穴の下方にコンベヤ式に回転する金属ベルトと、該ベ
ルトの片側の端の下方に設けられた漏斗とを有し、原料
が容器から金属ベルト及び漏斗を介して連続的に電気炉
内部の加熱溶融された液体表面に供給するように構成し
たことを特徴とする単結晶育成装置。
【請求項３】種子結晶取付用治具を冷媒により冷却す
る装置に、引上げ結晶の重量を測定するロードセルを付
設した請求項２に記載の単結晶育成装置。