JPH089168Y2 - 赤外線集中加熱単結晶製造装置 - Google Patents
赤外線集中加熱単結晶製造装置Info
- Publication number
- JPH089168Y2 JPH089168Y2 JP11157189U JP11157189U JPH089168Y2 JP H089168 Y2 JPH089168 Y2 JP H089168Y2 JP 11157189 U JP11157189 U JP 11157189U JP 11157189 U JP11157189 U JP 11157189U JP H089168 Y2 JPH089168 Y2 JP H089168Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- single crystal
- main shaft
- rod
- spindle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は酸化物磁性材料や酸化物誘電材料等の高融点
酸化物等の物質を赤外線集中加熱方式のフローティング
ゾーン法によって単結晶育成する装置に関する。
酸化物等の物質を赤外線集中加熱方式のフローティング
ゾーン法によって単結晶育成する装置に関する。
従来の技術 例えば、高融点酸化物の単結晶製造には、加熱源とし
てハロゲンランプ等の赤外線ランプを利用した赤外線加
熱によるフローティングゾーン方式の単結晶製造装置が
使用されている。
てハロゲンランプ等の赤外線ランプを利用した赤外線加
熱によるフローティングゾーン方式の単結晶製造装置が
使用されている。
上記赤外線ランプによる赤外線加熱単結晶製造装置の
典型は、日本電気技報1974年No.112号P13〜P18や、応用
物理第47巻1978年P1166〜P1169に紹介されているよう
に、回転楕円面鏡の一方の焦点に熱源としてハロゲンラ
ンプ等の赤外線ランプを配置し、他方の焦点に原料棒や
結晶棒の被加熱物を配置して、上記赤外線ランプから照
射された赤外線を回転楕円面鏡で反射させて被加熱物に
集光させ集中加熱する装置で、この装置には、前記回転
楕円面鏡が１つの単楕円型のもの，或いは夫々半体に略
等しい２つの回転楕円面鏡を、各々ー方の焦点が一致す
るように対向結合配置させた双楕円型のものが一般的で
ある。
典型は、日本電気技報1974年No.112号P13〜P18や、応用
物理第47巻1978年P1166〜P1169に紹介されているよう
に、回転楕円面鏡の一方の焦点に熱源としてハロゲンラ
ンプ等の赤外線ランプを配置し、他方の焦点に原料棒や
結晶棒の被加熱物を配置して、上記赤外線ランプから照
射された赤外線を回転楕円面鏡で反射させて被加熱物に
集光させ集中加熱する装置で、この装置には、前記回転
楕円面鏡が１つの単楕円型のもの，或いは夫々半体に略
等しい２つの回転楕円面鏡を、各々ー方の焦点が一致す
るように対向結合配置させた双楕円型のものが一般的で
ある。
そこで、双楕円型の赤外線加熱単結晶製造装置の具体
例を、第４図を参照しながら説明する。同図において、
24,25は対称形の２つの回転楕円面鏡で、各々の一方の
焦点F0,F0が一致するように、対向結合させている。26,
27は上記各回転楕円面鏡24,25の他方の各第1,第２の焦
点F1,F2に固定配置した２つの光熱源，例えばハロゲン
ランプ等の赤外線ランプである。33は各回転楕円面鏡2
4,25の一致した焦点F0に配置された被加熱部で、上方か
ら鉛直下方に延びる原料棒23と、下方から鉛直上方に延
びる結晶棒29と突き合わせた部分，即ち単結晶成長が行
なわれる溶融帯域（フローティングゾーン）を形成して
いる。22は、上記原料棒23と結晶棒29とを包囲する透明
な石英管で、該石英管22内は、結晶成長に対して好適な
雰囲気ガスを流している。
例を、第４図を参照しながら説明する。同図において、
24,25は対称形の２つの回転楕円面鏡で、各々の一方の
焦点F0,F0が一致するように、対向結合させている。26,
27は上記各回転楕円面鏡24,25の他方の各第1,第２の焦
点F1,F2に固定配置した２つの光熱源，例えばハロゲン
ランプ等の赤外線ランプである。33は各回転楕円面鏡2
4,25の一致した焦点F0に配置された被加熱部で、上方か
ら鉛直下方に延びる原料棒23と、下方から鉛直上方に延
びる結晶棒29と突き合わせた部分，即ち単結晶成長が行
なわれる溶融帯域（フローティングゾーン）を形成して
いる。22は、上記原料棒23と結晶棒29とを包囲する透明
な石英管で、該石英管22内は、結晶成長に対して好適な
雰囲気ガスを流している。
上記装置を用いた赤外線加熱による単結晶育成では、
各回転楕円面鏡24,25の各第1,第２の焦点F1,F2に配置さ
れた赤外線ランプ26,27から照射される赤外線を、回転
楕円面鏡24,25にて反射させ、焦点F0に配置された被加
熱部33に集光させ集中加熱する。
各回転楕円面鏡24,25の各第1,第２の焦点F1,F2に配置さ
れた赤外線ランプ26,27から照射される赤外線を、回転
楕円面鏡24,25にて反射させ、焦点F0に配置された被加
熱部33に集光させ集中加熱する。
この赤外線照射による輻射エネルギーによって該被加
熱部33を溶融させ、原料棒23及び結晶棒29を回転させ十
分な攪拌を行なわせながら、鉛直方向に下降させること
により、単結晶育成が行なわれる。
熱部33を溶融させ、原料棒23及び結晶棒29を回転させ十
分な攪拌を行なわせながら、鉛直方向に下降させること
により、単結晶育成が行なわれる。
なお、第５図は、石英管22の着脱時の位置関係を示す
ための一部断面視側面図である。
ための一部断面視側面図である。
考案が解決しようとする課題 ところで前記赤外線集中加熱単結晶製造装置は、原料
棒23及び結晶棒29が長くなるにつれて送り量が長くな
り、上主軸20及び下主軸30は長くならざるを得ない。ま
た原料棒23及び結晶棒29の長尺化に伴い、主軸軸受21,3
1の位置は、結晶育成雰囲気密閉用石英管の着脱のため
上下主軸20,30をそれぞれ上側，下側へ移動させる際
に、主軸軸受21,31より主軸20,30が抜けない様にするた
め加熱部中心より離れる傾向がある。従って主軸の長尺
化と、軸受部取付位置が加熱部中心より離れる事によ
り、主軸回転の不円滑、主軸送りの不円滑、上下主軸の
位置ずれ等の機械的精度の問題が生じ、更に各部の長尺
化による装置全体の長尺化の問題が発生した。
棒23及び結晶棒29が長くなるにつれて送り量が長くな
り、上主軸20及び下主軸30は長くならざるを得ない。ま
た原料棒23及び結晶棒29の長尺化に伴い、主軸軸受21,3
1の位置は、結晶育成雰囲気密閉用石英管の着脱のため
上下主軸20,30をそれぞれ上側，下側へ移動させる際
に、主軸軸受21,31より主軸20,30が抜けない様にするた
め加熱部中心より離れる傾向がある。従って主軸の長尺
化と、軸受部取付位置が加熱部中心より離れる事によ
り、主軸回転の不円滑、主軸送りの不円滑、上下主軸の
位置ずれ等の機械的精度の問題が生じ、更に各部の長尺
化による装置全体の長尺化の問題が発生した。
課題を解決するための手段 本考案は、上記問題点に鑑みて提案されたものでこの
問題点を解決するための技術的手段は、回転，摺動する
上下主軸それぞれを保持している上下の主軸軸受を、単
結晶育成中は、上下主軸のストロークを保証し、かつ加
熱部中心に近い位置に固定しているが、石英管着脱時な
どの準備動作時には、それぞれ上下の主軸に連動して移
動させる。
問題点を解決するための技術的手段は、回転，摺動する
上下主軸それぞれを保持している上下の主軸軸受を、単
結晶育成中は、上下主軸のストロークを保証し、かつ加
熱部中心に近い位置に固定しているが、石英管着脱時な
どの準備動作時には、それぞれ上下の主軸に連動して移
動させる。
作用 上述の手段を用いることにより、結晶育成時に主軸軸
受を加熱部中心すなわち結晶育成点に近づけることがで
き、主軸長さは、以前には育成ストロークプラス準備動
作ストロークプラス主軸軸受長さを満たす必要があった
が、育成ストロークプラス主軸軸受程度ですむようにな
った。この事により主軸軸受と主軸固定端の距離に対す
る主軸軸受と加熱部中心の距離の比を小さくする事が可
能となり、上下主軸それぞれの芯ぶれ、回転，移動の滑
らかさが向上し、同時に上下主軸相互の同芯度も出しや
すくなる。また、主軸軸受位置が移動する事と、必要最
小限の主軸長さにより装置全体の高さも押さえられる。
受を加熱部中心すなわち結晶育成点に近づけることがで
き、主軸長さは、以前には育成ストロークプラス準備動
作ストロークプラス主軸軸受長さを満たす必要があった
が、育成ストロークプラス主軸軸受程度ですむようにな
った。この事により主軸軸受と主軸固定端の距離に対す
る主軸軸受と加熱部中心の距離の比を小さくする事が可
能となり、上下主軸それぞれの芯ぶれ、回転，移動の滑
らかさが向上し、同時に上下主軸相互の同芯度も出しや
すくなる。また、主軸軸受位置が移動する事と、必要最
小限の主軸長さにより装置全体の高さも押さえられる。
実施例 本考案の一実施例である双楕円型の赤外線加熱単結晶
製造装置を第１図、第２図及び第３図を参照しながら説
明する。結晶育成開始時の状態を示した第１図において
6,7は、対称形の２つの回転楕円面鏡で各々の一方の焦
点F0,F0が一致するように対向結合させて加熱炉を構成
する。尚、上記回転楕円面鏡6,7の内面即ち反射面は、
赤外線を高反射率で反射させるために金メッキ処理が施
されている。8,9は各回転楕円面鏡6,7の他方の第1,第２
の焦点F1,F2近傍に固定配置された赤外線ランプである
ハロゲンランプである。10は各回転楕円面鏡6,7の一致
した焦点F0に位置する被加熱部で、上方から鉛直下方に
延びる上主軸２の下端に固定した原料棒４と下方から鉛
直上方に延びる下主軸12の上端に固定した結晶棒11を突
き合わせたものである。５は原料棒４と結晶棒11とが配
置された空間15とハロゲンランプが配置された空間16と
を区画して試料室15を形成する透明な石英管で、この石
英管による区画で上記試料室15を結晶育成に対して好適
な雰囲気ガスを充満させる。3,13は上下主軸2,12の回転
摺動を支えている主軸軸受であり、1,14は上下主軸2,12
の移動及び回転を伝えている固定端である。主軸軸受3,
13は、石英管５の両端と気密嵌合している嵌着部3a,13a
と、それぞれ固定端1,14に固定され、嵌着部3a,13aへ各
々気密接合・離隔可能な蓋部3b,13bとからなる。
製造装置を第１図、第２図及び第３図を参照しながら説
明する。結晶育成開始時の状態を示した第１図において
6,7は、対称形の２つの回転楕円面鏡で各々の一方の焦
点F0,F0が一致するように対向結合させて加熱炉を構成
する。尚、上記回転楕円面鏡6,7の内面即ち反射面は、
赤外線を高反射率で反射させるために金メッキ処理が施
されている。8,9は各回転楕円面鏡6,7の他方の第1,第２
の焦点F1,F2近傍に固定配置された赤外線ランプである
ハロゲンランプである。10は各回転楕円面鏡6,7の一致
した焦点F0に位置する被加熱部で、上方から鉛直下方に
延びる上主軸２の下端に固定した原料棒４と下方から鉛
直上方に延びる下主軸12の上端に固定した結晶棒11を突
き合わせたものである。５は原料棒４と結晶棒11とが配
置された空間15とハロゲンランプが配置された空間16と
を区画して試料室15を形成する透明な石英管で、この石
英管による区画で上記試料室15を結晶育成に対して好適
な雰囲気ガスを充満させる。3,13は上下主軸2,12の回転
摺動を支えている主軸軸受であり、1,14は上下主軸2,12
の移動及び回転を伝えている固定端である。主軸軸受3,
13は、石英管５の両端と気密嵌合している嵌着部3a,13a
と、それぞれ固定端1,14に固定され、嵌着部3a,13aへ各
々気密接合・離隔可能な蓋部3b,13bとからなる。
次に第２図は、結晶育成開始時、原料棒４と結晶棒11
が設置された状態での一部断面視側面図である。結晶育
成時は、主軸軸受3,13は、図示する位置に固定されたま
ま、主軸固定端1,14と主軸固定端に取付けられた主軸2,
12のみが上下動する。16,17は、主軸固定端及び主軸軸
受が取付けられ、上下方向の移動を可能にするレールで
ある。
が設置された状態での一部断面視側面図である。結晶育
成時は、主軸軸受3,13は、図示する位置に固定されたま
ま、主軸固定端1,14と主軸固定端に取付けられた主軸2,
12のみが上下動する。16,17は、主軸固定端及び主軸軸
受が取付けられ、上下方向の移動を可能にするレールで
ある。
次に第３図は、結晶育成開始前後の石英管着脱時の状
態を示した同様な一部断面視側面図である。石英管着脱
時には、上主軸２側は、原料棒４下端が石英管５上側端
部より上方に上がり下主軸側12は、結晶棒11上端が石英
管５下側端より下方に下がる必要があるが、主軸軸受が
結晶育成時の位置のままでは、主軸軸受けより主軸が抜
けてしまうため主軸軸受は、主軸の石英管着脱動作に連
動し、嵌着部3a,13aは嵌着のままで、蓋部3b,13bが固定
端1,14に追従して離隔・移動する。
態を示した同様な一部断面視側面図である。石英管着脱
時には、上主軸２側は、原料棒４下端が石英管５上側端
部より上方に上がり下主軸側12は、結晶棒11上端が石英
管５下側端より下方に下がる必要があるが、主軸軸受が
結晶育成時の位置のままでは、主軸軸受けより主軸が抜
けてしまうため主軸軸受は、主軸の石英管着脱動作に連
動し、嵌着部3a,13aは嵌着のままで、蓋部3b,13bが固定
端1,14に追従して離隔・移動する。
考案の効果 以上述べた様に主軸軸受を結晶育成時には加熱炉中心
近くに固定しておき、準備動作時には、主軸固定端に連
動させる事によって、主軸長さを短かくする事が可能と
なり、主軸軸受との位置関係と相まって、主軸の芯ぶ
れ、回転，移動の滑らかさが向上し、装置の組立調整の
作業性も向上した。また主軸軸受位置が移動する事と、
必要最小限の長さの主軸長さにより、装置高さが押さえ
られ、装置構成各部品の短寸化も実現された。
近くに固定しておき、準備動作時には、主軸固定端に連
動させる事によって、主軸長さを短かくする事が可能と
なり、主軸軸受との位置関係と相まって、主軸の芯ぶ
れ、回転，移動の滑らかさが向上し、装置の組立調整の
作業性も向上した。また主軸軸受位置が移動する事と、
必要最小限の長さの主軸長さにより、装置高さが押さえ
られ、装置構成各部品の短寸化も実現された。
第１図は、本考案の一実施例において、結晶育成開始時
を示す赤外線集中加熱単結晶製造装置の正面断面図、第
２図は第１図装置の一部断面視側面図、第３図は本考案
の一実施例において、石英管着脱時の位置関係を示した
一部断面視側面図、第４図は従来の赤外線集中加熱単結
晶製造装置において、結晶育成開始時を示す正面断面
図、第５図は従来の単結晶製造装置において、石英管着
脱時の位置関係を示した一部断面視側面図である。 ２……上主軸、3,13……主軸軸受、3a,13a……嵌着部、
3b,13b……蓋部、４……原料棒、５……石英管、6,7…
…回転楕円面鏡、8,9……赤外線ランプ、11……結晶
棒、12……下主軸。
を示す赤外線集中加熱単結晶製造装置の正面断面図、第
２図は第１図装置の一部断面視側面図、第３図は本考案
の一実施例において、石英管着脱時の位置関係を示した
一部断面視側面図、第４図は従来の赤外線集中加熱単結
晶製造装置において、結晶育成開始時を示す正面断面
図、第５図は従来の単結晶製造装置において、石英管着
脱時の位置関係を示した一部断面視側面図である。 ２……上主軸、3,13……主軸軸受、3a,13a……嵌着部、
3b,13b……蓋部、４……原料棒、５……石英管、6,7…
…回転楕円面鏡、8,9……赤外線ランプ、11……結晶
棒、12……下主軸。
Claims (1)
- 【請求項１】原料棒及び結晶棒間の被加熱物を、赤外線
ランプよりの赤外線を反射させる回転楕円面鏡を用いて
加熱する赤外線集中加熱単結晶製造装置において、 原料棒，結晶棒と接続し、回転，摺動する上下主軸のそ
れぞれを保持する軸受が、準備動作時において、主軸の
上下動に連動して移動する構造を持つことを特徴とする
赤外線集中加熱単結晶製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157189U JPH089168Y2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 赤外線集中加熱単結晶製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157189U JPH089168Y2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 赤外線集中加熱単結晶製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350054U JPH0350054U (ja) | 1991-05-15 |
| JPH089168Y2 true JPH089168Y2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=31660041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11157189U Expired - Lifetime JPH089168Y2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 赤外線集中加熱単結晶製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089168Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP11157189U patent/JPH089168Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350054U (ja) | 1991-05-15 |
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