JPS58145695A - 単結晶製造方法 - Google Patents
単結晶製造方法Info
- Publication number
- JPS58145695A JPS58145695A JP2700982A JP2700982A JPS58145695A JP S58145695 A JPS58145695 A JP S58145695A JP 2700982 A JP2700982 A JP 2700982A JP 2700982 A JP2700982 A JP 2700982A JP S58145695 A JPS58145695 A JP S58145695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- shoulder
- weight
- crystal
- weight signal
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- C30B15/20—Controlling or regulating
- C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
- C30B15/28—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using weight changes of the crystal or the melt, e.g. flotation methods
Landscapes
- 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)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (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】
この発明は、チョクラルスキー法により単結晶を引Ｌげ
開始から一定径部まで所定の形状に制御して製造する方
法に関するものである。
開始から一定径部まで所定の形状に制御して製造する方
法に関するものである。
チョクラルスキー法による単結晶の製造において、良好
な単結晶を得るためには、結晶の胴体部の直径が一定で
あることのほかに、結晶の肩部が望ましい形状をしてい
ることが必要である。詩に結晶の肩部は結晶の歪や転位
および双晶の発生・伝播を防止するうえで、その形状の
制御は重要な問題である。肩部における結晶重量は時間
変化量が一定でなく、時間と伴に変化することから、従
来重量法による肩部形状の制御方法では、基準重量に対
応する形状の板にそって摺動抵抗を直接動かして基準重
着信号を得るか（例えば特公昭５４−４３４５号公報参
照）、または基準重量の時間微分値に対応する形状の板
にそって摺動抵抗を動かすプログラマ−でモーターを回
転させてヘリオームを動かし基準重量信号を得ていた。
な単結晶を得るためには、結晶の胴体部の直径が一定で
あることのほかに、結晶の肩部が望ましい形状をしてい
ることが必要である。詩に結晶の肩部は結晶の歪や転位
および双晶の発生・伝播を防止するうえで、その形状の
制御は重要な問題である。肩部における結晶重量は時間
変化量が一定でなく、時間と伴に変化することから、従
来重量法による肩部形状の制御方法では、基準重量に対
応する形状の板にそって摺動抵抗を直接動かして基準重
着信号を得るか（例えば特公昭５４−４３４５号公報参
照）、または基準重量の時間微分値に対応する形状の板
にそって摺動抵抗を動かすプログラマ−でモーターを回
転させてヘリオームを動かし基準重量信号を得ていた。
ところが、これらはいずれも例えば第１図に示すように
結晶の肩部の広がり角度が一定でちり、成長速度も一定
として、基準重量信号を、肩部では時間の３次関数で胴
体部では時間の１次関数で近似して発生させていた。そ
の結果肩部と胴体部との接ぎ目が不連続になるため、結
晶の肩部にオー・々−シーー１を生じ、実際の結晶形状
と基準重着信号との間に大きな誤差が生じる。そのため
操作量が大きく変化して融液温度が変動し、ストリエー
ションや結晶歪が増大するなどの欠点があった。
結晶の肩部の広がり角度が一定でちり、成長速度も一定
として、基準重量信号を、肩部では時間の３次関数で胴
体部では時間の１次関数で近似して発生させていた。そ
の結果肩部と胴体部との接ぎ目が不連続になるため、結
晶の肩部にオー・々−シーー１を生じ、実際の結晶形状
と基準重着信号との間に大きな誤差が生じる。そのため
操作量が大きく変化して融液温度が変動し、ストリエー
ションや結晶歪が増大するなどの欠点があった。
本発明は、Ｌ述した従来の肩部の形状制御の欠点を改良
して、肩部から胴体部まで連続して所定の形状に制御す
ることのできる単結晶の製造方法を提供する事を目的と
する。
して、肩部から胴体部まで連続して所定の形状に制御す
ることのできる単結晶の製造方法を提供する事を目的と
する。
本発明は引〜ヒけられる単結晶の肩部から胴体部捷での
範囲の基準重量信号を発生するに際して、その時間に対
する微分碇ｊ続となるように設定して、単結晶引上げを
行なうことを特徴とするものである。
範囲の基準重量信号を発生するに際して、その時間に対
する微分碇ｊ続となるように設定して、単結晶引上げを
行なうことを特徴とするものである。
本発明者らは、種々の実験ならびに検討の結果、前記結
晶の肩部の形状は次式（１）に従うことが良”成な結晶
を得るのに電も適していることを見い出した。
晶の肩部の形状は次式（１）に従うことが良”成な結晶
を得るのに電も適していることを見い出した。
ここで、Ｒｃは結晶の半径、Ｒｏは胴体部の結晶の半径
、Ｌｏ、Ｃはそれぞれ肩の広がりの最大角変、ネックの
長さから決める定数、Ｌは生成した結晶の長さである。
、Ｌｏ、Ｃはそれぞれ肩の広がりの最大角変、ネックの
長さから決める定数、Ｌは生成した結晶の長さである。
第２図（ａ）は式（１）に従った形状の単結晶の一例で
あり、第２図（ｂ）は式（１）に従って引上げられる単
結晶の基準重量信号の時間に対する微分直を示したもの
である。基準重量信号は、肩部から胴体部に到るまで滑
らかに変化し、これにより結晶形状は連続して制御する
ことができる。なお、第２図（ｂ）に示す基準重量信号
の時間に対する微分値が連続であることは、２階微分値
が同図（ｃ）に示すように連続であることから確認でき
る。
あり、第２図（ｂ）は式（１）に従って引上げられる単
結晶の基準重量信号の時間に対する微分直を示したもの
である。基準重量信号は、肩部から胴体部に到るまで滑
らかに変化し、これにより結晶形状は連続して制御する
ことができる。なお、第２図（ｂ）に示す基準重量信号
の時間に対する微分値が連続であることは、２階微分値
が同図（ｃ）に示すように連続であることから確認でき
る。
（１） 肩部から胴体部にわたって連続した結晶径制
御ができ、肩部のオーバーシー−トのない結晶が得られ
る。
御ができ、肩部のオーバーシー−トのない結晶が得られ
る。
（２）肩の広が多角度を一定として、肩部と胴体部との
接ぎ目を不連続にした場合に較べてその部分での融液温
度の変動は約１／１０以下になり、育成する結晶は従来
よりストリエーション、歪とも低下する。
接ぎ目を不連続にした場合に較べてその部分での融液温
度の変動は約１／１０以下になり、育成する結晶は従来
よりストリエーション、歪とも低下する。
（３）屑の広がりの最大角度を結晶の種類及び引上げ方
位で定まる特定の値以下に設定して引上げを行なえば、
肩部から胴体部、への変化が５− なめらかであるため、双晶の発生は見られず、結晶製造
歩留りを約１０％向上できる。
位で定まる特定の値以下に設定して引上げを行なえば、
肩部から胴体部、への変化が５− なめらかであるため、双晶の発生は見られず、結晶製造
歩留りを約１０％向上できる。
（４）本発明の方法を工業的に適用することにより、生
産性が向丘する。
産性が向丘する。
第３図は本発明の方法による単結晶製造装置の一例を示
したものである。図中１はルノゴ、２は結晶融液、３は
引上げ単結晶、４は加熱ヒーター、５は重量検出器、６
は基準重量信号函数発生器、７は直径制御装置、８は加
熱装置である。ここで基準重量信号函数発生器６はマイ
クロコンビーータを用いたグログラマプル函数心圧発生
器により０．０１％以下の高ｒ１度で容易に発生するこ
とができる。
したものである。図中１はルノゴ、２は結晶融液、３は
引上げ単結晶、４は加熱ヒーター、５は重量検出器、６
は基準重量信号函数発生器、７は直径制御装置、８は加
熱装置である。ここで基準重量信号函数発生器６はマイ
クロコンビーータを用いたグログラマプル函数心圧発生
器により０．０１％以下の高ｒ１度で容易に発生するこ
とができる。
この装置により、ＩｎＳｂ単結晶の引上げにつｂて式（
１）の結晶形状から得られた基準重量信号を用いて、肩
部から胴体部まで連続して直径自動制御を行なった。こ
こで式（１）の各定数はＲｏ＝１７．５ （＋４１）
、 Ｃ＝３ （朋） ＋ １ ／Ｌ０＝ ｔａｎ ３０
に設定した。この結果、肩部から胴体部まで±１チ以内
に直径制御された良好なＩｎＳｂ単結晶が得られた。
１）の結晶形状から得られた基準重量信号を用いて、肩
部から胴体部まで連続して直径自動制御を行なった。こ
こで式（１）の各定数はＲｏ＝１７．５ （＋４１）
、 Ｃ＝３ （朋） ＋ １ ／Ｌ０＝ ｔａｎ ３０
に設定した。この結果、肩部から胴体部まで±１チ以内
に直径制御された良好なＩｎＳｂ単結晶が得られた。
第１図は従来方法による単結晶の基準形状の一例を示す
図、第２図（ａ）は本発明の方法による単結晶の基準形
状を示す図、同図（ｂ）および（ｃ）は（ＩＬ）の結晶
の重１のそれぞれ時間微分値および２階微分値を示す図
、第３図は本発明の一実施例を示す図である。 １・・・ルッ？、２・・・結晶融液、３・・結晶、４・
・・加熱ヒーター、５・・・重量検出層、６・・・基準
重量信号函数発生器、７・・直径制御装置、８・・・加
熱装置。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦７− 第１図 第２図 第３図 ７ ４」−一 。
図、第２図（ａ）は本発明の方法による単結晶の基準形
状を示す図、同図（ｂ）および（ｃ）は（ＩＬ）の結晶
の重１のそれぞれ時間微分値および２階微分値を示す図
、第３図は本発明の一実施例を示す図である。 １・・・ルッ？、２・・・結晶融液、３・・結晶、４・
・・加熱ヒーター、５・・・重量検出層、６・・・基準
重量信号函数発生器、７・・直径制御装置、８・・・加
熱装置。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦７− 第１図 第２図 第３図 ７ ４」−一 。
Claims (2)
- （１）引上げられる単結晶の重量を検出する重量検出器
と前記単結晶の基準重量信号を発生する重量信号発生器
とをそなえ、検出された単結晶重量と基準重量信号が一
致するように制御してチョクラルスキー法により単結晶
を製造するに際し、単結晶の肩部から胴体部までの前記
基準重量信号を、その時間に対する微分値が連続である
ように設定した事を特徴とする単結晶製造方法。 - （２）前記単結晶の肩部から胴体部までの基準重量信号
は、引上げられた単結晶の長さしと半径Ｒｃが下記式を
満たすように関数発生器により制御されるものである特
許請求の範囲第１項記載の単結晶製造方法。 ただし、Ｒｏけ胴体部の半径、Ｌｏは肩部の広がりの最
大角度で決まる定数、Ｃａネックの長さにより決捷る定
数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2700982A JPS58145695A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 単結晶製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2700982A JPS58145695A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 単結晶製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145695A true JPS58145695A (ja) | 1983-08-30 |
Family
ID=12209107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2700982A Pending JPS58145695A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 単結晶製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145695A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251491A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | 単結晶引上げ装置の制御方法 |
-
1982
- 1982-02-22 JP JP2700982A patent/JPS58145695A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0251491A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | 単結晶引上げ装置の制御方法 |
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