JPS6027685A - 複数段ヒ−タ−の制御方法 - Google Patents
複数段ヒ−タ−の制御方法Info
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- JPS6027685A JPS6027685A JP13252883A JP13252883A JPS6027685A JP S6027685 A JPS6027685 A JP S6027685A JP 13252883 A JP13252883 A JP 13252883A JP 13252883 A JP13252883 A JP 13252883A JP S6027685 A JPS6027685 A JP S6027685A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
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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
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
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】
（技術分野）
本発明は、チョクラルスキー法（以下、ＣＺ法と称す）
又は液体力プセルチョクラル、スキー法（以下、ＬＥＣ
法と称す）によシ単結晶を引上げる方法において、特に
複数段のヒーターを使用する場合の制御方法に関するも
のである。
又は液体力プセルチョクラル、スキー法（以下、ＬＥＣ
法と称す）によシ単結晶を引上げる方法において、特に
複数段のヒーターを使用する場合の制御方法に関するも
のである。
（背景技術）
ＣＺ法は、第１図に例を示すように、炉内加熱ヒーター
２２によシ加熱されるつはｌに原料融液３を収容し、必
要によりその表面をＢ２Ｏ３融液（図示せず）でおおい
（ＬＥＣ法）、・融液３表面に種結晶４を浸漬し、なじ
ませた後、種結晶４を引上げて単結晶５を引上げる方法
である。この場合、炉内の温度勾配を所定のパターンに
保ち、単結晶５の直径を制御して一定に保つため炉内加
熱ヒーター２２を制御することが必要である。
２２によシ加熱されるつはｌに原料融液３を収容し、必
要によりその表面をＢ２Ｏ３融液（図示せず）でおおい
（ＬＥＣ法）、・融液３表面に種結晶４を浸漬し、なじ
ませた後、種結晶４を引上げて単結晶５を引上げる方法
である。この場合、炉内の温度勾配を所定のパターンに
保ち、単結晶５の直径を制御して一定に保つため炉内加
熱ヒーター２２を制御することが必要である。
従来、第１図に示すような２段の上部、下部ヒーター２
８．２４ を制御するには、ヒーター（側面）温度によ
る温度制御か、又はヒーターのパワーの制御によって行
なっていた。これらの方法では次のような問題点がある
。
８．２４ を制御するには、ヒーター（側面）温度によ
る温度制御か、又はヒーターのパワーの制御によって行
なっていた。これらの方法では次のような問題点がある
。
■ 温度勾配はヒータ一温度の複雑な関数であるため、
結晶中の温度勾配の変化を把握しにくい。
結晶中の温度勾配の変化を把握しにくい。
■ 上下に分けたヒーター２３．２４では対流によって
熱がはげしく行き交うため、温度で制御する場合、各ヒ
ータ一温度間の相関が強過ぎる。
熱がはげしく行き交うため、温度で制御する場合、各ヒ
ータ一温度間の相関が強過ぎる。
■ 温度の相関が強いので、例えば上部ヒーター２３の
温度を一定にしておいて下部ヒーター２４のパワーを下
げると、上部ヒーター２３の温度を一定にするために上
部ヒーター２３のパワーは上昇する。
温度を一定にしておいて下部ヒーター２４のパワーを下
げると、上部ヒーター２３の温度を一定にするために上
部ヒーター２３のパワーは上昇する。
このため結晶があたためられ、返って細る可能性がある
。即ちどちらかのヒータ一温度を下げても、返って結晶
が細ることがある。逆にどちらかのヒータ一温度だけを
上げても、太る可能性もある。
。即ちどちらかのヒータ一温度を下げても、返って結晶
が細ることがある。逆にどちらかのヒータ一温度だけを
上げても、太る可能性もある。
■ パワーで制御する場合、圧力や炉壁温度の変動に弱
い。因みにヒータ一温度で制御していれば、これらの変
動はパワーにフィードバックされるが、パワー制御では
それが出来ない。
い。因みにヒータ一温度で制御していれば、これらの変
動はパワーにフィードバックされるが、パワー制御では
それが出来ない。
（発明の開示）
本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、ＣＺ法によシ単結晶を引上げる方法において、２段の
ヒーターの各ヒーターの精密制御が可能で、単結晶の径
の制御が容易で、かつ成長環境の把握が容易な複数段ヒ
ーターの制御方法を提供せんとするものである。
、ＣＺ法によシ単結晶を引上げる方法において、２段の
ヒーターの各ヒーターの精密制御が可能で、単結晶の径
の制御が容易で、かつ成長環境の把握が容易な複数段ヒ
ーターの制御方法を提供せんとするものである。
本発明は、上部ヒーターおよび下部ヒーターより成る炉
内加熱ヒーターを有する単結晶引上装置を用いてチョク
ラルスキー法により単結晶を引上げる方法において、前
記下部ヒーターのパワーＰ２を、自動温度調節器を用い
てるつは底の温度を調節することによ多制御し、前記下
部ヒーターのパワーＰ２をＡＩＤコンバーターヲ通シて
コンピューターに入力し、Ｐ２に設定パワー比ＲＰ′を
乗じたものを前記上部ヒーターのパワーの設定値ＰＩ’
とし、Ｄ／Ａ コンバーターを通して自動電力調整器に
出力し、該調整器により前記上部ヒーターのパワーＰ、
を設定値ｐ、／に調整することを特徴とする複数段ヒー
ターの制御方法である。
内加熱ヒーターを有する単結晶引上装置を用いてチョク
ラルスキー法により単結晶を引上げる方法において、前
記下部ヒーターのパワーＰ２を、自動温度調節器を用い
てるつは底の温度を調節することによ多制御し、前記下
部ヒーターのパワーＰ２をＡＩＤコンバーターヲ通シて
コンピューターに入力し、Ｐ２に設定パワー比ＲＰ′を
乗じたものを前記上部ヒーターのパワーの設定値ＰＩ’
とし、Ｄ／Ａ コンバーターを通して自動電力調整器に
出力し、該調整器により前記上部ヒーターのパワーＰ、
を設定値ｐ、／に調整することを特徴とする複数段ヒー
ターの制御方法である。
本発明方法を適用される単結晶は、周期律表のｌ−ｖ族
化合物、■−■族化合物もしくはそれらの混晶、Ｓｉ、
Ｇｅ等の半導体、酸化物、窒化物、炭化物などよシ成る
単結晶で、ＣＺ法又はＬＥＣ法によシ引上げられるもの
である。
化合物、■−■族化合物もしくはそれらの混晶、Ｓｉ、
Ｇｅ等の半導体、酸化物、窒化物、炭化物などよシ成る
単結晶で、ＣＺ法又はＬＥＣ法によシ引上げられるもの
である。
以下、本発明を図面を用いて実施例によシ説明する。
第２図は本発明方法の実施例を説明するための図である
。図において第１図と同一の符号はそれぞれ同一の部分
を示す。図において２は炉内加熱ヒーターで、２段の上
部ヒーター６、下部ヒーター７より成っている。上部ヒ
ーター６のパワーＰ、はザイリスタＳ１より、下部ヒー
ター７のパワーＰ２はリイリスタＳ２より供給される。
。図において第１図と同一の符号はそれぞれ同一の部分
を示す。図において２は炉内加熱ヒーターで、２段の上
部ヒーター６、下部ヒーター７より成っている。上部ヒ
ーター６のパワーＰ、はザイリスタＳ１より、下部ヒー
ター７のパワーＰ２はリイリスタＳ２より供給される。
Ｔｒｌ 、 Ｔｒ２．はそれぞれザイリスタｓ、、ｓ２
に細膜されたトランスである。
に細膜されたトランスである。
ＡＰは自動電力調整器、ＡＴは自動温度調節器で、Ｃは
コンピューター十Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ コンバーターである
。
コンピューター十Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ コンバーターである
。
本発明においては、下段ヒーター７のパワーＰ２ヶ、る
りは底１０の温度Ｔを連動温度調節器ＡＴで自動温度調
節することによって制御する。この場合、温度設定値Ｔ
′は単結晶５の直径を一定に保つｌこめに上下させる。
りは底１０の温度Ｔを連動温度調節器ＡＴで自動温度調
節することによって制御する。この場合、温度設定値Ｔ
′は単結晶５の直径を一定に保つｌこめに上下させる。
（例えば径が太る時はＴ′の降温速度をゆるくシ、細る
時は急にする。）同時に、下段ヒーター７のパワーＰ２
を、電力Ｐ２フィードバック回路１４により、ＡＩＤ
コンバーターを通してコンピューターＣに入力し、コン
ピューター〇によりパワーＰ２に設定パワー比ＲＰ′を
乗じたものを上部ヒーター６のパワーの設定値Ｐ、／と
する。
時は急にする。）同時に、下段ヒーター７のパワーＰ２
を、電力Ｐ２フィードバック回路１４により、ＡＩＤ
コンバーターを通してコンピューターＣに入力し、コン
ピューター〇によりパワーＰ２に設定パワー比ＲＰ′を
乗じたものを上部ヒーター６のパワーの設定値Ｐ、／と
する。
ＰＩ’ ”” ＰＱ Ｘ ＲＰ／
この設定値ＰＩ′をＤ／Ａ コンバーターを通して出力
し、自動電力調整器ＡＰで上部ヒーター６のパワーＰ、
を設定値ｐ 、 ／に調整する。上部ヒーター６は、そ
のパワーＰ、を電力Ｐ１フィードバック回路Ｉ３により
フィードバックすることにより自動電力調整器ＡＰで制
御されており、設定値Ｐ１′中パワーＰ１となる。
し、自動電力調整器ＡＰで上部ヒーター６のパワーＰ、
を設定値ｐ 、 ／に調整する。上部ヒーター６は、そ
のパワーＰ、を電力Ｐ１フィードバック回路Ｉ３により
フィードバックすることにより自動電力調整器ＡＰで制
御されており、設定値Ｐ１′中パワーＰ１となる。
このように制御することにより、パワー比ＲＰが、Ｒｐ
（圓Ｉ’ｌ／Ｐ２）キＲｐ’ に保たれ、これによりるつは内の温度勾配が精密に容易
に制御される。
（圓Ｉ’ｌ／Ｐ２）キＲｐ’ に保たれ、これによりるつは内の温度勾配が精密に容易
に制御される。
単結晶の径変化はるつは底】Ｏの温度に良く対応してお
り、るつは底１０の温度を上述のように操作することに
よシ、結晶径は容易に操作できる。
り、るつは底１０の温度を上述のように操作することに
よシ、結晶径は容易に操作できる。
又るつぼ内又は単結晶内の温度勾配はパワー比Ｒ。
に対応しておシ、これを上述のように一定に制御するこ
とにより、これらの温度勾配が制御される。
とにより、これらの温度勾配が制御される。
（実施例１）
第２図に示す方法によｐ、ＧａＡｓ半導体の単結晶（直
径８０ ｍｍ ） ′ｆ：ＬＥＣ法により引上げた。
径８０ ｍｍ ） ′ｆ：ＬＥＣ法により引上げた。
コンピューター〇による自動直径制御によってるつは底
１０の温度の設定値Ｔ′が与えられた。パワー比ＰＩ／
Ｐ２ の設定値ＲＰｌを０．７にし、引上速度を１０ｍ
ｍ／時とした。
１０の温度の設定値Ｔ′が与えられた。パワー比ＰＩ／
Ｐ２ の設定値ＲＰｌを０．７にし、引上速度を１０ｍ
ｍ／時とした。
比較のだめ、上部、下部ヒーターを共に自動温度調節器
によシ制御する従来の方法により同様にして引上げた。
によシ制御する従来の方法により同様にして引上げた。
本発明法および従来例によシ得られた単結晶のｔ、ｆ変
化の状態は第３図（イ）、（ロ）に示す通りである。
化の状態は第３図（イ）、（ロ）に示す通りである。
（イ）図は本発明、（ロ）図は従来例によるものを示す
。
。
第３図より、本発明法による径変化は、従来例に比べ変
動が少なく、径制御が容易になっていることが分る。
動が少なく、径制御が容易になっていることが分る。
（発明の効果）
上述のように構成された本発明の複数段ヒーターの制御
方法は次のような効果がある。
方法は次のような効果がある。
（イ） 前記下部ヒーターのパワーＰ２を、自動温度調
節器を用いてるつは底の温度を調節することにより制御
するから、単結晶の径変化けるつは底の温度に良く対応
しているだめ、結晶径は容易に操作でき、同時に、前記
下部ヒーターのパワーＰ２をＡ／Ｄ コンバーターヲ通
シてコンピューターニ入力し、Ｐ２に設定パワー比ＲＰ
ｌを乗じたものを前記上部ヒーターの設定値Ｐ１′とし
、Ｄ／Ａコンバーター全通して自動電力調整器に出力し
、該調整器によシ前記上部ヒーターのパワーＰ、を設定
値ｐ、１に調整するから、前記パワ”ＰｉＰ２の比Ｒｐ
が一定に制御され、しかもるつぼ内、単結晶内の温度勾
配はパワー比ＲＰに対応しているだめ、るつぼ内、単結
晶内の温度勾配を精密に容易に制御し得るので、単結晶
の径の制御が容易にでき、又転位密度を低減できる。
節器を用いてるつは底の温度を調節することにより制御
するから、単結晶の径変化けるつは底の温度に良く対応
しているだめ、結晶径は容易に操作でき、同時に、前記
下部ヒーターのパワーＰ２をＡ／Ｄ コンバーターヲ通
シてコンピューターニ入力し、Ｐ２に設定パワー比ＲＰ
ｌを乗じたものを前記上部ヒーターの設定値Ｐ１′とし
、Ｄ／Ａコンバーター全通して自動電力調整器に出力し
、該調整器によシ前記上部ヒーターのパワーＰ、を設定
値ｐ、１に調整するから、前記パワ”ＰｉＰ２の比Ｒｐ
が一定に制御され、しかもるつぼ内、単結晶内の温度勾
配はパワー比ＲＰに対応しているだめ、るつぼ内、単結
晶内の温度勾配を精密に容易に制御し得るので、単結晶
の径の制御が容易にでき、又転位密度を低減できる。
（ロ） 温度勾配はパワー比の単純増加又は減少関数で
あシ、パワー比を指定すれば成る温度勾配を指定するこ
とになるので、単結晶の成長環境の把握かり能で、温度
勾配の制御を精密に行ない得、低転位密度の単結晶が得
られる。
あシ、パワー比を指定すれば成る温度勾配を指定するこ
とになるので、単結晶の成長環境の把握かり能で、温度
勾配の制御を精密に行ない得、低転位密度の単結晶が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のＣＺ法の例を説明するだめの図である。
第２図は本発明方法の実施例を説明するための図である
。 第３図（イ）および仲）はそれぞれ本発明方法の実施例
および従来例による単結晶の径変化の状態を示す図であ
る。 １・・・るつｌ”ｌ、２．２２・・・炉内加熱ヒーター
、３・・・原料融液、４・・・種結晶、５・・単結晶、
６．２３・・・上部ヒーター、７．２４・・・下部ヒー
ター、ＩＯ・・るつぼ底、１３・・・電力ｐ、フィード
バック回路、１４・・・電力Ｐ２フィードバック回路、
ＡＰ・・・自動電力調整器、八Ｔ・・・自動温度調節器
、Ｃ・・・コンピューター＋ Ｄ／Ａ。 Ａ／Ｄ コンバーター、ｐ、・」二部ヒーター６のパワ
ー、ｐ、／・・・上部ヒーター６の設定値、Ｐ２・・・
下部ヒーター７のパワー、ｓｌ’、ｓ２・ サイリスタ
ー、Ｔｒｌ、Ｔｒ２・トランス Ｔ／・・・るつは底温
度の設定値。 ７１図 第２図 ７３図 （イ） （ロ） 直咥（ｃｍ） 直径（ｃｍ）
。 第３図（イ）および仲）はそれぞれ本発明方法の実施例
および従来例による単結晶の径変化の状態を示す図であ
る。 １・・・るつｌ”ｌ、２．２２・・・炉内加熱ヒーター
、３・・・原料融液、４・・・種結晶、５・・単結晶、
６．２３・・・上部ヒーター、７．２４・・・下部ヒー
ター、ＩＯ・・るつぼ底、１３・・・電力ｐ、フィード
バック回路、１４・・・電力Ｐ２フィードバック回路、
ＡＰ・・・自動電力調整器、八Ｔ・・・自動温度調節器
、Ｃ・・・コンピューター＋ Ｄ／Ａ。 Ａ／Ｄ コンバーター、ｐ、・」二部ヒーター６のパワ
ー、ｐ、／・・・上部ヒーター６の設定値、Ｐ２・・・
下部ヒーター７のパワー、ｓｌ’、ｓ２・ サイリスタ
ー、Ｔｒｌ、Ｔｒ２・トランス Ｔ／・・・るつは底温
度の設定値。 ７１図 第２図 ７３図 （イ） （ロ） 直咥（ｃｍ） 直径（ｃｍ）
Claims (1)
- （＋） 上部ヒーターおよび下部ヒーターよシ成る炉内
加熱ヒーターを有する単結晶引上装置を用いてチョクラ
ルスキー法により単結晶を引上げる方法において、前記
下部ヒーターのパワーＰ２を、自動温度調節器を用いて
るつは底の温度を調節することにより制御し、前記下部
ヒーター乗じたものを前記上部ヒーターのパワーの設定
値Ｐｆ、ｔとし、Ｄ／Ａ コンバーターを通して自動電
力調整器に出力し、該調整器によシ前記上部ヒーターの
パワーＰ、を設定値Ｐ、ｌに調整することを特徴とする
複数段ヒーターの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13252883A JPS6027685A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 複数段ヒ−タ−の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13252883A JPS6027685A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 複数段ヒ−タ−の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027685A true JPS6027685A (ja) | 1985-02-12 |
Family
ID=15083394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13252883A Pending JPS6027685A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 複数段ヒ−タ−の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027685A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283877U (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-28 | ||
| JPS63270391A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｌｅｃ法による単結晶引き上げ方法 |
| JPH04239003A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-26 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 加工性に優れた塩化ビニル系樹脂の製造法 |
| CN104451892A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 上海汇淬光学科技有限公司 | 蓝宝石晶体生长设备的多段式石墨加热系统及其使用方法 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13252883A patent/JPS6027685A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283877U (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-28 | ||
| JPS63270391A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｌｅｃ法による単結晶引き上げ方法 |
| JPH04239003A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-26 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 加工性に優れた塩化ビニル系樹脂の製造法 |
| CN104451892A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 上海汇淬光学科技有限公司 | 蓝宝石晶体生长设备的多段式石墨加热系统及其使用方法 |
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