JPS605096A - 単結晶製造方法および装置 - Google Patents
単結晶製造方法および装置Info
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- JPS605096A JPS605096A JP11238883A JP11238883A JPS605096A JP S605096 A JPS605096 A JP S605096A JP 11238883 A JP11238883 A JP 11238883A JP 11238883 A JP11238883 A JP 11238883A JP S605096 A JPS605096 A JP S605096A
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- single crystal
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- resistance heating
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Links
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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)
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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】
本発明はチョクラルスキー法による単結晶製造方法およ
び装置Ｃ関する。
び装置Ｃ関する。
シリコン、燐化ガリウム、ガリウムガドリニウムガーネ
ット等の単結晶はチョクラルスキー法で製造される場合
が多い。チョクラルスキー法では原料を坩堝（二人れ加
熱溶融した後、種と呼ばれる小単結晶を溶融された原料
（以後湯という）に接触させ、この種を上方に引上げる
ことにより種の下方に目的とする単結晶を同化育成させ
、より大きな単結晶を製造する。この方法【二おいて、
原料を溶融するため１ｍ、は高周波誘導加熱法と抵抗加
熱法が行われる。
ット等の単結晶はチョクラルスキー法で製造される場合
が多い。チョクラルスキー法では原料を坩堝（二人れ加
熱溶融した後、種と呼ばれる小単結晶を溶融された原料
（以後湯という）に接触させ、この種を上方に引上げる
ことにより種の下方に目的とする単結晶を同化育成させ
、より大きな単結晶を製造する。この方法【二おいて、
原料を溶融するため１ｍ、は高周波誘導加熱法と抵抗加
熱法が行われる。
しかしながら、ｙ−→クラルスキー法の欠点の一つとし
て、坩堝の成分が湯の中に溶解して単結晶の純度を低下
させることがあげられている。本願発明者はこの欠点を
除去丁べく鋭意検討した結果、抵抗加熱法Ｃ二おいて加
熱電源の直流中に含まれてい６リツプルにより湯の表面
が振動して坩堝の溶解を促進していること全見出し、こ
のリップルχ減少させることによって単結晶の純度全回
上させることができることＺ知見して本願発明に到達し
た。
て、坩堝の成分が湯の中に溶解して単結晶の純度を低下
させることがあげられている。本願発明者はこの欠点を
除去丁べく鋭意検討した結果、抵抗加熱法Ｃ二おいて加
熱電源の直流中に含まれてい６リツプルにより湯の表面
が振動して坩堝の溶解を促進していること全見出し、こ
のリップルχ減少させることによって単結晶の純度全回
上させることができることＺ知見して本願発明に到達し
た。
Ｔｒｚわち本願発明は、リップルの少い直流電流を抵抗
加熱用電源とすることを特徴とするチョクラルスキー法
による単結晶製造方法および装置である。
加熱用電源とすることを特徴とするチョクラルスキー法
による単結晶製造方法および装置である。
以下図面に基づいて本願発明の詳細な説明する。
第１図は従来使われている抵抗加熱法の概略図である。
抵抗体（以後ヒーターという）１１に電流を通じ、坩堝
１２の中の原料を溶融して湯１６とする。次に種結晶１
５を湯１６に接触させた後上方Ｃ二引上げると、下方に
目的とする大きな単結晶が固化育成される。ヒーター１
１には数千′アンペアという大電流を必要とする場合が
多く、現在ではサイリスタ等によって制御された交流ま
たは整流されただけの直流で脈流と呼ばれる電源を用い
ている。これらの電源には商用周波数（５’０）ｆｚま
たは６０Ｈｚ）の６倍以下の周波数成分にもつ大きな時
間変動（以下リップルという）が含まれている。
１２の中の原料を溶融して湯１６とする。次に種結晶１
５を湯１６に接触させた後上方Ｃ二引上げると、下方に
目的とする大きな単結晶が固化育成される。ヒーター１
１には数千′アンペアという大電流を必要とする場合が
多く、現在ではサイリスタ等によって制御された交流ま
たは整流されただけの直流で脈流と呼ばれる電源を用い
ている。これらの電源には商用周波数（５’０）ｆｚま
たは６０Ｈｚ）の６倍以下の周波数成分にもつ大きな時
間変動（以下リップルという）が含まれている。
湯が導電性ビ有する時は、ヒーターよりの誘導起電力に
より振動する。このことは電源電流を止めた時、湯が静
か（二なり定在波が消えることで確認できる。しかしこ
の定在波は、１ｋＨｚ以下の低周波成分のリップル分が
６％以下である直流を用いると、殆んど観測できなかっ
た。
より振動する。このことは電源電流を止めた時、湯が静
か（二なり定在波が消えることで確認できる。しかしこ
の定在波は、１ｋＨｚ以下の低周波成分のリップル分が
６％以下である直流を用いると、殆んど観測できなかっ
た。
湯の振動は海岸（＝おける波食現象と同様に、湯の表面
が坩堝に接する付近（第１図イ）の坩堝壁を侵食し坩堝
に損傷を与え、かつ侵食された坩堝成分が湯を汚染する
。またこの振動は単結晶が育成している場所（第１図口
）（二もさざ波となって伝わってゆき、単結晶の不純物
濃度の変化をおこ丁。
が坩堝に接する付近（第１図イ）の坩堝壁を侵食し坩堝
に損傷を与え、かつ侵食された坩堝成分が湯を汚染する
。またこの振動は単結晶が育成している場所（第１図口
）（二もさざ波となって伝わってゆき、単結晶の不純物
濃度の変化をおこ丁。
したがって湯の表面の振動を抑制することが、純度の高
い均質の単結晶を得るため５：必要である。
い均質の単結晶を得るため５：必要である。
そのためにはヒーターを無誘導となるよう設計する方法
も考えられるが、抵抗加熱電源のための直流のリップル
を小さくすることは非常に有効である。その手段として
は大きなチョークコイルまたは抵抗とコンデンサによる
平滑方法をとるか、直列にトランジスタ等の電圧降下素
子を用いたシリーズレギュレータ法を使うか、スイッチ
ング素子ン用いて電源交流を一旦高い周波数（１ｋＨｚ
〜１００ ｋＨｚの間が用いられることが多い）の交流
Ｃ＝変換した後整流平滑化するスイッチングレギュレー
タ法が考えられる。しかしこれらの従来の方法ではヒー
ター電流として大電流を必要とする場合Ｃ二十分のり
プルの除去ビ行うことは困難であツ る。そこで本願発明者は三相交流をスイッチングレギュ
レータ法により直流に変えることによって目的を達した
が、その構成を第２因のブロック図で示す。三相交流゛
電源１より三相交流入力Ａがスイッチングレギュレータ
法による直流電源２Ｃ二送りこまれる。この直流電源２
は制御装置４より受ける制御信号Ｃによって、前記三相
交流入力Ａ−ｇリップルの極めて少い直ｆｆ１Ｂに変換
しヒーター６に供給する。この方法によれば、加熱電源
として１ ｋＨｚ以下の低周波成分のリップル分！６％
以下にした直流を得ることができる。また全体として装
置が小型軽量となるばかりでなく、ヒーター以外で電力
損失を低下することができる。
も考えられるが、抵抗加熱電源のための直流のリップル
を小さくすることは非常に有効である。その手段として
は大きなチョークコイルまたは抵抗とコンデンサによる
平滑方法をとるか、直列にトランジスタ等の電圧降下素
子を用いたシリーズレギュレータ法を使うか、スイッチ
ング素子ン用いて電源交流を一旦高い周波数（１ｋＨｚ
〜１００ ｋＨｚの間が用いられることが多い）の交流
Ｃ＝変換した後整流平滑化するスイッチングレギュレー
タ法が考えられる。しかしこれらの従来の方法ではヒー
ター電流として大電流を必要とする場合Ｃ二十分のり
プルの除去ビ行うことは困難であツ る。そこで本願発明者は三相交流をスイッチングレギュ
レータ法により直流に変えることによって目的を達した
が、その構成を第２因のブロック図で示す。三相交流゛
電源１より三相交流入力Ａがスイッチングレギュレータ
法による直流電源２Ｃ二送りこまれる。この直流電源２
は制御装置４より受ける制御信号Ｃによって、前記三相
交流入力Ａ−ｇリップルの極めて少い直ｆｆ１Ｂに変換
しヒーター６に供給する。この方法によれば、加熱電源
として１ ｋＨｚ以下の低周波成分のリップル分！６％
以下にした直流を得ることができる。また全体として装
置が小型軽量となるばかりでなく、ヒーター以外で電力
損失を低下することができる。
このように加熱電源にリップルの小さい直流を用いて湯
の表面の振動をおさえ、坩堝成分の単結晶への混入を防
ぐことは、これまでいかなる文献にもなく本願発明は新
規で工業上有用なものである。
の表面の振動をおさえ、坩堝成分の単結晶への混入を防
ぐことは、これまでいかなる文献にもなく本願発明は新
規で工業上有用なものである。
第１図はチョクラルスキー法のうち、従来使われている
抵抗加熱法による単結晶製造装置の概略図であり、第２
図はチョクラルスキー法のうち、本発明ｆ二なる抵抗加
熱法における単結晶製造装置の加熱系のブロック図であ
る。 １・・・三相交流電源、 ２・・・スイッチングレギュレータ方式Ｃ二よる直流電
源、６・・・ヒーター、４・・・制御装置、Ａ・・・三
相交流入力、Ｂ・・・直流、 Ｃ・・・制御信号、１１
・・・ヒーター、 １２・・・坩堝、１６・・・湯、１
４・・・単結晶、 １５・−・種。 特許出願人 信越半導体株式会社 第１図 第２図
抵抗加熱法による単結晶製造装置の概略図であり、第２
図はチョクラルスキー法のうち、本発明ｆ二なる抵抗加
熱法における単結晶製造装置の加熱系のブロック図であ
る。 １・・・三相交流電源、 ２・・・スイッチングレギュレータ方式Ｃ二よる直流電
源、６・・・ヒーター、４・・・制御装置、Ａ・・・三
相交流入力、Ｂ・・・直流、 Ｃ・・・制御信号、１１
・・・ヒーター、 １２・・・坩堝、１６・・・湯、１
４・・・単結晶、 １５・−・種。 特許出願人 信越半導体株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 リップルの少い直流電流を抵抗加熱用電源とする
ことを特徴とするチョクラルスキー法による単結晶製造
方法。 ２、抵抗加熱用電源が、１ ｋＨｚ以下の低周波成分の
リップル分を６％以下にした直流であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、抵抗加熱用直流電源を、スイッチングレギュレータ
法Ｃ二より三相交流から得ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の方法。 ４、リップルの少い直流電流を抵抗加熱用電源とするこ
とを特徴とするチョクラルスキー法（二よる単結晶製造
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238883A JPS605096A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 単結晶製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238883A JPS605096A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 単結晶製造方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS605096A true JPS605096A (ja) | 1985-01-11 |
Family
ID=14585423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11238883A Pending JPS605096A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 単結晶製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605096A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5346247A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-25 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Arithmetic operating unit |
| JPS5874594A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-05-06 | Sony Corp | 結晶成長方法 |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11238883A patent/JPS605096A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5346247A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-25 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Arithmetic operating unit |
| JPS5874594A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-05-06 | Sony Corp | 結晶成長方法 |
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