JPS6121992A - 赤外線集光加熱単結晶製造装置 - Google Patents
赤外線集光加熱単結晶製造装置Info
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- JPS6121992A JPS6121992A JP14169684A JP14169684A JPS6121992A JP S6121992 A JPS6121992 A JP S6121992A JP 14169684 A JP14169684 A JP 14169684A JP 14169684 A JP14169684 A JP 14169684A JP S6121992 A JPS6121992 A JP S6121992A
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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
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
- C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
-
- 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
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
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- 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】
〔技術分野〕
本発明は赤外線集光加熱単結晶製造装置（以下ｙｚ波装
置略記）に関し、特に結晶育成を自動制御する？２装置
の改良に関するものである。
置略記）に関し、特に結晶育成を自動制御する？２装置
の改良に関するものである。
従来、ｙｚ装置において、自動制御は殆んど行なわれて
おらず、ラインセンサあるいはエリセンサ等の光学セン
サを用いた製造方法が提唱されているのみである。
おらず、ラインセンサあるいはエリセンサ等の光学セン
サを用いた製造方法が提唱されているのみである。
この場合育成結晶からの元信号と、背景の迷光とを分離
する為、回転楕円面鏡の一部を無反射状態とすることが
必要条件とされている。
する為、回転楕円面鏡の一部を無反射状態とすることが
必要条件とされている。
但しこの場合、ランプの焦点が明確に定まらずパワーの
ロス、ランプ寿命の問題となる。
ロス、ランプ寿命の問題となる。
本発明は以上の問題点を解決するもので、その目的とす
るところは、長時間（１０時間以上）安定して結晶育成
を行なうと同時に、ランプの焦点合せを容易に行ない、
パワーロスの防止、及びランプの長寿命化をはかること
にある。
るところは、長時間（１０時間以上）安定して結晶育成
を行なうと同時に、ランプの焦点合せを容易に行ない、
パワーロスの防止、及びランプの長寿命化をはかること
にある。
本発明の′１！ｚ装置は、ラインセンサあるいは工リア
センサ等の光学センサを用いて、溶融帯の直径、高さ、
外形形状等を測定し、これをランブノくワー、あるいは
溶融帯の高さたフィードバックするものである。
センサ等の光学センサを用いて、溶融帯の直径、高さ、
外形形状等を測定し、これをランブノくワー、あるいは
溶融帯の高さたフィードバックするものである。
第１図に従来の？２装置の概要を示す。
ここで１は回転楕円面鏡、２はノ・ロゲンランフ、５は
石英管、４はガス導入口、５はガス排出口、６は原料棒
、７は種結晶、８は溶融帯、９は上部シャフト、１０は
下部シャフト、１１はレンズ（含プリズム、フィルター
）、１２はスクリーンである。
石英管、４はガス導入口、５はガス排出口、６は原料棒
、７は種結晶、８は溶融帯、９は上部シャフト、１０は
下部シャフト、１１はレンズ（含プリズム、フィルター
）、１２はスクリーンである。
上部シャフト９に、原料棒６をセットし、下部シャフト
１０に種結晶７をセットする。
１０に種結晶７をセットする。
ハロゲンランプ２のパワーを上げ、回転楕円面鏡１によ
り該ハロゲンランプの光を、石英管３の中央部に集光す
る。この時ガス導入口４から雰囲気ガスを導入し、ガス
排出口５から雰囲気ガスを排出する。
り該ハロゲンランプの光を、石英管３の中央部に集光す
る。この時ガス導入口４から雰囲気ガスを導入し、ガス
排出口５から雰囲気ガスを排出する。
集光部において、原料棒６の先端と、種結晶７の先端と
を溶融接触させて、溶融帯８を形成する。この時王部シ
ャフト９及び下部シャフト１０は、同方向ないしは逆方
向に回転させ、上下のシャフトが同時に下方へ移動する
ことにより、結晶が育成され、レンズ１１を経てスクリ
ーン１２上へ写し出された画像を観察しながら、ランプ
パワーの制御及びギャップ調整を行なう。
を溶融接触させて、溶融帯８を形成する。この時王部シ
ャフト９及び下部シャフト１０は、同方向ないしは逆方
向に回転させ、上下のシャフトが同時に下方へ移動する
ことにより、結晶が育成され、レンズ１１を経てスクリ
ーン１２上へ写し出された画像を観察しながら、ランプ
パワーの制御及びギャップ調整を行なう。
第２図に本発明の自動制御システムのブロック図を示す
。
。
ここで２１は光学系、２２はセンサ部、２３はＡＤ変換
器、２４はコントローラ部、２５は表示部、２６はキー
人力部、２７はプリンタ一部、２８はギャップ調整部、
２９はＤＡ変換器、３０はランプパワーコントロール部
である。
器、２４はコントローラ部、２５は表示部、２６はキー
人力部、２７はプリンタ一部、２８はギャップ調整部、
２９はＤＡ変換器、３０はランプパワーコントロール部
である。
溶融帯の像は光学系２１を経て、センサ部２２に到達し
、ＡＤ変換器２３を経てコントローラ部２４で演算処理
される。処理された信号は、ＤＡ変換器２９を経て、ラ
ンプパワ−コントロール部３０でランプパワーを調節し
、溶融帯の温度を制御する。あるいはギャップ調整部２
８で融液の高さを調節する。
、ＡＤ変換器２３を経てコントローラ部２４で演算処理
される。処理された信号は、ＤＡ変換器２９を経て、ラ
ンプパワ−コントロール部３０でランプパワーを調節し
、溶融帯の温度を制御する。あるいはギャップ調整部２
８で融液の高さを調節する。
さを調節する。
一部キー人力部２６は、各種定数を千°めインプットし
、その後も必要に応じて随時変更を行なう。表示部２５
はその時のランプパワー、測定径等の表示を行ない、プ
リンタ一部２７は所定の時間毎にランプパワー、測定径
、溶融帯の高さ等をプリントアウトする。
、その後も必要に応じて随時変更を行なう。表示部２５
はその時のランプパワー、測定径等の表示を行ない、プ
リンタ一部２７は所定の時間毎にランプパワー、測定径
、溶融帯の高さ等をプリントアウトする。
結晶育成を自動制御する場合、回転楕円面鏡の一部を無
反射状態とすることが必要条件である。
反射状態とすることが必要条件である。
即ち、第５図にスクリーン上の映像の例を示すが、従来
のＴＺ装置では、原料棒３１．育成結晶３２ 、溶融１
ｆｉｓ ３の他に、ランプのフィラメント像３４が観察
され、溶融帯の信号が十分に得られない。そこで、ラン
プの、フィラメント像を消去する為、第４図に示す如く
、回転楕円面鏡４１の内部で、石英管４４を中心にして
、レンズ４５とほぼ対称の位置に、反射防止板４３を設
けている。
のＴＺ装置では、原料棒３１．育成結晶３２ 、溶融１
ｆｉｓ ３の他に、ランプのフィラメント像３４が観察
され、溶融帯の信号が十分に得られない。そこで、ラン
プの、フィラメント像を消去する為、第４図に示す如く
、回転楕円面鏡４１の内部で、石英管４４を中心にして
、レンズ４５とほぼ対称の位置に、反射防止板４３を設
けている。
この反射防止板４３により、ハロゲンランプ４２の像牽
消去し、溶融帯の信号レベルを得ている。
消去し、溶融帯の信号レベルを得ている。
しかし、ハロゲンランプの焦点を谷わせることは、省エ
ネルギーあるいはランプの寿命の点からも重要な条件で
あり、その改善策が望まれている〔実施例〕 以下、本発明について、実施例に基づき詳細に説明する
。
ネルギーあるいはランプの寿命の点からも重要な条件で
あり、その改善策が望まれている〔実施例〕 以下、本発明について、実施例に基づき詳細に説明する
。
〔実施例−１〕
反射状態は従来のＦＺ装置のまま、回転楕円面鏡（金メ
ツキ面）を使用し、その上に反射防止板を設ける方式。
ツキ面）を使用し、その上に反射防止板を設ける方式。
第５図に回転円面鏡の平面図を示す。
ここで５１は回転楕円面鏡、５２は下地基板、５３は反
射防止板である。
射防止板である。
反射防止板としては、できる限り反射率が低く、しかも
黒色の素材が要求され、例えば、反射防止板を鉄系の材
料で作製し、黒染め、あるいは艷消しの黒色琺瑯仕上げ
を施す方法。
黒色の素材が要求され、例えば、反射防止板を鉄系の材
料で作製し、黒染め、あるいは艷消しの黒色琺瑯仕上げ
を施す方法。
又、反射防止板を金属材料で作製し、その表面に黒色の
セラミックを溶射するζあるいはセラミックの表面にカ
ーボンペーストを焼き付けた基板を挿入する方法。
セラミックを溶射するζあるいはセラミックの表面にカ
ーボンペーストを焼き付けた基板を挿入する方法。
反射防止板を直接、黒色のセラミック、グラファイトで
作製する方法等が挙げられる。
作製する方法等が挙げられる。
これらは、いずれも回転楕円面鏡にネジ穴を設け、下地
基板及び反射防止板をネジ止めする。
基板及び反射防止板をネジ止めする。
〔実施例−２〕
反射状態、無反射状態とも基板を作製し、回転楕円面鏡
の後部にいずれかをセットする方式。
の後部にいずれかをセットする方式。
第６図に回転楕円面鏡の正面図を示す。
ことで６１は回転楕円面鏡、６２は基板である。
基板６２は予め設けられた溝に横から挿入する方法であ
る。
る。
反射状態の基板は回転楕円面鏡と同材質、同等の表面仕
上げとし、無反射状態は実施例１と同様の素材を使用す
る。
上げとし、無反射状態は実施例１と同様の素材を使用す
る。
以上述べたように１本発明によれば、回転楕円面鏡の表
面を容易に反射、及び無反射状態とするわとが可能であ
り、無反射状態で長時間安定した結晶育成が可能である
。
面を容易に反射、及び無反射状態とするわとが可能であ
り、無反射状態で長時間安定した結晶育成が可能である
。
しかも反射状態が簡便に得られる為、ランプ交換時の焦
点合せが容易となり、ランプの長寿命化及びパワーのロ
ス防止に大きな効果を有する。
点合せが容易となり、ランプの長寿命化及びパワーのロ
ス防止に大きな効果を有する。
従って、ルビー、サファイア、アレキサンドライト等の
宝石用単結晶は勿論、Ｙ工Ｇ 、 ＹＡＧ 。
宝石用単結晶は勿論、Ｙ工Ｇ 、 ＹＡＧ 。
ＧＧＧ等の工業用単結晶の育成にも大きく貢献する効果
を有する。
を有する。
第１図は従来のＦＺ装置のａ要を示す。
第２図は本発明の自動制御システムのブロック図を示す
。 第５図はスクリーン上の映像の例を示す図。 第４図は回転楕円面鏡の平面図を示す。 第５図は本発明の実施例を示す回転楕円面鏡の平面図を
示す。 第６図は本発明の実施例を示す回転楕円面鏡の正面図を
示す。 第１図 ｍ−」 第２図 第３図 鵡 第４図
。 第５図はスクリーン上の映像の例を示す図。 第４図は回転楕円面鏡の平面図を示す。 第５図は本発明の実施例を示す回転楕円面鏡の平面図を
示す。 第６図は本発明の実施例を示す回転楕円面鏡の正面図を
示す。 第１図 ｍ−」 第２図 第３図 鵡 第４図
Claims (1)
- ハロゲンランプ等の、高温の光源から発する光を、反射
鏡、又はレンズを用いて集光し、該集光部において、原
料棒と種結晶とを、溶融帯を仲介として結合して、フロ
ーティングゾーンを形成し、該フローティングゾーンを
、一定速度で移動することにより、前記種結晶上に結晶
を析出させる赤外線集光加熱単結晶製造装置において、
回転楕円面鏡の一部を、反射状態と無反射状態に変更可
能とすることを特徴とする赤外線集光加熱単結晶製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14169684A JPH0247434B2 (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Sekigaisenshukokanetsutanketsushoseizosochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14169684A JPH0247434B2 (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Sekigaisenshukokanetsutanketsushoseizosochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6121992A true JPS6121992A (ja) | 1986-01-30 |
| JPH0247434B2 JPH0247434B2 (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=15298080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14169684A Expired - Lifetime JPH0247434B2 (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | Sekigaisenshukokanetsutanketsushoseizosochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0247434B2 (ja) |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP14169684A patent/JPH0247434B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0247434B2 (ja) | 1990-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |