JPS61247683A - 単結晶サフアイヤ引上装置 - Google Patents
単結晶サフアイヤ引上装置Info
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- JPS61247683A JPS61247683A JP8702885A JP8702885A JPS61247683A JP S61247683 A JPS61247683 A JP S61247683A JP 8702885 A JP8702885 A JP 8702885A JP 8702885 A JP8702885 A JP 8702885A JP S61247683 A JPS61247683 A JP S61247683A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
不発明は単結晶ザファイア引上装置４の改良に関する。
不発明は単結晶サファイアの製造装置の一つであるチョ
クラルスキー法用単結晶引上装置（以゛「ＣＺ炉〕で、
ヒーターとしてカーボン製ヒータを用いてルツボを間接
的に加熱する方式を用いたＣＺ炉において、カーボン部
材のうち少なくトモカーボン製ヒーターの内壁表面を炭
化タングステン映で被験することにより、単結晶引上げ
時のカーボン製ヒータからのカーボンの蒸発が押えられ
−ｔ ノ結果カーボンの溶融サファイア原料への混入、
ドープ剤のカーボンによる還元反応の発生、還元された
ドープ剤とルツボとの反応等を押えることにより、前記
単結晶サファイア中の欠陥であるインクルージヨンの発
生を減少させたものである。
クラルスキー法用単結晶引上装置（以゛「ＣＺ炉〕で、
ヒーターとしてカーボン製ヒータを用いてルツボを間接
的に加熱する方式を用いたＣＺ炉において、カーボン部
材のうち少なくトモカーボン製ヒーターの内壁表面を炭
化タングステン映で被験することにより、単結晶引上げ
時のカーボン製ヒータからのカーボンの蒸発が押えられ
−ｔ ノ結果カーボンの溶融サファイア原料への混入、
ドープ剤のカーボンによる還元反応の発生、還元された
ドープ剤とルツボとの反応等を押えることにより、前記
単結晶サファイア中の欠陥であるインクルージヨンの発
生を減少させたものである。
単結晶サファイアは主にチョクラルスキー法−２・「
ｃＣ２法〕によって製造されている。この方法は第２図
に示すＣＺ炉を用いて行われるものである。
に示すＣＺ炉を用いて行われるものである。
以下、単結晶サファイア引上装置を図を参照して説明す
る。
る。
第２図１２は上部と下部が開口したチャンバーである。
このチャンバー＋２内にはＭｏ製ルツボ１が設置され、
該ルツボ１の外周には、筒状のカーボン製ヒータ３及び
カーボン製採湯体４，８が順次設面されている。また必
要に応じ、前記ルツボ上部に湯度分布コントロール用の
反射板２が設置されている。更に、前記チャンバー１２
の上部開孔からは下端に種結晶６を保持した引上軸７が
回転可能に吊下されている。
該ルツボ１の外周には、筒状のカーボン製ヒータ３及び
カーボン製採湯体４，８が順次設面されている。また必
要に応じ、前記ルツボ上部に湯度分布コントロール用の
反射板２が設置されている。更に、前記チャンバー１２
の上部開孔からは下端に種結晶６を保持した引上軸７が
回転可能に吊下されている。
上述した単結晶サファイア引上装（ｄを用いた単結晶サ
ファイアの引上げは、ルツボ１にサファイア原料（必要
に応じドープ剤としてＯｒ、Ｏ，、Ｆｅ、Ｏ，。
ファイアの引上げは、ルツボ１にサファイア原料（必要
に応じドープ剤としてＯｒ、Ｏ，、Ｆｅ、Ｏ，。
ＮＯを添加したもの）を入れ、ヒータ５１によりサファ
イア原料を溶融させ、保温体４，８及び反射板２で保？
Ｍし、回転軸７（必要に応じ、ルツボ１も〕を回転させ
ながら、溶融サファイア５に引上軸７下端の種結晶６（
Ｉ７浸し、引上軸７ｆｔ引上げることにより行う。
イア原料を溶融させ、保温体４，８及び反射板２で保？
Ｍし、回転軸７（必要に応じ、ルツボ１も〕を回転させ
ながら、溶融サファイア５に引上軸７下端の種結晶６（
Ｉ７浸し、引上軸７ｆｔ引上げることにより行う。
〔発明が解決しようとする間頭点及び目的〕従来グ〕引
上装置ｄ１．に用いられているヒータ５及び保温体４，
８はカーボンで形成されているため、以下の如き欠点が
あった。
上装置ｄ１．に用いられているヒータ５及び保温体４，
８はカーボンで形成されているため、以下の如き欠点が
あった。
単結晶サファイア引上装＋１ｌｆｔ、内では、カーボン
製ヒータば２１００℃から２４００℃程度に力ｎ熱され
ているため、谷カーボン部材（脣にカーボン製ヒータ）
が蒸気圧を持ち、カーボンガス及ヒカーボンガスが固化
したカーボン粒子が発生する。この発生したカーボンガ
ス及びカーボン粒子は溶融したサファイア原料５（必要
にル６じてドープ剤が加えられたもの）中に溶解又は分
散する。サファイア原料５中に分散したカーボン粒は単
結晶引上げ時に単結晶中にとり込まれ、結晶欠陥となる
。
製ヒータば２１００℃から２４００℃程度に力ｎ熱され
ているため、谷カーボン部材（脣にカーボン製ヒータ）
が蒸気圧を持ち、カーボンガス及ヒカーボンガスが固化
したカーボン粒子が発生する。この発生したカーボンガ
ス及びカーボン粒子は溶融したサファイア原料５（必要
にル６じてドープ剤が加えられたもの）中に溶解又は分
散する。サファイア原料５中に分散したカーボン粒は単
結晶引上げ時に単結晶中にとり込まれ、結晶欠陥となる
。
この結晶欠陥のため、単結晶の歩留りが低下していた。
また、サファイア原料５中に、ドープ剤として酸化ニッ
ケル、又は酸化クロム等が力ｌえられている場合には、
これらドープ剤と、前記サファイア原料５中に溶解又は
分散したカーボンと反応して前記ドープ剤は磁元され、
金属にニッケル又はクロム等〕が生成する。ここで生成
した金属はＭ。
ケル、又は酸化クロム等が力ｌえられている場合には、
これらドープ剤と、前記サファイア原料５中に溶解又は
分散したカーボンと反応して前記ドープ剤は磁元され、
金属にニッケル又はクロム等〕が生成する。ここで生成
した金属はＭ。
ルツボ１と反応し、ＭＯルツボを侵す。前記金属と反応
したＭｏ粒は蒸発しないため、前記溶融原料５中に分散
する。該Ｍｏ粒は単結晶引上げ時に引上げ結晶中にとり
込筐れ、結晶欠陥となる。この結晶欠陥のため歩留りが
低下した。さらに、前述のようにＭＯルツボが侵される
ため、ルツボが１〜２回の使用にしか耐えられず、製造
コストアップの大きな要因となっていた。
したＭｏ粒は蒸発しないため、前記溶融原料５中に分散
する。該Ｍｏ粒は単結晶引上げ時に引上げ結晶中にとり
込筐れ、結晶欠陥となる。この結晶欠陥のため歩留りが
低下した。さらに、前述のようにＭＯルツボが侵される
ため、ルツボが１〜２回の使用にしか耐えられず、製造
コストアップの大きな要因となっていた。
本発明は上記欠点を解消するためになされたものである
。
。
チャンバー内にルツボ及び該ルツボと接触せずに該ルツ
ボを包囲する筒状のカーボン製ヒータが配設され、該カ
ーボンヒータを包囲する保温体をそなえ、前記ルツボ内
のサファイア原料を不活性ガス中で前記筒状のカーボン
製ヒータで力ｎ熱することによりｆ４融し、該ヒータ外
周に配設された保温体で採湯しつつ、溶融サファイアを
下端に種結晶を保持した引上軸を用いて引上げることに
より単結晶サファイアを造る装装置において、前記カー
ボン部材のうち、少なくとも前記ヒータの内壁表面を炭
化タングステン嘆で被膜したことを特徴とする単結晶サ
ファイア引上装ｆｔｅ 〔実施例〕 以下、不発明の芙飛例を図面を参照して説明する。
ボを包囲する筒状のカーボン製ヒータが配設され、該カ
ーボンヒータを包囲する保温体をそなえ、前記ルツボ内
のサファイア原料を不活性ガス中で前記筒状のカーボン
製ヒータで力ｎ熱することによりｆ４融し、該ヒータ外
周に配設された保温体で採湯しつつ、溶融サファイアを
下端に種結晶を保持した引上軸を用いて引上げることに
より単結晶サファイアを造る装装置において、前記カー
ボン部材のうち、少なくとも前記ヒータの内壁表面を炭
化タングステン嘆で被膜したことを特徴とする単結晶サ
ファイア引上装ｆｔｅ 〔実施例〕 以下、不発明の芙飛例を図面を参照して説明する。
実踊例−１
既述した第２図の単結晶サファイア引上装置と同様の構
造を有するが、第１図に示されるようにカーホｙ ｇヒ
ータ５の内壁にタングステンカーバイド膜１５がコーテ
ィングされている点が異なる単結晶サファイア引上装置
献により、従来と同様な方法によって、サファイア単結
晶の引上げを行った。
造を有するが、第１図に示されるようにカーホｙ ｇヒ
ータ５の内壁にタングステンカーバイド膜１５がコーテ
ィングされている点が異なる単結晶サファイア引上装置
献により、従来と同様な方法によって、サファイア単結
晶の引上げを行った。
原料としては、Ｍ２Ｏ，のみを用いた。
雰囲気ガスとしてＡｒガスを５Ｉ／ｌｌ１１ｔＩ＃、シ
た。
た。
引上げられたサファイア単結晶中にはカーボンの混入は
見られず、高品質のサファイア屯結晶が得られた。従来
の装置を用いた場合には、歩留りが６０％であったが、
本発明の装置を用いた場合には、歩留りが８０％以上あ
った。
見られず、高品質のサファイア屯結晶が得られた。従来
の装置を用いた場合には、歩留りが６０％であったが、
本発明の装置を用いた場合には、歩留りが８０％以上あ
った。
実癩例−２
既述した第１図の単結晶サファイア引−ヒ装置ｔと同様
の構造を有するが、第１図の保湿体４のＶ３壁と、反射
板８にタングステンカーバイド膜ヲコーティングした点
が異なる単結晶サファイア引上装置により、従来と同様
な方法によって、ルビー単結晶の引上げを行った。
の構造を有するが、第１図の保湿体４のＶ３壁と、反射
板８にタングステンカーバイド膜ヲコーティングした点
が異なる単結晶サファイア引上装置により、従来と同様
な方法によって、ルビー単結晶の引上げを行った。
原料としては、Ａ＋！２０．にＣｒ２Ｏ３を５重噴係混
入させた焼結体を用いた。
入させた焼結体を用いた。
雰囲気ガスとしてＡｇ／Ｅｅ混合ガスを２１／ｍ流した
。
。
引上げられたルビー単結晶中にはカーボン、モリブデン
粒の混入は見られなかった。また、ＭＯシルツボ中残留
した原料中にもＭＯ粒の混入はなかった。従来の装置を
用いた場合には、歩留りが５０憾であったが、不発明の
装置を用いた場合には、歩留りが８０憾以上であった。
粒の混入は見られなかった。また、ＭＯシルツボ中残留
した原料中にもＭＯ粒の混入はなかった。従来の装置を
用いた場合には、歩留りが５０憾であったが、不発明の
装置を用いた場合には、歩留りが８０憾以上であった。
以上述べたように不発明によれば、単結晶サファイア引
上装置中のカーボン部材からのカーボンガス及びカーボ
ン粒子の発生が押えられるため、引上げ単結晶サファイ
ア中のインクルージヨン（カーボン粒子又は、モリブデ
ン粒子〕の発生が押えられ、高品質のサファイア単結晶
が得られるばかりか、歩留りも５０憾程度向上する。
上装置中のカーボン部材からのカーボンガス及びカーボ
ン粒子の発生が押えられるため、引上げ単結晶サファイ
ア中のインクルージヨン（カーボン粒子又は、モリブデ
ン粒子〕の発生が押えられ、高品質のサファイア単結晶
が得られるばかりか、歩留りも５０憾程度向上する。
以上のように、本発明は単結晶サファイアを製造するに
あたり、実用上極めて有用な発明である。
あたり、実用上極めて有用な発明である。
第１図は不発明の単結晶サファイア引上装置の一実剣例
を示すＣＺ炉の構成図。 第２図は従来の単結晶サファイア引上装置であるＣ２炉
の構成図。 図中の符号の説明は下記のとおりである。 １・・・ルツボ ２・・・反射板 ３・・・カーボン製ヒータ ４・・・保温体 ５・・・溶融原料 ６・・・種結晶 ７・・・引上げ軸 ８・・・反射板 ９・・・ワークコイル １０・・・ガス流入口 １１・・・ガス流出口 １２・・・チャンバー １５・・・タングステンカーバイド寝 以 上
を示すＣＺ炉の構成図。 第２図は従来の単結晶サファイア引上装置であるＣ２炉
の構成図。 図中の符号の説明は下記のとおりである。 １・・・ルツボ ２・・・反射板 ３・・・カーボン製ヒータ ４・・・保温体 ５・・・溶融原料 ６・・・種結晶 ７・・・引上げ軸 ８・・・反射板 ９・・・ワークコイル １０・・・ガス流入口 １１・・・ガス流出口 １２・・・チャンバー １５・・・タングステンカーバイド寝 以 上
Claims (1)
- チャンバー内にルツボ及び該ルツボと接触せずに該ルツ
ボを包囲する筒状のカーボン製ヒータが配設され、該カ
ーボンヒータを包囲する保温体をそなえ、前記ルツボ内
のサファイア原料を不活性ガス中で前記筒状のカーボン
製ヒータで加熱することにより溶融し、該ヒータ外周に
配設された保温体で保温しつつ、溶融サファイアを下端
に種結晶を保持した引上軸を用いて引上げることにより
単結晶サファイアを造る装置において、前記カーボン部
材のうち、少なくとも前記ヒータの内壁表面を炭化タン
グステン膜で被膜したことを特徴とする単結晶サファイ
ア引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8702885A JPS61247683A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 単結晶サフアイヤ引上装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8702885A JPS61247683A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 単結晶サフアイヤ引上装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61247683A true JPS61247683A (ja) | 1986-11-04 |
Family
ID=13903497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8702885A Pending JPS61247683A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 単結晶サフアイヤ引上装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61247683A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008007354A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | サファイア単結晶の育成方法 |
| WO2011062092A1 (ja) * | 2009-11-20 | 2011-05-26 | 昭和電工株式会社 | 単結晶引き上げ装置 |
| JP2011195423A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | サファイア単結晶の製造方法 |
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| CN103046135A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-17 | 上海昀丰新能源科技有限公司 | 一种大规格尺寸蓝宝石炉双加热器结构 |
| JP2013245120A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化物単結晶育成装置 |
| JP2014065639A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | サファイア単結晶の製造装置 |
| WO2014073163A1 (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-15 | 信越半導体株式会社 | 単結晶製造装置 |
| CN104178803A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-03 | 南京晶升能源设备有限公司 | 用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器 |
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| JP2016529193A (ja) * | 2013-07-22 | 2016-09-23 | ルビコン テクノロジー、インク． | メルトから大型の酸化物結晶を製造する方法およびシステム |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP8702885A patent/JPS61247683A/ja active Pending
Cited By (13)
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| JP2014091670A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 単結晶製造装置 |
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