JPS6234717B2 - - Google Patents
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- JPS6234717B2 JPS6234717B2 JP8817480A JP8817480A JPS6234717B2 JP S6234717 B2 JPS6234717 B2 JP S6234717B2 JP 8817480 A JP8817480 A JP 8817480A JP 8817480 A JP8817480 A JP 8817480A JP S6234717 B2 JPS6234717 B2 JP S6234717B2
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- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- single crystal
- crucible
- temperature distribution
- pulling
- Prior art date
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- Expired
Links
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単結晶引上に用いられる抵抗加熱の
方法及びその装置の改良、特に抵抗加熱体の形状
と配置を改良した方法及びその装置に関するもの
である。
方法及びその装置の改良、特に抵抗加熱体の形状
と配置を改良した方法及びその装置に関するもの
である。
単結晶引上において、従来は第１図及び第２図
に示すような抵抗加熱体によつて作られるホツ
ト・ゾーンの中に石英ルツボを置き、この中に単
結晶材料を入れて溶融し、メルトを引上げてい
た。しかし、これら抵抗加熱体を用いた時には、
ゾーンの温度分布が希望どおりにならず、また抵
抗加熱体としてのカーボンの消耗も大きかつた。
に示すような抵抗加熱体によつて作られるホツ
ト・ゾーンの中に石英ルツボを置き、この中に単
結晶材料を入れて溶融し、メルトを引上げてい
た。しかし、これら抵抗加熱体を用いた時には、
ゾーンの温度分布が希望どおりにならず、また抵
抗加熱体としてのカーボンの消耗も大きかつた。
第１図は従来の抵抗加熱体の一例の断面図を示
す。この場合の抵抗加熱体１は厚さ及び円筒の半
径も一様であるがために、一定の温度分布しか得
られない。
す。この場合の抵抗加熱体１は厚さ及び円筒の半
径も一様であるがために、一定の温度分布しか得
られない。
第２図も従来の抵抗加熱体の一例の断面図であ
り、特許出願公告（昭52−39787）に示されてい
るものである。カーボンの抵抗加熱体２０は厚み
に変化があり、しかも円筒が多段状で半径が異な
つている。従つて、第１図の従来の抵抗加熱体と
比較して、多様な温度分布が得られるが、抵抗加
熱体の肉厚の薄い部分のカーボンの消耗が著し
く、使用時間と共に温度分布が変化するという経
時変化があり、これが欠点となる。更に、温度分
布を変える場合、カーボンの厚み、半径、高さを
変え設計製作し、炉内に新しく設置する必要があ
り、カーボンに含有される不純物で係が汚染さ
れ、目的とする高品質の単結晶の成長は望めない
欠点もある。
り、特許出願公告（昭52−39787）に示されてい
るものである。カーボンの抵抗加熱体２０は厚み
に変化があり、しかも円筒が多段状で半径が異な
つている。従つて、第１図の従来の抵抗加熱体と
比較して、多様な温度分布が得られるが、抵抗加
熱体の肉厚の薄い部分のカーボンの消耗が著し
く、使用時間と共に温度分布が変化するという経
時変化があり、これが欠点となる。更に、温度分
布を変える場合、カーボンの厚み、半径、高さを
変え設計製作し、炉内に新しく設置する必要があ
り、カーボンに含有される不純物で係が汚染さ
れ、目的とする高品質の単結晶の成長は望めない
欠点もある。
さらに従来の抵抗加熱体を用いた場合には、
Si、Ge等の引上においても温度分布制御は容易
ではなく、ましてGaP、InP、GaAs等の化合物半
導体の液体カプセル引上法（LEC法）では、Ｐ
やAs等の揮発性物質の分解、蒸発を抑制する封
止液としてB2O3を融液上に被せるため、又N2ガ
ス、Arガスの高圧不活性ガス（30〜50atm）の高
温中での対流現象により、一層温度分布は複雑で
制御は困難となる。
Si、Ge等の引上においても温度分布制御は容易
ではなく、ましてGaP、InP、GaAs等の化合物半
導体の液体カプセル引上法（LEC法）では、Ｐ
やAs等の揮発性物質の分解、蒸発を抑制する封
止液としてB2O3を融液上に被せるため、又N2ガ
ス、Arガスの高圧不活性ガス（30〜50atm）の高
温中での対流現象により、一層温度分布は複雑で
制御は困難となる。
本発明はこのような従来の抵抗加熱体の欠点を
改善した新たな抵抗加熱体を用いた抵抗加熱方法
を提供するものであり、その単結晶引上げにおけ
る加熱装置を提供するものである。
改善した新たな抵抗加熱体を用いた抵抗加熱方法
を提供するものであり、その単結晶引上げにおけ
る加熱装置を提供するものである。
本発明は、内側と外側に抵抗加熱体を配置し、
必要に応じ、外側の抵抗加熱体を内側の抵抗加熱
体上にまで張り出させる構造にして、抵抗加熱体
の高さを調節し、かつ内側の抵抗加熱体と外側の
抵抗加熱体上に必要な電力を供給することによ
り、所定の温度分布を得られるようにするもので
ある。
必要に応じ、外側の抵抗加熱体を内側の抵抗加熱
体上にまで張り出させる構造にして、抵抗加熱体
の高さを調節し、かつ内側の抵抗加熱体と外側の
抵抗加熱体上に必要な電力を供給することによ
り、所定の温度分布を得られるようにするもので
ある。
以下本発明を第３図に基づいて説明する。
第３図は本発明を実施した単結晶引上装置の一
例の主要部断面図である。第３図において、グラ
フアイト・サセプター３４Ａに石英ルツボ３３が
組み込まれ、この中に単結晶材料の融液（メル
ト）３１が入れられ、単結晶３２が引上軸３７を
回転させながら引上げられる。また、３４Ａの外
周には抵抗加熱体３５Ａ，３５Ｂ及び３５Ｂの外
周には同軸で円筒状の断熱材３６が設置され、更
に石英ルツボ３３を回軸させる下軸３４Ｂ結晶の
引上状態を監視するのぞき窓３９が設置されてい
る。３０はN2ガスあるいはArガス等の不活性ガ
スであり、チエンバー３８内に充填されている。
例の主要部断面図である。第３図において、グラ
フアイト・サセプター３４Ａに石英ルツボ３３が
組み込まれ、この中に単結晶材料の融液（メル
ト）３１が入れられ、単結晶３２が引上軸３７を
回転させながら引上げられる。また、３４Ａの外
周には抵抗加熱体３５Ａ，３５Ｂ及び３５Ｂの外
周には同軸で円筒状の断熱材３６が設置され、更
に石英ルツボ３３を回軸させる下軸３４Ｂ結晶の
引上状態を監視するのぞき窓３９が設置されてい
る。３０はN2ガスあるいはArガス等の不活性ガ
スであり、チエンバー３８内に充填されている。
単結晶引上装置により高品質の単結晶を得るに
は、引上炉内温度分布、特に石英ルツボ３３近傍
すなわちホツトゾーンの温度分布の制御が重要で
ある。温度分布を決める要因には、抵抗加熱体３
５Ａ及び３５Ｂ断熱材３６グラフアイト・サセプ
ター３４等の構造があるが、中でも抵抗加熱体３
５の形状及び位置が最も重要な位置を占める。
は、引上炉内温度分布、特に石英ルツボ３３近傍
すなわちホツトゾーンの温度分布の制御が重要で
ある。温度分布を決める要因には、抵抗加熱体３
５Ａ及び３５Ｂ断熱材３６グラフアイト・サセプ
ター３４等の構造があるが、中でも抵抗加熱体３
５の形状及び位置が最も重要な位置を占める。
第４図には、本発明装置の加熱体及びその周辺
装置の正面図を示す。引上炉の一般構造と同様に
ルツボ４３がサセプター４４Ａに設置され、下軸
４４Ｂに連結されている。その外側に加熱体が設
置され、下部加熱体４５Ｂと上部加熱体４５Ａの
上下２段及び２重の円筒加熱体という２段２重構
造となつている。各々の加熱体の底部に電極板が
取り付けられ、これら電極板を調整することによ
り、下部加熱体４５Ｂと上部加熱体４５Ａ共に上
下方向の移動が容易である。ルツボと下部加熱体
４５Ｂ及び上部加熱体４５Ａの配置関係をいろい
ろと変化させ、又下部加熱体４５Ｂと上部加熱体
４５Ａへの入力を独立に制御することによつて、
最適温度分布が実現される。
装置の正面図を示す。引上炉の一般構造と同様に
ルツボ４３がサセプター４４Ａに設置され、下軸
４４Ｂに連結されている。その外側に加熱体が設
置され、下部加熱体４５Ｂと上部加熱体４５Ａの
上下２段及び２重の円筒加熱体という２段２重構
造となつている。各々の加熱体の底部に電極板が
取り付けられ、これら電極板を調整することによ
り、下部加熱体４５Ｂと上部加熱体４５Ａ共に上
下方向の移動が容易である。ルツボと下部加熱体
４５Ｂ及び上部加熱体４５Ａの配置関係をいろい
ろと変化させ、又下部加熱体４５Ｂと上部加熱体
４５Ａへの入力を独立に制御することによつて、
最適温度分布が実現される。
例えば、第５図のように上部加熱体５５Ａの厚
みを変化させると、簡単に温度分布が変えられ
る。第６図に下部加熱体４５Ｂの斜視図を、第７
図に上部加熱体４５Ａの斜視図を示す。これらは
等間隔のスリツト６６，７６をもつ、発熱導線条
６５，７５を形成している。
みを変化させると、簡単に温度分布が変えられ
る。第６図に下部加熱体４５Ｂの斜視図を、第７
図に上部加熱体４５Ａの斜視図を示す。これらは
等間隔のスリツト６６，７６をもつ、発熱導線条
６５，７５を形成している。
本発明によれば、以上説明したように本発明装
置はルツボと同心軸上外部に上下変動が簡単な２
段２重構造の加熱体から構成され、これらとルツ
ボとの配置関係及び電気的入力を独立にコントロ
ールすることにより、Si、Ge等の単結晶引上の
みならず、GaP、InP、GaAs等の複雑な温度分布
を示す単結晶引上においても所望の温度分布が比
較的容易に構成され、高品質の単結晶が得られ
る。
置はルツボと同心軸上外部に上下変動が簡単な２
段２重構造の加熱体から構成され、これらとルツ
ボとの配置関係及び電気的入力を独立にコントロ
ールすることにより、Si、Ge等の単結晶引上の
みならず、GaP、InP、GaAs等の複雑な温度分布
を示す単結晶引上においても所望の温度分布が比
較的容易に構成され、高品質の単結晶が得られ
る。
第１図、第２図は従来の抵抗加熱体の一例の断
面図である。第３図は、本発明を実施した単結晶
引上装置の一例の主要断面図である。第４図、第
５図は本発明に使用する抵抗加熱体の断面図であ
り、第６図、第７図は各々本発明に使用する下部
加熱体と上部加熱体の一例の斜視図である。 図中で１０，２０は抵抗加熱体であり、３５
Ａ，４５Ａ，５５Ａ，７５は上部加熱体であり、
３５Ｂ，４５Ｂ，５５Ｂ，６５は下部加熱体であ
る。４３，５３はるつぼであり、４４Ａ，５４Ａ
はサセプターである。
面図である。第３図は、本発明を実施した単結晶
引上装置の一例の主要断面図である。第４図、第
５図は本発明に使用する抵抗加熱体の断面図であ
り、第６図、第７図は各々本発明に使用する下部
加熱体と上部加熱体の一例の斜視図である。 図中で１０，２０は抵抗加熱体であり、３５
Ａ，４５Ａ，５５Ａ，７５は上部加熱体であり、
３５Ｂ，４５Ｂ，５５Ｂ，６５は下部加熱体であ
る。４３，５３はるつぼであり、４４Ａ，５４Ａ
はサセプターである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ルツボの外周に同心的に２重円筒構造の加熱
体を設置し、内側の加熱体は中間の高さにし、外
側の加熱体は上部を逆Ｕ字状に形成し、該内側加
熱体上にまで張り出すようにし、予め炉の上下方
向の所定位置に設定し、然る後各加熱体に所定の
電力を入力することにより、ルツボ近傍の温度を
所定の分布にして引上を行うことを特徴とする単
結晶の引上方法。 ２ ルツボの外周に同心的に２重円筒構造の加熱
体を配置し、内側の加熱体は中間の高さにし、外
側の加熱体は上部を逆Ｕ字状に形成し該内側加熱
体上にまで張り出すようにし、しかも各々の加熱
体は加熱体取付位置を調整することにより炉の上
下方向に自由に設定可能である構造とし、２つの
加熱体の配置関係及び各々の加熱体の発熱量を独
立に制御することを可能とし、ルツボ近傍の温度
分布を自由に制御できるようにしたことを特徴と
する単結晶引上装置。 ３ 特許請求の範囲第２項の装置において、加熱
体部の全体の厚さを変化させること、または厚さ
に分布を与えることにより、所定の温度分布が得
られるようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第２項に記載の単結晶引上装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8817480A JPS5711897A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Method of pulling up single crystal and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8817480A JPS5711897A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Method of pulling up single crystal and device therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5711897A JPS5711897A (en) | 1982-01-21 |
| JPS6234717B2 true JPS6234717B2 (ja) | 1987-07-28 |
Family
ID=13935539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8817480A Granted JPS5711897A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Method of pulling up single crystal and device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5711897A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59137399A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 低転位密度単結晶の育成方法及びその装置 |
| JPS6046993A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶引上装置 |
| JPS6046998A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶引上方法及びそのための装置 |
| JPS60221391A (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-06 | Toshiba Corp | 化合物半導体単結晶育成装置 |
| JPS6144794A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Hitachi Ltd | 発熱体 |
| JPS6153187A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Sony Corp | 単結晶成長装置 |
-
1980
- 1980-06-27 JP JP8817480A patent/JPS5711897A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5711897A (en) | 1982-01-21 |
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