[發(fā)明專利]單晶培養(yǎng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011059877.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN112609237A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿部淳;森山隼;桑原由則
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C30B15/00
• 分類號(hào): C30B15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡曉菡;梅黎

課題在于提供可降低單晶的溫度梯度的同時(shí)防止雜質(zhì)混入導(dǎo)致的單晶的成品率的急劇變差的單晶培養(yǎng)裝置。本發(fā)明的單晶培養(yǎng)裝置90通過提拉法由坩堝1內(nèi)的原料的熔融液12培養(yǎng)單晶13，其具備：覆蓋坩堝1的上方的空間16的上部耐火材料容器10b、覆蓋上部耐火材料容器10b的外周的絕熱保溫結(jié)構(gòu)14和覆蓋絕熱保溫結(jié)構(gòu)14的外周的絕緣性陶瓷材料15。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過提拉法培養(yǎng)單晶的單晶培養(yǎng)裝置。

背景技術(shù)

提拉法也稱為丘克拉斯基法，是將原料在坩堝內(nèi)加熱熔融，制成熔融液的狀態(tài)后，使晶種與熔融液接觸，通過在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行提拉而培養(yǎng)單晶的方法。

該方法中，單晶不與坩堝接觸，不產(chǎn)生因坩堝導(dǎo)致的機(jī)械變形，因此有容易制作高品質(zhì)大口徑的結(jié)晶的優(yōu)點(diǎn)。

因此，半導(dǎo)體硅(Si)、化合物半導(dǎo)體的砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、氧化物結(jié)晶的釔鋁石榴石(Y₃Al₅O₁₂;YAG)、藍(lán)寶石(Al₂O₃)、鈮酸鋰(LiNbO₃;LN)、鉭酸鋰(LiTaO₃;LT)、鍺酸鉍(Bi₄Ge₃O₁₂;BGO)等各種結(jié)晶通過該方法制造。

這些中，鈮酸鋰(LN)和鉭酸鋰(LT)是用于電子儀器、光學(xué)儀器的重要的單晶材料，特別是，廣泛用于聲表面波(Surface Acoustic Wave;SAW)儀器。

專利文獻(xiàn)1記載了利用提拉法的鉭酸鋰單晶的制造方法。專利文獻(xiàn)1中記載的單晶提拉裝置由加入原料并保持將該原料熔融得到的熔融液的坩堝、構(gòu)成用于加熱原料的加熱裝置的工作線圈、包含安裝晶種的保持棒的提拉機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。單晶提拉裝置根據(jù)要培養(yǎng)的單晶的種類而設(shè)計(jì)。

作為單晶的提拉裝置的加熱裝置，結(jié)晶培養(yǎng)溫度小于約1200℃的情況下，使用電阻加熱器，在1200℃以上通常使用高頻感應(yīng)加熱。這種情況下，在工作線圈內(nèi)部放置鉑(Pt)、銥(Ir)等的貴金屬制的坩堝，坩堝本身成為發(fā)熱體。鈮酸鋰(LN)和鉭酸鋰(LT)的結(jié)晶培養(yǎng)中通常也使用該高頻感應(yīng)加熱。

另外，單晶的提拉裝置中，一般測定結(jié)晶重量的變化，反饋到加熱器輸出或高頻輸出來控制單晶的直徑。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1 日本特開2012-250874號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

培養(yǎng)單晶時(shí)，溫度梯度陡時(shí)單晶有可能發(fā)生變形。因此，需要在坩堝的上方降低培養(yǎng)的單晶的溫度梯度。例如，作為降低單晶的溫度梯度的方法，可列舉用絕熱材料覆蓋收容坩堝、保持棒等的耐火材料容器的上側(cè)的外周的方法。在坩堝的上方進(jìn)行了保溫，因此可降低在坩堝的上方培養(yǎng)的單晶的溫度梯度。進(jìn)一步，絕熱材料存在于耐火材料容器的外側(cè)，因此可防止雜質(zhì)由絕熱材料直接進(jìn)入坩堝中。

但是，在這樣對(duì)坩堝的上方進(jìn)行保溫的狀態(tài)下，通過提拉法培養(yǎng)鈮酸鋰(LN)和鉭酸鋰(LT)這樣的單晶的情況下，有由于雜質(zhì)混入成品率急劇變差的趨勢。

本發(fā)明是鑒于上述情況進(jìn)行的，目的在于提供在可降低單晶的溫度梯度的同時(shí)防止由雜質(zhì)混入導(dǎo)致的單晶的成品率急劇變差的單晶培養(yǎng)裝置。

解決課題的手段