8 “是(Υ)”、步骤S9)。通过这样，能够将减径直径D和减径位置Η保持在适当的值，从而能够谋求减径工序的稳定化。
[0050]如以上说明的那样，依据本实施方式的单晶的制造方法，在减径工序的自动控制中将其控制对象设为减径直径D及减径位置Η，将用于对减径直径D进行PID控制的操作项目设为向感应加热线圈15供给的高频电流I，将用于对减径位置Η进行PID控制的操作项目设为单晶的下降速度Vs，因此能够直接且稳定地控制减径直径D及减径位置H。因此，能够降低转移到锥体部育成工序后发生单晶的有错位化的频率。
[0051]另外，依据本实施方式的单晶的制造方法，在减径工序的初期阶段和其以后阶段改变减径直径D及减径位置Η的PID控制的各增益，因此能够在减径工序的整个区间进行稳定的控制。
[0052]以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可进行各种变更，显然这些也包括在本发明的范围内。
[0053]例如，在上述实施方式中，作为单晶列举了硅，但是本发明并不限定于硅，以其他锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟材料为对象也可。
[0054][实施例]
利用图1所示的单晶制造装置，另外按照图5所示的控制块，通过自动控制来进行硅单晶的减径工序。在减径工序的自动控制中，根据由CCD照相机拍摄到的图像数据算出减径直径及减径位置，并根据该结果操作高频电流而对减径直径进行PID控制，另外操作结晶输送速度而对减径位置进行PID控制。以上的减径工序实施3次，得到3根单晶样本。
[0055]另一方面，作为比较例，通过手动控制来进行硅单晶的减径工序。在减径工序的手动控制中，操作员一边以目视直接观察腔室内的单晶的减径直径及减径位置，一边操作振荡器的输出(高频电流)及结晶输送速度而控制减径直径及减径位置。利用手动控制的减径工序，除了进行手动控制这一点以外以与实施例相同的条件实施。以上的减径工序实施2次，得到2根单晶样本。
[0056]图8 (a)、(b)是示出减径工序的控制结果的图表，特别是图8 (a)示出对三个样本进行自动控制的结果，(b)示出对两个样本进行手动控制的结果。图表的横轴表示单晶(减径部)的长度、左侧的纵轴表示减径直径(相对值)、右侧的纵轴表示减径位置(相对值)。而且，在图8 (a)、(b)的图表框内的上方描绘的一组图表示出减径位置的变化，在下方描绘的一组图表示出减径直径的变化。
[0057]如图8 (a)所示，在以本发明的方法自动控制减径工序的情况下，两个样本的减径位置随着时间的经过稳定地变化而不会波动。关于减径直径也同样，随着时间的经过稳定地变化而不会在±0.25mm的范围内波动。
[0058]相对于此，如图8 (b)所示，在手动控制减径工序的情况下，两个样本之中一个样本的减径位置随着时间的经过较大地波动，另一个样本的减径位置在减径部的后半部分发生波动，减径位置的控制都不稳定。关于减径直径也同样，在±0.5_的范围波动，减径直径的控制变得不稳定。
[0059]由以上的结果，能够确认通过将向感应加热线圈供给的高频电流作为操作项目对单晶的减径直径进行PID控制，并且将单晶的下降速度作为操作项目对单晶的减径位置进行PID控制，能够将减径工序自动化。另外，在进行减径工序的自动控制的情况下，能够确认比手动控制更能抑制减径位置及减径直径的偏差。
[0060]标号说明
1原料棒；la原料棒的前端部；lb原料棒的锥体部；lc原料棒的直躯体部；2晶种；3单晶徒；3a单晶的减径部；3b单晶的维体部；3c单晶的直躯体部；3d单晶的底部；4熔融区；10单晶制造装置；11上轴；12原料输送机构；12a输送控制部；12b旋转控制部；13下轴；14晶体输送机构；14a输送控制部；14b旋转控制部；15感应加热线圈；16振荡器；17 C⑶照相机；18图像处理部；19控制部；19a直径算出部；19b位置算出部；20移动平均处理部；21减法器；22校正部；23转换部；24加法器；25减径直径曲线记录部；26振荡电压曲线记录部；27增益设定部；28驱动电路；29升降用可变速电动机；30移动平均处理部；31减法器；32校正部；33转换部；34加法器；35减径位置曲线记录部；36下降速度曲线记录部；37增益设定部；38加法器。
【主权项】
1.一种单晶的制造方法，是利用具备使原料棒下降的原料输送机构、与所述原料输送机构在同轴上配置并使利用熔融的原料育成的单晶下降的晶体输送机构、和加热所述原料棒的下端部而使之熔融的感应加热线圈的单晶制造装置的利用悬浮区熔法的单晶的制造方法，其特征在于，包括: 熔接工序，加热所述原料棒的前端部并使之熔融后，熔接到安装在晶体输送机构的晶种； 减径工序，以实现无错位化的方式使单晶的直径减径； 锥体部形成工序，扩大所述直径并使所述单晶生长；以及 直躯体部形成工序，在将所述直径保持一定的状态下使所述单晶生长， 所述减径工序包含:减径直径控制工序，操作向所述感应加热线圈供给的高频电流而对所述单晶的减径直径进行PID控制；以及减径位置控制工序，操作所述单晶的下降速度而对所述单晶的减径位置进行PID控制。2.如权利要求1所述的单晶的制造方法，其中， 在所述单晶生长至既定长度为止的所述减径工序的初期阶段，相对减小用于对所述减径直径及所述减径位置进行PID控制的各操作项目的各增益， 在所述初期阶段以后，比所述初期阶段时增大用于对所述减径直径及所述减径位置进行PID控制的各操作项目的各增益。3.如权利要求2所述的单晶的制造方法，其中，所述既定长度为至少10_。4.一种利用悬浮区熔法的单晶制造装置，其特征在于，包括: 原料输送机构，使原料棒下降； 晶体输送机构，与所述原料棒在同轴上配置并使利用熔融的原料育成的单晶下降； 感应加热线圈，加热所述原料棒的下端部并使之熔融； CCD照相机，对所述原料棒与所述单晶之间的熔融区进行拍摄； 图像处理部，对所述CCD照相机拍摄到的图像数据进行处理；以及控制部，基于所述图像数据控制对所述原料输送机构、所述晶体输送机构及所述感应加热线圈的高频电流， 所述控制部包括: 减径直径控制部，在以实现无错位化的方式使单晶的直径减径的减径工序中，操作向所述感应加热线圈供给的高频电流而对所述单晶的减径直径进行PID控制；以及 减径位置控制部，在所述减径工序中，操作所述单晶的下降速度而对所述单晶的减径位置进行PID控制。
【专利摘要】本发明题为单晶的制造方法及制造装置。一种利用悬浮区熔法的单晶的制造方法，其中包括：熔接工序，加热原料棒的前端部并使之熔融之后，熔接到安装到晶体输送机构的晶种；减径工序，以实现无错位化的方式使单晶的直径减径；锥体部形成工序，扩大直径并使单晶生长；以及直躯体部形成工序，将直径保持一定的状态下使单晶生长，减径工序包含：减径直径控制工序，操作向感应加热线圈供给的高频电流而对单晶的减径直径进行PID控制；以及减径位置控制工序，操作单晶的下降速度而对单晶的减径位置进行PID控制。从而将减径工序自动化，并在转移到锥体部育成工序后降低单晶的有错位化的发生频率。
【IPC分类】C30B13/30, C30B29/06
【公开号】CN105297131
【申请号】CN201510421141
【发明人】佐藤利行
【申请人】胜高股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年7月17日