单晶体的制造方法和制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及单晶体的制造方法和制造装置，特别地设及悬浮区烙法(浮区法，FZ (Floating Zone)法）中的原料传送控制。
【背景技术】
[0002] 作为培养娃等的单晶体的方法之一，已知有FZ法。在FZ法中，对多晶体的原料棒 的一部分进行加热来制造烙化区域，缓慢地降低分别位于烙化区域的上方和下方的原料棒 和单晶体，由此，使单晶体逐渐生长。特别地，在单晶体培养的初期阶段中，在烙化原料棒的 顶端部而使其烙化部与晶种烙接之后，配合单晶体的生长而逐渐扩大晶体直径来形成锥形 部，在将直径保持为固定的状态下进一步使单晶体生长来形成直筒部。
[0003] 在相当于单晶体锭的顶端部的锥形部的培养时，需要W从晶种的直径到目标的直 径(直筒部的直径）流杨地变粗的方式调整形状，因此，分别适当地控制向加热线圈的施加 电压、原料传送速度和晶体传送速度。例如，在专利文献1中提出了基于晶体直径的变化率 来控制原料传送速度的方法。
[0004] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特许第4694996号公报。
[00化]发明要解决的课题 在FZ法中，为了提高制造成品率，需要用一次的提拉工序培养尽可能多的单晶体，因 此，原料棒的大口径化是有效的。
[0006] 然而，当想要使用粗的原料棒来培养单晶体时，在烙化区域通过原料棒的肩附近 的定时在单晶体侧的形状中产生变形，由此，有时发生单晶体的有位错化。此外，即使原料 棒的规格上的直径为固定，在实际的直径也存在偏差，越是粗的原料棒，直径的偏差越大， 原料的肩的位置也根据原料直径发生变化。因此，难W-边考虑原料的肩的位置的偏差一 边控制原料传送速度，成为需要由操作者进行的手动控制的状况，需要进行改善。
【发明内容】
[0007] 因此，本发明的目的在于提供一种即使在使用了大口径的原料棒的情况下也能够 防止晶体变形的发生而得到稳定的晶体形状的单晶体的制造方法和制造装置。
[0008] 用于解决课题的方案 本申请发明人们针对在烙化区域通过原料的肩附近的定时在单晶体侧产生变形的机 构（mechanism)重复锐意研究的结果是，发现了能够通过在锥形部培养工序中将单晶体的 变粗的速度（pace)尽可能地维持为固定来防止晶体变形的发生而抑制单晶体的有位错化。
[0009] 本发明是基于运样的技术见解的发明，本发明的单晶体的制造方法的特征在于， 具有：烙接工序，使晶种与原料的烙化后的顶端部烙接；锥形部培养工序，一边使在所述晶 种的上方生长的单晶体的晶体直径增加一边使所述单晶体生长；W及直筒部培养工序，在 将所述晶体直径保持为固定的状态下使所述单晶体生长，所述锥形部培养工序包含：分别 测定当前的原料直径和晶体直径的步骤；参照将单晶体生长单位长度时的晶体直径的目标 增加量即直径差与增加前的晶体直径关联起来记录的直径差分布来求取与所述当前的晶 体直径对应的直径差的步骤；求取对所述当前的晶体直径加上所述直径差后的目标晶体直 径的步骤；W及计算对所述目标晶体直径与所述当前的原料直径的比的平方乘W当前的晶 体传送速度而得到的目标原料传送速度的步骤。
[0010] 此外，本发明的单晶体的制造装置是，一种单晶体的制造装置，所述单晶体的制造 装置是利用悬浮区烙法的单晶体的制造装置，所述悬浮区烙法具有：烙接工序，使晶种与原 料的烙化后的顶端部烙接；锥形部培养工序，一边使在所述晶种的上方生长的单晶体的晶 体直径增加一边使所述单晶体生长；W及直筒部培养工序，在将所述晶体直径保持为固定 的状态下使所述单晶体生长，所述单晶体的制造装置的特征在于，具有：直径测定部，分别 测定当前的原料直径和晶体直径；第一运算部，参照将单晶体生长单位长度时的晶体直径 的目标增加量即直径差与增加前的晶体直径关联起来记录的直径差分布来求取与所述当 前的晶体直径对应的直径差；第二运算部，求取对所述当前的晶体直径加上所述直径差后 的目标晶体直径；W及第Ξ运算部，计算对所述目标晶体直径与所述当前的原料直径的比 的平方乘W当前的晶体传送速度而得到的目标原料传送速度。
[0011] 根据本发明，能够在锥形部培养工序中将晶体直径的变粗的速度维持为固定，能 够防止由于晶体直径的急剧的变化造成的晶体变形的发生。特别地，基于当前的晶体直径 和原料直径来动态地控制原料传送速度，因此，能够使原料传送速度追随原料直径的变化， 能够在不受到原料直径的每种原料的偏差的影响的情况下稳定地控制原料供给量。因此， 能够抑制单晶体的有位错化。
[0012] 例如，在配合根据晶体生长阶段（晶体长度）而设定的目标晶体直径来控制原料传 送速度的情况下，存在如下可能性：不管从某个时间点起生长固定的长度的单晶体的直径 增加量由于某些原因而不足而不能到达期望的晶体直径而想要进一步使其变粗到下一目 标晶体直径的结果是，从当前的晶体直径到下一目标晶体直径的增加量过度变大，由于该 急剧的变化而发生晶体变形。特别地，运样的现象在如上述那样烙化区域到达原料的肩时 多发生，特别地，在原料的最大直径(直筒部的直径）大的情况下，最大直径的偏差也变大， 因此，由于控制误差的影响而进一步变得显著。但是，根据本发明，能够防止晶体直径突然 变大那样的控制，特别地，能够避免当到达原料的肩时的晶体直径的突然变大时容易发生 晶体变形运样的事态。
[0013] 在本发明中，优选的是，所述锥形部培养工序包含通过比较所述当前的原料直径 和所述原料的最大直径来判断烙化区域是否到达了所述原料的肩并且在所述烙化区域到 达所述肩的定时对所述直径差进行校正的步骤，使用校正后的直径差来求取所述目标晶体 直径。根据该方法，配合原料肩的位置来对直径差分布进行校正，因此，能够抑制起因于原 料的最大直径的偏差等的原料肩的位置的偏差的影响，能够正确地控制原料传送速度。
[0014] 在本发明中，优选的是，在从所述目标原料传送速度减去当前的原料传送速度而 得到的原料传送速度的目标变化量为预先设定的原料传送速度的阶梯幅度W上的情况下， W所述阶梯幅度使所述当前的原料传送速度发生变化，在为不足所述阶梯幅度的情况下， 维持所述当前的原料传送速度。根据该方法，能够防止由于原料传送速度的过度的控制造 成的晶体变形的发生，能够提高晶体生长的稳定性。 阳〇1引发明效果 根据本发明，能够提供一种即使在使用了大口径的原料棒的情况下也能够防止晶体变 形的发生而得到稳定的晶体形状的单晶体的制造方法。
【附图说明】
[0016] 图1是示出本发明的优选的实施方式的利用FZ法的单晶体制造装置10的结构的 示意图。 阳017] 图2是概略性地示出利用FZ法的单晶体的制造工序的流程图。
[001引图3是示出由单晶体制造装置10所制造的单晶体锭的形状的大致侧面图。
[0019] 图4 (a) ~ (C)是用于说明单晶体的生长过程的示意图。
[0020] 图5是用于对在原料棒1的肩前后的原料供给量进行说明的图，并且，（a)是示出 烙化区域到达肩稍前时的原料棒1的下端部的形状的剖面图，（b)是示出烙化区域到达肩 稍后时的原料棒1的下端部的形状的剖面图。
[0021] 图6是不出原料传送速度分布（profile)的图表，并且，横轴表不晶体长度(相对 值)，左侧纵轴表示原料传送速度讨目对值)，右侧纵轴表示原料直径和晶体直径讨目对值)。
[0022] 图7是用于