(57)【要約】【課題】引上げ装置との干渉を抑制でき、装置上における作業性及び作業安全性を向上できると共に、印加する磁場の調整代を良好に確保できること。【解決手段】単結晶材料を溶融させる坩堝が内蔵された引上げ炉の外側に配置され、溶融した単結晶材料に磁場を印加する単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置１０において、超電導コイルを内包するクライオスタット１７と、このクライオスタット１７の外側周面１８に設置され、超電導コイルを冷却する極低温冷凍機２０を備えた冷凍機ポート１９とを有し、クライオスタット外側面の領域における超伝導コイルにより発生する磁場の強度の弱い領域に極低温冷凍機２０が設けられていることを特徴とするものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶材料を溶融させる坩堝が内蔵された引上げ炉の外側に配置され、溶融した前記単結晶材料に磁場を印加する単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置において、
超電導コイルを内包するクライオスタットと、
前記クライオスタットの外側面に設置され、前記超電導コイルを冷却する極低温冷凍機を備えた冷凍機ポートとを有し、
前記クライオスタット外側面の領域における前記超伝導コイルにより発生する磁場の強度の弱い領域に前記極低温冷凍機が設けられていることを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項２】
前記冷凍機ポート及び前記極低温冷凍機は、クライオスタット外側面の上端面と下端面の範囲内に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項３】
前記極低温冷凍機の駆動モータは、前記クライオスタット内の前記超電導コイルが発生する磁場によって変調をきたすことのない磁場領域に設置されることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項４】
前記冷凍機ポートは、クライオスタットの外側面における複数の箇所に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項５】
前記冷凍機ポートは、クライオスタットの外側面に連続して設置されたことを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項６】
前記クライオスタットは、円筒形状の円筒型クライオスタット、または直方体形状のスプリット型クライオスタットであることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項７】
前記クライオスタット内の超電導コイルは、伝熱板を介して極低温冷凍機により極低温に冷却され、または、前記クライオスタット内の冷媒容器に充填された液体ヘリウムに浸漬されて前記極低温冷凍機により極低温に冷却されることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【請求項８】
前記超電導コイルは、一対の鞍形超電導コイル、または一対若しくは複数対の円形超電導コイルであることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶（例えば半導体単結晶）を製造する単結晶引上げ装置に用いられる単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単結晶引上げ装置には、単結晶材料（特に半導体単結晶材料）を溶融させる坩堝が引上げ炉に内蔵され、この引上げ炉の外側に超電導マグネット装置が配置され、この超電導マグネット装置により、坩堝内で溶融した単結晶材料に磁場を印加して、溶融した単結晶材料の対流を防止する、ＭＣＺ（磁界印加型チョクラルスキー）法を用いた単結晶引上げ装置が知られている。
【０００３】
このＭＣＺ法を用いたシリコン単結晶の製造では、磁場印加用の超電導マグネット装置は、引上げ装置との機械的干渉を避けるために、形状や大きさに制限を受ける場合が多い。特に、超電導マグネット装置の上端面は、引上げ装置本体（例えば引上げ機）との取合いが比較的厳しく、またこの上端面上で作業する作業者の作業性・安全性を考慮すると、冷凍機や電流導入端子のような突起物の配置には注意が必要となる。
【０００４】
図１３に示す特許文献１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置１００では、円筒型クライオスタット１０１上に存在する極低温冷凍機１０２や電流導入端子１０３等が冷凍機ポート１０４にまとめて配置されて、引上げ装置本体との干渉が回避されている。
【０００５】
また、図１４に示す特許文献２に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置１１０では、極低温冷凍機１０２や電流導入端子１０３が円筒型クライオスタット１０１の下端面１１２に取り付けられることで、クライオスタット１０１の上端面１１１が完全にフラットに設けられている。特許文献３にも、特許文献２に記載と同種の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５１４７５号公報
【特許文献２】特開２０００−１１４０２８号公報
【特許文献３】特開平１１−１９９３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献２に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置１１０は、特許文献１に記載の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置１００に比べ、クライオスタット１０１の上端面１１１における引上げ装置本体との干渉、並びに作業者による作業性及び作業安全性の面において優れている。
【０００８】
しかしながら、極低温冷凍機１０２は定期的なメンテナンスを必要とし、設置面から垂直方向に８００ｍｍ以上のメンテナンススペースを、冷凍機引抜のために確保する必要がある。このため、極低温冷凍機１０２をクライオスタット１０１の下端面１１２から挿入する特許文献２に記載の超電導マグネット装置１１０では、この下端面１１２にメンテナンススペース確保ための脚部１１３が設置されており、この結果、超電導マグネット装置１１０の全高さ寸法が高くなってしまう。一般に、円筒型の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置では、単結晶引上げ装置に据付後、上下方向に昇降させることで、印加する磁場の調整が行なわれるため、装置の全高さ寸法が高いと磁場の調整代が小さくなってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、引上げ装置との干渉を抑制でき、装置上における作業性及び作業安全性を向上できると共に、印加する磁場の調整代を良好に確保できる単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、単結晶材料を溶融させる坩堝が内蔵された引上げ炉の外側に配置され、溶融した前記単結晶材料に磁場を印加する単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置において、超電導コイルを内包するクライオスタットと、このクライオスタットの外側面に設置され、前記超電導コイルを冷却する極低温冷凍機を備えた冷凍機ポートと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、極低温冷凍機を備えた冷凍機ポートがクライオスタットの外側面に設置されたので、クライオスタットの上端面がフラットになり、このため引上げ装置との干渉を抑制でき、更に装置上における作業性及び作業安全性を向上させることができる。また、クライオスタットの下端面に脚部等の突起物が存在せず、従って装置の全高さ寸法を低く設定できるので、装置を昇降させることで印加する磁場を調整する磁場の調整代を良好に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置の第１の実施の形態を、単結晶引上げ装置の一部と共に示す側断面図。
【図２】図１の超電導マグネット装置を示す斜視図。
【図３】図２の超電導マグネット装置において、超電導コイルを実線で示す平面図。
【図４】図３の超電導マグネット装置を示す側面図。
【図５】図３及び図４に示す極低温冷凍機を示す側面図。
【図６】図５の第２シリンダ及び第２ディスプレーサを示す断面図。
【図７】図２の超電導マグネット装置において、超電導コイルの他の例を実線で示す平面図。
【図８】図７の超電導マグネット装置を示す側面図。
【図９】図２の超電導マグネット装置において、超電導コイルの更に他の例を実線で示す平面図。
【図１０】図９の超電導マグネット装置を示す側面図。
【図１１】本発明に係る単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置の第２の実施の形態を示す斜視図。
【図１２】本発明に係る単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置の第４の実施の形態を示す斜視図。
【図１３】従来の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置を示す斜視図。
【図１４】従来の他の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００１４】
［Ａ］第１実施の形態（図１〜図１０）
図１は、本発明に係る単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置の第１の実施の形態を、単結晶引上げ装置の一部と共に示す側断面図である。図２は、図１の超電導マグネット装置を示す斜視図である。図３は、図２の超電導マグネット装置において、超電導コイルを実線で示す平面図である。
【００１５】
図１に示す超電導マグネット装置１０を備えた単結晶引上げ装置１１は、半導体の単結晶材料１を溶融させる坩堝１２が内蔵された引上げ炉１３の外側に超電導マグネット装置１０が配置されて、坩堝１２内で溶融した単結晶材料１に一方向の横磁場（図１に磁力線２で表示）を印加して、溶融した単結晶材料１の坩堝１２内での対流を防止するものであり、いわゆるＭＣＺ法（磁界印加型チョクラルスキー法）が適用されたものである。
【００１６】
つまり、この単結晶引上げ装置１１は、上方が開口した引上げ炉１３に坩堝１２が内蔵され、この引上げ炉１３と坩堝１２との間に、坩堝１２内の単結晶材料１を加熱溶融するためのヒータ１４が配置されている。引上げ炉１３の外側に、一対の超電導コイル１５（図３）を備えた超電導マグネット装置１０が配置される。また、引上げ炉１３の上方には、図示しないが、坩堝１２の中心線Ｏに沿って単結晶体３（後述）を引き上げるための引上げ機が設けられている。
【００１７】
単結晶体３の製造に際しては、まず、坩堝１２内に単結晶材料１を投入し、ヒータ１４により加熱して溶融させる。この溶融した単結晶材料１中に、図示しない種結晶を、例えば坩堝１２の中央部上方から下降して挿入し、この種結晶を前記引上げ機により所定速度で引上げ方向αの方向に引き上げていく。これにより、固体・液体境界層に結晶が成長し、単結晶体３が生成される。
【００１８】
この際、ヒータ１４の加熱によって誘起される、溶融した単結晶材料１の坩堝１２内での対流を防止するために、超電導マグネット装置１０の超電導コイル１５へ通電がなされる。坩堝１２内の溶融した単結晶材料１は、超電導コイル１５が発生する横磁場（図１に磁力線２で表示）によって動作抑止力を受け、坩堝１２内で対流することなく、種結晶の引上げに伴ってゆっくりと引き上げられ、固体の単結晶体３として製造される。
【００１９】
超電導マグネット装置１０は、図２〜図４に示すように、超電導コイル１５及び輻射シールド１６を内包するクライオスタット１７と、このクライオスタット１７の外側周面１８に設置され、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ（不図示）等を備える単一の冷凍機ポート１９と、を有して構成される。
【００２０】
クライオスタット１７は、円筒形状の円筒型クライオスタットであり、断熱のために内部が真空に保持される。輻射シールド１６は、クライオスタット１７内で超電導コイル１５を覆い、クライオスタット１７外側からの超電導コイル１５への熱輻射を遮る。超電導コイル１５は、クライオスタット１７のボア部２４を介して対向して配置された鞍形状の一対のコイルであり、クライオスタット１７のボア部２４内に同一方向の横磁場（図３に磁力線２で表示）を生成する。このクライオスタット１７のボア部２４内に、前記引上げ炉１３及び坩堝１２が配置される。
【００２１】
ここで、クライオスタット１７に内包される超電導コイルは、超電導コイル１５の如く鞍形状のコイルに限らず、図７及び図８に示すように、クライオスタット１７のボア部２４を介して対向配置された一対の円形状の超電導コイル２７であってもよい。更に、クライオスタット１７内の超電導コイルは、図９及び図１０に示すように、クライオスタット１７のボア部２４を介してそれぞれ対向配置された複数対（例えば２対）の超電導コイル２８Ａ、２８Ｂであってもよい。これら一対の超電導コイル２７、複数対の超電導コイル２８Ａ、２８Ｂによっても、クライオスタット１７のボア部２４内に同一方向の横磁場（図７、図９に磁力線２で表示）が生成される。
【００２２】
極低温冷凍機２０は、図４に示すように、第１冷却ステージ２１が、伝熱板２５介して輻射シールド１６に接続され、この輻射シールド１６を例えば４０Ｋの極低温に冷却し、第２冷却ステージ２２が、伝熱板２６を介して超電導コイル１５、２７、２８境界Ｘ、２８Ｂに接続され、これらの超電導コイル１５、２７、２８Ａ、２８Ｂを例えば４Ｋの極低温に冷却する。この極低温冷凍機２０は、冷凍機ポート１９に１個または複数個設置される。また、電流導入端子２３は、超電導コイル１５、２７、２８Ａ、２８Ｂへ電流を供給する、いわゆる電流リードである。
【００２３】
この極低温冷凍機２０は、図４及び図５に示すように、第１冷却ステージ２１の下方に第２冷却ステージ２２が配置され、最上部に駆動モータ３３が設置された一般的なタイプの冷凍機である。このタイプの極低温冷凍機２０では、図５及び図６に示すように、下端に第１冷却ステージ２１が設けられた第１シリンダ３４内に第１ディスプレーサ（第１蓄冷器）３５が、下端に第２冷却ステージ２２が設置された第２シリンダ３６内に第２ディスプレーサ（第２蓄冷器）３７が、シリンダの長手方向（この場合はそれぞれ鉛直方向）に往復移動可能に収容される。そして、これらの第１ディスプレーサ３５及び第２ディスプレーサ３７の往復移動により、第１シリンダ３４の下端と第１ディスプレーサ３５との間、第２シリンダ３６の下端と第２ディスプレーサ３７との間にそれぞれ導入された作動流体（例えばＨｅガス等）が断熱膨張して所定の冷凍能力を得る。
【００２４】
図４に示すように、前記冷凍機ポート１９は、クライオスタット１７の上端面１７Ａと下端面１７Ｂとの範囲内において、クライオスタット１７の外側周面１８に設置される。更に、この冷凍機ポート１９に搭載される極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等は、上述のクライオスタット１７の上端面１７Ａと下端面１７Ｂとの範囲内に設置される。つまり、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等は、冷凍機ポート１９の上端面１９Ａ側または下端面１９Ｂ側から冷凍機ポート１９に差し込まれて配置されるが、このとき上端面１９Ａまたは下端面１９Ｂからの露出部分が、クライオスタット１７の上端面１７Ａと下端面１７Ｂとの範囲内に設置される。これにより、冷凍機ポート１９と、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等の露出部分とが、クライオスタット１７の上端面１７Ａ及び下端面１７Ｂから突出することが防止される。
【００２５】
更に、冷凍機ポート１９は、図３に示すように、超電導コイル１５、２７、２８Ａ、２８Ｂが発生する磁場によって極低温冷凍機２０の駆動モータ３３（図５）が変調をきたすことのない磁場領域に設置される。つまり、図３、図７、図９には、磁界の強さが４０〜５０ｍＴ（ミリテスラ）の境界を符号Ｘで示す。冷凍機ポート１９、特に冷凍機ポート１９に搭載される極低温冷凍機２０は、磁界の強さが４０〜５０ｍＴ以下の磁場領域Ｗ（境界Ｘよりも外側の領域）に配置されることで、極低温冷凍機２０の駆動モータ３３に変調（停止を含む）が生ずることが回避される。
【００２６】
このように、クライオスタット１７の外側面の領域における超伝導コイル１５により発生する磁場の強度の弱い領域に、極低温冷凍機２０が設けられている。すなわち、クライオスタット１７内の超電導コイル１５が発生する磁場の強度は、極低温冷凍機２０が設けられたクライオスタット１７の外側面の領域が、クライオスタット１７の外側面の他の領域の磁場の強度よりも弱い。
【００２７】
ここで、図３、図７及び図９に示す磁界の強さが４０〜５０ｍＴの境界Ｘは、図４、図８、図１０に示す超電導マグネット装置１０における軸方向（鉛直方向）中央位置の中央平面２９Ａでの磁界の強さである。また、超電導マグネット装置１０における中央平面２９Ａと、クライオスタット１７の上端面１７Ａ、下端面１７Ｂとの間の平面２９Ｂ、２９Ｃにおいて、前記境界Ｘと同等な磁界の強さの境界を、図３、図７、図９に符号Ｙで示す。更に、クライオスタット１７の上端面１７Ａ、下端面１７Ｂのそれぞれを含む平面２９Ｄ、２９Ｅにおいて、上記境界Ｘと同等な磁界の強さの境界を、図３、図７、図９に符号Ｚで示す。
【００２８】
このように、超電導マグネット装置１０では、同等な磁界の強さ（例えば４０〜５０ｍＴ）は、鉛直方向の各平面において相似な形状であり、超電導マグネット装置１０の軸方向（鉛直方向）において中央平面２９Ａから離れるに従って小さくなる。極低温冷凍機２０は、磁界の強さが４０〜５０ｍＴのうちで最も大きい境界Ｘの外側（磁場領域Ｗ）に設置されており、４０〜５０ｍＴ以上の強さの磁界に晒さらされることがない。
【００２９】
従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
【００３０】
（１）極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等を備えた冷凍機ポート１９が、クライオスタット１７の上端面１７Ａと下端面１７Ｂとの範囲内において、クライオスタット１７の外側周面１８に設置され、しかも、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等が、クライオスタット１７の上端面１７Ａと下端面１７Ｂとの範囲内において冷凍機ポート１９に搭載されている。このため、冷凍機ポート１９と、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等の露出部分とが、クライオスタット１７の上端面１７Ａから突出することが防止されるので、クライオスタット１７の上端面１７Ａをフラットに構成できる。従って、単結晶引上げ装置１１の特に引上げ機と超電導マグネット装置１０とが干渉することを抑制でき、更に、クライオスタット１７の上端面１７Ａ上で作業する作業員の作業性及び作業安全性を向上させることができる。
【００３１】
（２）極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブなどの露出部分がクライオスタット１７の下端面１７Ｂよりも下方へ突出せず、しかもこの下端面１７Ｂに脚部等の突出物も存在しないので、超電導マグネット装置１０の全高さ寸法を低く設定できる。この結果、超電導マグネット装置１０を昇降させることで、この超電導マグネット装置１０が印加する磁場を調整する磁場の調整代を良好に確保できる。
【００３２】
（３）極低温冷凍機２０は、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７が第１シリンダ３４、第２シリンダ３６内でそれぞれ鉛直方向に往復移動するタイプであり、重力の作用で、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７がそれぞれ第１シリンダ３４、第２シリンダ３６内に鉛直配置されるので、これらが擦れ合って摩擦熱が発生することがない。更に、この極低温冷凍機２０では、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７の上部にそれぞれ設置されたシール部３８、３９が第１シリンダ３４、第２シリンダ３６のそれぞれの内周面に片当りすることがないので、シール性が良好に維持される。これらの結果、この極低温冷凍機２０では、冷凍能力を好適に確保できると共に、前記摩擦等による駆動モータ３３の負荷蓄積や、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７、シール部３８、３９の損傷を防止できるため、極低温冷凍機２０の運転寿命及び信頼性を向上させることができる。
【００３３】
また、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７は、運転状態において軸方向（鉛直方向）における上端が高温端となり、下端が低温端となる温度勾配を有する。また、第１シリンダ３１、第２シリンダ３６内に導入された作動流体（Ｈｅガス等）は、温度による密度差によって、上方が高温、下方が低温の如く、鉛直方向に温度勾配を有する。縦置きタイプの極低温冷凍機２０では、上述の第１ディスプレーサ３５及び第２ディスプレーサ３７の温度勾配の方向と、作動流体の温度勾配の方向とが一致するので、熱交換効率が良好に維持されて、極低温冷凍機２０の冷凍能力を好適に確保できる。
【００３４】
更に、極低温冷凍機２０は、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７が第１シリンダ３４、第２シリンダ３６内でそれぞれ鉛直方向に往復移動するタイプであるため、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７を交換するメンテナンス時には、重力の作用で、これらの第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７を第１シリンダ３４、第２シリンダ３６内にそれぞれ同心円状に高精度に挿入することができる。このため、このメンテナンス作業の作業性を向上できると共に、第１ディスプレーサ３５、第２ディスプレーサ３７、第１シリンダ３４、第２シリンダ３５の衝突による損傷を防止できる。
【００３５】
［Ｂ］第２の実施の形態（図１１）
図１１は、本発明に係る単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置の第２の実施の形態を示す斜視図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３６】
本実施の形態の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置３０が前記第１の実施の形態の超電導マグネット装置１０と異なる点は、複数の冷凍機ポート３１がクライオスタット１７の外側周面１８に分散して配置され、各冷凍機ポート３１に１個または複数個（本実施の形態では１個）の極低温冷凍機２０が搭載された点である。
【００３７】
従って、本実施の形態においても、前記第１実施の形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏する他、次の効果（４）を奏する。
【００３８】
（４）極低温冷凍機２０を搭載する冷凍機ポート３１がクライオスタット１７の外側周面１８の複数箇所に分散配置されたことで、極低温冷凍機２０の１台当たりの最長伝熱距離を例えば半分に低減できる。この結果、極低温冷凍機２０と超電導コイル１５、２７、２８Ａ、２８Ｂとの最大温度差も例えば約半分に低減できるので、クライオスタット１７内の超電導コイル１５、２７、２８Ａ、２８Ｂをより一層均一に冷却することができる。
【００３９】
［Ｃ］第３の実施の形態
この第３の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を用いることにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４０】
本実施の形態における単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置が前記第１及び第２の実施の形態の超電導マグネット装置１０及び３０と異なる点は、極低温冷凍機２０を複数搭載する冷凍機ポートが、クライオスタット１７の外側周面１８に連続して円環形状に設置された点である。
【００４１】
従って、本実施の形態においても、前記第１及び第２の実施の形態の効果（１）〜（４）と同様な効果を奏する他、次の効果（５）を奏する。
【００４２】
（５）冷凍機ポートがクライオスタット１７の外側周面１８に連続して円環形状に設置されたことから、極低温冷凍機２０の個数が多い場合にも、冷凍機ポートを多数設置する必要がない。このため、超電導マグネット装置の製作を容易化できると共に、材料費も削減できるので、超電導マグネット装置の製作コストを低減できる。
【００４３】
［Ｄ］第４の実施の形態（図１２）
図１２は、本発明に係る単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置の第４の実施の形態を示す斜視図である。この第４の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４４】
本実施の形態の単結晶引上げ装置用超電導マグネット装置４０が前記第１の実施の形態の超電導マグネット装置１０と異なる点は、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等を搭載した冷凍機ポート１９が、直方体形状のスプリット型のクライオスタット４１の外側面４２に設置された点である。
【００４５】
つまり、スプリット型のクライオスタット４１は、複数個が対向して配置され、それぞれの間隔が調整可能にサポート部材４３により連結されている。各クライオスタット４１内に超電導コイル２７及び輻射シールド１６が内包される。これらの超電導コイル２７および輻射シールド１６が極低温冷凍機２０により極低温に冷却される。また、これらのクライオスタット４１間に、超電導コイル２７によって一方向の横磁場が生成される。この横磁場が、クライオスタット４１間に配置された単結晶引上げ装置１１の引上げ炉１３及び坩堝１２に印加される。
【００４６】
そして、各クライオスタット４１の外側面４２に冷凍機ポート１９が、クライオスタット４１の上端面４１Ａと下端面４１Ｂとの範囲内となるように設置される。更に、極低温冷凍機２０、電流導入端子２３及びバルブ等は、それらの露出部分が、クライオスタット４１の上端面４１Ａと下端面４１Ｂとの範囲内となるように冷凍機ポート１９に設置される。更に、冷凍機ポート１９は、クライオスタット４１内の超電導コイル２７が発生する磁場によって、極低温冷凍機２０の駆動モータが変調をきたすことがない磁場領域に設置される。
【００４７】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏する。
【００４８】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述の各実施の形態においては、クライオスタット１７、４１内の超電導コイル１５、２７、２８は、伝熱板２６を介して極低温冷凍機２０により極低温に冷却される伝導冷却方式の場合を述べたが、クライオスタット１７、４１内の冷媒容器に充填された液体ヘリウムに浸漬されて、極低温冷凍機２０により極低温に冷却される浸漬冷却方式であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  単結晶材料
１０  超電導マグネット装置
１１  単結晶引上げ装置
１２  坩堝
１３  引上げ炉
１５  超電導コイル
１７  クライオスタット
１７Ａ  上端面
１７Ｂ  下端面
１８  外側周面（外側面）
１９  冷凍機ポート
２０  極低温冷凍機
２３  電流導入端子
２６  伝熱板
３０  超電導マグネット装置
３１  冷凍機ポート
４０  超電導マグネット装置
４１  クライオスタット
４１Ａ  上端面
４１Ｂ  下端面
Ｗ  磁場領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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