(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体原料棒の一端部を加熱溶融して種結晶に融着した後に、扁平誘導加熱コイルの一面側で半導体原料棒を狭小域で加熱溶融しつつ、前記扁平誘導加熱コイルの他面側で溶融帯を徐々に冷却して、結晶を無転位化するための小径の絞り部分と、結晶の直径を徐々に拡大するための円錐状移行部分と、結晶の直径を一定に維持した直胴部分とを順次形成することにより半導体単結晶を製造する方法において、
半導体原料棒の溶出界面と溶融帯の形状と半導体単結晶の晶出界面とを自動制御のために検出する際に、前記絞り部分の無転位化工程及び前記円錐状移行部分の形成初期工程では半導体原料棒と扁平誘導加熱コイルとの間隙を通して斜めから検出し、その後の円錐状移行部分及び直胴部分の形成工程では扁平誘導加熱コイルに対して真横の位置から検出することを特徴とするＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記絞り部分の無転位化工程においては、前記晶出界面から溶融帯側に内寄せした位置の直径に基づいて半導体原料棒の供給速度を調節し、溶融帯の高さに基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節することを特徴とする請求項１に記載のＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記円錐状移行部分の形成初期工程においては、溶融帯の略中間位置の溶融帯直径に基づいて半導体原料棒の供給速度を調節し、前記半導体単結晶の晶出界面位置に基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節することを特徴とする請求項１に記載のＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【請求項４】
前記半導体原料棒はシリコン多結晶棒であり、前記半導体単結晶はシリコン単結晶であることを特徴とする請求項１ないし３に記載のＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【請求項５】
シリコン多結晶棒の一端部を加熱溶融して種結晶に融着した後に、扁平誘導加熱コイルの一面側でシリコン多結晶棒を狭小域で加熱溶融しつつ、前記扁平誘導加熱コイルの他面側で溶融帯を徐々に冷却して、結晶を無転位化するための小径の絞り部分と、結晶の直径を徐々に拡大するための円錐状移行部分と、結晶の直径を一定に維持した直胴部分とを順次形成することによりシリコン単結晶を製造する方法において、
シリコン多結晶棒の溶出界面と溶融帯の形状とシリコン単結晶の晶出界面とを自動制御のために検出する際に、前記絞り部分の無転位化工程及び前記円錐状移行部分の形成初期工程ではシリコン多結晶棒と扁平誘導加熱コイルとの間隙を通して斜めから検出し、その後の円錐状移行部分及び直胴部分の形成工程では扁平誘導加熱コイルに対して真横の位置から検出し、
前記絞り部分の無転位化工程においては、前記晶出界面から溶融帯側に内寄せした位置の直径に基づいてシリコン多結晶棒の供給速度を調節し、溶融帯の高さに基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節し、
前記円錐状移行部分の形成初期工程においては、溶融帯の略中間位置の溶融帯直径に基づいてシリコン多結晶棒の供給速度を調節し、前記シリコン単結晶の晶出界面位置に基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節することを特徴とするＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【請求項６】
前記絞り部分の無転位化工程及び前記円錐状移行部分の形成初期工程において、前記シリコン多結晶棒の溶出界面と前記溶融帯の形状とシリコン単結晶の晶出界面とを、水平面より斜め上方５°〜６０°から検出することを特徴とする請求項５記載のＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【請求項７】
シリコン多結晶棒の一部を断面が楔形の扁平誘導加熱コイルにより加熱溶融して溶融帯を形成した後、該溶融帯に種結晶を融着し、該種結晶と前記溶融帯との間に小径の絞り部分を形成して無転位化しつつ種絞りを行った後、前記シリコン多結晶棒を扁平誘導加熱コイルに対し縦軸方向に相対的に移動させて前記溶融帯を前記絞り部分直上部から上方へ徐々に移動させ、前記絞り部分に引き続いて直径を徐々に拡大しつつ単結晶を成長させて円錐状移行部分を形成し、さらに該円錐状移行部分の最大直径が目的直径に達した後は該目的直径を維持しながらシリコン単結晶を形成するＦＺ法による半導体単結晶の製造方法において、
前記絞り部分の無転位化工程及び直径が少なくとも３０ｍｍに達するまでの前記円錐状移行部分の形成初期においては前記溶融帯付近の形状を４５°斜め上方から監視器により検出し、
前記絞り部分の無転位化工程においては、前記シリコン多結晶棒側の溶出界面（以下「上界面」と言う。）位置ｈＨ及び前記シリコン単結晶側の晶出界面（以下「下界面」と言う。）位置ｈＬを前記監視器の画像より求め、両界面位置の距離で規定される溶融帯の縦軸方向長さが設定値を保つように扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節するとともに、前記下界面位置ｈＬにおける前記絞り部分の直径ＤＬを前記監視器の画像より求め、前記下界面位置ｈＬよりＤＬ×０．２だけ溶融帯側に内寄せした位置ｈＳＤにおける直径（以下「シングルダイア」と言う。）ＤＳＤを測定し、該シングルダイアＤＳＤが設定値を保つように前記シリコン多結晶棒の移動速度を調節し、
円錐状移行部分の形成初期においては、前記下界面位置ｈＬを前記監視器の画像より求め、該下界面位置ｈＬが設定値を保つように扁平誘導加熱コイルの加熱能力を調節するとともに、前記下界面位置ｈＬにおける前記絞り部分の直径ＤＬを測定し、前記下界面位置ｈＬよりＤＬ×０．４７だけ上方位置ｈＭＤにおける直径（以下「メルトダイア」と言う。）ＤＭＤを測定し、該メルトダイアＤＭＤが設定値を保つように前記シリコン多結晶棒の移動速度を調節することを特徴とする、ＦＺ法による半導体単結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＺ法（フロートゾーン法又は浮遊帯域溶融法）により半導体単結晶を成長させる方法に関する。さらに詳しくは、ＦＺ法による半導体単結晶の製造を自動化する方法に関する。
【０００２】
【発明の背景技術】
ＦＺ法により半導体単結晶を製造する場合は、半導体多結晶からなる原料棒の一端部を誘導加熱コイルからなる加熱装置により溶融して、目的結晶方位を有する種結晶に融着した後、種絞りしつつ無転位化しながら種結晶と一体化し、原料棒を加熱装置に対して相対的に回転させながら軸線方向に相対移動させると同時に、溶融部を融着部から原料棒の他端部に向けて徐々に移動させることにより単結晶化して、棒状の半導体単結晶を得る。
【０００３】
図６及び図７は、原料棒を種結晶に融着（種付け）してから絞り代形成、種絞り、コーン部形成、そして目的直径の単結晶（直胴部）形成に至るまでの工程の一例を示す。以下、各工程の概要を説明する。
【０００４】
図において、まず、先細り状に形成した原料棒１０の先端部を誘導加熱コイル１４により加熱溶融して溶融帯１１を形成し（図６（ａ））、種結晶１６と融着する（図６（ｂ））。次に、種絞りをするための絞り代２４を原料棒１０側に形成し（図６（ｃ））、その後、直径約３ｍｍの無転位化を行うための絞り部分１３を形成する（図６（ｄ））。続いて、原料棒１０を徐々に下方に移動させながら、直径を徐々に拡大して単結晶化したコーン部１２の形成を開始する（図７（ｅ））。そして、コーン部１２の直径をさらに拡大し（図７（ｆ））、その最大直径部分が目的直径に達したら、その直径を維持しながらさらに単結晶２７の成長を続け、目的長さを有する単結晶棒を形成する（図７（ｇ））。
【０００５】
従来、上記のような種付け、種絞り、さらにコーン部の最大直径が３０ｍｍ程度になるまでの工程においては、溶融帯の様子を肉眼で観察しながら、手動で原料棒の移動速度や誘導加熱コイルの加熱出力を調節する手動制御が行われ、コーン部の最大直径が３０ｍｍ程度に達した後のコーン部形成工程及び直胴部成長工程では、テレビカメラ等の監視器による監視をしながら、その画像データに基づいて原料棒の移動速度や誘導加熱コイルの加熱出力を自動制御していた。
【０００６】
コーン部の直径が３０ｍｍ程度になるまでの工程についての自動化がなされていない理由は、コーン部の直径が３０ｍｍに満たない状態では小さな溶融帯が誘導加熱コイルの陰に隠れてしまい、水平方向からの監視ができないためである。従って、この間の工程は、作業者が斜め上方から溶融部を観察し、その形状等から判断して原料棒の移動速度や誘導加熱コイルの加熱出力を手動で調節していた。しかし、斜め上方から溶融部を観察する場合は、水平方向からの観察に比べて位置関係にズレが生じるので、その調節をうまく行うことができるようになるまでには多くの経験を要していた。
【０００７】
コーン部直径が３０ｍｍ以上となると、溶融部と原料棒又は単結晶棒との界面が水平方向からテレビカメラ等の監視器により観察可能になるので、自動制御に切り替えることができた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、種付け、種絞り、さらにコーン部の最大直径が３０ｍｍ程度になるまでの工程は、手動制御により行われていたので、この間の工程は作業者の熟練に頼る外はなく、作業効率も低かった。また、この間の工程を自動化するにはテレビカメラ等による観察が不可欠であるが、小さな溶融帯が誘導加熱コイルの陰に隠れて水平方向からの観察が困難であるため、テレビカメラ等の画像を通しての自動制御を行うことができず、生産性の向上を阻む要因となっていた。
【０００９】
そこで本発明は、自動化工程をさらに種絞りからコーン部形成工程に至るまでの一連の工程にまで進め、効率的に結晶成長を行うことができる、ＦＺ法による半導体単結晶の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体原料棒の一端部を加熱溶融して種結晶に融着した後に、扁平誘導加熱コイルの一面側で半導体原料棒を狭小域で加熱溶融しつつ、前記扁平誘導加熱コイルの他面側で溶融帯を徐々に冷却して、結晶を無転位化するための小径の絞り部分と、結晶の直径を徐々に拡大するための円錐状移行部分と、結晶の直径を一定に維持した直胴部分とを順次形成することにより半導体単結晶を製造する方法において、
半導体原料棒の溶出界面と溶融帯の形状と半導体単結晶の晶出界面とを自動制御のために検出する際に、前記絞り部分の無転位化工程及び前記円錐状移行部分の形成初期工程では半導体原料棒と扁平誘導加熱コイルとの間隙を通して斜めから検出し、その後の円錐状移行部分及び直胴部分の形成工程では扁平誘導加熱コイルに対して真横の位置から検出するようにしたものである。
【００１１】
前記絞り部分の無転位化工程においては、前記晶出界面から溶融帯側に内寄せした位置の直径に基づいて半導体原料棒の供給速度を調節し、溶融帯の高さに基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節することが好ましい。
【００１２】
また、前記円錐状移行部分の形成初期工程においては、溶融帯の略中間位置の溶融帯直径に基づいて半導体原料棒の供給速度を調節し、前記半導体単結晶の晶出界面位置に基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節することが好ましい。
【００１３】
例えば、前記半導体原料棒はシリコン多結晶棒であり、前記半導体単結晶はシリコン単結晶である。
【００１４】
本発明は、また、シリコン多結晶棒の一端部を加熱溶融して種結晶に融着した後に、扁平誘導加熱コイルの一面側でシリコン多結晶棒を狭小域で加熱溶融しつつ、前記扁平誘導加熱コイルの他面側で溶融帯を徐々に冷却して、結晶を無転位化するための小径の絞り部分と、結晶の直径を徐々に拡大するための円錐状移行部分と、結晶の直径を一定に維持した直胴部分とを順次形成することによりシリコン単結晶を製造する方法において、
シリコン多結晶棒の溶出界面と溶融帯の形状とシリコン単結晶の晶出界面とを自動制御のために検出する際に、前記絞り部分の無転位化工程及び前記円錐状移行部分の形成初期工程ではシリコン多結晶棒と扁平誘導加熱コイルとの間隙を通して斜めから検出し、その後の円錐状移行部分及び直胴部分の形成工程では扁平誘導加熱コイルに対して真横の位置から検出し、
前記絞り部分の無転位化工程においては、前記晶出界面から溶融帯側に内寄せした位置の直径に基づいてシリコン多結晶棒の供給速度を調節し、溶融帯の高さに基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節し、
前記円錐状移行部分の形成初期工程においては、溶融帯の略中間位置の溶融帯直径に基づいてシリコン多結晶棒の供給速度を調節し、前記シリコン単結晶の晶出界面位置に基づいて扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節するようにしたものである。
【００１５】
前記絞り部分の無転位化工程及び前記円錐状移行部分の形成初期工程においては、前記シリコン多結晶棒の溶出界面と前記溶融帯の形状とシリコン単結晶の晶出界面とを、水平面より斜め上方５°〜６０°から検出することが好ましい。
【００１６】
本発明は、さらに具体的には、シリコン多結晶棒の一部を断面が楔形の扁平誘導加熱コイルにより加熱溶融して溶融帯を形成した後、該溶融帯に種結晶を融着し、該種結晶と前記溶融帯との間に小径の絞り部分を形成して無転位化しつつ種絞りを行った後、前記シリコン多結晶棒を扁平誘導加熱コイルに対し縦軸方向に相対的に移動させて前記溶融帯を前記絞り部分直上部から上方へ徐々に移動させ、前記絞り部分に引き続いて直径を徐々に拡大しつつ単結晶を成長させて円錐状移行部分を形成し、さらに該円錐状移行部分の最大直径が目的直径に達した後は該目的直径を維持しながらシリコン単結晶を形成するＦＺ法による半導体単結晶の製造方法において、
前記絞り部分の無転位化工程及び直径が少なくとも３０ｍｍに達するまでの前記円錐状移行部分の形成初期においては前記溶融帯付近の形状を４５°斜め上方から監視器により検出し、
前記絞り部分の無転位化工程においては、前記シリコン多結晶棒側の溶出界面（以下「上界面」と言う。）位置ｈＨ及び前記シリコン単結晶側の晶出界面（以下「下界面」と言う。）位置ｈＬを前記監視器の画像より求め、両界面位置の距離で規定される溶融帯の縦軸方向長さが設定値を保つように扁平誘導加熱コイルの加熱出力を調節するとともに、前記下界面位置ｈＬにおける前記絞り部分の直径ＤＬを前記監視器の画像より求め、前記下界面位置ｈＬよりＤＬ×０．２だけ溶融帯側に内寄せした位置ｈＳＤにおける直径（以下「シングルダイア」と言う。）ＤＳＤを設定し、該シングルダイアＤＳＤが設定値を保つように前記シリコン多結晶棒の移動速度を調節し、
円錐状移行部分の形成初期においては、前記下界面位置ｈＬを前記監視器の画像より求め、該下界面位置ｈＬが設定値を保つように扁平誘導加熱コイルの加熱能力を調節するとともに、前記下界面位置ｈＬにおける前記絞り部分の直径ＤＬを測定し、前記下界面位置ｈＬよりＤＬ×０．４７だけ上方位置ｈＭＤにおける直径（以下「メルトダイア」と言う。）ＤＭＤを測定し、該メルトダイアＤＭＤが設定値を保つように前記シリコン多結晶棒の移動速度を調節するようにしたものである。
【００１７】
本発明においては、溶融帯が誘導加熱コイルの陰に隠れてテレビカメラ等の監視器による水平観察が困難であった、種絞り工程時及び最大直径が３０ｍｍ以下の円錐状移行部分（以下、「コーン部」と言うことがある。）形成工程時に、原料棒と扁平誘導加熱コイルとの間隙を通して溶融帯付近を５°〜６０°斜めからテレビカメラ等の監視器により観察することにより、監視器の画像に基づく自動制御を可能にした。
【００１８】
例えば、図２において、溶融帯付近を水平面より４５°斜め上方から観察すると、下界面位置ｈＬにおける見かけの絞り直径ＤＬあるいは溶融帯の直径は、水平方向から観察した場合よりも下方位置で観察されることになり、これらの値をそのまま用いて自動制御を行うことはできない。本発明では、溶融帯付近を斜めから観察することにより生じる位置関係のズレを補正した位置で測定し、これらの値に基づいて自動制御を行うようにした。
【００１９】
絞り部分の無転位化工程においては、溶融帯付近を水平面より４５°斜め上方から観察する場合、観察した下界面位置ｈＬにおける直径ＤＬを測定した後、この位置よりＤＬ×０．２だけ上方の位置ｈＳＤにおける直径（シングルダイア）ＤＳＤを測定する。このシングルダイアＤＳＤは、水平方向から観察した下界面位置ｈＬにおける絞り部分直径とよく符合する。また、ゾーン長Ｌは、観察した上界面位置ｈＨと下界面位置ｈＬとの距離で把握される。この値は水平方向から観察した結果よりも短くなるが、これは定数を掛けることにより容易に補正することができる。
【００２０】
コーン部形成時においては、溶融帯付近を水平面より４５°斜め上方から観察する場合、観察した下界面位置ｈＬにおける直径ＤＬを測定した後、この位置よりＤＬ×０．４７だけ上方の位置ｈＭＤにおける直径（メルトダイア）ＤＭＤを測定する。このメルトダイアＤＭＤは、水平方向から観察した下界面位置ｈＬにおける絞り直径とよく符合する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、直径１０５ｍｍのシリコン単結晶を製造する場合について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。図において、既に示した図６及び図７と同一符合で示した部分は同一又は相当部分を示すのでその説明を省略する。本実施例においては、テレビカメラ１７は原料棒１０と扁平誘導加熱コイル１４との間隙を通して溶融帯１１付近を水平面より４５°斜め上方からテレビカメラにより観察できる位置に設置されている。このテレビカメラ１７により観察された溶融帯１１付近の画像から各種長さが測定される。
【００２３】
テレビカメラ１７の角度は、具体的には水平面より斜め上方５°〜６０°の範囲で調節可能である。テレビカメラ１７の傾け角度を５°より小さくすると、断面が楔形の扁平誘導加熱コイル１４の一面１４ａにより視界が遮られてしまうので、好ましくない。一方、テレビカメラ１７の傾け角度を６０°より大きくすると、シリコン多結晶棒１０の先細り部１０ａにより視界が遮られてしまい、やはり好ましくない。
【００２４】
ゾーン長Ｌ及びシングルダイアＤＳＤ又はメルトダイアＤＭＤは後述の方法により求められ、それぞれの測定結果に対応した信号が差動増幅器２０及び２１に入力され、設定値と比較・増幅されて、それの結果がＰＩＤ演算器２２及び２３に入力される。ＰＩＤ演算器２２の出力はモータ１５に供給され、原料棒１０の軸方向への移動速度を制御する。ＰＩＤ演算器２３の出力は発振器１８に入力され、発振器の陽極電圧を調節することにより誘導加熱コイル１４の加熱出力を制御する。
【００２５】
次に、本実施例における種付け、絞り代形成、種絞り及びコーン部形成までの工程を説明する。種付け及び絞り代形成工程は、従来と同様に手動で行われ、図６（ａ）〜（ｃ）で既に示したように、原料棒１０の先端を誘導加熱コイル１４により加熱溶融して溶融部１１を形成し、種結晶１６と融着した後、種絞りの絞り代２４を原料棒１０側に形成する。
【００２６】
種絞り以降の工程は自動制御により行われる。図２は種絞り工程時のテレビカメラ１７による画像を示し、図３は各制御のブロックダイヤグラムを示す。前述のようにテレビカメラ１７は４５°上方から溶融帯１１付近を観察するので、各部分の見かけの寸法は水平方向から観察した場合と必ずしも一致しない。例えば、下界面位置ｈＬ（下界面２６との水平接線上）は、実際に水平方向から見た下界面２６よりも下方の位置を示すものである。これを補正するために、図３のブロックダイヤグラムに従って補正制御される。
【００２７】
絞り部分の無転位化工程において、シングルダイアＤＳＤの制御を行うために、まず下界面位置ｈＬをテレビカメラ１７の画像から検出し、下界面位置ｈＬにおける直径ＤＬを測定する。次に、下界面位置ｈＬよりＤＬ×０．２だけ上方の位置ｈＳＤを求め、この位置における溶融帯１１と絞り部１３との界面領域の直径として定義されるシングルダイアＤＳＤを測定する。
【００２８】
シングルダイアＤＳＤを求めるために設定された係数０．２は、テレビカメラ１７の傾け角度が４５°の時に用いられる。この係数は、テレビカメラ１７の傾け角度が小さい時には０．２より小さい値が用いられ、傾け角度が大きくなるに従い大きな係数を設定していく。ただし、この係数の変化率は、テレビカメラ１７の傾け角度が大きくなるにつれてしだいに小さくしていくと良い。
【００２９】
そして、この値を測定信号３０として差動増幅器２０に入力する。差動増幅器２０は、設定値出力部１９から出力されるシングルダイア設定信号３２を入力し、シングルダイア設定信号３２と測定信号３０との差を増幅してＰＩＤ演算器２２を介してモータ１５へ回転数制御信号３４を出力し、モータ１５の回転数が調節される。シングルダイアＤＳＤが設定値より小さい場合はモータ１５の回転数が大きくなるように制御し、この結果、原料棒１０の下降移動速度が大きくなり、シングルダイアＤＳＤが大きくなる。シングルダイアＤＳＤが設定値より大きい場合は逆の制御を行う。
【００３０】
絞り部分の無転位化工程におけるゾーン長Ｌの制御については、テレビカメラ１７の画像から上界面２５位置ｈＨと下界面２６位置ｈＬとの距離を測定してゾーン長Ｌを求める。テレビカメラ１７の映像上の両者の距離は実際の垂直距離の１／√２となるが、この関係は一定であるので補正処理を行うことにより制御を行うことができる。ゾーン長Ｌの値は測定信号３１として差動増幅器２１に入力され、設定値出力部１９から出力されるゾーン長設定信号３３との差が増幅され、ＰＩＤ演算器２３を介して発振器１８へ加熱出力制御信号３５が出力され、これにより誘導加熱コイル１４へ供給される高周波電流の大きさが制御されて誘導加熱コイル１４の加熱能力が調節される。ゾーン長Ｌが設定値より小さい場合は高周波電流が大きくなるよう制御し、この結果誘導加熱コイル１４の加熱出力が増加してゾーン長Ｌが大きくなる。ゾーン長Ｌが設定値より大きい場合は逆の制御を行う。
【００３１】
図４はコーン部（最大直径部分３０ｍｍ以下）形成工程時のテレビカメラ１７の画像を示し、図５は各制御のブロックダイヤグラムを示す。
【００３２】
メルトダイアＤＭＤの制御については、まず下界面位置ｈＬをテレビカメラ１７の画像から検出し、下界面位置ｈＬにおける直径ＤＬを測定する。次に、下界面位置ｈＬよりＤＬ×０．４７だけ上方の位置ｈＭＤを求め、この位置における直径として定義されるメルトダイアＤＭＤを測定し、この値を測定信号３０として差動増幅器２０に入力する。
【００３３】
メルトダイアＤＭＤを求めるために設定された係数０．４７は、テレビカメラ１７の傾け角度が４５°の時に用いられる。この係数は、テレビカメラ１７の傾け角度が小さい時には０．４７より小さい値が用いられ、傾け角度が大きくなるに従い大きな係数を設定していく。ただし、この係数の変化率は、テレビカメラ１７の傾け角度が大きくなるにつれてしだいに小さくしていくと良い。
【００３４】
差動増幅器２０は、設定値出力部１９から出力されるメルトダイア設定信号３２を入力し、メルトダイア設定信号３２と測定信号３０との差を増幅してＰＩＤ演算器２２を介してモータ１５へ回転数制御信号３４を出力することによりモータ１５の回転数が調節される。メルトダイアＤＭＤが設定値より小さい場合はモータ１５の回転数が大きくなるよう制御し、この結果原料棒１０の下降移動速度が大きくなり、メルトダイアＤＭＤが大きくなる。メルトダイアＤＭＤが設定値より大きい場合は逆の制御を行う。
【００３５】
下界面位置ｈＬの制御については、まず下界面位置ｈＬをテレビカメラ１７の画像から検出する。この値は測定信号３１として差動増幅器２１に入力され、設定値出力部１９から出力される下界面位置設定信号３３との差が増幅され、ＰＩＤ演算器２３を介して発振器１８へ加熱出力制御信号３５が出力され、これにより誘導加熱コイル１４へ供給される高周波電流の大きさが制御されて誘導加熱コイル１４の加熱出力が調節される。ゾーン長Ｌが設定値より小さい場合は高周波電流が大きくなるよう制御し、この結果誘導加熱コイル１４の加熱出力が増加してゾーン長Ｌが大きくなる。ゾーン長Ｌが設定値より大きい場合は逆の制御を行う。
【００３６】
コーン部１２の最大直径部分（下界面位置）直径が３０ｍｍを超えたら、溶融帯１１の水平方向に設置された図示しないテレビカメラにより観察を行い、従来から行われている方法により制御を行う。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＦＺ半導体成長方法における自動化工程をさらに種絞りからコーン部形成工程に至るまでの一連の工程にまで進め、効率的な結晶成長を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】テレビカメラ１７で観察した種絞り工程時の溶融帯１１付近を示す概略図である。
【図３】種絞り工程時におけるブロックダイヤグラムを示す。
【図４】テレビカメラ１７で観察したコーン部形成工程時の溶融帯１１付近を示す概略図である。
【図５】コーン部形成工程時におけるブロックダイヤグラムを示す。
【図６】種絞り工程を示す工程図である。
【図７】コーン部形成工程を示す工程図である。
【符合の説明】
１０  原料棒
１１  溶融帯
１２  コーン部
１３  絞り部
１４  誘導加熱コイル
１５  モータ
１６  種結晶
１７  テレビカメラ
１８  発振器
１９  設定値出力部
２０，２１  差動増幅器
２２，２３  ＰＩＤ演算器
２４  絞り代
２５  上界面
２６  下界面
２７  単結晶
３０，３１  測定信号
３２  シングルダイア（メルトダイア）設定信号
３３  ゾーン長（下界面位置）設定信号
３４  回転数制御信号
３５  加熱出力制御信号
【図１】
0003601280.tif 000002
【図２】
0003601280.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003601280.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003601280.tif 000007
【図７】
0003601280.tif 000008