[发明专利]单晶制造装置、单晶制造方法和单晶

权利要求书

1.一种单晶制造装置，具备坩埚、第1发热体、第2发热体、提拉部和第1电源，

所述坩埚具备底部、壁部和盖部，所述壁部被设置在该底部上，与该底部相接触，所述盖部具有开口部，该盖部被设置成与该壁部的上侧相接触或分离开，通过该底部和该壁部保持由原料热熔化而成的熔体；

所述第1发热体被设置成从外部包围所述坩埚的所述壁部，其借助电流来发热，通过辐射热从该壁部对该坩埚进行加热；

所述第2发热体被设置在所述坩埚的所述底部的下方，其借助电流来发热，通过辐射热从该底部对该坩埚进行加热；

所述提拉部用于从保持在所述坩埚中的所述熔体提拉出具备肩部和胴部的单晶；所述肩部的与提拉方向垂直的截面的面积朝着与该提拉方向相反的方向逐渐变大；所述胴部从该肩部延伸，其与该提拉方向垂直的截面的面积的变化比该肩部小；

所述第1电源将电流供给到所述第1发热体，并且，被控制成在所述单晶的所述胴部的形成中供给到该第1发热体的电力逐渐减少。

2.根据权利要求1所述的单晶制造装置，其特征在于，所述坩埚的所述盖部的所述开口部，被设置成与垂直所述提拉方向的所述单晶的所述胴部的截面的形状对应。

3.根据权利要求1或2所述的单晶制造装置，其特征在于，所述坩埚的所述盖部，被设置成与包围所述单晶的所述胴部的所述熔体对应，以使从包围提拉中的该单晶的该胴部的该熔体放射出的辐射热向该熔体反射，将该熔体保持在熔点以上。

4.根据权利要求1~3的任一项所述的单晶制造装置，其特征在于，还具备第2电源，其将电流供给到所述第2发热体，并且，被控制成在所述单晶的所述胴部的形成中供给到该第2发热体的电力逐渐减少。

5.根据权利要求1~4的任一项所述的单晶制造装置，其特征在于，所述坩埚由钼Mo、钨W、铱Ir、铂Pt、钽Ta或包含它们中的至少一种的合金构成。

6.根据权利要求1~5的任一项所述的单晶制造装置，其特征在于，构成所述坩埚的所述壁部和所述底部的材料、与构成所述坩埚的所述盖部的材料的热膨胀系数的差为3×10^-6/K以下。

7.根据权利要求1~6的任一项所述的单晶制造装置，其特征在于，所述坩埚的内径D1与所述坩埚的所述盖部的开口部的内径D2的比D2/D1为0.5~0.9。

8.根据权利要求1~7的任一项所述的单晶制造装置，其特征在于，所述熔体为氧化铝熔化而成的氧化铝熔体，所述单晶为蓝宝石单晶。

9.一种单晶制造方法，包括以下工序：

熔融工序，通过对具有底部、壁部和盖部的坩埚进行加热，从而使被该底部和该壁部保持的原料熔融，形成熔体，其中，所述坩埚的壁部被设置在该底部上，并与该底部相接触，所述坩埚的盖部具有开口部，该盖部被设置成与该壁部的上侧相接触或分离开，所述加热是通过对被设置成从外部包围该坩埚的该壁部的第1发热体、和设置在该坩埚的该底部的下方的第2发热体通电，借助辐射热进行的，

赋种工序，使设置在提拉棒的一端部的籽晶与保持在所述坩埚中的所述熔体的液面接触；

肩部形成工序，一边向铅垂上方提拉所述提拉棒，一边在所述籽晶的下方形成单晶的肩部，使得在所述开口部在提拉方向上投影而成的面内，与提拉方向垂直的截面从该籽晶开始逐渐变大；

胴部形成工序，一边向铅垂上方提拉所述提拉棒，一边至少慢慢减少供给到所述第1发热体的电力，并且，通过所述坩埚的盖部反射来自包围所述单晶的所述熔体的辐射热，来使该熔体保持在熔点以上，从而使得在所述开口部在所述提拉方向上投影而成的面内，在该熔体的液面上和该熔体的液面下在所述肩部的下方形成所述单晶的胴部；以及，

拉出工序，在包围所述单晶的所述胴部的所述熔体为熔点以上的状态向铅垂上方提拉所述提拉棒，通过所述坩埚的所述盖部的所述开口部将形成的该单晶拉出。

10.根据权利要求9所述的单晶制造方法，其特征在于，在所述肩部形成工序中，使所述提拉棒旋转。

11.根据权利要求9或10所述的单晶制造方法，其特征在于，在所述胴部形成工序中，使所述提拉棒旋转。

12.根据权利要求9~11的任一项所述的单晶制造方法，其特征在于，在所述肩部形成工序中，使所述坩埚旋转。