JP2001354493A - シリコン単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ - Google Patents
シリコン単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素ルツボInfo
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- JP2001354493A JP2001354493A JP2000176330A JP2000176330A JP2001354493A JP 2001354493 A JP2001354493 A JP 2001354493A JP 2000176330 A JP2000176330 A JP 2000176330A JP 2000176330 A JP2000176330 A JP 2000176330A JP 2001354493 A JP2001354493 A JP 2001354493A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭素繊維強化炭素（ＣＣＭ）のシリコン単
結晶引き上げ用ルツボにつき、熱伝導を効果的に制御
し、稼動時の熱伝導ロスが少なく、ルツボの素材内部か
らの消耗を抑制することができるＣＣＭルツボを提供す
る。またＣＣＭの高温強度に優れた特性を確保しつつ、
ＳｉＯ等の揮発性のガスの侵入による素材内部からの消
耗を効果的に抑制でき、長期間にわたり繰り返し使用で
きるルツボを提供する。 【課題解決の手段】 全体が炭素繊維強化炭素材（Ｃ
ＣＭ）からなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボであっ
て、ルツボ直胴部を目付が５５０ｇ／ｍ2以上の炭素繊
維からなるＣＣＭで構成し、ルツボ底部を目付が２５０
〜３５０ｇ／ｍ2の炭素繊維クロスからなるＣＣＭで構
成することを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用ルツ
ボ。また、全体が炭素繊維強化炭素材（CCM)からなるシ
リコン単結晶引き上げ用ルツボであって、ルツボの外側
を炭素繊維クロス積層とし、ルツボの内側の少なくとも
一部を短繊維マット積層として一体に密着接合した複層
で構成することを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用
ルツボ。
結晶引き上げ用ルツボにつき、熱伝導を効果的に制御
し、稼動時の熱伝導ロスが少なく、ルツボの素材内部か
らの消耗を抑制することができるＣＣＭルツボを提供す
る。またＣＣＭの高温強度に優れた特性を確保しつつ、
ＳｉＯ等の揮発性のガスの侵入による素材内部からの消
耗を効果的に抑制でき、長期間にわたり繰り返し使用で
きるルツボを提供する。 【課題解決の手段】 全体が炭素繊維強化炭素材（Ｃ
ＣＭ）からなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボであっ
て、ルツボ直胴部を目付が５５０ｇ／ｍ2以上の炭素繊
維からなるＣＣＭで構成し、ルツボ底部を目付が２５０
〜３５０ｇ／ｍ2の炭素繊維クロスからなるＣＣＭで構
成することを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用ルツ
ボ。また、全体が炭素繊維強化炭素材（CCM)からなるシ
リコン単結晶引き上げ用ルツボであって、ルツボの外側
を炭素繊維クロス積層とし、ルツボの内側の少なくとも
一部を短繊維マット積層として一体に密着接合した複層
で構成することを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用
ルツボ。
Description
【０００１】
【 技術分野 】本発明は炭素繊維強化炭素材（以下ＣＣ
Ｍ）からなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボに関し、
より詳しくは、ルツボの直胴部と底部で異なる目付の炭
素繊維クロスからなるＣＣＭを用いることにより、熱伝
導を効果的に制御したルツボに関する。また、ルツボの
内側と外側で異種のＣＣＭを用いることにより、ルツボ
の寿命の延長に優れた効果を発揮するシリコン単結晶引
き上げ用ルツボに関する。
Ｍ）からなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボに関し、
より詳しくは、ルツボの直胴部と底部で異なる目付の炭
素繊維クロスからなるＣＣＭを用いることにより、熱伝
導を効果的に制御したルツボに関する。また、ルツボの
内側と外側で異種のＣＣＭを用いることにより、ルツボ
の寿命の延長に優れた効果を発揮するシリコン単結晶引
き上げ用ルツボに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シリコン単結晶引き上げ用ル
ツボについては、黒鉛製ルツボが用いられてきた。黒鉛
ルツボは、その内部に石英ルツボを収容して使用する
が、黒鉛とその表面に生成したＳｉＣとの熱膨張差によ
る黒鉛ルツボの変形や破損等が生じる問題があった。
ツボについては、黒鉛製ルツボが用いられてきた。黒鉛
ルツボは、その内部に石英ルツボを収容して使用する
が、黒鉛とその表面に生成したＳｉＣとの熱膨張差によ
る黒鉛ルツボの変形や破損等が生じる問題があった。
【０００３】更に、近年、シリコンウエハ−の大口径化
が進み、これに伴いルツボも大型化することが必要にな
ってきたが、高品位で緻密な粒子からなる等方性黒鉛材
では、大型のＣＩＰ成型設備を必要とすること、大型設
備の工程条件の把握など長期の繰り返し試験を要する等
々、大型化に対応したルツボの製造が困難である。
が進み、これに伴いルツボも大型化することが必要にな
ってきたが、高品位で緻密な粒子からなる等方性黒鉛材
では、大型のＣＩＰ成型設備を必要とすること、大型設
備の工程条件の把握など長期の繰り返し試験を要する等
々、大型化に対応したルツボの製造が困難である。
【０００４】そこで黒鉛ルツボに替えてＣＣＭ製のルツ
ボが注目され始めている。ＣＣＭは黒鉛に比べて、石英
との熱膨張差が小さく高温強度に優れた材料で、大型の
ルツボの制作も容易である。
ボが注目され始めている。ＣＣＭは黒鉛に比べて、石英
との熱膨張差が小さく高温強度に優れた材料で、大型の
ルツボの制作も容易である。
【０００５】例えば、特開平１１−２５５５８７号に
は、ＣＣＭからなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボに
おいて、その最外周部に配置される炭素繊維の方向をる
つぼの水平方向またはそれに近い方向とするか、または
るつぼの最外周部に炭素繊維クロスを配置することによ
り、最外周部の熱膨張係数を小さくし、その内側の層の
熱膨張を最外周部によって押えつけるよう構成したもの
が記載されている。
は、ＣＣＭからなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボに
おいて、その最外周部に配置される炭素繊維の方向をる
つぼの水平方向またはそれに近い方向とするか、または
るつぼの最外周部に炭素繊維クロスを配置することによ
り、最外周部の熱膨張係数を小さくし、その内側の層の
熱膨張を最外周部によって押えつけるよう構成したもの
が記載されている。
【０００６】このような構成をとることにより、単結晶
の引き上げ作業を繰り返しても、るつぼの内周部と外周
部の熱膨張係数の差に起因する剥離の発生を防止し、耐
久性に優れ、寿命の長いルツボを提供するものである。
の引き上げ作業を繰り返しても、るつぼの内周部と外周
部の熱膨張係数の差に起因する剥離の発生を防止し、耐
久性に優れ、寿命の長いルツボを提供するものである。
【０００７】また、特開平１１−２５５５８６号には、
中心に極点を有する丸底部とそれに一体不可分につなが
る直胴部とを有する単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素
材るつぼであって、その全体が、フィラメントワインデ
ング法によって形成された炭素繊維強化炭素材の組織を
有し、前記丸底部を構成する材料組織は、前記フィラメ
ントワインデイング法により配置された炭素繊維の積層
構造を有し、前記丸底部における前記炭素繊維の積層構
造には、中心軸から種々の距離で離れた軌道をそれぞれ
通る炭素繊維が混在しており、前記るつぼを構成する炭
素繊維強化材は、１．０ｇ／ｃｃ以上の嵩密度および３
００ｋｇ／ｃｍ2以上の曲げ強度を有することを特徴と
する、単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素材るつぼが記
載されている。
中心に極点を有する丸底部とそれに一体不可分につなが
る直胴部とを有する単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素
材るつぼであって、その全体が、フィラメントワインデ
ング法によって形成された炭素繊維強化炭素材の組織を
有し、前記丸底部を構成する材料組織は、前記フィラメ
ントワインデイング法により配置された炭素繊維の積層
構造を有し、前記丸底部における前記炭素繊維の積層構
造には、中心軸から種々の距離で離れた軌道をそれぞれ
通る炭素繊維が混在しており、前記るつぼを構成する炭
素繊維強化材は、１．０ｇ／ｃｃ以上の嵩密度および３
００ｋｇ／ｃｍ2以上の曲げ強度を有することを特徴と
する、単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素材るつぼが記
載されている。
【０００８】かかる構成のるつぼとすることにより、る
つぼの周方向に作用する引張り応力に対抗して、破損を
防止し、またＳｉなどの溶融半導体化合物の生成による
剥離も防止し、寿命の長いるつぼを提供するものであ
る。
つぼの周方向に作用する引張り応力に対抗して、破損を
防止し、またＳｉなどの溶融半導体化合物の生成による
剥離も防止し、寿命の長いるつぼを提供するものであ
る。
【０００９】上記のようにＣＣＭの単結晶引き上げるつ
ぼの耐久性を改善し、寿命延長のために種々の試みがな
されている。
ぼの耐久性を改善し、寿命延長のために種々の試みがな
されている。
【００１０】しかし、ＣＣＭは黒鉛材に比べて基本的に
熱伝導の低い材料であり、この熱伝導の低さに起因する
ルツボの消耗については、これまで取り上げられてこな
かった。
熱伝導の低い材料であり、この熱伝導の低さに起因する
ルツボの消耗については、これまで取り上げられてこな
かった。
【００１１】即ち、ＣＣＭは炭素繊維のクロス積層品を
用いることが多いが、熱伝導が低く、特にクロスの積層
厚さ方向は低い。その結果、ルツボの直胴部の径方向の
熱伝導率は低くなり、ヒ−タ−で発生する熱をＣＣＭル
ツボ内部に収容した石英ルツボに十分に伝導できず、装
置の稼動時のパワ−ロスが大きくなる。
用いることが多いが、熱伝導が低く、特にクロスの積層
厚さ方向は低い。その結果、ルツボの直胴部の径方向の
熱伝導率は低くなり、ヒ−タ−で発生する熱をＣＣＭル
ツボ内部に収容した石英ルツボに十分に伝導できず、装
置の稼動時のパワ−ロスが大きくなる。
【００１２】さらに上記のように熱伝導が低いため、ル
ツボは局部的に高温となる。単結晶引き上げ炉内では、
発生した珪素酸化物がＣＣＭと反応してＳｉＣを生成
し、化学反応によりルツボを消耗させるが、この反応は
高温になるほど早くなるので、熱伝導の低さに起因する
局部高温化がＣＣＭルツボの消耗を早める原因となる。
ツボは局部的に高温となる。単結晶引き上げ炉内では、
発生した珪素酸化物がＣＣＭと反応してＳｉＣを生成
し、化学反応によりルツボを消耗させるが、この反応は
高温になるほど早くなるので、熱伝導の低さに起因する
局部高温化がＣＣＭルツボの消耗を早める原因となる。
【００１３】このようにＣＣＭのシリコン単結晶引き上
げ用るつぼは、ルツボ直胴部の熱伝導はヒ−タの熱を効
率的に伝えるために高くする必要がある。しかし、ルツ
ボの底部については、放熱を抑制するために逆に熱伝導
を低くする必要がある。上記のような熱伝導に関する問
題を解決できるＣＣＭ製単結晶引き上げ用ルツボが望ま
れていた。
げ用るつぼは、ルツボ直胴部の熱伝導はヒ−タの熱を効
率的に伝えるために高くする必要がある。しかし、ルツ
ボの底部については、放熱を抑制するために逆に熱伝導
を低くする必要がある。上記のような熱伝導に関する問
題を解決できるＣＣＭ製単結晶引き上げ用ルツボが望ま
れていた。
【００１４】またＣＣＭは基本的に繊維を用いた材料で
あるので、繊維の織り目のポアからＳｉＯ等のガスが侵
入し、ＣＣＭの消耗が素材内部から進行する問題があ
る。
あるので、繊維の織り目のポアからＳｉＯ等のガスが侵
入し、ＣＣＭの消耗が素材内部から進行する問題があ
る。
【００１５】即ち、ＣＣＭは高強度とするために主に炭
素繊維クロスの積層品を用いているが、クロスの織り目
のポアからＳｉＯを始めとする揮発性の珪酸酸化物がＣ
ＣＭ基材内部に侵入し、ＣＣＭの消耗が素材内部から進
行し、ルツボの寿命を短くする要因となる。そこで、Ｃ
ＣＭの優れた高温強度を生かしつつ、ＣＣＭの素材内部
からの消耗をいかに最小限にとどめるかが問題となって
いる。
素繊維クロスの積層品を用いているが、クロスの織り目
のポアからＳｉＯを始めとする揮発性の珪酸酸化物がＣ
ＣＭ基材内部に侵入し、ＣＣＭの消耗が素材内部から進
行し、ルツボの寿命を短くする要因となる。そこで、Ｃ
ＣＭの優れた高温強度を生かしつつ、ＣＣＭの素材内部
からの消耗をいかに最小限にとどめるかが問題となって
いる。
【００１６】
【発明の課題】上記のような問題点に鑑み、本発明者
は、ＣＣＭの単結晶引き上げ用ルツボについて、熱伝導
を効果的に制御し、稼動時のパワ−ロスが少なく、ルツ
ボの消耗を効果的に抑制することができる単結晶引き上
げ用ルツボを提供する。また、またＣＣＭの高温強度に
優れた特性を確保しつつ、内部からの消耗の進行を効果
的に抑制できる単結晶引き上げ用ＣＣＭルツボを提供す
る。
は、ＣＣＭの単結晶引き上げ用ルツボについて、熱伝導
を効果的に制御し、稼動時のパワ−ロスが少なく、ルツ
ボの消耗を効果的に抑制することができる単結晶引き上
げ用ルツボを提供する。また、またＣＣＭの高温強度に
優れた特性を確保しつつ、内部からの消耗の進行を効果
的に抑制できる単結晶引き上げ用ＣＣＭルツボを提供す
る。
【００１７】
【課題解決の手段】上記のような課題を解決するため
に、本発明者が提案するのは、請求項１に記載の発明と
して全体が炭素繊維強化炭素材（ＣＣＭ）からなるシリ
コン単結晶引き上げ用ルツボであって、ルツボ直胴部を
目付けが５５０ｇ／ｍ2以上の炭素繊維クロスからなる
ＣＣＭで構成し、ルツボ底部を目付が２５０〜３５０ｇ
／ｍ2の炭素繊維クロスからなるＣＣＭで構成したシリ
コン単結晶引き上げ用ルツボである。
に、本発明者が提案するのは、請求項１に記載の発明と
して全体が炭素繊維強化炭素材（ＣＣＭ）からなるシリ
コン単結晶引き上げ用ルツボであって、ルツボ直胴部を
目付けが５５０ｇ／ｍ2以上の炭素繊維クロスからなる
ＣＣＭで構成し、ルツボ底部を目付が２５０〜３５０ｇ
／ｍ2の炭素繊維クロスからなるＣＣＭで構成したシリ
コン単結晶引き上げ用ルツボである。
【００１８】また請求項２に記載の発明として全体が炭
素繊維強化炭素材（ＣＣＭ）からなるシリコン単結晶引
き上げ用ルツボであって、ルツボの外側を炭素繊維クロ
ス積層とし、ルツボの内側の少なくとも一部を炭素短繊
維マット積層として一体に密着接合した複層で構成する
ことを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用ルツボであ
る。
素繊維強化炭素材（ＣＣＭ）からなるシリコン単結晶引
き上げ用ルツボであって、ルツボの外側を炭素繊維クロ
ス積層とし、ルツボの内側の少なくとも一部を炭素短繊
維マット積層として一体に密着接合した複層で構成する
ことを特徴とするシリコン単結晶引き上げ用ルツボであ
る。
【００１９】以下に本発明を詳細に説明する。
【００２０】本発明のＣＣＭの炭素繊維にはポリアクリ
ロニトリル系（PAN系）炭素繊維を用いる。
ロニトリル系（PAN系）炭素繊維を用いる。
【００２１】先ず請求項１に記載の発明について、シリ
コン単結晶引き上げ用ルツボは全体がＣＣＭで構成され
ているが、ルツボの直胴部について、平織りクロスの繊
維の織り目の屈曲を大きくし、５５０ｇ／ｍ2以上の高
目付品を用いる。５５０ｇ／ｍ2未満では、ルツボの厚
み方向の熱伝導率が低くなり、不都合である。
コン単結晶引き上げ用ルツボは全体がＣＣＭで構成され
ているが、ルツボの直胴部について、平織りクロスの繊
維の織り目の屈曲を大きくし、５５０ｇ／ｍ2以上の高
目付品を用いる。５５０ｇ／ｍ2未満では、ルツボの厚
み方向の熱伝導率が低くなり、不都合である。
【００２２】前記のようにＣＣＭのルツボは、クロス積
層厚さ方向の熱伝導率が低いので、ヒ−タ−で発生する
熱をＣＣＭルツボに収容した石英ルツボに十分に伝導で
きず、パワ−ロスが大きくなる。また局部的に高温とな
り、珪素酸化物の反応によるルツボの消耗が促進され
る。
層厚さ方向の熱伝導率が低いので、ヒ−タ−で発生する
熱をＣＣＭルツボに収容した石英ルツボに十分に伝導で
きず、パワ−ロスが大きくなる。また局部的に高温とな
り、珪素酸化物の反応によるルツボの消耗が促進され
る。
【００２３】しかし、本発明においては、ルツボの直胴
部について、５５０ｇ／ｍ2以上の高目付のクロスを用
いることにより、熱伝導率を良好にした。
部について、５５０ｇ／ｍ2以上の高目付のクロスを用
いることにより、熱伝導率を良好にした。
【００２４】その結果、石英ルツボへの熱伝導が良好に
なりヒ−タ−稼動時のパワ−ロスも低減化できる。ルツ
ボの局部高温化も生じないので、珪素酸化物の反応によ
るルツボの消耗を効果的に抑制でき、ルツボの寿命延長
にも有効となる。
なりヒ−タ−稼動時のパワ−ロスも低減化できる。ルツ
ボの局部高温化も生じないので、珪素酸化物の反応によ
るルツボの消耗を効果的に抑制でき、ルツボの寿命延長
にも有効となる。
【００２５】一方、ルツボの底部については、目付が２
５０〜３５０ｇ／ｍ2の通常目付クロスを用いる。
５０〜３５０ｇ／ｍ2の通常目付クロスを用いる。
【００２６】ルツボの底部については、前記のように放
熱を抑制する必要があるため、直胴部よりも熱伝導を低
くするため目付の低いクロスを用いる。
熱を抑制する必要があるため、直胴部よりも熱伝導を低
くするため目付の低いクロスを用いる。
【００２７】目付が２５０ｇ／ｍ2未満では、ＣＣＭの
性能が低下し、４５０ｇ／ｍ2を越えると、厚み方向の
断熱性が低下する。
性能が低下し、４５０ｇ／ｍ2を越えると、厚み方向の
断熱性が低下する。
【００２８】このように本発明においては、ルツボの直
胴部を熱伝導の良好な高目付品のＣＣＭで、また底部を
熱伝導が低い通常目付品のＣＣＭで構成することによ
り、稼動時に熱伝導を効果的に制御したＣＣＭ製単結晶
引き上げ用ルツボを提供できる。
胴部を熱伝導の良好な高目付品のＣＣＭで、また底部を
熱伝導が低い通常目付品のＣＣＭで構成することによ
り、稼動時に熱伝導を効果的に制御したＣＣＭ製単結晶
引き上げ用ルツボを提供できる。
【００２９】本発明の単結晶引き上げ用ルツボは以下の
ような方法で製造されるが、これに限定されるものでは
ない。
ような方法で製造されるが、これに限定されるものでは
ない。
【００３０】目付が５５０g／ｍ2以上の高目付炭素繊維
クロス、２５０〜３５０ｇ／ｍ2の通常目付炭素繊維ク
ロスのそれぞれに溶剤で希釈したフェノ−ル樹脂を含浸
し、溶剤を乾燥してプリプレグを得る。
クロス、２５０〜３５０ｇ／ｍ2の通常目付炭素繊維ク
ロスのそれぞれに溶剤で希釈したフェノ−ル樹脂を含浸
し、溶剤を乾燥してプリプレグを得る。
【００３１】次にルツボ型の直胴部には、上記の高目付
品のプリプレグを、底部には通常目付け品のプリプレグ
を貼り付けて積層し、加圧下で加熱硬化する。
品のプリプレグを、底部には通常目付け品のプリプレグ
を貼り付けて積層し、加圧下で加熱硬化する。
【００３２】次いで上記のルツボ成形品を不活性ガス雰
囲気中または真空中で８００℃以上で熱処理し、焼成す
る。
囲気中または真空中で８００℃以上で熱処理し、焼成す
る。
【００３３】焼成後は、必要に応じて、ピッチや熱硬化
性樹脂を含浸し、再焼成し緻密化処理する。緻密化され
たルツボは高純度化処理として、ハロゲンガス雰囲気中
で熱処理し、灰分を２０ｐｐｍ以下にすることが好まし
い。
性樹脂を含浸し、再焼成し緻密化処理する。緻密化され
たルツボは高純度化処理として、ハロゲンガス雰囲気中
で熱処理し、灰分を２０ｐｐｍ以下にすることが好まし
い。
【００３４】上記のようにして、本発明のルツボの直胴
部と底部で熱伝導を効果的に制御可能な単結晶引き上げ
用ルツボが得られる。
部と底部で熱伝導を効果的に制御可能な単結晶引き上げ
用ルツボが得られる。
【００３５】次に請求項２に記載の発明について、ルツ
ボの外側と内側で異種のＣＣＭを用いるのが特徴であ
る。即ち、ルツボの外側を炭素繊維クロス積層して、ル
ツボ内側の少なくとも一部を炭素短繊維マット積層とし
て一体に密着接合した複層で構成するものである。
ボの外側と内側で異種のＣＣＭを用いるのが特徴であ
る。即ち、ルツボの外側を炭素繊維クロス積層して、ル
ツボ内側の少なくとも一部を炭素短繊維マット積層とし
て一体に密着接合した複層で構成するものである。
【００３６】本発明者は、前記のようにＣＣＭの繊維の
織り目のポアからＳｉＯ等のガスが侵入し、ＣＣＭの素
材内部から消耗が進行するのを抑制するために、短繊維
を抄紙して得られたマットがポアが少なく、通気率の低
い緻密な材料で、有効であるとの知見を得た。
織り目のポアからＳｉＯ等のガスが侵入し、ＣＣＭの素
材内部から消耗が進行するのを抑制するために、短繊維
を抄紙して得られたマットがポアが少なく、通気率の低
い緻密な材料で、有効であるとの知見を得た。
【００３７】そこで、ルツボの内側を短繊維マットで構
成して、内側からの消耗を効果的に抑制すると同時に、
外側を強度に優れたクロス積層品で構成することによ
り、高強度を確保した。これにより耐久性に優れた長寿
命のＣＣＭルツボを得ることができる。
成して、内側からの消耗を効果的に抑制すると同時に、
外側を強度に優れたクロス積層品で構成することによ
り、高強度を確保した。これにより耐久性に優れた長寿
命のＣＣＭルツボを得ることができる。
【００３８】本発明のＣＣＭルツボの製造方法は、以下
の通りだが、これに限定されない。炭素繊維としては、
ポリアクリロニトリル系炭素繊維を用いる。プリプレグ
として炭素繊維平織クロス、短繊維マットを用意し、共
に溶剤で希釈したフェノ−ル樹脂を含浸し、溶剤を乾燥
する。
の通りだが、これに限定されない。炭素繊維としては、
ポリアクリロニトリル系炭素繊維を用いる。プリプレグ
として炭素繊維平織クロス、短繊維マットを用意し、共
に溶剤で希釈したフェノ−ル樹脂を含浸し、溶剤を乾燥
する。
【００３９】上記のプリプレグを適当な大きさに切断
し、ルツボ型に貼り付けて積層し、加圧下で加熱成形す
るが積層の際には、ルツボの外側に平織クロスが、内側
に短繊維マットがくるようにする。
し、ルツボ型に貼り付けて積層し、加圧下で加熱成形す
るが積層の際には、ルツボの外側に平織クロスが、内側
に短繊維マットがくるようにする。
【００４０】次にルツボ成形品を不活性ガス雰囲気中ま
たは真空中で８００℃で焼成する。さらに必要に応じ
て、ピッチや熱硬化性樹脂を含浸し、再焼成し緻密化す
る。緻密化後は、ハロゲンガス雰囲気中で熱処理し、灰
分を２０ＰＰＭ以下にすることが好ましい。
たは真空中で８００℃で焼成する。さらに必要に応じ
て、ピッチや熱硬化性樹脂を含浸し、再焼成し緻密化す
る。緻密化後は、ハロゲンガス雰囲気中で熱処理し、灰
分を２０ＰＰＭ以下にすることが好ましい。
【００４１】
【発明の効果】本発明によると、シリコン単結晶引き上
げ用ＣＣＭルツボについて、ルツボの直胴部と底部で異
なる目付の炭素繊維クロスのＣＣＭを用いることにより
熱伝導を効果的に制御し、装置の稼動時のパワ−ロスを
低減し、ルツボの寿命延長にもすぐれた効果のあるＣＣ
Ｍルツボを提供できる。
げ用ＣＣＭルツボについて、ルツボの直胴部と底部で異
なる目付の炭素繊維クロスのＣＣＭを用いることにより
熱伝導を効果的に制御し、装置の稼動時のパワ−ロスを
低減し、ルツボの寿命延長にもすぐれた効果のあるＣＣ
Ｍルツボを提供できる。
【００４２】またルツボの内側をガス通気率の低い、短
繊維を抄紙したマット積層のＣＣＭで構成することによ
り、ＳｉＯを始めとする揮発性の珪素酸化物ガスによる
内部からの消耗を効果的に抑制すると同時にルツボ外側
を炭素繊維クロス積層品で構成し、高温強度を確保す
る。
繊維を抄紙したマット積層のＣＣＭで構成することによ
り、ＳｉＯを始めとする揮発性の珪素酸化物ガスによる
内部からの消耗を効果的に抑制すると同時にルツボ外側
を炭素繊維クロス積層品で構成し、高温強度を確保す
る。
【００４３】上記のような本発明のシリコン単結晶引き
上げ用ＣＣＭルツボは、耐久性に優れ、長期間にわたり
繰り返し使用できるもので工業上有用である。
上げ用ＣＣＭルツボは、耐久性に優れ、長期間にわたり
繰り返し使用できるもので工業上有用である。
【００４４】
【実施例１】市販のポリアクリロニトリル系炭素繊維か
ら、目付が６５０ｇ／ｍ2の高目付の平織クロスと４０
０ｇ／ｍ2の通常目付のクロスを製繊し、それぞれにメ
タノ−ルで希釈した市販のフェノ−ル樹脂を含浸し、溶
剤を乾燥してプリプレグを得た。これをルツボ型の直胴
部には、高目付クロスのプリプレグを、底部には通常目
付クロスのプリプレグを貼り付けて積層し、オ−トクレ
−ブ中、加圧下、１８０℃で成型し、ルツボ成型品を得
た。
ら、目付が６５０ｇ／ｍ2の高目付の平織クロスと４０
０ｇ／ｍ2の通常目付のクロスを製繊し、それぞれにメ
タノ−ルで希釈した市販のフェノ−ル樹脂を含浸し、溶
剤を乾燥してプリプレグを得た。これをルツボ型の直胴
部には、高目付クロスのプリプレグを、底部には通常目
付クロスのプリプレグを貼り付けて積層し、オ−トクレ
−ブ中、加圧下、１８０℃で成型し、ルツボ成型品を得
た。
【００４５】これを窒素ガス雰囲気中、８００℃で焼成
した後、ピッチ含浸と８００℃での焼成を繰り返し、更
に,ハロゲンガス雰囲気中で高純度化処理し、シリコン
単結晶引き上げ用ＣＣＭルツボを得た。ルツボ直胴部の
熱伝導率は、面方向で２０Ｗ／ｍｋ、厚み方向で１０Ｗ
／ｍｋであり、ルツボ底部の面方向は２５Ｗ／ｍｋ、厚
み方向は３Ｗ／ｍｋであった。
した後、ピッチ含浸と８００℃での焼成を繰り返し、更
に,ハロゲンガス雰囲気中で高純度化処理し、シリコン
単結晶引き上げ用ＣＣＭルツボを得た。ルツボ直胴部の
熱伝導率は、面方向で２０Ｗ／ｍｋ、厚み方向で１０Ｗ
／ｍｋであり、ルツボ底部の面方向は２５Ｗ／ｍｋ、厚
み方向は３Ｗ／ｍｋであった。
【００４６】
【実施例２】市販のＰＡＮ系炭素繊維から製織した平織
クロスと短繊維のマットにメタノ−ルで希釈した市販の
フェノ−ル樹脂を含浸し、溶剤を乾燥してそれぞれのプ
リプレグを得た。これらをルツボ形状に加工したカ−ボ
ン型の表面に貼り付ける際にルツボの内側に短繊維マッ
トのプリプレグを、外側に平織クロスのプリプレグを積
層し、オ−トクレ−ブ中加圧下、１８０℃で成形し、ル
ツボ成形品を得た。
クロスと短繊維のマットにメタノ−ルで希釈した市販の
フェノ−ル樹脂を含浸し、溶剤を乾燥してそれぞれのプ
リプレグを得た。これらをルツボ形状に加工したカ−ボ
ン型の表面に貼り付ける際にルツボの内側に短繊維マッ
トのプリプレグを、外側に平織クロスのプリプレグを積
層し、オ−トクレ−ブ中加圧下、１８０℃で成形し、ル
ツボ成形品を得た。
【００４７】これを窒素ガス雰囲気中、８００℃で焼成
し、ピッチ含浸と８００℃焼成を３回繰り返し、更に純
化してシリコン単結晶引き上げ用ルツボを得た最終製品
のかさ比重は１．６１、引っ張り強度は２０ｋｇ／ｍｍ
2、灰分は８ｐｐｍであった。
し、ピッチ含浸と８００℃焼成を３回繰り返し、更に純
化してシリコン単結晶引き上げ用ルツボを得た最終製品
のかさ比重は１．６１、引っ張り強度は２０ｋｇ／ｍｍ
2、灰分は８ｐｐｍであった。
【００４８】これを１５５０℃−５ｈｒ−３０ｔｏｒ
ｒ、アルゴンガス気流でＳｉＯと反応させ、その断面を
偏光顕微鏡で観察した。その結果、生成した珪化層の厚
みは、平均３０μｍであった。
ｒ、アルゴンガス気流でＳｉＯと反応させ、その断面を
偏光顕微鏡で観察した。その結果、生成した珪化層の厚
みは、平均３０μｍであった。
【００４９】
【比較例１】実施例２における成型時の積層を平織りク
ロスのみとする以外はすべて実施例２と同様にしてクロ
ス積層品単独からなるＣＣＭルツボを得た。上記のＣＣ
Ｍルツボのかさ比重は、１．６０、引っ張り強度は２０
ｋｇ／ｍｍ 2、灰分は８ｐｐｍであった。これを実施例
２と同様にしてＳｉＯと反応させ、生成した珪化層の厚
みを調べた。その結果、２００μｍの珪化層の生成を確
認した。
ロスのみとする以外はすべて実施例２と同様にしてクロ
ス積層品単独からなるＣＣＭルツボを得た。上記のＣＣ
Ｍルツボのかさ比重は、１．６０、引っ張り強度は２０
ｋｇ／ｍｍ 2、灰分は８ｐｐｍであった。これを実施例
２と同様にしてＳｉＯと反応させ、生成した珪化層の厚
みを調べた。その結果、２００μｍの珪化層の生成を確
認した。
Claims (2)
- 【請求項１】 全体が炭素繊維強化炭素材（以下ＣＣ
Ｍ）からなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボであっ
て、ルツボ直胴部を目付が５５０ｇ／ｍ2以上の炭素繊
維クロスからなるＣＣＭで構成し、ルツボ底部を目付が
２５０〜３５０ｇ／ｍ2の炭素繊維クロスからなるＣＣ
Ｍで構成することを特徴とするシリコン単結晶引き上げ
用ルツボ。 - 【請求項２】 全体が炭素繊維強化炭素材（以下ＣＣ
Ｍ）からなるシリコン単結晶引き上げ用ルツボであっ
て、ルツボの外側を炭素繊維クロス積層とし、ルツボの
内側の少なくとも一部を炭素短繊維マット積層として一
体に密着接合した複層で構成することを特徴とするシリ
コン単結晶引き上げ用ルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176330A JP2001354493A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | シリコン単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176330A JP2001354493A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | シリコン単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001354493A true JP2001354493A (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=18678064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000176330A Withdrawn JP2001354493A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | シリコン単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001354493A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114197060A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-03-18 | 上海康碳复合材料科技有限公司 | 一种碳碳复合材料整体埚托、直筒埚邦及其制备方法 |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000176330A patent/JP2001354493A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114197060A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-03-18 | 上海康碳复合材料科技有限公司 | 一种碳碳复合材料整体埚托、直筒埚邦及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070904 |