JP2008169106A - ドープされた上壁部を有するルツボ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融ガラスルツボは、ルツボ22の最上面及び最外面を画定するアルミニウムでドープされたシリカ34のカラーを含む。ルツボ内の溶融シリコンの表面を画定するメルトラインは、ほぼカラーの下端にあるか、又はカラーよりもわずかに上方に位置することができる。カラーの結晶化によりカラーが硬質化し、したがって、メルトラインの上方のルツボの残りの結晶化されていない部分を支持する。メルトラインはまた、特に融液がプロセスの初期の段階で引き出される、すなわち注がれる場合にカラーの下端よりも下方にあることができる。カラー及び融液がほとんど重ならないか又は全く重ならないため、或いは長くは重ならないため、アルミニウムでドープされたカラーが融液からの熱によって損傷しない。
【選択図】図1
Description
ルツボ50と同様のルツボが、高さが400mm、内径が270mm、及び肉厚が10mmを有するように形成された。この実施例では、ルツボは100ppmのアルミニウムでドープされて、リム52から下方に150mm延びるカラー36と同様のカラーを形成した。カラーは厚さが1.4mmであり、図に示すようにルツボの最外面及び最上面を画定する。120kgの金属シリコンの充填物が充填され、120時間の間ルツボ内で問題なく保持された。
ルツボ50と同様のルツボが、高さが400mm、内径が270mm、及び肉厚が10mmを有するように形成された。実施例Bでは、ルツボは500ppmのアルミニウムでドープされ、リム52から下方に50mm延びるカラー36と同様のカラーを形成した。カラーは厚さが1.6mmであり、図に示すようにルツボの最外面及び最上面を画定する。120kgの金属シリコンの充填物が充填され、120時間の間ルツボ内で問題なく保持された。
ルツボ50と同様のルツボが、高さが400mm、内径が270mm、及び肉厚が10mmを有するように形成された。この実施例では、ルツボは100ppmのアルミニウムでドープされ、リム52から下方に310mm延びるカラー36と同様のカラーを形成した。当該カラーは、実質的にルツボのほぼ直立の外壁の全てであった。カラーは、図に示すようにルツボの最外面及び最上面を画定する。120kgの金属シリコンの充填物がルツボ内に充填された。この実施例では、融液は実質的にカラーと重なる。言い換えると、メルトラインは実質的にカラーの下縁部の上方にあった。融液を50時間保持した後、ルツボはほぼ直立の壁部分とほぼ水平の底部との間に亀裂を生じた。この亀裂は、ドープされた、つまり結晶化されたカラーに近接している融液に起因する。
Claims (26)
- 溶融ガラスルツボを製造する方法であって、
前記ルツボの底部を形成するほぼ水平の面、及び該ルツボの壁部分を形成するほぼ直立の面を有するルツボモールドを回転させること、
ドープされたシリカ粒子を前記回転するルツボモールドの前記直立の面の上部に堆積すること、
バルクシリカ粒子を前記直立の面の下部及び前記ドープされたシリカ粒子上に堆積すること、
前記バルクシリカ粒子を前記モールドの前記ほぼ水平の面に堆積して前記ルツボの底部を形成すること、及び
前記粒子のほぼ全てを溶融すること、
を含む、溶融ガラスルツボを製造する方法。 - 前記バルクシリカ粒子が前記ドープされたシリカ粒子の上方の前記直立の面に堆積するのを防ぐことをさらに含む、請求項1に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記直立の面の上部に前記ドープされたシリカ粒子を堆積することは、アルミニウムでドープされたシリカ粒子を堆積することを含む、請求項1に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記アルミニウムでドープされたシリカ粒子を堆積することは、約85ppm〜500ppmのアルミニウムでドープされたシリカ粒子を堆積することを含む、請求項3に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記溶融ガラスルツボの最上部を切り取ることをさらに含み、かつ前記回転するルツボモールドの前記直立の面の上部に前記ドープされたシリカを堆積することは、該直立の面上に該ドープされたシリカ粒子を堆積することであって、それによって、前記ルツボのリムから前記ルツボの壁部分の約2/3を超えるレベルまで下方へ延びる、前記切り取られたルツボのドープされた外層を形成することを含む、請求項1に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記切り取られたルツボの前記ドープされた外層は、前記ルツボのリムから前記ルツボの壁部分の約1/3のレベルまで下方へ延びる、請求項5に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記溶融ガラスルツボの最上部を切り取ることをさらに含み、かつ前記回転するルツボモールドの前記直立の面の上部に前記ドープされたシリカ粒子を堆積することは、該直立の面上に該ドープされたシリカ粒子を堆積することであって、それによって、前記ルツボのリムから前記ルツボの壁部分を下方へ約50mm延びかつ前記切り取られたルツボのドープされた外層を形成することを含む、請求項1に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記回転するルツボモールドの前記直立の面の上部に前記ドープされたシリカ粒子を堆積することは、該ドープされたシリカ粒子を約0.7mm〜2.0mmの深さまで堆積することを含む、請求項1に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記ルツボは、溶融シリコンの上面と該ルツボの壁部分とが接触する部分によって画定されるメルトラインのレベルまで溶融シリコンを保持するのに使用され、前記方法は、
前記溶融ガラスルツボの最上部を切り取ること
をさらに含み、前記回転するルツボモールドの前記直立の面の上部に前記ドープされたシリカ粒子を堆積することは、該直立の面上に該ドープされたシリカ粒子を堆積することであって、それによって、前記切り取られたルツボのリムから実質的に前記メルトラインまで前記ルツボの壁部分を下方に延びる、前記ルツボ上のドープされた外層を形成することを含む、請求項1に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。 - 前記切り取られたルツボ上の前記ドープされた外層は、前記ルツボのリムから前記メルトラインのわずかに下のレベルまで前記ルツボの壁部分を下方へ延びる、請求項9に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記切り取られたルツボの前記ドープされた外層は、前記ルツボのリムから前記メルトラインから前記ルツボの高さの約5%未満のレベルまで前記ルツボの壁部分を下方へ延びる、請求項10に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記切り取られたルツボの前記ドープされた外層は、前記ルツボのリムから前記メルトラインのわずかに上のレベルまで前記ルツボの壁部分を下方へ延びる、請求項9に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 溶融ガラスルツボを製造する方法であって、
ドープされたシリカ粒子の層を堆積することであって、それによって、ルツボ壁の上部の外側部分を画定するカラーを形成すること、
前記カラー上にバルクシリカ粒子の層を堆積することであって、それによって、前記ルツボ壁の残りの部分を形成すること、
前記バルクシリカ粒子の層を堆積することであって、それによって、前記ルツボの底部を形成すること、及び
前記シリカ粒子のほぼ全てを溶融すること
を含む、溶融ガラスルツボを製造する方法。 - 前記ルツボ壁の前記上部の外側部分を画定する前記カラーを形成するように前記ドープされたシリカ粒子の層を堆積することが、前記ルツボ壁の最外部を形成するように該ドープされたシリカ粒子の層を堆積することを含む、請求項13に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記ルツボ壁の上部の外側部分を画定する前記カラーを形成するように前記ドープされたシリカ粒子の層を堆積することが、前記ルツボ壁の最上部を形成するように該ドープされたシリカ粒子の層を堆積することを含む、請求項14に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 前記ルツボが使用される際に、CZ法の初期段階において結晶化を促進するドーパントを用いて前記ドープされたシリカ粒子をドープすることをさらに含む、請求項13に記載の溶融ガラスルツボを製造する方法。
- 溶融ガラスルツボであって、
溶融バルクシリカ粒子から形成されるほぼ直立の、実質的に円筒形のつるぼ壁と、
前記溶融バルクシリカ粒子から形成されるほぼ水平のルツボの底部であって、前記ルツボ壁の下端と接合される、ほぼ水平のルツボの底部と、
前記壁に含まれる、ドープされた溶融シリカ粒子から形成されるほぼ円筒形のカラーであって、該壁の上部に位置する、ほぼ円筒形のカラーと、
前記ドープされたシリカ粒子がない、前記カラーと前記底部との間に延びる前記壁の下側部分と、
を有する、溶融ガラスルツボ。 - 前記カラーは前記壁の最外部に含まれる、請求項17に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記カラーは前記壁の最上部に含まれる、請求項18に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記カラーは約50mmの高さを有する、請求項19に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記カラーは前記ルツボのリムから下方へ前記壁の約2/3を延びる、請求項17に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記カラーは前記ルツボの前記リムから下方へ前記壁の約1/3を延びる、請求項17に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記ドープされたシリカ粒子は、アルミニウムでドープされたシリカ粒子を含む、請求項17に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記ドープされたシリカ粒子は、約85ppm〜500ppmの範囲のアルミニウムでドープされる、請求項23に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記カラーは約0.7mm〜約2.0mmの半径方向深さを有する、請求項17に記載の溶融ガラスルツボ。
- 前記カラーは約50mmの高さを有する、請求項25に記載の溶融ガラスルツボ。
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