JP4941405B2 - Method for removing aluminum oxide from crucible inner surface and crucible regeneration method - Google Patents
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Description
本発明は、るつぼ内で凝固して当該るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムの除去方法、及び、るつぼ再生方法に関する。 The present invention relates to a method for removing aluminum oxide solidified in a crucible and adhering to the inner surface of the crucible, and a method for regenerating a crucible.
るつぼに収容された原料の融液から単結晶を製造する方法として、Nacken法、キャピラリー法、Czochralski法、Kyropoulos法などが知られている。これらの方法で単結晶の育成を行う場合、るつぼに投入した原料のすべてを単結晶として取り出すことはできず、原料の融液の一部がるつぼ内に残存することとなる。この残りの融液(残メルト)を再利用するため、新たな固体原料を追加して結晶育成を再度行う場合がある。 As a method for producing a single crystal from a raw material melt contained in a crucible, a Nacken method, a capillary method, a Czochralski method, a Kyropoulos method and the like are known. When a single crystal is grown by these methods, not all of the raw material charged into the crucible can be taken out as a single crystal, and a part of the raw material melt remains in the crucible. In order to reuse the remaining melt (residual melt), a new solid raw material may be added and crystal growth may be performed again.
しかし、残りの融液に固体原料を追加して結晶育成を繰り返し行うと、るつぼからの析出物や原料中の不純物等によって汚染が進み、るつぼ内の融液が原料として不適なものとなる。そのような場合は、残りの融液が凝固してなる固体物質をるつぼ内面から取り除く作業を行う必要がある。 However, when a solid raw material is added to the remaining melt and crystal growth is repeated, contamination progresses due to precipitates from the crucible, impurities in the raw material, etc., and the melt in the crucible becomes unsuitable as a raw material. In such a case, it is necessary to perform an operation for removing the solid material formed by solidification of the remaining melt from the inner surface of the crucible.
るつぼ内で融液が凝固すると、るつぼ内面に固体物質が強固に付着するため、この固体物質を十分に取り除くのは、なかなか困難な作業である。例えば、電動ドリルなどを用いて、るつぼ内面に固着した固体物質を取り除こうとした場合、固体物質の固着状態にもよるが、るつぼに強い衝撃が加わり、るつぼにひび割れや破断、貫通といった損傷を与えてしまうおそれがある。 When the melt is solidified in the crucible, the solid substance firmly adheres to the inner surface of the crucible. Therefore, it is very difficult to remove the solid substance sufficiently. For example, if an electric drill is used to remove the solid material adhered to the inner surface of the crucible, depending on the solid state of the solid material, a strong impact is applied to the crucible, causing damage such as cracking, breaking, and penetration. There is a risk that.
上記のような物理的な除去方法以外に、熱処理や化学的処理などによって、るつぼ内面に固着した固体物質を除去する方法が検討されている。例えば、下記特許文献1には、イリジウム製るつぼを上下逆さにした状態で加熱し、付着物を融解流出させた後、るつぼをリン酸液で処理する方法が記載されている。また、下記特許文献2,3には、石英製るつぼに対して熱処理又は化学的処理を施すことによって、付着物を除去する方法が記載されている。
ところで、上述の単結晶の育成方法にあっては、るつぼとして高い耐熱性を有する材料からなるものが一般に使用され、例えば、タングステン(融点:3407℃)、モリブデン(融点:2617℃)、白金(融点:1772℃)又はイリジウム(融点:2410℃)などからなるものが使用される。これらの金属材料からなるるつぼは、加工性に劣るものであったり材料自体が高価であったりするものが多い。そのため、るつぼが破損してしまうと、その再生処理には多大な労力及びコストを要する。したがって、なるべく数多くの回数繰り返し利用できるように、るつぼに固着した固体物質を十分且つ効率的に取り除ける手法が望まれていた。 By the way, in the above-described method for growing a single crystal, a crucible made of a material having high heat resistance is generally used. For example, tungsten (melting point: 3407 ° C.), molybdenum (melting point: 2617 ° C.), platinum ( Melting point: 1772 ° C.) or iridium (melting point: 2410 ° C.) is used. Many crucibles made of these metal materials are inferior in workability or expensive in themselves. For this reason, if the crucible is damaged, the regeneration process requires a great deal of labor and cost. Therefore, there has been a demand for a method capable of sufficiently and efficiently removing the solid substance fixed to the crucible so that it can be repeatedly used as many times as possible.
上記特許文献1に記載の方法のように、るつぼの上下を逆さの状態にして加熱し、単に固体物質を溶かして流出させる方法では、固体物質の融点よりも十分に高い温度にまで、るつぼを加熱する必要がある。こうすることにより、融液の粘度が十分に低下し、るつぼ底面や内側面における固体物質の残存量の低減化が期待できる。しかしながら、るつぼ全体を均一に加熱することは困難であり、るつぼを過度に高い温度にまで加熱すると、るつぼが劣化するおそれがある。場合によっては、るつぼが局所的に過熱され、融解してしまうこともある。
In the method of heating the crucible upside down as in the method described in
また、リン酸液やフッ酸液などの薬品を用いた化学的な除去方法にあっては、固着した固体物質の種類や量によるが、一般に処理速度が遅く、除去処理に多大な時間がかかるという問題がある。 In addition, in chemical removal methods using chemicals such as phosphoric acid solution and hydrofluoric acid solution, depending on the type and amount of the solid substance that is fixed, the treatment speed is generally slow and the removal treatment takes a lot of time. There is a problem.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、るつぼ内で凝固して当該るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムを十分且つ効率的に取り除くことが可能な方法及びこれを用いたるつぼ再生方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a method capable of sufficiently and efficiently removing aluminum oxide solidified in a crucible and adhering to the inner surface of the crucible, and a crucible regeneration method using the same The purpose is to provide.
本発明者らも、これまで電動ドリルなどの工具を使用し、るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムなどの固体物質を取り除く作業を行っていた。しかし、作業効率が著しく低く、また、融液の膨張又は収縮により、図1に示すように、るつぼが著しく変形した場合には、るつぼの内面において工具が届かない領域ができ、固体物質Sを十分に取り除くことができなかった。図1に図示されたるつぼ20は、原料の溶融に使用されるイリジウム製るつぼ(開口内径105mm)であり、図1(a),(b)は、使用される前、及び、単結晶育成に使用された後をそれぞれ示す。
The present inventors have also used a tool such as an electric drill to remove solid substances such as aluminum oxide adhering to the inner surface of the crucible. However, the working efficiency is remarkably low, and when the crucible is significantly deformed as shown in FIG. 1 due to the expansion or contraction of the melt, an area where the tool does not reach is formed on the inner surface of the crucible. It could not be removed sufficiently. The
そこで、本発明者らは、るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムを効率的に取り除く方法について鋭意検討を重ねた。その結果、当該るつぼ内に酸化カルシウムを投入し、酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを融解させることにより、酸化アルミニウムを変質させることがその除去処理に極めて有効であることを見出し、下記の本発明を完成させた。 Therefore, the present inventors have made extensive studies on a method for efficiently removing aluminum oxide adhering to the inner surface of the crucible. As a result, it was found that altering aluminum oxide by introducing calcium oxide into the crucible and melting aluminum oxide and calcium oxide is extremely effective for the removal treatment, and the following invention was completed. It was.
すなわち、本発明は、るつぼ内で凝固して当該るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムの除去方法であって、上記るつぼ内に酸化カルシウムを供給する供給工程と、上記るつぼを加熱して当該るつぼ内の酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを融解させた後、冷却して当該るつぼ内に混合固体を得る熱処理工程と、機械的処理もしくは化学的処理、又はこれらの両方の処理によって、上記るつぼ内の混合固体を取り除く除去工程とを備える方法を提供する。 That is, the present invention is a method for removing aluminum oxide that has solidified in a crucible and adhered to the inner surface of the crucible, the supplying step of supplying calcium oxide into the crucible, and heating the crucible into the crucible. After the aluminum oxide and calcium oxide are melted, the mixed solid in the crucible is cooled by a heat treatment step to obtain a mixed solid in the crucible and a mechanical treatment or a chemical treatment, or both treatments. A removal step is provided.
本発明に係る上記方法によれば、るつぼ内に酸化カルシウムを供給し、酸化アルミニウムと酸化カルシウムとが接した状態で昇温することで、両者が接している部分から反応が進行し、酸化アルミニウムの融点よりも低い温度で融解する。酸化カルシウムを供給せず、酸化アルミニウムのみが収容されたるつぼを加熱する場合と比較し、上記の通り、融点が低温化するため、加熱処理の設定温度とるつぼの融点との差を大きくすることができる。その結果、るつぼが過熱されて損傷を受けることを十分に抑制できる。 According to the above method of the present invention, calcium oxide is supplied into the crucible, and the temperature is raised in a state where the aluminum oxide and the calcium oxide are in contact with each other, so that the reaction proceeds from the portion where both are in contact, and the aluminum oxide Melts at a temperature lower than the melting point of. Compared to heating a crucible containing only aluminum oxide without supplying calcium oxide, the melting point is lowered as described above, so the difference between the melting temperature of the crucible and the set temperature of the heat treatment should be increased. Can do. As a result, it can fully suppress that a crucible is overheated and damaged.
酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含有する混合固体は、発明者らの試験によると、酸化カルシウムを含有しないものと比較し、機械的強度が著しく低下しているため、工具などを使った機械的処理によって容易に取り除くことができる。また、当該混合固体は、酸化カルシウムを含有しないものと比較し、化学的処理によるエッチング速度が10〜100倍程度早いため、化学的処理によっても効率的に取り除くことができる。更に、機械的処理及び化学的処理を併用することで、るつぼ内の混合固体をより一層十分且つ効率的に取り除くことができる。 According to the test conducted by the inventors, the mixed solid containing aluminum oxide and calcium oxide has a significantly lower mechanical strength than that containing no calcium oxide. Can be easily removed. Moreover, since the mixed solid has an etching rate of about 10 to 100 times faster by chemical treatment than that containing no calcium oxide, it can be efficiently removed by chemical treatment. Furthermore, by using a combination of mechanical treatment and chemical treatment, the mixed solid in the crucible can be more sufficiently and efficiently removed.
また、本発明は、使用済みのるつぼを再生するためのるつぼ再生方法であって、るつぼ内で凝固して当該るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムを、本発明に係る上記除去方法によって除去する工程を備える、るつぼ再生方法を提供する。 The present invention is also a crucible recycling method for recycling used crucibles, the step of removing the aluminum oxide solidified in the crucible and adhering to the inner surface of the crucible by the above removal method according to the present invention. A crucible reproduction method is provided.
上記るつぼ再生方法は、本発明に係る上記除去方法を行う工程を有するため、効率的に酸化アルミニウムの除去処理を行うことができる。また、酸化アルミニウムを十分に取り除くことができるため、るつぼを再利用可能な状態にまで再生できる。 Since the said crucible reproduction | regeneration method has the process of performing the said removal method based on this invention, the removal process of aluminum oxide can be performed efficiently. Further, since the aluminum oxide can be sufficiently removed, the crucible can be regenerated to a reusable state.
本発明によれば、るつぼ内で凝固して当該るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムを十分且つ効率的に取り除くことが可能な方法及びこれを用いたるつぼ再生方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method which can fully and efficiently remove the aluminum oxide which solidified in the crucible and adhered to the inner surface of the said crucible, and a crucible reproduction | regeneration method using the same are provided.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ここでは、チョクラルスキー法によって単結晶育成を行った後のるつぼについて、単結晶製造装置の加熱炉を使用して再生処理を行う場合を例示する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. Here, a case where the crucible after the single crystal growth by the Czochralski method is subjected to the regeneration process using the heating furnace of the single crystal manufacturing apparatus is illustrated.
図2はチョクラルスキー法に基づく単結晶育成に使用される装置の基本構成の一例を示す模式断面図である。同図は、単結晶1を棒12で引き上げ、インゴットの直胴部を形成している状態を示したものである。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a basic configuration of an apparatus used for single crystal growth based on the Czochralski method. This figure shows a state in which the
(単結晶製造装置)
図2に示す単結晶製造装置10は、高周波誘導加熱炉14を有している。この高周波誘導加熱炉14は耐火性を有する側壁が筒状の有底容器である。この高周波誘導加熱炉14の底部の該側面には高周波誘導コイル15が巻回されている。そして、高周波誘導加熱炉14の内部の底面上には、るつぼ20(例えば、イリジウム製るつぼ)が配置されている。このるつぼ20は、高周波誘導加熱ヒータを兼ねている。そして、るつぼ20内に、サファイア単結晶1の原料をなす酸化アルミニウムを投入し、高周波誘導コイル15に高周波誘導をかけると、るつぼ20が加熱され、酸化アルミニウム融液18が得られる。
(Single crystal manufacturing equipment)
A single
高周波誘導加熱炉14の底部中央には、高周波誘導加熱炉14の内部から外部へ貫通する開口部(図示せず)が設けられている。そして、この開口部を通じて、高周波誘導加熱炉14の外部からるつぼ支持棒16が挿入されており、るつぼ支持棒16の先端はるつぼ20の底部に接続されている。このるつぼ支持棒16を回転させることにより、高周波誘導加熱炉14内において、るつぼ20を回転させることができる。開口部とるつぼ支持棒16との間には、パッキンなどによりシールされている。
In the center of the bottom of the high frequency
(るつぼ内で凝固した酸化アルミニウムの除去方法)
サファイア単結晶の製造が終了し、高周波誘導加熱炉14からるつぼ20を取り出すと、るつぼ20の内面には、残りの酸化アルミニウム融液18が凝固してなる固体物質S(以下、場合により「除去対象物質S」という。)が固着している。育成条件等によっては、図1(b)に示すように、るつぼ20は著しく変形していることもある。
(Method of removing aluminum oxide solidified in the crucible)
When the production of the sapphire single crystal is completed and the
るつぼ20の内面に固着した除去対象物質Sを除去するため、本実施形態においては、除去対象物質Sとともに当該除去対象物質Sの融点よりも低い温度で液相を形成する酸化カルシウムを使用する(図3に示す相図を参照)。酸化カルシウムを使用する理由は、上記の通り、酸化カルシウムが酸化アルミニウムの融点を低くする作用を有することに加え、酸化アルミニウムに酸化カルシウムを含有せしめることで、酸化アルミニウム単独の固化物と比較し、機械的強度及び耐薬品性が低い混合固体が得られるためである。
In order to remove the removal target substance S adhered to the inner surface of the
主成分として酸化アルミニウムを含有する除去対象物質Sの除去処理は、るつぼ20内に酸化カルシウムを供給する供給工程と、るつぼ20を加熱してるつぼ20内の除去対象物質S及び酸化カルシウムを融解させた後、冷却してるつぼ20内にこれらの混合固体を得る熱処理工程と、機械的処理及び/又は化学的処理によって、るつぼ20内の上記混合固体を取り除く除去工程とを実施することによってなされる。
The removal process of the removal target substance S containing aluminum oxide as a main component includes a supply process of supplying calcium oxide into the
供給工程は、除去対象物質Sと酸化カルシウムとが接するように、るつぼ20内に酸化カルシウムを供給する工程である。熱処理工程における温度条件を低くする観点から、供給工程においては、るつぼ20内の酸化アルミニウム及び酸化カルシウムのモル比率がこれらの共融点におけるモル比率となるように、所定量の酸化カルシウムを供給することが好ましい。
The supplying step is a step of supplying calcium oxide into the
除去対象物質S及び酸化カルシウムは、両者の接点において反応し融解していくため、酸化カルシウムは接触面積が大きい粉末状又は予め融解させた液状のものが好ましい。なお、酸化カルシウムは吸水性を有し、比較的不安定な物質であるため、るつぼ20内に実際に投入する物質としては、炭酸カルシウムを採用することが好ましい。炭酸カルシウムは、900℃程度に加熱されると、酸化カルシウムと二酸化炭素とに分解する。
Since the removal target substance S and calcium oxide react and melt at the contact points between them, the calcium oxide is preferably in the form of a powder having a large contact area or a liquid melted in advance. In addition, since calcium oxide has a water absorption property and is a relatively unstable substance, it is preferable to employ calcium carbonate as a substance that is actually put into the
熱処理工程は、るつぼ20内に酸化アルミニウム及び酸化カルシウムを含有する混合固体を得る工程である。この熱処理工程においては、除去対象物質Sと酸化カルシウムとの混合物の融点以上となるように加熱炉14の出力を調整する。加熱温度は、除去対象物質Sの融点以下であることが好ましい。加熱温度が除去対象物質Sの融点を超えると、るつぼ20がイリジウムの融点付近又はこれを超える温度にまで局所的に過熱されるおそれがあり、このような事態に至らないとしても、るつぼ20が熱の影響によって劣化する傾向がある。熱処理工程における加熱は、金属製のるつぼが酸化によって劣化するのを防止するため、不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましく、当該雰囲気の酸素濃度は5体積%以下であることが好ましく、1体積%以下であることがより好ましい。
The heat treatment step is a step of obtaining a mixed solid containing aluminum oxide and calcium oxide in the
除去工程は、るつぼ20内の上記混合固体を取り除く工程である。本実施形態においては、熱処理工程後、冷却されたるつぼ20に対して機械的処理及び/又は化学的処理を施すことで、るつぼ20内の混合固体を取り除く。混合固体の機械的強度や耐薬品性にもよるが、まず、電動ドリルなどの工具を用いた機械的処理によって混合固体を概ね取り除いた後、化学的処理によって残存する混合固体を更に取り除くことが好ましい。
The removing step is a step of removing the mixed solid in the
化学的処理法の具体例としては、るつぼ20を150〜350℃のリン酸や20℃以下のフッ酸に、10〜100分程度浸す方法を例示できる。酸化カルシウムを含有する混合固体は、除去対象物質S単独の場合と比較し、エッチング速度が10〜100倍程度早いため、化学的処理によって容易に除去される。
Specific examples of the chemical treatment method include a method of immersing the
本実施形態に係る酸化アルミニウムの除去方法によれば、酸化カルシウムの作用により、酸化アルミニウムの機械的強度及び耐薬品性を低下させることができ、るつぼ20内に付着した酸化アルミニウムを効率的に取り除くことができる。また、当該除去方法における熱処理温度を酸化アルミニウムの融点よりも低い温度で実施できるため、るつぼ20の熱による劣化を十分に抑制できる。かかる除去処理が施されたるつぼ20は、必要に応じて変形を修正する処理などが更に施された後、最終的に再生される。
According to the method for removing aluminum oxide according to the present embodiment, the mechanical strength and chemical resistance of aluminum oxide can be reduced by the action of calcium oxide, and the aluminum oxide adhering to the
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、結晶育成としてチョクラルスキー法を例示したが、本発明に係る除去方法及び再生方法は、その他の結晶育成法や単結晶以外のセラミックスの製造に使用されたるつぼに対して適用してもよい。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the Czochralski method is exemplified as the crystal growth, but the removal method and the regeneration method according to the present invention are applied to other crystal growth methods and crucibles used for manufacturing ceramics other than single crystals. You may apply to.
また、るつぼ20の加熱手段として、高周波誘導加熱炉14を例示したが、この代わりに、又はこれとともに抵抗加熱ヒータなどを採用してもよい。
Moreover, although the high frequency
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to an Example.
(実施例1)
直径80mmのイリジウム製るつぼ内において、酸化アルミニウム原料(融点:約2050℃)900gを融解して酸化アルミニウムの融液を得た。この融液を用いて単結晶育成を行ったところ、約640gの単結晶インゴットが得られた。一方、加熱炉から取り出したるつぼ内には、主に酸化アルミニウムからなる固体物質が約260g(酸化アルミニウム:約2.5モル)残存していた。
Example 1
In an iridium crucible having a diameter of 80 mm, 900 g of an aluminum oxide raw material (melting point: about 2050 ° C.) was melted to obtain an aluminum oxide melt. When a single crystal was grown using this melt, about 640 g of a single crystal ingot was obtained. On the other hand, about 260 g (aluminum oxide: about 2.5 mol) of a solid substance mainly composed of aluminum oxide remained in the crucible taken out from the heating furnace.
酸化アルミニウムが残存するるつぼ内に、熱分解によって酸化カルシウムを生じる炭酸カルシウム約430g(約4.3モル)に投入した後、このるつぼを加熱炉内に入れて約1600℃に加熱した。加熱は窒素雰囲気下で行った。加熱炉の上方に設置されたカメラの映像で融解したことを確認した後、冷却を開始した。 About 430 g (about 4.3 mol) of calcium carbonate, which generates calcium oxide by thermal decomposition, was put in a crucible in which aluminum oxide remained, and then the crucible was put in a heating furnace and heated to about 1600 ° C. Heating was performed under a nitrogen atmosphere. After confirming that it was melted by the image of the camera installed above the heating furnace, cooling was started.
加熱炉から取り出したるつぼ内に残存する固体物質(約490g)の除去処理を以下のようにして行った。すなわち、本実施例における除去処理は、電動ドリルを使用し、物理的な衝撃を加えながら、固体物質の除去を行った。当該固体物質は機械的な強度が比較的低いため、この固体物質を十分取り除くのに要した作業時間は2時間以内であった。その後、るつぼの内面に薄く残った固体物質を除去するため、るつぼの内面を300℃のリン酸で30分間化学的にエッチングした。これらの処理により固体物質をるつぼの内面から完全に取り除くことができた。このようにして再生されたイリジウム製るつぼには損傷はなく、結晶育成に再度使用することができた。 The removal process of the solid substance (about 490 g) remaining in the crucible taken out from the heating furnace was performed as follows. That is, the removal process in the present embodiment was performed using a power drill and removing a solid substance while applying a physical impact. Since the solid material has a relatively low mechanical strength, the work time required to sufficiently remove the solid material was within 2 hours. Thereafter, the inner surface of the crucible was chemically etched with phosphoric acid at 300 ° C. for 30 minutes in order to remove the thin solid material remaining on the inner surface of the crucible. These treatments allowed the solid material to be completely removed from the inner surface of the crucible. The iridium crucible regenerated in this way was not damaged and could be used again for crystal growth.
(比較例1)
直径50mmのイリジウム製るつぼ内において、酸化アルミニウム原料(融点:約2050℃)250gを融解して酸化アルミニウムの融液を得た。この融液を用いて単結晶育成を行ったところ、約170gの単結晶インゴットが得られた。一方、加熱炉から取り出したるつぼ内には、主に酸化アルミニウムからなる固体物質が約80g残存していた。この固体物質を除去するため、るつぼ内を300℃のリン酸で化学的にエッチングした。本比較例においては、5時間毎にリン酸を交換して処理を続けたところ、固体物質が十分に取り除かれるまでに合計80時間の処理時間を要した。
(Comparative Example 1)
In an iridium crucible having a diameter of 50 mm, 250 g of an aluminum oxide raw material (melting point: about 2050 ° C.) was melted to obtain an aluminum oxide melt. When a single crystal was grown using this melt, about 170 g of a single crystal ingot was obtained. On the other hand, about 80 g of a solid substance mainly made of aluminum oxide remained in the crucible taken out from the heating furnace. In order to remove the solid material, the inside of the crucible was chemically etched with phosphoric acid at 300 ° C. In this comparative example, when the treatment was continued by exchanging phosphoric acid every 5 hours, a total treatment time of 80 hours was required until the solid substance was sufficiently removed.
(比較例2)
実施例1と同様にして、酸化アルミニウムの単結晶育成を行った後、イリジウム製るつぼ(直径110mm)内に残存した固体物質500gの除去処理を以下のようにして行った。すなわち、本比較例における除去処理は、電動ドリルを使用し、物理的な衝撃を加えながら、固体物質の除去を行った。固体物質を十分に取り除くまでに20時間の作業時間を要した。その後、るつぼの内面に薄く残った固体物質を除去するため、るつぼの内面を300℃のリン酸で30分間化学的にエッチングした。これらの処理により、固体物質を完全に取り除くことができたが、イリジウム製るつぼには、物理的な衝撃による傷やクラックの発生が認められ、結晶育成に再度使用するには、修理する必要があった。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, after single-crystal growth of aluminum oxide was performed, 500 g of the solid substance remaining in the iridium crucible (diameter 110 mm) was removed as follows. That is, in the removal process in this comparative example, a solid substance was removed while applying a physical impact using an electric drill. It took 20 hours to fully remove the solid material. Thereafter, the inner surface of the crucible was chemically etched with phosphoric acid at 300 ° C. for 30 minutes in order to remove the thin solid material remaining on the inner surface of the crucible. These treatments removed the solid material completely, but the iridium crucible was found to have scratches and cracks due to physical impact, and must be repaired before being used again for crystal growth. there were.
1…単結晶、10…単結晶製造装置、14…高周波誘導加熱炉、15…高周波誘導コイル、16…るつぼ支持棒、18…酸化アルミニウム融液、20…るつぼ、S…固体物質(除去対象物質)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記るつぼ内に酸化カルシウムを供給する供給工程と、
前記るつぼを加熱して当該るつぼ内の前記酸化アルミニウム及び前記酸化カルシウムを融解させた後、冷却して当該るつぼ内に混合固体を得る熱処理工程と、
機械的処理もしくは化学的処理、又はこれらの両方の処理によって、前記るつぼ内の前記混合固体を取り除く除去工程と、
を備えることを特徴とする方法。 A method for removing aluminum oxide solidified in a crucible and adhering to the inner surface of the crucible,
A supplying step of supplying calcium oxide into the crucible;
A heat treatment step of heating the crucible to melt the aluminum oxide and calcium oxide in the crucible and then cooling to obtain a mixed solid in the crucible;
Removing the mixed solid in the crucible by mechanical treatment or chemical treatment, or both treatments; and
A method comprising the steps of:
前記るつぼ内で凝固して当該るつぼの内面に付着した酸化アルミニウムを、請求項1に記載の方法によって除去する工程を備えることを特徴とする、るつぼ再生方法。 A crucible playing method for playing used crucibles,
A method for regenerating a crucible, comprising the step of removing aluminum oxide solidified in the crucible and adhering to the inner surface of the crucible by the method according to claim 1.
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