JPH0842976A - 溶融るつぼ加熱用加熱要素 - Google Patents
溶融るつぼ加熱用加熱要素Info
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- JPH0842976A JPH0842976A JP7166328A JP16632895A JPH0842976A JP H0842976 A JPH0842976 A JP H0842976A JP 7166328 A JP7166328 A JP 7166328A JP 16632895 A JP16632895 A JP 16632895A JP H0842976 A JPH0842976 A JP H0842976A
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- Japan
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- heating element
- heating
- melting crucible
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- crucible
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/02—Ohmic resistance heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/62—Heating elements specially adapted for furnaces
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磨耗を受け難くかつ単結晶成長により適する
改良された溶融るつぼの加熱用加熱要素を提供すること
にある。 【構成】 本発明は、スリツト６により曲がりくねった
部分に分割される筒状中空体５から構成される溶融るつ
ぼを加熱するための溶融るつぼ加熱用加熱要素に関す
る。磨耗がより少なくかつ単結晶を成長させるのにより
適する改良された加熱要素を開発するために曲がりくね
り７の横方向面間の遷移に丸みが付けられている。
改良された溶融るつぼの加熱用加熱要素を提供すること
にある。 【構成】 本発明は、スリツト６により曲がりくねった
部分に分割される筒状中空体５から構成される溶融るつ
ぼを加熱するための溶融るつぼ加熱用加熱要素に関す
る。磨耗がより少なくかつ単結晶を成長させるのにより
適する改良された加熱要素を開発するために曲がりくね
り７の横方向面間の遷移に丸みが付けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融るつぼを加熱するの
に使用される加熱要素に関する。
に使用される加熱要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来の一般的な公知の加熱要素の
長手方向断面図、図２は図１の断面図を示す。加熱要素
は、規定通りにグラフアイトから作られ、例えば、半導
体材料から構成されるるつぼ引き出し単結晶の製造に必
要とされる。筒状中空体１は該中空体の上方または下方
縁部から交互に出発しかつそれぞれの反対の縁部に向か
うスリツト２により間隔を置いて切り込まれている。こ
のスリツト２は中空体１を曲がりくねり３として言及さ
れる個々に連結された部分に分割する。各曲がりくねり
３は部分的にスリツトにより左方および右方曲がりくね
り半体３ａに分離される。加熱要素の下方縁部近傍にお
いて少なくとも２つの供給リード線４が取り付けられ、
これらのリード線に電力源が接続され得る。
長手方向断面図、図２は図１の断面図を示す。加熱要素
は、規定通りにグラフアイトから作られ、例えば、半導
体材料から構成されるるつぼ引き出し単結晶の製造に必
要とされる。筒状中空体１は該中空体の上方または下方
縁部から交互に出発しかつそれぞれの反対の縁部に向か
うスリツト２により間隔を置いて切り込まれている。こ
のスリツト２は中空体１を曲がりくねり３として言及さ
れる個々に連結された部分に分割する。各曲がりくねり
３は部分的にスリツトにより左方および右方曲がりくね
り半体３ａに分離される。加熱要素の下方縁部近傍にお
いて少なくとも２つの供給リード線４が取り付けられ、
これらのリード線に電力源が接続され得る。
【０００３】加熱要素の直径は、中空体の下方縁部に向
かってより小さくなり、加熱要素は加熱されるべき溶融
るつぼの形状に整合する容器と同じように形成される。
図は一定の直径を有する例を示す。
かってより小さくなり、加熱要素は加熱されるべき溶融
るつぼの形状に整合する容器と同じように形成される。
図は一定の直径を有する例を示す。
【０００４】通常、加熱要素の上方縁部は、るつぼ内容
物が加熱要素により放出される熱放射線によりできるだ
け均一に加熱されるように溶融るつぼの上方縁部を超え
て突出される。
物が加熱要素により放出される熱放射線によりできるだ
け均一に加熱されるように溶融るつぼの上方縁部を超え
て突出される。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】半導体材料、とくにシリコン
から構成される単結晶を成長させる過程の中で、るつぼ
からの溶融半導体材料が加熱要素の表面に達することが
しばしば観察され得る。るつぼ縁部を超えて突出する加
熱要素のその縁部はとくに、幾つかのドーピング条件下
で、溶融材料がるつぼから跳ね返るので、これにより影
響を及ぼされる。その上、ガス状状態においてるつぼに
残る半導体材料は加熱要素の縁部に優先的に再凝固す
る。これらの堆積は、シリコンの場合、異なる熱膨張係
数のため加熱要素に応力を生じるカーバイド相を発生す
るために加熱要素のグラフアイトと反応する。これらの
応力はしばしば加熱要素から剥げ落ちかつ結晶が成長さ
れながら溶融るつぼに降下する部分により解決される。
そこで、それらは単結晶の転位の無い成長に著しく干渉
する。とくに好ましくない場合には同様にかかる事故の
ため結晶成長を集結させる必要がある。加熱要素の部分
の反復される剥げ落ちはまたその耐用年数を非常に減
じ、より早期に新しいものと交換されねねばならない。
結晶の破壊の無い成長および加熱要素の耐用年数は、さ
らに電気的フラッシュオーバーにより損なわれ、該フラ
ッシュオーバーは半導体材料が追加的、とくに加熱要素
の近傍において凝固し、かつ曲がりくねり間のスリツト
幅および／または加熱要素と装置の隣接部分との間のギ
ヤツプを減少するのでより頻繁となる。
から構成される単結晶を成長させる過程の中で、るつぼ
からの溶融半導体材料が加熱要素の表面に達することが
しばしば観察され得る。るつぼ縁部を超えて突出する加
熱要素のその縁部はとくに、幾つかのドーピング条件下
で、溶融材料がるつぼから跳ね返るので、これにより影
響を及ぼされる。その上、ガス状状態においてるつぼに
残る半導体材料は加熱要素の縁部に優先的に再凝固す
る。これらの堆積は、シリコンの場合、異なる熱膨張係
数のため加熱要素に応力を生じるカーバイド相を発生す
るために加熱要素のグラフアイトと反応する。これらの
応力はしばしば加熱要素から剥げ落ちかつ結晶が成長さ
れながら溶融るつぼに降下する部分により解決される。
そこで、それらは単結晶の転位の無い成長に著しく干渉
する。とくに好ましくない場合には同様にかかる事故の
ため結晶成長を集結させる必要がある。加熱要素の部分
の反復される剥げ落ちはまたその耐用年数を非常に減
じ、より早期に新しいものと交換されねねばならない。
結晶の破壊の無い成長および加熱要素の耐用年数は、さ
らに電気的フラッシュオーバーにより損なわれ、該フラ
ッシュオーバーは半導体材料が追加的、とくに加熱要素
の近傍において凝固し、かつ曲がりくねり間のスリツト
幅および／または加熱要素と装置の隣接部分との間のギ
ヤツプを減少するのでより頻繁となる。
【０００６】本発明の目的は、それゆえ磨耗を受け難く
かつ単結晶成長により適する改良された加熱要素を提供
することにある。
かつ単結晶成長により適する改良された加熱要素を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、スリツト６
により曲がりくねった部分に分割される筒状中空体５か
らなり、曲がりくねり７の横方向面間の遷移が丸みを付
けられることを特徴とする溶融るつぼ加熱用加熱要素に
より達成される。
により曲がりくねった部分に分割される筒状中空体５か
らなり、曲がりくねり７の横方向面間の遷移が丸みを付
けられることを特徴とする溶融るつぼ加熱用加熱要素に
より達成される。
【０００８】以下に本発明の加熱要素を図面に基づき説
明する。
明する。
【０００９】
【実施例】本発明による加熱要素は図３の長手方向断面
図および図４の断面図により示され、図５は図４の部分
拡大図である。
図および図４の断面図により示され、図５は図４の部分
拡大図である。
【００１０】図３に示すように筒状中空体５は、上方ま
たは下方縁部から交互に出発しかつそれぞれの反対の縁
部に向かって延びる垂直スリツト６により切り込まれ、
並置された曲がりくねり７の代表的な形状を形成する。
この中空体５の下方縁部領域には、供給リード線８が少
なくとも２つの点において曲がりくねり７まで延在され
ている。よって、加熱要素の作動中、供給リード線８は
電力源に接続される。
たは下方縁部から交互に出発しかつそれぞれの反対の縁
部に向かって延びる垂直スリツト６により切り込まれ、
並置された曲がりくねり７の代表的な形状を形成する。
この中空体５の下方縁部領域には、供給リード線８が少
なくとも２つの点において曲がりくねり７まで延在され
ている。よって、加熱要素の作動中、供給リード線８は
電力源に接続される。
【００１１】図５に示すように各曲がりくねり７の２つ
の横方向面間の遷移は、曲がりくねり７が縁部および頂
点が無いような方法において半径ｒにより丸みが付けら
れる。図３に示すように曲がりくねり７の長手方向断面
において、中空体５のそれぞれ上方および下方縁部近傍
の断面区域の外辺部９は、弓形に丸みが付けられる。こ
れは縁部輪郭にロゼット状外観を付与する。丸みの曲率
半径Ｒは、好ましくは曲がりくねり半体７ａの断面長さ
Ｌに等しいかまたはほぼ等しい。図４に示すように曲が
りくねり７の断面において、断面区域の外辺部１０は直
線または屈曲部分を有する。
の横方向面間の遷移は、曲がりくねり７が縁部および頂
点が無いような方法において半径ｒにより丸みが付けら
れる。図３に示すように曲がりくねり７の長手方向断面
において、中空体５のそれぞれ上方および下方縁部近傍
の断面区域の外辺部９は、弓形に丸みが付けられる。こ
れは縁部輪郭にロゼット状外観を付与する。丸みの曲率
半径Ｒは、好ましくは曲がりくねり半体７ａの断面長さ
Ｌに等しいかまたはほぼ等しい。図４に示すように曲が
りくねり７の断面において、断面区域の外辺部１０は直
線または屈曲部分を有する。
【００１２】本発明による加熱要素を製造するために、
適宜な大きさの成形された物品、例えば、グラファイト
ブロックまたはグラファイトシリンダは、例えば貫通、
切断、研削、フライス加工等により、機械的な成形過程
を受ける。先ず、筒状中空体は固体の成形された物品か
ら製造される。次いで中空体は適切なスリツトを備え、
複数の曲がりくねった部分に分割される。最後に、曲が
りくねりの隣接横方向面間の角度的遷移は丸みが付けら
れ、十分な材料が考えられる丸みを付けた形状を達成す
るために曲がりくねりの長手方向断面区域用の中空体の
それぞれ上方および下方縁部の近傍において取り除かれ
る。本発明における縁部は、機械的な加工が十分に高い
精度で段階的なレベル変化として区別され得る屈曲面を
製造するコンピユータ制御の機械加工工具により行われ
る場合においても、同様に丸みが付けられるものであ
る。
適宜な大きさの成形された物品、例えば、グラファイト
ブロックまたはグラファイトシリンダは、例えば貫通、
切断、研削、フライス加工等により、機械的な成形過程
を受ける。先ず、筒状中空体は固体の成形された物品か
ら製造される。次いで中空体は適切なスリツトを備え、
複数の曲がりくねった部分に分割される。最後に、曲が
りくねりの隣接横方向面間の角度的遷移は丸みが付けら
れ、十分な材料が考えられる丸みを付けた形状を達成す
るために曲がりくねりの長手方向断面区域用の中空体の
それぞれ上方および下方縁部の近傍において取り除かれ
る。本発明における縁部は、機械的な加工が十分に高い
精度で段階的なレベル変化として区別され得る屈曲面を
製造するコンピユータ制御の機械加工工具により行われ
る場合においても、同様に丸みが付けられるものであ
る。
【００１３】本発明による加熱要素は、必要な供給リー
ド線を備えており、半導体材料、好ましくはシリコンか
らの単結晶の製造において溶融るつぼを加熱するための
電気抵抗ヒーターとして使用されることで特別な利点を
有する。本発明の加熱要素は、とくに均一な温度特性を
有する加熱領域を発生することにより区別される。これ
らの加熱要素を半導体材料から構成される単結晶を引っ
張るのに使用することは、直接または間接に加熱要素の
機能不全に帰せられ得る結晶成長欠点の発生がより少な
い。これらの加熱要素の使用は、転位の無い単結晶の達
成し得る長さに基づいて、収量を増加する。その上、加
熱要素が、平均で交換されねばならない平均作動時間
が、初期試験によれば、通常の加熱要素に関して２倍以
上長くなることである。
ド線を備えており、半導体材料、好ましくはシリコンか
らの単結晶の製造において溶融るつぼを加熱するための
電気抵抗ヒーターとして使用されることで特別な利点を
有する。本発明の加熱要素は、とくに均一な温度特性を
有する加熱領域を発生することにより区別される。これ
らの加熱要素を半導体材料から構成される単結晶を引っ
張るのに使用することは、直接または間接に加熱要素の
機能不全に帰せられ得る結晶成長欠点の発生がより少な
い。これらの加熱要素の使用は、転位の無い単結晶の達
成し得る長さに基づいて、収量を増加する。その上、加
熱要素が、平均で交換されねばならない平均作動時間
が、初期試験によれば、通常の加熱要素に関して２倍以
上長くなることである。
【００１４】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． スリツト（６）により曲がりくねった部分に分割
される筒状中空体（５）からなり、曲がりくねり（７）
の横方向面間の遷移が丸みを付けられることを特徴とす
る溶融るつぼ加熱用加熱要素。
る。 １． スリツト（６）により曲がりくねった部分に分割
される筒状中空体（５）からなり、曲がりくねり（７）
の横方向面間の遷移が丸みを付けられることを特徴とす
る溶融るつぼ加熱用加熱要素。
【００１５】２． 前記中空体（５）のそれぞれ上方お
よび下方縁部の近傍において、長手方向部分の前記曲が
りくねり（７）を通る断面区域の外辺部（９）が曲率半
径Ｒにより丸みを付けられ、該曲率半径が曲がりくねり
の半体（７ａ）の断面長さＬに等しいかまたはほぼ等し
いことを特徴とする上記１に記載の溶融るつぼ加熱用加
熱要素。
よび下方縁部の近傍において、長手方向部分の前記曲が
りくねり（７）を通る断面区域の外辺部（９）が曲率半
径Ｒにより丸みを付けられ、該曲率半径が曲がりくねり
の半体（７ａ）の断面長さＬに等しいかまたはほぼ等し
いことを特徴とする上記１に記載の溶融るつぼ加熱用加
熱要素。
【００１６】３． 前記曲がりくねり（７）を通る断面
区域の外辺部（１０）がもつぱら直線または屈曲部分を
有することを特徴とする上記１または２に記載の溶融る
つぼ加熱用加熱要素。
区域の外辺部（１０）がもつぱら直線または屈曲部分を
有することを特徴とする上記１または２に記載の溶融る
つぼ加熱用加熱要素。
【００１７】４． 前記曲がりくねり（７）がグラフア
イトから成ることを特徴とする上記１乃至３のいずれか
１に記載の溶融るつぼ加熱用加熱要素。
イトから成ることを特徴とする上記１乃至３のいずれか
１に記載の溶融るつぼ加熱用加熱要素。
【００１８】５． 溶融るつぼの加熱により半導体材
料、とくにシリコンの単結晶を成長させることを特徴と
する上記１乃至４のいずれか１に記載の溶融るつぼ加熱
用加熱要素。
料、とくにシリコンの単結晶を成長させることを特徴と
する上記１乃至４のいずれか１に記載の溶融るつぼ加熱
用加熱要素。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明の溶融るつぼ加熱用
加熱要素は、スリツトにより曲がりくねった部分に分割
される筒状中空体からなり、曲がりくねりの横方向面間
の遷移が丸みを付けられる構成としたので、磨耗を受け
難くかつ単結晶成長により適する溶融るつぼの加熱用の
改良された加熱要素を提供することができる。
加熱要素は、スリツトにより曲がりくねった部分に分割
される筒状中空体からなり、曲がりくねりの横方向面間
の遷移が丸みを付けられる構成としたので、磨耗を受け
難くかつ単結晶成長により適する溶融るつぼの加熱用の
改良された加熱要素を提供することができる。
【図１】従来の加熱要素を示す図２のＩａ−Ｉａ線に沿
う長手方向断面図である。
う長手方向断面図である。
【図２】図１のＩｂ−Ｉｂ線に沿う加熱要素の断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明による加熱要素を示す図４のＩＩａ−Ｉ
Ｉａ線に沿う長手方向断面図である。
Ｉａ線に沿う長手方向断面図である。
【図４】図３のＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿う加熱要素の断面
図である。
図である。
【図５】図４のＩＩｃ部分の拡大図である。
５ 筒状中空体 ６ スリツト ７ 曲がりくねり ７ａ 曲がりくねり半体 ８ 供給リード線 ９ 外辺部 １０ 外辺部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター・フィルツマン ドイツ連邦共和国 ブルクハウゼン、ネル ケンヴェーグ ５
Claims (1)
- 【請求項１】 スリツト（６）により曲がりくねった部
分に分割される筒状中空体（５）からなり、曲がりくね
り（７）の横方向面間の遷移が丸みを付けられることを
特徴とする溶融るつぼ加熱用加熱要素。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4423196A DE4423196A1 (de) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Heizelement zum Beheizen von Schmelztiegeln |
| DE44-23-196-2 | 1994-07-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842976A true JPH0842976A (ja) | 1996-02-16 |
| JP2909529B2 JP2909529B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=6522076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7166328A Expired - Lifetime JP2909529B2 (ja) | 1994-07-01 | 1995-06-30 | 溶融るつぼ加熱用加熱要素 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5660752A (ja) |
| EP (1) | EP0690661B1 (ja) |
| JP (1) | JP2909529B2 (ja) |
| KR (1) | KR0171462B1 (ja) |
| CN (1) | CN1115843A (ja) |
| DE (2) | DE4423196A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010101554A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Nabio Kk | 溶解用ルツボ |
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| DE19959416C1 (de) | 1999-12-09 | 2001-03-15 | Freiberger Compound Mat Gmbh | Heizelement zum Beheizen von Schmelztiegeln und Anordnung von Heizelementen |
| DE60301059D1 (de) * | 2002-02-27 | 2005-08-25 | Carbone Lorraine Composants Ge | Widerstand aus kohlenstoffhaltigen material |
| FR2836592A1 (fr) * | 2002-02-27 | 2003-08-29 | Carbone Lorraine Composants | Resistor en materiau carbone |
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1994
- 1994-07-01 DE DE4423196A patent/DE4423196A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-05-26 US US08/450,481 patent/US5660752A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-20 CN CN95107691A patent/CN1115843A/zh active Pending
- 1995-06-22 EP EP95109670A patent/EP0690661B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-22 DE DE59501823T patent/DE59501823D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-30 JP JP7166328A patent/JP2909529B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-01 KR KR1019950019191A patent/KR0171462B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2909529B2 (ja) | 1999-06-23 |
| US5660752A (en) | 1997-08-26 |
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