JPS63174293A

JPS63174293A - 電気炉の加熱装置

Info

Publication number: JPS63174293A
Application number: JP548587A
Authority: JP
Inventors: 西沢　実
Original assignee: GAKEI DENKI SEISAKUSHO; GAKEI DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: GAKEI DENKI SEISAKUSHO; GAKEI DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1988-07-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）この発明は、例えばＧａＡｓのような■−ｖ族化合物半
導体の単結晶をチョクラルスキー法で引き上げる際に用
いて好適な電気炉の加熱装置に関する。

（従来技術）上述したようなその一成分に揮発性成分を含む化合物半
導体の単結晶を組成融液を収容したルツボより引き上げ
る際には、揮発性成分の蒸気圧を制御して蒸発を防止す
るために、引き上げ方向に正確な温度勾配を作る必要が
あることは良く知られている。

そのためには炉体内へ縦方向に複数の発熱体を独立して
積層設置させ、それぞれの発熱体を個別的に制御して所
望する温度勾配を作る必要のあることもまた良く知られ
ている。

しかし、具体的にどのようにしてそれぞれに独立した発
熱体を炉体内へ積層設置するのかについては、何ら明ら
かにされていない。

とくに発熱体に黒鉛等の抵抗加熱体を用いた場合には、
各々の独立した発熱体に電極を取り付ける必要があり炉
体の狭い空間の中でこの電極が他の発熱体や電極と接触
することなく配設することは容易なことではない。

（技術的課題）この発明の目的は、電気炉の炉体内に複数個積層設置し
た発熱体へ、そのための設置空間を取らずに効率良く電
気を供給することを具体的に明らかにした加熱装置を提
供せんとするにある。

（技術的手段）上述した技術的課題を達成するためにこの発明は、電気
炉の加熱装置を、炉体内の炉底及び又は炉頂より複数の
発熱体を互いに非接触状態で同心状に積層させて設け、
前記炉底及び又は炉頂より前記各々の発熱体に対応させ
た一対の電極棒を立設、及び又は吊設し、この電極棒に
前記各々の発熱体を互いに接触しないように取り付けた
ものである。

この発明はまた上述した電気炉の加熱装置において、発
熱体を二つ割りの鍔部を有する二重螺旋構造のもとした
もんである。

この発明はさらにまた上述した電気炉の加熱装置におい
て、発熱体を二つ割りの鍔部を有する二ｆｆ′ｆ１％ｉ
旋構造のものといた上で、この鍔部に他の発熱体への電
極棒を非接触状態で挿通させる切欠き、または穴が設け
たもんである。

（実施例）図面はこの発明の一実施例を概略的に示し、図面に依れ
ば第１図において対圧耐熱構造の炉体１の軸心部を上下
方向に貫通して、例えばＡｌ２Ｏ３製の炉心管２が取り
付けられており、この炉心管２の周囲には複数の例えば
黒鉛製の抵抗加熱体から成る発熱体３ａ、３ｂ、　３ｃ
、及び４ａ、４ｂ、４ｃが軸心を共通にしてそれぞれが
接触しないように間隙を設けて縦方向に積層設置されて
いる。この発熱体３ａ、３ｂ、３ｃ、及び４ａ、４ｂ、
４ｃはそれぞれが鍔部５ａ、　５ｂ、５ｃ、及び６ａ、
６ｂ、６ｃを有する二つ割りの二重螺旋構造のもので、
下半分のもの３ａ、３ｂ、３ｃは炉底１ａ上に上向きに
設置され、上半分のもの４ａ、４ｂ、４ｃは炉頂１ｂよ
り下向きに電極を介し吊設されている。

この上半分のものも下半分のものと向きが逆になるだけ
で基本的には電極の導入及び取付構造が同じであるので
、下半分のものの電極の導入及び取付構造について説明
すると、炉底１ａ上に設置された最下段に位置する発熱
体３ａの鍔部５ａには、一対の取付穴７．７と二組の切
欠き８．８・９．９が設けられており、取付穴７．７に
は炉底１ａを機密に貫通して導入された電極棒１０、Ｉ
Ｏが固着されている。二番目に位置する発熱体３ｂの鍔
部５ｂには一対の取付穴１１．１１と一組の切欠き１２
．１２が設けられており、取付穴１１．１１には最下段
の発熱体３ａの鍔部５ａに設けた切欠き８．８を非接触
状態で挿通して炉底１ａより立設された電極棒１３．１
３が固着されている。三番目に位置する発熱体３ｃの鍔
部５ｃには一対の取付穴１４．１４のみが設けられてお
り、この取付穴１４、Ｉ４には最下段の発熱体の切欠き
９．９及び二番目の発熱体３ｂの切欠き１２．１２を排
接触状態で挿通して炉底１ａより立設された電極棒１５
．１５が固着されている。それぞれの電極棒は一部のも
のは図示しであるが、中空になっており、内部に導入さ
れる冷却水によって冷却されるようになっている。

上半分の発熱体に対する電極棒は、第１図に示されたよ
うに、最上段に取り付けた発熱体４ａに対する電極棒１
６．１６のみしか図示してないが、各発熱体４ａ、４ｂ
、４Ｃの構造は、下半分の各発熱体３ａ、３ｂ、３Ｃと
同じであり、向きが逆なだけであるから、他の発熱体４
ｂ、４Ｃに対する電極棒の取付構造は上述した下半分の
発熱体３ｂ、３Ｃに対するものと同じである。

したがって、各電極棒１０．１０・１３．１３・１５．
１５に通電させると二段目と三段目の発熱体３ｂ、３Ｃ
へ電気を供給する電極棒１３．１３・１５．１５は、こ
れを挿通させるために発熱体３ａ、　３ｂの鍔部５ａ、
５ｂに設けた各切欠き８．８・９．９・１２．１２との
間に間隙が設けられているので、必要とされない発熱体
３ｄ、３ｂと接触して短絡をひき起こすことなく、各々
が目的とする発熱体へ電気を供給することができるもの
である。

上部に設けた発熱体４ａ、４ｂ、４Ｃにも同様にして電
気が供給され、実施例のものでも合計６個の独立した発
熱体を縦方向に積層設置できるので、それぞれの発熱体
の温度を制御することにより、第１図に想像線で示した
ような複雑、かつ極めて正確な軸方向の温度勾配を炉体
１内の炉心管２内部に作り出すことができるものである
から、これを引き上げ方向に極めて正確な温度勾配を作
ることを必要とする、ＧａＡｓやＧａＰのような化合物
半導体の単結晶の製造にあたって使用すると、格子欠陥
の少ない良質な単結晶を得ることができるものである。

また、実施例のように各電極棒を配置すると、炉底、或
いは炉頂に対し同一円周上に電極棒が位置することにな
り、構造が簡単かつコンパクトになる他、同心円を形成
するように配置するよりは炉体内部の発熱体を設けた加
熱室の空間を狭ばめ熱効率を高めることができるもので
ある。

さらに、この発明は実施例では炉底より立設した複数の
発熱体と、炉頂より吊設させた複数の発熱体とから構成
しであるが、いずれが一方のみを用いても良いであろう
。

尚、この発明は水平ブリッジマン法を実施する電気炉に
そのまま応用できる。

（効果）以上詳細に説明したようにこの発明に依れば、極めて簡
単な構造で縦方向に積層設置した複数個の発熱体へ安全
、確実に電力を供給することができ、炉体内に複雑、か
つ正確な温度勾配を自在に作ることができる等々の効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る電気炉の加熱装置の一実施例を示
し、第１図はそれを概略的に示す側断面図、第２図はこ
の発明の要部を示す斜視図、第３図は第１図のＡ−Ａ’
線断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ　’線断面図、第５
図は第１図のｃ−ｃ　’線断面図である。１Φ・・炉体　　　　　　１ａ・・・炉底１ｂφ・・炉
頂　　　　　　３ａ、３ｂ、３ｃ・争発熱体４ａ、４ｂ
、４ｃｅｓ発熱体　　５ａ、５ｂ、５ｃ・鍔部６ａ、６
ｂ、８Ｃ１ｌ拳鍔部　　　１ｏ、１０−−−電極棒１３
．１３・・拳電極棒　　　１５．１５・φ・電極棒１６
．１６・・・電極棒特　許　出　願　人　株式会社雅慶電機製作所第３図第４図第５図第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炉体内の炉底及び又は炉頂より複数の発熱体を互
いに非接触状態で同心状に積層させて設け、前記炉底及
び又は炉頂より前記各々の発熱体に対応させた一対の電
極棒を立設、及び又は吊設し、この電極棒に前記各々の
発熱体を互いに接触しないように取り付けたことを特徴
とする、電気炉の加熱装置。
（２）発熱体が二つ割りの鍔部を有する二重螺旋構造の
ものであることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
載の電気炉の加熱装置。
（３）発熱体が二つ割りの鍔部を有する二重螺旋構造の
もので、この鍔部に他の発熱体への電極棒を非接触状態
で挿通させる切欠き、または穴が設けられているものを
含んでいることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
載の電気炉の加熱装置。