JPS645355Y2 - - Google Patents

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JPS645355Y2
JPS645355Y2 JP7796681U JP7796681U JPS645355Y2 JP S645355 Y2 JPS645355 Y2 JP S645355Y2 JP 7796681 U JP7796681 U JP 7796681U JP 7796681 U JP7796681 U JP 7796681U JP S645355 Y2 JPS645355 Y2 JP S645355Y2
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quartz tube
atmospheric gas
spheroidal
spheroidal mirror
mirror
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 最近ハロゲンランプ、キセノンランプ等の光源
の光を反射鏡で集中して加熱を行う装置、即ち、
輻射線加熱装置が結晶成長、各種物質の溶融、高
温での物性の研究等に広く使用されるようになつ
た。このような目的においては被加熱物(試料)
を特殊なガスあるいは高圧等の雰囲気中で高温に
加熱することが要求されることが多い。
[Detailed description of the invention] Recently, there has been a device that performs heating by concentrating the light from a light source such as a halogen lamp or a xenon lamp using a reflecting mirror.
Radiation heating devices have come to be widely used for crystal growth, melting of various materials, and research on physical properties at high temperatures. For such purposes, the object to be heated (sample)
It is often required to heat the material to a high temperature in an atmosphere such as a special gas or high pressure.

輻射線加熱装置は光による加熱であるために、
試料を石英等の耐熱性のガラスで構成された室あ
るいは容器(雰囲気室)の中に設置し、その雰囲
気室に雰囲気ガスを導入して、雰囲気室の外側か
ら光を集中して加熱が行われる。
Since radiation heating equipment uses light to heat,
The sample is placed in a chamber or container (atmosphere chamber) made of heat-resistant glass such as quartz, an atmospheric gas is introduced into the atmosphere chamber, and heating is performed by concentrating light from outside the atmosphere chamber. be exposed.

このような雰囲気室はガラス製であるために壊
れ易く、オペレータの不注意あるいは雰囲気室の
圧力によつて破壊することが起り得る。このよう
な破壊が起こると、雰囲気室内の雰囲気ガス、試
料からの蒸発物、ガラスの破片等が外部に放出さ
れ、オペレータに危険を与える可能性がある。
Since such an atmosphere chamber is made of glass, it is easily broken, and may be destroyed due to operator carelessness or the pressure of the atmosphere chamber. If such destruction occurs, atmospheric gas in the atmosphere chamber, evaporated matter from the sample, glass fragments, etc. may be released to the outside, potentially posing a danger to the operator.

最近、特異な性質を持つ半導体、無機化合物、
セラミツク、金属等の新材料の発見あるいは開発
に対する努力が各方面でなされているが、そのよ
うな場合には有毒な雰囲気ガスの使用、試料から
の有毒な蒸気の蒸発、高圧雰囲気等危険な条件が
要求されることが多くなつている。このような場
合には前述のようなガラス製の雰囲気室の破壊が
オペレータを極めて危険な状態に直面させること
になるので、前述のような輻射線加熱装置の安全
性に関する改善が強く要求されるようになつてき
た。
Recently, semiconductors with unique properties, inorganic compounds,
Efforts are being made in various fields to discover or develop new materials such as ceramics and metals, but in such cases, dangerous conditions such as the use of toxic atmospheric gases, evaporation of toxic vapors from samples, and high-pressure atmospheres are necessary. is increasingly required. In such a case, the destruction of the glass atmosphere chamber as described above would expose the operator to an extremely dangerous situation, so there is a strong demand for improvements regarding the safety of the radiant heating equipment as described above. It has become like that.

本考案は上述のような輻射線加熱装置における
ガラス製雰囲気室の破壊に伴うオペレータに対す
る危険を除去した安全性の高い装置を提供するこ
とを目的としたものである。
The object of the present invention is to provide a highly safe apparatus that eliminates the danger to the operator due to the destruction of the glass atmosphere chamber in the above-mentioned radiation heating apparatus.

第1図は従来の輻射線加熱装置の一実施例で、
ハロゲンランプの光を回転楕円面鏡で集中して試
料を加熱溶融させ、フローテイングゾーン方式に
より結晶を成長させる装置を示す。
Figure 1 shows an example of a conventional radiation heating device.
This shows an apparatus that focuses the light of a halogen lamp using a spheroidal mirror to heat and melt a sample, growing crystals using a floating zone method.

第1図において、1は内面に反射面を持つ回転
楕円面鏡を、2は回転楕円面鏡1の取りはずし可
能な部分を各々示す。この回転楕円面鏡1は2つ
の焦点F1とF2とを持つ。3はハロゲンランプ3
(光源)で、焦点F1上に設けられている。4は種
結晶、5は素材棒、6は溶融部を各々示す。さら
に、7は種結晶4を保持している保持棒、8は素
材棒5を保持している保持棒を各々示す。また、
9は石英管を、10および11は石英管9を保持
するための保持筒を、12,12′,13,1
3′,14,14′は各々Oリングを示す。さら
に、15は雰囲気ガス入口を、16は雰囲気ガス
出口を、17および18は基板を各々示す。また
19は石英管9の内部の雰囲気室を示している。
In FIG. 1, 1 indicates a spheroidal mirror having a reflective surface on its inner surface, and 2 indicates a removable portion of the spheroidal mirror 1. This spheroidal mirror 1 has two focal points F 1 and F 2 . 3 is halogen lamp 3
(light source) located on the focal point F1 . 4 represents a seed crystal, 5 represents a raw material rod, and 6 represents a melted portion. Furthermore, numeral 7 indicates a holding rod that holds the seed crystal 4, and numeral 8 indicates a holding rod that holds the material rod 5. Also,
9 is a quartz tube, 10 and 11 are holding cylinders for holding the quartz tube 9, 12, 12', 13, 1
3', 14, and 14' each indicate an O-ring. Furthermore, 15 represents an atmospheric gas inlet, 16 represents an atmospheric gas outlet, and 17 and 18 represent a substrate, respectively. Further, reference numeral 19 indicates an atmosphere chamber inside the quartz tube 9.

第1図において、ハロゲンランプ3は回転楕円
面鏡1の一方の焦点F1上に設けられているので、
その光は回転楕円面鏡1で反射された後に石英管
9を通して他方の焦点F2に集中される。その結
果、種結晶4と素材棒5の接合部が溶融して溶融
部6が形成される。この状態を保つて保持棒7お
よび8を同じ速度でゆつくりと下方に移動させる
と、種結晶4の上に新しい結晶が成長する。
In FIG. 1, the halogen lamp 3 is placed on one focal point F1 of the spheroidal mirror 1, so
After being reflected by the spheroidal mirror 1, the light is concentrated at the other focal point F2 through the quartz tube 9. As a result, the joint between the seed crystal 4 and the raw material rod 5 is melted, and a fused portion 6 is formed. If this state is maintained and the holding rods 7 and 8 are slowly moved downward at the same speed, a new crystal will grow on the seed crystal 4.

石英管9は第1図に示すように保持筒10およ
び11で保持されており、回転楕円面鏡1に設け
られた開口部を通して回転楕円面鏡1に接触しな
いように設けられている。また石英管9の内面、
保持筒10,11、基板15,15′とで囲まれ
た空間はOリング12,12′,13,13′,1
4,14′でシールされており、密封された雰囲
気室19を形成している。雰囲気ガス入口15か
ら所望の雰囲気ガスをこの雰囲気室19に導入す
ることによつて溶融部6の周囲を所望の雰囲気に
保つことができる。雰囲気ガスの流通が必要な場
合には、雰囲気ガス出口16から所望の速度で雰
囲気ガスを排出することもできる。
As shown in FIG. 1, the quartz tube 9 is held by holding cylinders 10 and 11, and is provided so as not to come into contact with the spheroidal mirror 1 through an opening provided in the spheroidal mirror 1. In addition, the inner surface of the quartz tube 9,
The space surrounded by the holding cylinders 10, 11 and the substrates 15, 15' is occupied by O-rings 12, 12', 13, 13', 1
4 and 14', forming a sealed atmosphere chamber 19. By introducing a desired atmospheric gas into the atmospheric chamber 19 from the atmospheric gas inlet 15, the surroundings of the melting section 6 can be maintained in a desired atmosphere. If it is necessary to circulate the atmospheric gas, the atmospheric gas can be discharged from the atmospheric gas outlet 16 at a desired speed.

石英管9は上述のように、雰囲気室を構成する
と同時に、試料から蒸発した蒸気が回転楕円面鏡
1の表面に付着して、その性能が低下するのを防
止する役目も果している。
As mentioned above, the quartz tube 9 constitutes an atmosphere chamber, and at the same time serves to prevent vapor evaporated from the sample from adhering to the surface of the spheroidal mirror 1 and deteriorating its performance.

高温において蒸気圧の高い物質の結晶成長を行
う場合には、蒸発を抑えるために雰囲気の圧力を
高めることが必要となる。
When growing crystals of substances with high vapor pressure at high temperatures, it is necessary to increase the pressure of the atmosphere to suppress evaporation.

また、ある種の物質の結晶成長を行う場合には
有毒なガスの雰囲気中で行わなければならない。
(例えば、GaAsの結晶成長はAsガスを含む雰囲
気中で行われる。) また、ある種の物質を結晶成長を行うと、試料
から有毒な蒸気が蒸発する(例えば、GaAsの場
合Asが蒸発する。) 一方、第1図の装置においては、石英管9が回
転楕円面鏡1の外に露出している部分があり、オ
ペレータの不注意で石英管9を破壊することが起
こり得る。また、石英管9は内部に30気圧程度の
圧力を掛けて高温に加熱すると破裂することもあ
る。
Additionally, crystal growth of some materials must be carried out in an atmosphere of toxic gases.
(For example, GaAs crystal growth is carried out in an atmosphere containing As gas.) Also, when crystal growth is performed on some substances, toxic vapors evaporate from the sample (for example, As evaporates in the case of GaAs). On the other hand, in the apparatus shown in Fig. 1, there is a part of the quartz tube 9 that is exposed outside the spheroid mirror 1, and the quartz tube 9 may be broken due to carelessness by the operator. Also, the quartz tube 9 may burst if a pressure of about 30 atmospheres is applied to the inside and heated to a high temperature.

前述のように有毒な雰囲気を使用して結晶成長
を行つている場合、あるいは有毒な蒸気が蒸発す
る物質の結晶成長を行つている場合に石英管9が
破壊すると、その有毒なガスあるいは蒸気が外部
に放出されて、オペレータが重大な危険に曝され
ることになる。
If the quartz tube 9 is destroyed when crystal growth is performed using a toxic atmosphere as described above, or when crystal growth is performed using a substance that evaporates toxic vapor, the toxic gas or vapor will evaporate. This could result in a release to the outside environment, exposing the operator to serious danger.

また、高圧で石英管9が破裂すれば、その破片
が飛散してオペレータ等に危害を与えることにな
る。
Furthermore, if the quartz tube 9 ruptures due to high pressure, its fragments will scatter and pose a hazard to the operator and the like.

以上説明したように、第1図に示した如き従来
の輻射線加熱装置は通常の条件(安全な雰囲気ガ
ス、蒸発の少い試料、低圧力)での結晶成長に対
しては安全上特に問題となることはないが、上述
のように高圧あるいは有毒な雰囲気での結晶成長
あるいは有毒な蒸気の蒸発の起こる物質の結晶成
長に対しては危険性が高く、その改善が要求され
ている。
As explained above, the conventional radiation heating apparatus shown in Fig. 1 has particular safety problems when growing crystals under normal conditions (safe atmospheric gas, sample with little evaporation, low pressure). However, as mentioned above, there is a high risk of crystal growth in high pressure or toxic atmospheres, or crystal growth of substances that cause evaporation of toxic vapors, and improvements are required.

また、雰囲気室19は通常石英のような耐熱性
のガラス管9で構成されており、雰囲気ガスの漏
洩を防止するためにOリング12,12′によつ
てその両端部がシールされている。通常一回の結
晶成長を行うと石英管9の内壁に試料からの蒸発
物が付着するので、石英管9を交換しなければな
らない。しかし、上述のように石英管9の両端は
Oリング12,12′によつてシールされており、
これらのOリング12,12′は内部の雰囲気ガ
スが漏洩しないように完全に締め付ける必要があ
る。
Further, the atmosphere chamber 19 is usually constructed of a heat-resistant glass tube 9 such as quartz, and both ends thereof are sealed with O-rings 12, 12' to prevent leakage of atmospheric gas. Normally, when crystal growth is performed once, evaporated matter from the sample adheres to the inner wall of the quartz tube 9, so the quartz tube 9 must be replaced. However, as mentioned above, both ends of the quartz tube 9 are sealed by O-rings 12, 12'.
These O-rings 12, 12' must be completely tightened to prevent internal atmospheric gas from leaking.

石英管のような破損しやすい管の交換を行う毎
にその両端を完全にシールするという作業は容易
ではなく危険を伴う。
It is difficult and dangerous to completely seal both ends of a fragile tube such as a quartz tube every time it is replaced.

従つて、このような石英管9の交換を容易にす
ることは安全性の面からも、操作性の点からも極
めて重要である。
Therefore, it is extremely important to facilitate the replacement of the quartz tube 9 in terms of safety and operability.

本考案は上述のような従来の輻射線加熱装置に
付随する、雰囲気室の破損に伴う危険の除去され
た安全性の高い輻射線加熱装置を提供することを
目的としたものである。
The object of the present invention is to provide a highly safe radiation heating device that eliminates the danger associated with damage to the atmosphere chamber, which is associated with the conventional radiation heating device as described above.

第2図は本考案の一実施例であり、第1図の従
来例と同様にハロゲンランプを光源とする輻射線
加熱装置を使用したフローテイングゾーン方式に
よる結晶成長装置に本考案を採用した場合が示さ
れている。
Figure 2 shows an embodiment of the present invention, in which the present invention is adopted in a crystal growth apparatus using a floating zone method using a radiation heating device using a halogen lamp as a light source, similar to the conventional example shown in Figure 1. It is shown.

第2図において、21は2つの焦点F1および
焦点F2を有する回転楕円面鏡、22は回転楕円
面鏡21の取りはずし可能な部分、23はハロゲ
ンランプ、24は種結晶、25は素材棒、26は
溶融部、27は種結晶24を保持するための保持
棒、28は素材棒25を保持するための保持棒、
29は石英管、30および31は石英管保持筒、
32,32′は簡易なシール、33,34,3
4′はOリング、35,35′,35″は雰囲気ガ
ス入口、36,36′,36″は雰囲気ガス出口、
37は絞り、38は基板を各々示す。また、39
は石英管29の内部の雰囲気室を示す。
In FIG. 2, 21 is a spheroidal mirror having two focal points F1 and F2 , 22 is a removable part of the spheroidal mirror 21, 23 is a halogen lamp, 24 is a seed crystal, and 25 is a material rod. , 26 is a melting part, 27 is a holding rod for holding the seed crystal 24, 28 is a holding rod for holding the material rod 25,
29 is a quartz tube, 30 and 31 are quartz tube holding cylinders,
32, 32' are simple seals, 33, 34, 3
4' is an O-ring, 35, 35', 35'' are atmospheric gas inlets, 36, 36', 36'' are atmospheric gas outlets,
37 represents an aperture, and 38 represents a substrate. Also, 39
indicates an atmosphere chamber inside the quartz tube 29.

一方の焦点F1に設けられたハロゲンランプ2
3の光は反射鏡21および22で反射されて、石
英管29を通して他方の焦点F2に集中され、種
結晶24と素材棒25の接合部を溶融させ、溶融
部26が形成される。この状態を保つて保持棒2
7および28を同じ速度でゆつくり下方に移動さ
せると、種結晶24の上に新しい結晶が成長す
る。この点については本実施例も第1図の従来例
と全く同一の機能を果す。
Halogen lamp 2 installed at one focal point F 1
The light of No. 3 is reflected by the reflecting mirrors 21 and 22 and concentrated at the other focal point F 2 through the quartz tube 29, melting the joint between the seed crystal 24 and the material rod 25, and forming a melted part 26. Keep this state and hold the holding rod 2
When 7 and 28 are slowly moved downward at the same speed, a new crystal grows on top of the seed crystal 24. In this respect, this embodiment also functions exactly the same as the conventional example shown in FIG.

第2図の本考案の実施例において、回転楕円面
鏡21の内部はOリング33,34,34′によ
り密閉されている。また、ハロゲンランプ23の
ソケツト部は図示されていないが、Oリングある
いはハーメツクシール等を利用してシールされて
おり、回転楕円面鏡21の内部の空洞は完全にシ
ールされ外気と遮断されている。
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the interior of the spheroidal mirror 21 is sealed by O-rings 33, 34, 34'. Further, although the socket portion of the halogen lamp 23 is not shown, it is sealed using an O-ring or a hermetic seal, and the cavity inside the spheroidal mirror 21 is completely sealed and isolated from the outside air. There is.

また、石英管29は回転楕円面鏡21の内部に
図示のように設置されている。回転楕円面鏡21
の内部の空間に対して、石英管29の内部は簡易
なシール32,32′でシールされており、雰囲
気室39と回転楕円面鏡21の内部の空洞との雰
囲気の流通が防止されている。従つて溶融部26
から蒸発した蒸気が回転楕円面鏡21の表面に付
着して反射率が低下するようなことは起らない。
Further, the quartz tube 29 is installed inside the spheroidal mirror 21 as shown in the figure. Spheroidal mirror 21
The inside of the quartz tube 29 is sealed with simple seals 32 and 32', and the circulation of atmosphere between the atmosphere chamber 39 and the cavity inside the spheroidal mirror 21 is prevented. . Therefore, the melting section 26
The vapor evaporated from the spheroidal mirror 21 will not adhere to the surface of the spheroidal mirror 21 and reduce the reflectance.

石英管29の内部と保持筒30および31の内
部で形成される空間は簡易なシール32,32′
およびOリング34,34′でシールされており、
密閉された雰囲気室39を形成している。この雰
囲気室39の内部に雰囲気ガス入口35から所望
の雰囲気ガスを導入することができる。また、雰
囲気ガスの流通が必要な場合には、雰囲気ガス出
口36から所望の速度で雰囲気ガスを排出するこ
ともできる。
The space formed between the inside of the quartz tube 29 and the inside of the holding cylinders 30 and 31 is filled with simple seals 32, 32'.
and are sealed with O-rings 34, 34'.
A sealed atmosphere chamber 39 is formed. A desired atmospheric gas can be introduced into the atmosphere chamber 39 from the atmospheric gas inlet 35 . Further, when it is necessary to circulate the atmospheric gas, the atmospheric gas can be discharged from the atmospheric gas outlet 36 at a desired speed.

雰囲気ガス入口35は図のように35′および
35″の2本の流路に分岐しており、35′に入つ
た雰囲気ガスは雰囲気室内に入り、35″に入つ
た雰囲気ガスは回転楕円面鏡21の内部の空洞に
入る。また、雰囲気室に入つた雰囲気ガスは雰囲
気ガス出口36′を通して排出される。また、回
転楕円面鏡21の内部に入つた雰囲気ガスは雰囲
気ガス出口36″を通して排出される。雰囲気ガ
ス出口36′および36″は合流して36となり、
所定の排出口に接続される。
The atmospheric gas inlet 35 is branched into two flow paths 35' and 35'' as shown in the figure, the atmospheric gas entering 35' enters the atmosphere chamber, and the atmospheric gas entering 35'' flows through the spheroidal surface. Enter the cavity inside the mirror 21. Further, the atmospheric gas that has entered the atmospheric chamber is discharged through the atmospheric gas outlet 36'. Further, the atmospheric gas that has entered the interior of the spheroidal mirror 21 is discharged through the atmospheric gas outlet 36''.The atmospheric gas outlets 36' and 36'' merge to form 36.
Connected to a predetermined outlet.

上述のように、雰囲気ガスは雰囲気室39の内
部とその外部を取りまく回転楕円面鏡21の内部
に同時に導入されるので、石英管29の両端のシ
ール32および32′はそれほど厳重である必要
はない。例えば、第3図に示すように比較的柔軟
なゴム製シール32の先端が石英管29の表面に
接触していて、雰囲気ガスの自由な流通を妨げる
ようなもので良い。
As mentioned above, since the atmospheric gas is simultaneously introduced into the interior of the atmosphere chamber 39 and the interior of the spheroidal mirror 21 surrounding the exterior thereof, the seals 32 and 32' at both ends of the quartz tube 29 do not need to be so tight. do not have. For example, as shown in FIG. 3, the tip of a relatively flexible rubber seal 32 may be in contact with the surface of the quartz tube 29 to prevent the free flow of atmospheric gas.

なお、試料の溶融部26からの蒸発物がシール
32あるいは32′の部分を通して反射鏡21の
内部に漏れ出すのを極端に嫌う場合には第2図に
示すように、雰囲気ガス出口の流路36″に絞り
37を設けると良い。このようにすることによ
り、雰囲気室39の内の圧力よりも回転楕円面鏡
21の内部の圧力が若干高くなるので、溶融部2
6からの蒸発物がシール32あるいは32′の部
分から回転楕円面鏡21の内部に漏れ出すことを
防止することができる。
In addition, if it is extremely difficult to prevent the evaporated material from the melted part 26 of the sample from leaking into the interior of the reflecting mirror 21 through the seal 32 or 32', as shown in FIG. It is preferable to provide an aperture 37 at 36''.By doing this, the pressure inside the spheroidal mirror 21 becomes slightly higher than the pressure inside the atmosphere chamber 39, so that the melting part 2
6 can be prevented from leaking into the interior of the spheroidal mirror 21 through the seal 32 or 32'.

しかし、通常の場合には絞り37を設けなくて
も支障のない場合が多い。
However, in normal cases, there is often no problem even if the diaphragm 37 is not provided.

上述のように本考案においてはシール32,3
2′は簡易なもので良いので、石英管29の交換
を極めて簡単に行うことができる。第2図の本考
案の実施例における石英管29の交換手順を第4
図を使用して説明する。第4図には第2図におけ
る状態から回転楕円面鏡21の取りはずし可能部
分22を取りはずした状態が示されている。ま
た、各要素の番号は第2図と同一である。
As mentioned above, in the present invention, the seals 32, 3
Since 2' can be a simple one, the quartz tube 29 can be replaced extremely easily. The procedure for replacing the quartz tube 29 in the embodiment of the present invention shown in FIG.
Explain using diagrams. FIG. 4 shows a state in which the removable portion 22 of the spheroidal mirror 21 has been removed from the state shown in FIG. Further, the numbers of each element are the same as in FIG. 2.

第4図において、石英管29を取り付ける場合
には、図のように石英管29を傾斜させてシール
32の部分に差し込んで、保持筒30の内部の空
間に石英管29の上端部を若干入り込ませた後
に、石英管29を垂直にして、その下端をシール
32′の部分に差し込むことによつて石英管29
の取付が完了する。その後に回転楕円面鏡21の
取はずし可能部分22を取り付けることにより、
第2図の状態にセツトすることができる。また、
石英管29の取りはずしは、上述の手順の逆を行
えば良い。
In FIG. 4, when installing the quartz tube 29, the quartz tube 29 is tilted as shown in the figure and inserted into the seal 32, and the upper end of the quartz tube 29 is slightly inserted into the space inside the holding tube 30. After the quartz tube 29 is placed vertically, the lower end of the quartz tube 29 is inserted into the seal 32'.
installation is completed. By subsequently attaching the removable portion 22 of the spheroidal mirror 21,
The state shown in FIG. 2 can be set. Also,
The quartz tube 29 can be removed by performing the above-described procedure in reverse.

前述のように、シール32および32′は柔難
であるから上述の石英管29の取付、取はずしの
際にはあまり抵抗とならず、石英管29の取付、
取りはずしを極めて容易に行うことができる。
As mentioned above, since the seals 32 and 32' are flexible, they do not provide much resistance when the quartz tube 29 is attached or removed, and the seals 32 and 32' are flexible.
It can be removed very easily.

また、第2図の本考案の実施例においては、石
英管29が密閉された回転楕円面鏡21の内部に
設置されており、本装置の作動中にオペレータが
誤つて石英管29を破損するようなことは起らな
い。また、石英管29が雰囲気ガスの圧力あるい
は高温のために破壊したとしても、その破片、有
毒な雰囲気ガス、溶融部26からの有毒な蒸発物
等が密封された回転楕円面鏡21の外部に放出さ
れることがない。
In addition, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the quartz tube 29 is installed inside the sealed spheroidal mirror 21, and the operator may accidentally break the quartz tube 29 during operation of the device. Nothing like that happens. Furthermore, even if the quartz tube 29 breaks due to the pressure or high temperature of the atmospheric gas, its fragments, toxic atmospheric gas, toxic evaporated matter from the molten part 26, etc. will be released to the outside of the sealed spheroidal mirror 21. Never released.

このように、本考案においては耐熱性ガラスを
使用した雰囲気室39が、密閉された回転楕円面
鏡21の内部に設けられているために、従来の装
置に関して存在した耐熱ガラスの破損に伴う危険
が完全に除去できた安全性の高い輻射線加熱装置
が実現されている。
In this way, in the present invention, since the atmosphere chamber 39 using heat-resistant glass is provided inside the sealed spheroidal mirror 21, there is no risk associated with breakage of the heat-resistant glass that existed in conventional devices. A highly safe radiant heating device that completely eliminates this has been realized.

また、前述のように本考案の装置では石英管2
9の交換が極めて容易であり、この面からも安全
性が高く、かつ、操作性が高くなるという効果も
ある。
In addition, as mentioned above, in the device of the present invention, the quartz tube 2
9 is extremely easy to replace, and from this point of view, there is also an effect of high safety and high operability.

以上の説明においては、1個の回転楕円面鏡の
一方の焦点に光源を設け、他方の焦点に光を集中
して加熱を行う輻射線加熱装置を一実施例として
示したが、本考案の効果は2個以上の回転楕円面
鏡を設け、各々の回転楕円面鏡の焦点上に設けら
れた光源の光を集中する如き加熱装置においても
同様に発揮される。
In the above explanation, a radiation heating device is shown as an example in which a light source is provided at one focal point of a single spheroidal mirror and the radiation heating device heats the other focal point by concentrating the light. The same effect can be obtained in a heating device that includes two or more spheroidal mirrors and concentrates the light from a light source on the focal point of each spheroidal mirror.

第5図は上述のような複数の回転楕円面鏡を組
合せた輻射線加熱装置の一実施例で、2個の回転
楕円面鏡を対向させた加熱装置をフローテイング
ゾーン方式の結晶成長に適用した場合を示す。
Figure 5 shows an example of a radiation heating device that combines a plurality of spheroidal mirrors as described above, and a heating device with two spheroidal mirrors facing each other is applied to crystal growth using the floating zone method. Indicates the case where

第5図において、41および42は回転楕円面
鏡、43および44はハロゲンランプ、45は種
結晶、46は素材棒、47は溶融部、48および
49は各々種結晶45と素材棒46のための保持
棒、50は石英管、51および52は石英管50
の保持筒、53,53′は簡易なシール、54,
55,55′はOリング、56,56′,56″は
雰囲気ガス入口、57,57′,57″は雰囲気ガ
ス出口、58は絞り、59は基板を各々示す。ま
た、60は石英管50の内部の雰囲気室を示す。
In FIG. 5, 41 and 42 are spheroidal mirrors, 43 and 44 are halogen lamps, 45 is a seed crystal, 46 is a material rod, 47 is a melting part, and 48 and 49 are for a seed crystal 45 and a material rod 46, respectively. holding rod, 50 is a quartz tube, 51 and 52 are quartz tubes 50
holding cylinder, 53, 53' is a simple seal, 54,
55, 55' are O-rings, 56, 56', 56'' are atmospheric gas inlets, 57, 57', 57'' are atmospheric gas outlets, 58 is an aperture, and 59 is a substrate. Further, 60 indicates an atmosphere chamber inside the quartz tube 50.

2個の焦点F1とF2およびF1′とF2′を持つ2個の
回転楕円面鏡41と42が、F2とF2′が一致する
ように対向して設けられており、F1およびF1′上
に設けられた2個のハロゲンランプ43および4
4の光をF2,F2′に集中して、試料を加熱溶融し
てフローテイングゾーン方式で結晶を成長させる
ことができる。
Two spheroidal mirrors 41 and 42 having two focal points F 1 and F 2 and F 1 ′ and F 2 ′ are provided facing each other so that F 2 and F 2 ′ coincide, Two halogen lamps 43 and 4 provided on F 1 and F 1
By concentrating the light of No. 4 on F 2 and F 2 ', the sample can be heated and melted to grow crystals using a floating zone method.

回転楕円面鏡41と42の内部はOリング5
4,55,55′によりシールされ密閉されてい
る。(回転楕円面鏡42は回転楕円面鏡41から
とりはずしができる。)なお、ハロゲンランプ4
3,44のソケツト部は図示されていないが、O
リングあるいはハーメチツクシール等によりシー
ルされている。
Inside the spheroidal mirrors 41 and 42 is an O-ring 5.
4, 55, and 55'. (The spheroidal mirror 42 can be removed from the spheroidal mirror 41.) Note that the halogen lamp 4
Although socket parts 3 and 44 are not shown, O
It is sealed with a ring or hermetic seal.

石英管50はこのようにして密閉された回転楕
円面鏡41,42の中に設けられている。さら
に、簡易なシール53,53′により石英管50
の中の雰囲気ガスが回転楕円面鏡41,42の内
部に入らないようにシールされている。従つて、
溶融部47から蒸発した蒸気が回転楕円面鏡4
1,42の反射面に付着して反射効率を低下させ
ることを防止することができる。
The quartz tube 50 is thus provided in the sealed spheroidal mirrors 41 and 42. Furthermore, the quartz tube 50 can be
The spheroidal mirrors 41 and 42 are sealed to prevent atmospheric gas from entering inside them. Therefore,
Steam evaporated from the melting part 47 is transferred to the spheroidal mirror 4.
It is possible to prevent the particles from adhering to the reflective surfaces 1 and 42 and reducing the reflection efficiency.

第2図の実施例と同様に、雰囲気ガスは雰囲気
ガス入口35から35′,35″に分岐して雰囲気
室60の内部と回転楕円面鏡41および42で形
成される空洞の両方に導入される。従つて、石英
管50の両端のシール53,53′は第3図に示
されたような簡易なもので良い。また、絞り58
を設けることにより、第2図の実施例と同様に回
転楕円面鏡41,42の内部の圧力が雰囲気室6
0の内部の圧力よりも高くなるので、溶融部47
からの蒸発物が雰囲気室60から回転楕円面鏡4
1,42の内部に漏洩することを完全に防止する
ことができる。しかし、この絞り58は省略して
も通常は支障がない場合が多い。
Similar to the embodiment shown in FIG. 2, the atmospheric gas is branched from the atmospheric gas inlet 35 to 35', 35'' and introduced into both the interior of the atmospheric chamber 60 and the cavity formed by the spheroidal mirrors 41 and 42. Therefore, the seals 53 and 53' at both ends of the quartz tube 50 may be simple seals as shown in FIG.
By providing a
Since the pressure inside the melting part 47 is higher than that of the
The evaporates from the atmosphere chamber 60 pass through the spheroidal mirror 4.
1, 42 can be completely prevented from leaking. However, there are many cases where this diaphragm 58 is omitted without causing any problem.

第5図の実施例においても第2図の実施例と同
様に、石英管50が外部に露出していないので、
オペレータが本装置の運転中に誤つて石英管50
を破壊するような事故は起り得ない。また、石英
管50が雰囲気の圧力あるいは高温等によつて破
裂した場合にも、石英管の破片、有毒な雰囲気ガ
ス、有毒な蒸発物等が外部に洩れることがない。
さらに、石英管50の交換を第4図に示した手順
で、第2図の実施例の場合と同様に極めて容易に
行うことができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, as in the embodiment shown in FIG. 2, the quartz tube 50 is not exposed to the outside.
An operator accidentally accidentally damaged the quartz tube 50 while operating this device.
An accident that would destroy the equipment cannot occur. Further, even if the quartz tube 50 ruptures due to atmospheric pressure or high temperature, fragments of the quartz tube, toxic atmospheric gas, toxic evaporated substances, etc. will not leak to the outside.
Furthermore, the quartz tube 50 can be replaced very easily by the procedure shown in FIG. 4, as in the case of the embodiment shown in FIG.

このように、第5図の実施例においても安全
性、操作性の優れた輻射線加熱装置が実現されて
いる。
In this way, the embodiment shown in FIG. 5 also realizes a radiation heating device with excellent safety and operability.

以上の説明では光源としてハロゲンランプを使
用した場合を示したが、キセノンランプ、水銀ラ
ンプ等任意のランプを光源として使用した場合に
も本考案の効果が全く同等に得られることは明白
である。
Although the above description has been made using a halogen lamp as a light source, it is clear that the same effect of the present invention can be obtained even when any lamp such as a xenon lamp or a mercury lamp is used as a light source.

また、第1図、第2図、第3図の実施例におい
ては保持棒7および8、あるいは27および28
あるいは48および49をゆつくり下方に移動さ
せる場合について説明したが、回転楕円面鏡1、
あるいは21あるいは51および52を移動させ
て結晶成長を行うことも可能であり、このような
場合にも本考案の効果は全て同様に発揮される。
In addition, in the embodiments of FIGS. 1, 2, and 3, the holding bars 7 and 8, or 27 and 28
Alternatively, the case where 48 and 49 are slowly moved downward has been explained, but the spheroidal mirror 1,
Alternatively, it is also possible to perform crystal growth by moving 21 or 51 and 52, and in such a case, all the effects of the present invention are similarly exhibited.

さらに、以上の説明では輻射線加熱装置をフロ
ーテイングゾーン方式の結晶成長に適用した場合
について説明したが、それ以外の方法の結晶成長
(例えばエピタキシアル成長等)、試料の溶解、試
料の加熱等に適用した場合でも本考案の効果が全
く同様に得られることは明白である。
Furthermore, although the above explanation describes the case where the radiation heating device is applied to crystal growth using the floating zone method, other methods such as crystal growth (e.g. epitaxial growth), sample melting, sample heating, etc. It is clear that the effects of the present invention can be obtained in exactly the same way even when applied to.

また、石英管29あるいは50の両端のシール
32,32′あるいは53,53′の一実施例を第
3図に示したが、このシールの形状は種々のもの
が考えられる。しかし、本考案の効果はこのシー
ルの形状には依存しない。
Further, although one embodiment of the seals 32, 32' or 53, 53' at both ends of the quartz tube 29 or 50 is shown in FIG. 3, various shapes of the seals are conceivable. However, the effectiveness of the present invention does not depend on the shape of this seal.

また第2図および第5図において回転楕円面鏡
の一部22あるいは42が取はずし可能であると
述べたが、これらの部分が蝶番等で回転楕円面鏡
の残りの部分に開閉可能なように取付けられてい
ても良い。
Furthermore, in FIGS. 2 and 5, it was stated that the part 22 or 42 of the spheroidal mirror is removable, but it is possible to open and close these parts to the rest of the spheroidal mirror using a hinge or the like. It may be attached to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の輻射線加熱装置の一実施例で、
1は回転楕円面鏡、3はハロゲンランプ、4は種
結晶、5は素材棒、6は溶融部、9は石英管、1
2,12′,13,13′,14,14′はOリン
グ、15は雰囲気ガス入口、16は雰囲気ガス出
口、19は雰囲気室を各々示す。第2図は本考案
の一実施例で、21は回転楕円面鏡、23はハロ
ゲンランプ、24は種結晶、25は素材棒、26
は溶融部、29は石英管、32,32′は簡易な
シール、33,34,34′はOリング、35は
雰囲気ガス入口、36は雰囲気ガス出口、39は
雰囲気室を各々示す。第3図は第2図における石
英管29の両端をシールする簡易なシール32の
一実施例の拡大図である。 第4図は第2図の実施例において石英管29を
交換する手順を説明するための図で、番号は第2
図と共通である。第5図は本考案のもう一つの実
施例で、41,42は回転楕円面鏡、43,44
はハロゲンランプ、45は種結晶、46は素材
棒、50は石英管、53,53′は簡易なシール、
54,55,55′はOリング、56は雰囲気ガ
ス入口、57は雰囲気ガス出口、60は雰囲気室
を各々示す。
Figure 1 shows an example of a conventional radiation heating device.
1 is a spheroidal mirror, 3 is a halogen lamp, 4 is a seed crystal, 5 is a raw material rod, 6 is a melting part, 9 is a quartz tube, 1
2, 12', 13, 13', 14, and 14' are O-rings, 15 is an atmospheric gas inlet, 16 is an atmospheric gas outlet, and 19 is an atmospheric chamber. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which 21 is a spheroidal mirror, 23 is a halogen lamp, 24 is a seed crystal, 25 is a material rod, and 26
29 is a fused portion, 29 is a quartz tube, 32, 32' are simple seals, 33, 34, 34' are O-rings, 35 is an atmospheric gas inlet, 36 is an atmospheric gas outlet, and 39 is an atmospheric chamber. FIG. 3 is an enlarged view of one embodiment of a simple seal 32 that seals both ends of the quartz tube 29 in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the procedure for replacing the quartz tube 29 in the embodiment shown in FIG.
Same as the figure. FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, 41 and 42 are spheroidal mirrors, 43 and 44
is a halogen lamp, 45 is a seed crystal, 46 is a material rod, 50 is a quartz tube, 53 and 53' are simple seals,
54, 55, and 55' are O-rings, 56 is an atmospheric gas inlet, 57 is an atmospheric gas outlet, and 60 is an atmospheric chamber.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 1個または複数個の回転楕円面鏡の一方に焦点
に光源を設け、他方の焦点にその光を集中して、
着脱可能な耐熱性のガラス管の内部に設けられた
被加熱物を加熱する如き輻射線加熱装置におい
て、上記回転楕円面鏡で囲まれた空洞内に着脱可
能な上記ガラス管を設置し前記空洞及びガラス管
に雰囲気ガスを導入する構造と空洞及びガラス管
から雰囲気ガスを排出する構造を有することを特
徴とする輻射線加熱装置。
A light source is provided at one focal point of one or more spheroidal mirrors, and the light is concentrated at the other focal point,
In a radiation heating device for heating an object disposed inside a removable heat-resistant glass tube, the removable glass tube is installed in a cavity surrounded by the spheroidal mirror, and the removable glass tube is installed in the cavity surrounded by the spheroidal mirror. and a radiation heating device characterized by having a structure for introducing atmospheric gas into a glass tube, and a structure for discharging atmospheric gas from the cavity and the glass tube.
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