專(zhuān)利名稱(chēng)：碳制坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)硅等的金屬單晶提拉裝置中使用的石英坩堝進(jìn)行保持的碳制坩堝。
背景技術(shù)：
(第一在先技術(shù))切克勞斯基法(以下稱(chēng)為“CZ法”)所使用的坩堝形成為用于使硅熔融的石英坩堝和收容該石英坩堝的石墨坩堝的雙重結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，為了以高收獲率獲得硅單晶，而制造大型尺寸的單晶。相伴于此，需要石墨坩堝也大型化。然而，隨著石墨坩堝的容量變多，因石英坩堝與石墨坩堝的熱膨脹率的不同而引起的熱變形也變大，應(yīng)力集中在直筒部、尤其是其上緣部以及從底部與直筒部相連的曲面部(以下，稱(chēng)為圓角部)，而容易導(dǎo)致石墨坩堝的破裂。為了解決該問(wèn)題，提出有由直筒部與托盤(pán)部分割構(gòu)成的石墨坩堝(參照以下的專(zhuān)利文獻(xiàn)I 4)，以及直筒部使用碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C材料)且托盤(pán)部使用石墨材料的復(fù)合坩堝(參照以下的專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。(第二在先技術(shù))另外，目前，在硅單晶提拉裝置中，使用了具備收容硅熔液的石英坩堝和用于保持石英坩堝的石墨坩堝的坩堝裝置。在這樣的坩堝裝置中，由于石墨坩堝與石英坩堝的熱膨脹系數(shù)不同，因此在冷卻過(guò)程中石墨坩堝可能會(huì)產(chǎn)生破裂等缺陷。因此，近年來(lái)，取代石墨坩堝，而提出了通過(guò)由碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C材料)構(gòu)成且織成網(wǎng)狀的網(wǎng)狀體來(lái)構(gòu)成的坩堝保持構(gòu)件(與碳制坩堝相當(dāng))(參照以下的專(zhuān)利文獻(xiàn)6、7)。然而，在使用上述的由網(wǎng)狀體構(gòu)成的坩堝保持構(gòu)件時(shí)，若網(wǎng)狀體的網(wǎng)眼小，則石英坩堝會(huì)軟化而陷入到網(wǎng)眼的空隙部分，從而難以取下。作為解決上述問(wèn)題的對(duì)策，在專(zhuān)利文獻(xiàn)7中公開(kāi)了一種在網(wǎng)狀體與石英坩堝之間夾設(shè)膨脹石墨片等片材的結(jié)構(gòu)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)7的段落0021)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本注冊(cè)實(shí)用新型3012299號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)平07-25694號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)平09-263482號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)2000-247781號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5日本特開(kāi)昭63-7174號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6日本特開(kāi)平02-116696號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7日本特開(kāi)2009-203093號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
(與第一在先技術(shù)相關(guān)的發(fā)明所要解決的課題)其中，在通過(guò)硅單晶提拉裝置使硅單晶生長(zhǎng)期間，SiO從硅熔液中揮發(fā)。該SiO氣體與向腔室內(nèi)導(dǎo)入的Ar氣體一起在真空泵的作用下從腔室排出，另一方面，該SiO氣體也進(jìn)入到石墨樹(shù)禍與石英樹(shù)禍的間隙中，SiO與石墨樹(shù)禍的C發(fā)生反應(yīng)，使得石墨樹(shù)禍內(nèi)表面的SiC化加劇。并且，該石墨坩堝的SiC化層與SiO2(石英坩堝)發(fā)生反應(yīng)，在SiC消耗的同時(shí)產(chǎn)生SiO和CO氣體。由此，石墨坩堝的壁厚削減(消耗)加劇。尤其在石墨坩堝分割構(gòu)成的情況下，在直筒部與托盤(pán)部的交界部分引起氣體的流入.流出，壁厚削減顯著地加劇。將上述反應(yīng)總結(jié)如下。(I)石英坩堝與Si的反應(yīng)Si02+Si — 2Si0(2)石英坩堝與石墨坩堝的反應(yīng)Si02+C — Si0+C0Si02+C — SiC+02(3)生成的SiO氣體與坩堝的反應(yīng)2Si0+2C — 2SiC+02(4)與生成的O2氣體、CO氣體的反應(yīng)(氧化)02+C — CO202+2C — 2C0、2C0+C — 2C (煤)+CO2并且，若使用因上述的反應(yīng)而壁厚削減顯著加劇的石墨坩堝，則石英坩堝會(huì)向壁厚削減部分局部地陷落。當(dāng)操作時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，存在如下可能性:在陷落部形成裂縫，硅熔液從該裂縫向外漏出而積存在爐內(nèi)。因?yàn)?，?dāng)壁厚削減量超過(guò)某一定量時(shí)，需要將石墨坩堝更換為新品。這樣，在坩堝分割構(gòu)成的情況下，存在SiO氣體從直筒部與托盤(pán)部的交界部分泄漏而使SiC化提早加劇的問(wèn)題。然而，在上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)I 5中，并未公開(kāi)對(duì)來(lái)自直筒部與托盤(pán)部的交界部分的SiC化加劇有效的對(duì)策，目前，期望能夠防止SiO氣體從直筒部與托盤(pán)部的交界部分的泄漏的碳制坩堝。(與第二在先技術(shù)相關(guān)的發(fā)明所要解決的課題)在使用由網(wǎng)狀體構(gòu)成的坩堝保持構(gòu)件的情況下，除了存在上述的石英坩堝軟化而陷入到網(wǎng)眼的空隙部分的問(wèn)題之外，還存在可能對(duì)作為產(chǎn)品的金屬結(jié)晶的品質(zhì)的穩(wěn)定性造成惡劣影響這樣的問(wèn)題。例如，當(dāng)石英坩堝發(fā)生軟化時(shí)，由于石英坩堝從網(wǎng)狀體內(nèi)表面的伸出而在石英i甘禍內(nèi)表面上產(chǎn)生凹凸部，若在這樣的狀態(tài)下i甘禍向一方向旋轉(zhuǎn)，則熔液會(huì)流入到凹部?jī)?nèi)，由此使熔液的流動(dòng)產(chǎn)生紊亂，從而導(dǎo)致金屬單晶的結(jié)晶生長(zhǎng)受到阻礙，存在與品質(zhì)降低有關(guān)的問(wèn)題。然而，在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)7中完全未公開(kāi)與這樣的金屬結(jié)晶的品質(zhì)的穩(wěn)定性有關(guān)的解決對(duì)策。因此，目前，期望能夠防止因熔液的流動(dòng)的紊亂而引起的金屬結(jié)晶的品質(zhì)降低的碳制i甘禍。 本發(fā)明鑒于上述的實(shí)際情況而提出，其目的在于提供一種能夠防止SiO氣體從直筒部與托盤(pán)部的交界部分的泄漏，從而防止SiC化的早期加劇的碳制坩堝。另外，本發(fā)明鑒于上述的實(shí)際情況而提出，其另一目的在于提供一種除了能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)狀體的壽命的提高、從石英坩堝取下的容易性以及向網(wǎng)狀體的陷入防止等之外，還能夠防止因熔液的流動(dòng)的紊亂而引起的金屬結(jié)晶的品質(zhì)的降低的碳制坩堝。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明涉及直筒部和托盤(pán)部分割構(gòu)成的碳制坩堝，所述碳制坩堝的特征在于，以覆蓋碳制坩堝的內(nèi)表面的、至少直筒部與托盤(pán)部的交界部分的方式配置石墨質(zhì)片材。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)用石墨質(zhì)片材覆蓋直筒部與托盤(pán)部的交界部分，由此能夠防止SiO氣體從交界部分泄漏，從而防止碳制坩堝的SiC化的早期加劇。 在本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材為膨脹石墨片。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于膨脹石墨片的緩沖性高，因此在夾設(shè)有石墨質(zhì)片材的情況下，石墨質(zhì)片材在石英坩堝與交界部分之間被壓縮而無(wú)間隙地配置，從而能夠進(jìn)一步抑制SiO氣體的泄漏。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材的灰分為IOOppm以下。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠減少?gòu)氖|(zhì)片材產(chǎn)生的金屬系的雜質(zhì)，尤其在半導(dǎo)體用途的金屬單晶中能夠有助于品質(zhì)的穩(wěn)定化。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述直筒部由碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C材料)構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部以外還覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體的方式配置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)將因多孔而容易產(chǎn)生“腐蝕”的C/C制直筒部和交界部分同時(shí)覆蓋，由此能夠顯著地提高碳制坩堝的耐久性。
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在本發(fā)明中，優(yōu)選所述直筒部由分割成多個(gè)的石墨制分割片構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部之外還覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體的方式配置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在通過(guò)石墨來(lái)形成與托盤(pán)部不同體的直筒部的情況下，直筒部容易因溫度變化而產(chǎn)生破裂，因此必須將直筒部分割化。然而，若將直筒部分割化，則可能會(huì)在分割部分產(chǎn)生SiO氣體的泄漏。因此，通過(guò)像上述結(jié)構(gòu)那樣用石墨質(zhì)片材覆蓋分割部分和交界部分，由此能夠防止因SiO氣體的泄漏而產(chǎn)生的不良情況。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述托盤(pán)部由底部、從底部與所述直筒部相連的曲面狀部分(圓角部分)構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部之外還一體地覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體至所述曲面狀部分的方式配置。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，通過(guò)一體地覆蓋直筒部、交界部分及消耗最大的托盤(pán)部的圓角部，由此能夠可靠地防止SiO氣體的泄漏，從而抑制局部的SiC化。 在本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材以一體地覆蓋碳制坩堝的內(nèi)表面的方式配置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)用一體的片材覆蓋內(nèi)表面，由此不易產(chǎn)生間隙，能夠防止SiO氣體的漏出或碳制坩堝與石英坩堝的接觸等。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材為將覆蓋托盤(pán)部?jī)?nèi)表面的平面圓形狀的片材和覆蓋直筒部?jī)?nèi)表面的筒狀的片材組合，并使兩片材在交界部分處重合的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在托盤(pán)部和直筒部不同體，尤其是直筒部的上下尺寸變大的情況下(太陽(yáng)能電池中的熔液的大容量化)，也能夠容易地進(jìn)行片材的加工。另外，由于兩片材重合，因此還能夠防止石英坩堝與托盤(pán)部接觸的不良情況。
在本發(fā)明中，優(yōu)選所述托盤(pán)部由分割成多個(gè)的石墨制分割片構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材具備覆蓋所述分割片彼此的對(duì)接部分附近的托盤(pán)片材部、覆蓋所述交界部分的交界片材部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠以較少的片材的量防止SiO氣體的泄漏，并在抑制局部的SiC化方面獲得充分的效果。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材為多片重疊的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，容易應(yīng)對(duì)在托盤(pán)部與直筒部之間產(chǎn)生的臺(tái)階，并且提高緩沖性而抑制高低差附近的間隙的產(chǎn)生，從而能夠防止SiO氣體從該間隙的泄漏。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材的厚度為0.2 1.0mm,視密度為0.7 1.3g/
3
cm ο 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，作為中敷所需要的片材厚度及視密度來(lái)說(shuō)，能夠使石墨質(zhì)片材具備高性能。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述直筒部通過(guò)由碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料構(gòu)成且織成網(wǎng)狀的網(wǎng)狀體構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部之外還覆蓋所述直筒部的內(nèi)表面整體的方式配置(以下，稱(chēng)作具備網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)石墨質(zhì)片材使由網(wǎng)狀體構(gòu)成的直筒部(以下,稱(chēng)為網(wǎng)狀體直筒部)與石英坩堝不直接接觸，因此不易因與石英坩堝的反應(yīng)而引起網(wǎng)狀體直筒部的劣化，壽命得以提高，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)從石英坩堝脫落的容易性、防止向網(wǎng)狀體直筒部的陷入
坐寸ο此外，通過(guò)覆蓋網(wǎng)狀體直筒部的內(nèi)表面整體，由此網(wǎng)眼孔全部被閉塞，由此能夠減輕因石英坩堝的軟化引起的石英坩堝從網(wǎng)狀體直筒部?jī)?nèi)表面的伸出所造成的石英坩堝內(nèi)表面的凹凸的產(chǎn)生，向一方向旋轉(zhuǎn)的石英坩堝內(nèi)的熔液的流動(dòng)得以穩(wěn)定化。從而，通過(guò)提拉得到的金屬單晶能夠成為缺陷等少的品質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)。進(jìn)而，由于石英坩堝在爐內(nèi)露出的面積顯著地變小，因此能夠減輕從石英坩堝產(chǎn)生的SiO氣體對(duì)爐內(nèi)構(gòu)件造成惡劣影響的可能性。另外，如上所述，石墨質(zhì)片材覆蓋托盤(pán)部與網(wǎng)狀體直筒部的交界部，由此能夠防止SiO氣體從交界部之間的流出，從而抑制局部的SiC化的產(chǎn)生。另外，還能夠抑制網(wǎng)狀體直筒部從托盤(pán)部的偏移。在具備上述網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材為膨脹石墨片。通過(guò)適用于承受石英坩堝的面積小的網(wǎng)狀體，由此能夠減小石英坩堝在設(shè)置時(shí)破損的可能性。更詳細(xì)說(shuō)明的話(huà)，由于膨脹石墨片的緩沖性高，因此即使在網(wǎng)狀體中保持石英坩堝的面積小的情況下，也能夠通過(guò)膨脹石墨片的緩沖性來(lái)彈性地保持石英坩堝，由此能夠防止石英坩堝在設(shè)置時(shí)發(fā)生破損的情況。在具備上述網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材的灰分為IOOppm以下。若為這樣的結(jié)構(gòu)，則能夠減少?gòu)氖|(zhì)片材產(chǎn)生的金屬系的雜質(zhì)，尤其在半導(dǎo)體用途的金屬單晶中能夠有助于品質(zhì)的穩(wěn)定化。另外，高純度化了的片材的硬度變高，由此還能夠提高軟化了的石英坩堝向外側(cè)伸出的抑制力。尤其在使用網(wǎng)狀體直筒部的情況下，由于從石墨質(zhì)片材放出金屬系的雜質(zhì)的比率變大，因此上述結(jié)構(gòu)尤其在避諱金屬系的雜質(zhì)的用途中有用。在具備上述網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明中，優(yōu)選所述托盤(pán)部由底部、從底部與所述網(wǎng)狀體直筒部相連的曲面狀部分(圓角部)構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以一體地覆蓋網(wǎng)狀體直筒部的內(nèi)表面整體至所述托盤(pán)部的曲面狀部分(圓角部)的方式配置。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，通過(guò)一體地覆蓋網(wǎng)狀體直筒部、交界部及托盤(pán)部中消耗最大的圓角部，由此能夠抑制局部的SiC化。在具備上述網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材以一體地覆蓋網(wǎng)狀體直筒部及托盤(pán)部的內(nèi)表面整體的方式配置。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)用一體的片材覆蓋內(nèi)表面，由此不易因片材的偏移等而產(chǎn)生間隙，能夠防止SiO氣體的漏出或網(wǎng)狀體直筒部與石英坩堝的接觸等。在具備上述網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材為將覆蓋托盤(pán)部?jī)?nèi)表面的平面圓形狀的片材和覆蓋網(wǎng)狀體直筒部?jī)?nèi)表面的筒狀的片材組合，并使兩片材在交界部分處重合的結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，在托盤(pán)部和網(wǎng)狀體直筒部不同體，尤其是網(wǎng)狀體直筒部的上下尺寸變大的情況下，能夠無(wú)間隙地覆蓋必要部分且使片材的加工容易。另外，由于將兩片材重合來(lái)消除間隙，因此還能夠防止石英坩堝與托盤(pán)接觸的不良情況。在具備上述網(wǎng)狀體直筒部的本發(fā)明中，優(yōu)選所述石墨質(zhì)片材的厚度為0.2 1.0mm且視密度為0.7 1.3g/cm3。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，作為中敷所需要的片材厚度及視密度來(lái)說(shuō)，能夠使石墨質(zhì)片材具備高性能。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用石墨質(zhì)片材覆蓋直筒部與托盤(pán)部的交界部分，由此能夠防止SiO氣體從交界部分的泄漏，從而防止碳制坩堝的SiC化的早期加劇。


圖1是本實(shí)施方式1-1涉及的硅單晶提拉裝置的主要部分剖視圖。圖2是圖1的硅單晶提拉裝置中使用的坩堝的放大剖視圖。圖3是表示石墨質(zhì)片材的其它配置方式的圖。圖4是表示石墨質(zhì)片材的其它配置方式的圖。圖5是表示圖4的配置方式中使用的石墨質(zhì)片材的形狀的圖。圖6是表示石墨質(zhì)片材的其它配置方式的圖。圖7是表示圖6的配置方式中使用的石墨質(zhì)片材的形狀的圖。圖8是表示平面圓形狀的片材Ila的形狀的圖。圖9是實(shí)施方式1-3中使用的托盤(pán)部10的俯視圖。圖10是表示實(shí)施方式1-3中使用的石墨質(zhì)片材的形狀的圖。圖11是實(shí)施方式2涉及的硅單晶提拉裝置的主要部分剖視圖。圖12是圖11的硅單晶提拉裝置中使用的坩堝的放大剖視圖。圖13是表示網(wǎng)狀體的其它結(jié)構(gòu)的圖。

圖14是用于說(shuō)明在石英坩堝內(nèi)表面產(chǎn)生了凹凸部的情況下的熔液的紊流的圖。
圖15是表不石墨質(zhì)片材的其它配置方式的圖。圖16是表示石墨質(zhì)片材的其它配置方式的圖。圖17是表示圖16的配置方式中使用的石墨質(zhì)片材的形狀的圖。圖18是表示石墨質(zhì)片材的其它配置方式的圖。圖19是表示圖18的配置方式中使用的石墨質(zhì)片材的形狀的圖。圖20是表示平面圓形狀的片材Ilb的形狀的圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)敘述。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。[實(shí)施方式I](實(shí)施方式1-1)(金屬單晶提拉裝置的結(jié)構(gòu))圖1是本實(shí)施方式1-1涉及的硅單晶提拉裝置的主要部分剖視圖，圖2是坩堝的放大剖視圖。在圖1中，I表示單晶提拉裝置，2表示軸，4表示收容硅熔液3的石英坩堝，5表示保持石英坩堝4的碳制坩堝。在碳制坩堝5的外周配置有加熱器6，通過(guò)該加熱器6經(jīng)由碳制坩堝5及石英坩堝4來(lái)加熱硅熔液3，在提拉鑄塊7的同時(shí)制作硅單晶。碳制坩堝5具備大致圓筒狀的直筒部9和托盤(pán)部10，成為直筒部9與托盤(pán)部10分割構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。直筒部9載置在托盤(pán)部10`上，直筒部9和托盤(pán)部10的各對(duì)接面嵌合而固接化。并且，在石英坩堝4與碳制坩堝5之間，以覆蓋碳制坩堝5的內(nèi)表面的、至少直筒部9與托盤(pán)部10的交界部分A的方式配置有石墨質(zhì)片材11。直筒部9為碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C材料)制,托盤(pán)部10為石墨制。該托盤(pán)部10由底部10a、底部IOa與直筒部9相連的曲面狀部分(以下稱(chēng)為圓角部)IOb構(gòu)成。優(yōu)選石墨質(zhì)片材11為膨脹石墨片。其原因在于，膨脹石墨片的緩沖性高，因此在夾設(shè)石墨質(zhì)片材11的情況下，石墨質(zhì)片材11在石英坩堝4與交界部分A之間被壓縮而無(wú)間隙地配置，能夠進(jìn)一步抑制SiO氣體的泄漏。作為石墨質(zhì)片材11所使用的膨脹石墨片優(yōu)選厚度為0.2 1.0mm且視密度為
0.7 1.3g/cm3 左右。另外，石墨質(zhì)片材11優(yōu)選灰分為IOOppm以下、尤其優(yōu)選灰分為50ppm以下的高純度的材質(zhì)。其原因在于，能夠減少?gòu)氖|(zhì)片材11產(chǎn)生的金屬系的雜質(zhì)，尤其在半導(dǎo)體用途的金屬單晶中有助于品質(zhì)的穩(wěn)定化。需要說(shuō)明的是，可以對(duì)直筒部9或托盤(pán)部10實(shí)施熱解碳等的被覆或浸滲。(石墨質(zhì)片材的配置方式)石墨質(zhì)片材11的配置存在如下所述的各種方式。(I)將石墨質(zhì)片材11配置為覆蓋碳制坩堝5的內(nèi)表面的、直筒部9與托盤(pán)部10的交界部分A的方式(參照?qǐng)D2)。這樣將石墨質(zhì)片材11以覆蓋直筒部9與托盤(pán)部10的交界部分A的方式配置時(shí)，能夠防止在直筒部9與托盤(pán)部10分割構(gòu)成的坩堝中尤其成為問(wèn)題的SiO氣體從交界部分A的泄漏，從而防止碳制坩堝的SiC化的早期加劇。
(2)將石墨質(zhì)片材11配置為除了覆蓋交界部分A之外還覆蓋直筒部9的內(nèi)表面整體的方式(參照?qǐng)D3)。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11，則將因多孔而容易產(chǎn)生“腐蝕”的C/C制直筒部9和交界部分A同時(shí)覆蓋，由此能夠顯著地提高碳制坩堝5的耐久性。(3)將石墨質(zhì)片材11配置為覆蓋直筒部9的內(nèi)表面整體、進(jìn)而一體地覆蓋至托盤(pán)部10的圓角部IOb的方式(參照?qǐng)D4)。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11，則將直筒部9、交界部分A及消耗最大的托盤(pán)部10的圓角部IOb —體地覆蓋，由此能夠可靠地防止SiO氣體的泄漏，從而抑制局部的SiC 化。這種情況下的石墨質(zhì)片材11例如圖5所示，使用上方沿著直筒部9且下端附近沿著托盤(pán)部10的圓角部IOb這樣的形狀。(4)將石墨質(zhì)片材11配置為一體地覆蓋碳制坩堝5的內(nèi)表面的方式(參照?qǐng)D6)。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11，則由一體的片材覆蓋內(nèi)表面，從而不易產(chǎn)生間隙，能夠防止SiO氣體的漏出、或者碳制坩堝5與石英坩堝4的接觸等。作為該方式中的石墨質(zhì)片材11，使用例如圖7所示的形狀的片材。S卩，當(dāng)在片材11的下端刻入切痕30而使片材11沿著坩堝5的底面形狀時(shí)，底部構(gòu)成球狀面。此時(shí)的切痕30的大小可以根據(jù)坩堝的托盤(pán)部10的形狀、尤其是底部IOa的曲率來(lái)適當(dāng)確定。(5)將石墨質(zhì)片材11配置為將覆蓋托盤(pán)部10內(nèi)表面的平面圓形狀的片材Ila和覆蓋直筒部9內(nèi)表面的筒狀的片材組合，將兩片材在交界部分處重合的方式。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11，則在托盤(pán)部10和直筒部9不同體、尤其是直筒部9的上下尺寸變大的情況下(太陽(yáng)能電池中的熔液的大容量化)，也能夠容易地進(jìn)行片材的加工。另外，由于兩片材重合，因此也能夠防止石英坩堝4與托盤(pán)部10接觸的不良情況。作為該方式中的平面圓形狀的片材11a，例如為圖8所示的形狀的片材，作為筒狀的片材，例如為圖5那樣形狀的片材。就圖8所示的形狀的片材來(lái)說(shuō)，通過(guò)在圓形的外緣設(shè)置的狹縫31，由此圓形的周邊形成為沿著圓角部IOb的形狀，通過(guò)與圖5那樣的片材組合，由此兩片材在圓角部IOb的稍下方重合，能夠無(wú)間隙地配置。(6)石墨質(zhì)片材11重疊多片來(lái)使用的方式。通過(guò)使用上述方式，由此容易應(yīng)對(duì)在托盤(pán)部10與直筒部9之間產(chǎn)生的高低差，并且能夠提高緩沖性而抑制高低差附近的間隙的產(chǎn)生，從而防止SiO氣體從該間隙的泄漏。更詳細(xì)說(shuō)明的話(huà)，在直筒部9與托盤(pán)部10分割構(gòu)成的坩堝中，有時(shí)在托盤(pán)部10與直筒部9之間產(chǎn)生高低差，SiO氣體可能從該間隙泄漏。在這樣的情況下，若石墨質(zhì)片材11多片重疊來(lái)使用，則緩沖性得以提高，能夠抑制在托盤(pán)部10與直筒部9之間產(chǎn)生的高低差附近的間隙的產(chǎn)生，從而防止SiO氣體從該間隙的泄漏。(膨脹石墨片的制造方法)膨脹石墨片通過(guò)以下的方法來(lái)制作。一片的膨脹石墨片為由膨脹化石墨制造而成的片材狀的材料，對(duì)其代表例進(jìn)行說(shuō)明的話(huà)，則如下所述。首先，利用氧化劑對(duì)天然或合成磷片狀石墨、或者初生石墨等 進(jìn)行處理，在石墨粒子上形成層間化合物，接著，將上述物質(zhì)加熱至高溫，優(yōu)選急劇地暴露于高溫而使上述物質(zhì)急劇膨脹。通過(guò)該處理，在石墨粒子的層間化合物的氣體壓力的作用下，石墨粒子在層平面直角方向上被放大，體積急劇膨脹為通常的100 250倍左右。作為此時(shí)使用的氧化劑，使用能夠形成層間化合物的物質(zhì)，可以例示出例如硫酸和硝酸的混合酸、在硫酸中混合有硝酸鈉或過(guò)錳酸鉀等氧化劑而成的物質(zhì)。接著,將雜質(zhì)以灰分為IOOppm以下、尤其優(yōu)選灰分為50ppm以下的方式除去后,將該膨脹化石墨通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒?、例如壓縮或輥成形而加工成片材狀，從而制作出膨脹石墨片。接著，將用上述方法制造出的膨脹石墨片根據(jù)上述配置方式以規(guī)定尺寸及形狀裁斷分割化，從而制作出本發(fā)明涉及的膨脹石墨片11。(實(shí)施方式1-2)在本實(shí)施方式1-2中，形成為直筒部9由分割成多個(gè)的石墨制分割片構(gòu)成且石墨質(zhì)片材11以覆蓋直筒部9的內(nèi)表面整體的方式配置這樣的結(jié)構(gòu)。在由石墨形成與托盤(pán)部10不同體的直筒部9的情況下，直筒部9容易因溫度變化而發(fā)生破裂，因此必須將直筒部9分割化。然而，若將直筒部9分割化，則可能會(huì)在分割部分產(chǎn)生SiO氣體的泄漏。因此，通過(guò)像本實(shí)施方式1-2那樣將分割部分(石墨制分割片的對(duì)接部分)和交界部分A用石墨質(zhì)片材11覆蓋，由此能夠防止因SiO氣體的泄漏而產(chǎn)生的不良情況。(實(shí)施方式1-3)在本實(shí)施方式1-3中，如圖9所示，將托盤(pán)部10由二分割的石墨制分割片40、40構(gòu)成，并且石墨質(zhì)片材11如圖10所示構(gòu)成為一體地形成有覆蓋石墨制分割片40的分割部分Al (石墨制分割片彼此的對(duì)接部分)附近的托盤(pán)片材部21和覆蓋所述交界部分A的交界片材部22這樣的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，為使交界片材部22沿著圓角部，在交界片材部22的外周內(nèi)側(cè)設(shè)置有狹縫41。從搬運(yùn)等的便利性出發(fā)，石墨制托盤(pán)部10通過(guò)將例如以二分割或三分割的方式分割而得到的各部分彼此對(duì)接來(lái)構(gòu)成。然而，若為這樣的分割結(jié)構(gòu)，則SiO氣體從石墨制分割片40的分割部分Al通過(guò)，因此上述的分割部分Al可能會(huì)選擇性地SiC化。因此，為了僅將可能會(huì)局部地發(fā)生SiC化的部分(石墨制分割片40的分割部分Al及交界部分A)用石墨質(zhì)片材11來(lái)覆蓋，本實(shí)施方式1-3中的石墨質(zhì)片材11使用具備覆蓋分割部分Al附近的托盤(pán)片材部21和覆蓋交界部分A的交界片材部22的石墨質(zhì)片材11。通過(guò)這樣的石墨質(zhì)片材11，由此能夠以較少的片材的量防止SiO氣體的泄漏，并在抑制局部的SiC化方面獲得充分的效果。在本實(shí)施方式中， 例示了二分割的例子，但也可以為以三分割、四分割等方式進(jìn)行分割的結(jié)構(gòu)。另外，雖然一體地設(shè)有托盤(pán)片材部21和交界片材部22，但也可以不同體地設(shè)置。需要說(shuō)明的是，若為一體，則能夠防止位置偏移，若為不同體，則能夠簡(jiǎn)化片材的加工。(其它事項(xiàng))(I)在上述實(shí)施方式I中，例示了用于對(duì)硅單晶提拉裝置中使用的石英坩堝進(jìn)行保持的碳制坩堝，但本發(fā)明也可以適用于對(duì)鎵等的金屬單晶提拉裝置中使用的石英坩堝進(jìn)行保持的碳制坩堝。(2)碳制坩堝中，直筒部9也可以包含碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C材料)，且由織成網(wǎng)狀的網(wǎng)狀體來(lái)構(gòu)成(例如，日本特開(kāi)平02-116696號(hào)公報(bào)或日本特開(kāi)2009-203093號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的網(wǎng)狀體)。
[實(shí)施方式2](金屬單晶提拉裝置的結(jié)構(gòu))圖11是本實(shí)施方式2涉及的硅單晶提拉裝置的主要部分剖視圖，圖12是坩堝的放大剖視圖。在圖11中，I表示單晶提拉裝置，2表示軸，4表示收容硅熔液3的石英坩堝，5表示以從外側(cè)包圍石英坩堝4的外周面這樣的狀態(tài)保持并對(duì)石英坩堝4進(jìn)行保持的碳制坩堝。在碳制坩堝5的外周配置有加熱器6，通過(guò)該加熱器6經(jīng)由碳制坩堝5及石英坩堝4來(lái)加熱硅熔液3，在提拉鑄塊7的同時(shí)制作硅單晶。碳制坩堝5具有大致圓筒狀的直筒部9A、托盤(pán)部10、以至少覆蓋直筒部9A的內(nèi)表面整體的方式配置的石墨質(zhì)片材11A。需要說(shuō)明的是，對(duì)石墨質(zhì)片材IlA的材質(zhì)及配置方式等在后敘述。直筒部9A通過(guò)由碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C材料)構(gòu)成且織成網(wǎng)狀的網(wǎng)狀體來(lái)構(gòu)成。網(wǎng)狀體如下形成，即:將多個(gè)碳纖維捆扎而成的繩狀的股沿傾斜方向配置并且交替地編入后，通過(guò)CVI法(化學(xué)氣相 浸滲法)使熱解碳浸滲例如10 150%。優(yōu)選網(wǎng)狀體的網(wǎng)眼的開(kāi)口率(網(wǎng)眼的整個(gè)面積相對(duì)于網(wǎng)狀體的外表面積之比)為15 98%。這樣限制的原因在于，在開(kāi)口率小于15%的情況下，散熱效果變得過(guò)小，而在開(kāi)口率超過(guò)98%時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度變得過(guò)弱而不適合。需要說(shuō)明的是，網(wǎng)狀體可以是日本特開(kāi)平2009-203093號(hào)公報(bào)所記載那樣的網(wǎng)狀體。即，如圖13所示，網(wǎng)狀體可以通過(guò)由相對(duì)于網(wǎng)狀體的軸線(xiàn)L沿+Θ度方向(0< Θ <90)傾斜取向的第一股21A、沿-Θ度方向傾斜取向的第二股21B、與軸線(xiàn)L大致平行地取向的縱股21C構(gòu)成的三軸向編織結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成。托盤(pán)部10為石墨制。如圖12所示，該托盤(pán)部10由底部10a、從底部IOa與直筒部9A相連的曲面狀部分(以下稱(chēng)為圓角部)10b構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，對(duì)于托盤(pán)部10的與直筒部9A相接的上端緣來(lái)說(shuō)，可以以?xún)?nèi)周側(cè)或外周側(cè)中的任一方相對(duì)于另一方變低的方式設(shè)置臺(tái)階，并在該臺(tái)階嵌接直筒部9A，從而能夠減少直筒部9A從托盤(pán)部10脫落或直筒部9A在橫向上發(fā)生位置偏移的可能性。優(yōu)選石墨質(zhì)片材IlA為膨脹石墨片。膨脹石墨片的緩沖性高，因此即使在網(wǎng)狀體中保持石英坩堝的面積小的情況下，也能夠通過(guò)膨脹石墨片的緩沖性來(lái)彈性地保持石英坩堝，由此能夠防止在設(shè)置石英坩堝時(shí)石英坩堝發(fā)生破損的情況。作為石墨質(zhì)片材IlA所使用的膨脹石墨片優(yōu)選厚度為0.2 1.0mm且視密度為0.7 1.3g/cm3左右。另外，石墨質(zhì)片材IlA優(yōu)選灰分為IOOppm以下、尤其優(yōu)選灰分為50ppm以下的高純度的物質(zhì)。其原因在于，能夠減少?gòu)氖|(zhì)片材產(chǎn)生的金屬系的雜質(zhì)，尤其在半導(dǎo)體用途的金屬單晶中能夠有助于品質(zhì)的穩(wěn)定化，另外，高純度化了的片材的硬度變高，因此，能夠提高對(duì)軟化了的石英坩堝向外側(cè)伸出的抑制力。需要說(shuō)明的是，直筒部9A和托盤(pán)部10可以不同體地構(gòu)成，通過(guò)嵌合等將直筒部9A與托盤(pán)部10—體化，另外，也可以將直筒部9A和托盤(pán)部10由網(wǎng)狀體一體形成。(石墨質(zhì)片材的配置方式)石墨質(zhì)片材IlA的配置存在如下所述的各種方式。(I)將石墨質(zhì)片材IlA配置為覆蓋由網(wǎng)狀體構(gòu)成的直筒部(以下稱(chēng)為網(wǎng)狀體直筒部)9A的內(nèi)表面整體的方式(參照?qǐng)D12)。
若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11A，則網(wǎng)狀體直筒部9A與石英坩堝4不直接接觸，因此不易因與石英坩堝4的反應(yīng)而引起網(wǎng)狀體直筒部9A的劣化，僅通過(guò)更換石墨質(zhì)片材IlA就能夠反復(fù)使用。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)狀體直筒部9A從石英坩堝4取下的容易性、防止石英坩堝4向網(wǎng)狀體直筒部9A的陷入。并且，通過(guò)用石墨質(zhì)片材IlA覆蓋網(wǎng)狀體直筒部9A的內(nèi)表面整體而使得網(wǎng)眼孔全部被閉塞，其結(jié)果是，能夠減輕因石英坩堝4的軟化引起的石英坩堝4從網(wǎng)狀體直筒部9A內(nèi)表面的伸出所造成的石英坩堝4內(nèi)表面的凹凸的產(chǎn)生。因此，向一方向旋轉(zhuǎn)的石英坩堝內(nèi)的熔液的流動(dòng)穩(wěn)定。從而，通過(guò)提拉獲得的金屬單晶能夠成為缺陷等少的品質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)。另外，由于石英坩堝4在爐內(nèi)露出的面積顯著地變小，因此能夠減輕從石英坩堝4產(chǎn)生的SiO氣體對(duì)爐內(nèi)構(gòu)件造成惡劣影響的可能性。這里，參照?qǐng)D14對(duì)上述的熔液的紊亂進(jìn)行說(shuō)明。在沒(méi)有石墨質(zhì)片材IlA的情況下，因石英坩堝4的軟化引起的石英坩堝4從網(wǎng)狀體直筒部9A內(nèi)表面的伸出而導(dǎo)致在石英坩禍4內(nèi)表面產(chǎn)生凹凸部。在這樣的狀態(tài)下，若i甘禍向一方向旋轉(zhuǎn)，貝1J在石英i甘禍4內(nèi)表面附近如箭頭25所示那樣石英坩堝熔液流入到凹部26內(nèi)，由此使石英坩堝熔液的流動(dòng)產(chǎn)生紊舌L。并且，這種紊亂三維地且局部地產(chǎn)生，由此金屬單晶的結(jié)晶生長(zhǎng)受到阻礙，導(dǎo)致品質(zhì)的降低。然而,通過(guò)將本實(shí)施方式涉及的石墨質(zhì)片材IlA以覆蓋直筒部9A的內(nèi)表面整體的方式配置，由此能夠減輕石英坩堝4的凹凸的產(chǎn)生，因此熔液的流動(dòng)變得穩(wěn)定，金屬單晶能夠成為缺陷等少的品質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)。(2)將石墨質(zhì)片材IlA配置為覆蓋網(wǎng)狀體直筒部9A的內(nèi)表面整體且一體地覆蓋網(wǎng)狀體直筒部9A與托盤(pán)部10的交界部分A的方式(參照?qǐng)D15)。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11A，則能夠防止SiO氣體從托盤(pán)部10與網(wǎng)狀體直筒部9A的交界部A之間的流出，能夠抑制局部的SiC化的產(chǎn)生。并且，能夠抑制網(wǎng)狀體直筒部9A從托盤(pán)部10的脫落。(3)將石墨質(zhì)片材IlA配置為覆蓋網(wǎng)狀體直筒部9A的內(nèi)表面整體、進(jìn)而一體地覆蓋至托盤(pán)部10的圓角部IOb的方式(參照?qǐng)D`16)。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11A，則通過(guò)一體地覆蓋網(wǎng)狀體直筒部9A、交界部A及托盤(pán)部10中消耗最大的圓角部10b，由此能夠抑制局部的SiC化。石墨質(zhì)片材IlA例如圖17所示那樣使用上方沿著網(wǎng)狀體直筒部9A且下端附近沿著托盤(pán)部10的圓角部IOb這樣的形狀。(4)將石墨質(zhì)片材IlA配置為一體地覆蓋網(wǎng)狀體直筒部9A及托盤(pán)部10的內(nèi)表面的方式(參照?qǐng)D18)。若以上述配置方式配置石墨質(zhì)片材11A，則由一體的片材覆蓋內(nèi)表面，由此不易因片材的偏移等而產(chǎn)生間隙，能夠防止SiO氣體的漏出或網(wǎng)狀體直筒部9A與石英坩堝4的接觸等。作為該方式中的石墨質(zhì)片材11A，例如為圖19所示的形狀的片材。S卩，當(dāng)在片材的下端刻入切痕30而使片材沿著坩堝的底面形狀時(shí)，底部構(gòu)成球狀面。此時(shí)的切痕30的大小可以根據(jù)坩堝的形狀、尤其是底部的曲率來(lái)適當(dāng)確定。(5)將石墨質(zhì)片材IlA如下配置的方式，即，將覆蓋托盤(pán)部10內(nèi)表面的平面圓形狀的片材和覆蓋直筒部9A內(nèi)表面的筒狀的片材組合，使兩片材在交界部分A處重合。
在托盤(pán)部10和網(wǎng)狀體直筒部9A不同體，尤其是網(wǎng)狀體直筒部9A的上下尺寸變大的情況下，能夠無(wú)間隙地覆蓋必要部分且使片材的加工容易。另外，通過(guò)將兩片材重合來(lái)消除間隙，由此還能夠防止石英坩堝4與托盤(pán)部10接觸的不良情況。作為該方式中的平面圓形狀的片材11b，例如為圖20所示的形狀的片材，作為筒狀的片材，例如為圖17那樣形狀的片材。就圖20所示的形狀的片材來(lái)說(shuō)，通過(guò)在圓形的外緣設(shè)置的狹縫31，而使圓形的周邊成為沿著圓角部這樣的形狀，通過(guò)與圖17那樣的片材組合，由此兩片材在圓角部的稍下方重合，能夠無(wú)間隙地配置。(膨脹石墨片的制造方法)本實(shí)施方式所使用的膨脹石墨片IIA通過(guò)與上述實(shí)施方式I所使用的膨脹石墨片11的制作方法同樣的方法來(lái)制作。即，膨脹石墨片通過(guò)以下的方法來(lái)制作。一片的膨脹石墨片為由膨脹化石墨制造而成的片材狀的材料，對(duì)其代表例進(jìn)行說(shuō)明的話(huà)，則如下所述。首先，利用氧化劑對(duì)天然石墨、天然或合成磷片狀石墨、或者初生石墨等進(jìn)行處理，在石墨粒子上形成層間化合物，接著，將上述物質(zhì)加熱至高溫，優(yōu)選急劇地暴露于高溫而使上述物質(zhì)急劇膨脹。通過(guò)該處理，在石墨粒子的層間化合物的氣體壓力的作用下，石墨粒子在層平面直角方向上被放大，體積急劇膨脹為通常的100 250倍左右。作為此時(shí)使用的氧化劑，使用能夠形成層間化合物的物質(zhì)，可以例示出例如硫酸、硝酸或它們的混合酸、在硫酸中混合有硝酸鈉或過(guò)錳酸鉀等氧化劑而成的物質(zhì)。接著,將雜質(zhì)以灰分為IOOppm以下、尤其優(yōu)選灰分為50ppm以下的方式除去后,將該膨脹化石墨通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞健⒗鐗嚎s或輥成形而加工成片材狀，從而制作出膨脹石墨片。接著，將用上述方法制造出的膨脹石墨片根據(jù)上述配置方式以規(guī)定尺寸及形狀裁斷分割化，從而制作出本發(fā)明涉及的膨脹石墨片11A。(其它事項(xiàng))在上述實(shí)施方式2中，例示了用于對(duì)硅單晶提拉裝置中使用的石英坩堝進(jìn)行保持的碳制坩堝，但本發(fā)明也可以適于用于對(duì)鎵等金屬單晶提拉裝置中使用的石英坩堝進(jìn)行保持的碳制坩堝。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠適于用于對(duì)硅等金屬單晶提拉裝置中使用的石英坩堝進(jìn)行保持的碳制坩堝。符號(hào)說(shuō)明1:單晶提拉裝置4:石英坩堝5:碳制坩堝9、9A:直筒部10:托盤(pán)部 10IOa:托盤(pán)部10的底部IOb:托盤(pán)部10 的曲面狀部分(圓角部)IlUlA:石墨質(zhì)片材
21:托盤(pán)片材部22:交界片材部40:石墨制分割片

A:交界部分Al:分割部分
權(quán)利要求
1.一種碳制坩堝，其由直筒部與托盤(pán)部分割構(gòu)成，所述碳制坩堝的特征在于， 以覆蓋碳制坩堝的內(nèi)表面的、至少直筒部與托盤(pán)部的交界部分的方式配置石墨質(zhì)片材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材為膨脹石墨片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材的灰分為IOOppm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述直筒部由碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部之外還覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體的方式配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述直筒部由分割成多個(gè)的石墨制分割片構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部之外還覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體的方式配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述托盤(pán)部由底部、從底部與所述直筒部相連的曲面狀部分構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部外還一體地覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體至所述曲面狀部分的方式配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材以一體地覆蓋碳制坩堝的內(nèi)表面的方式配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材為將覆蓋托盤(pán)部?jī)?nèi)表面的平面圓形狀的片材和覆蓋直筒部?jī)?nèi)表面的筒狀的片材組合，并使兩片材在交界部分處重合的結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳制坩堝，其中， 所述托盤(pán)部由分割成多個(gè)的石墨制分割片構(gòu)成， 所述石墨質(zhì)片材具備覆蓋所述分割片彼此的對(duì)接部附近的托盤(pán)片材部、覆蓋所述交界部分的交界片材部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材為多片重疊的結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材的厚度為0.2 1.0mm,視密度為0.7 1.3g/cm3。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳制坩堝，其中， 所述直筒部通過(guò)由碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料構(gòu)成且織成網(wǎng)狀的網(wǎng)狀體構(gòu)成，所述石墨質(zhì)片材以除了覆蓋所述交界部之外還覆蓋所述直筒部的內(nèi)表面整體的方式配置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材為膨脹石墨片。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材的灰分為IOOppm以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳制坩堝，其中， 所述托盤(pán)部由底部、從底部與所述直筒部相連的曲面狀部分構(gòu)成， 所述石墨質(zhì)片材以一體地覆蓋直筒部的內(nèi)表面整體至所述托盤(pán)部的曲面狀部分的方式配置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材以一體地覆蓋直筒部及托盤(pán)部的內(nèi)表面整體的方式配置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材為將覆蓋托盤(pán)部?jī)?nèi)表面的平面圓形狀的片材和覆蓋直筒部?jī)?nèi)表面的筒狀的片材組合，并使兩片材在交界部分處重合的結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳制坩堝，其中， 所述石墨質(zhì)片材的厚度為0.2 1.0mm,視密度為0.7 1.3g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠防止SiO氣體從直筒部與托盤(pán)部的交界部分的泄漏且防止SiC化的早期加劇的碳制坩堝。碳制坩堝(5)用于對(duì)硅等金屬單晶提拉裝置中使用的石英坩堝(4)進(jìn)行保持，并由直筒部(9)與托盤(pán)部(10)分割構(gòu)成。在石英坩堝(4)與碳制坩堝(5)之間以覆蓋碳制坩堝(5)的內(nèi)表面的、至少直筒部(9)與托盤(pán)部(10)的交界部分(A)的方式配置有石墨質(zhì)片材(11)。石墨質(zhì)片材(11)為膨脹石墨片。
文檔編號(hào)C30B29/06GK103080389SQ20118004272
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者岡田修, 廣瀨芳明, 幸哲也, 須川浩充 申請(qǐng)人:東洋炭素株式會(huì)社