JPH0135780B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0135780B2 JPH0135780B2 JP58146684A JP14668483A JPH0135780B2 JP H0135780 B2 JPH0135780 B2 JP H0135780B2 JP 58146684 A JP58146684 A JP 58146684A JP 14668483 A JP14668483 A JP 14668483A JP H0135780 B2 JPH0135780 B2 JP H0135780B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- crucible
- nitrogen
- glass
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/045—Silicon oxycarbide, oxynitride or oxycarbonitride glasses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、耐溶損性石英ガラスからなる単結晶
引上用ルツボに関するものである。 従来の技術 従来から石英ガラスは、半導体工業や化学工業
等で溶融ルツボとして幅広く使用されている。 その中で、シリコン単結晶引上用ルツボとして
使用される場合には、石英ガラスが溶融シリコン
により溶損されることによりSiO混入による酸素
量の制御が困難であつた。 発明が解決しようとする問題点 以上のことから、溶融シリコンに対する耐溶損
性の優れた石英ガラスルツボが望まれていた。 また、従来の石英ガラス製のルツボは、石英ガ
ラス中に微細なクラツクが発生して割れ易いとい
う欠点も有していた。従来の石英ガラスの強度
は、理論強度の約1/200から1/400程度であり、石
英ガラスに強度をもたせるためにアニール等の物
理的強化法を施したり、原料および製品を高純度
にして、不純物が原因で発生する微細なクラツク
を防止していた。 しかし、アニール等による物理的強化法は時間
や熱量などが多くかかるわりには強度の向上はそ
れ程ではなく、あまり効果的なものではなかつ
た。また、原料および製品を高純度にする強化法
にも限界があり、強度向上のための根本的な対策
ではなかつた。このため、従来の石英ガラス製の
ルツボでは、割れによる故障も大きな障害となつ
ていた。 発明の目的 本発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので
あり、耐溶損性に優れて割れにくいシリコン単結
晶引上用石英ガラスルツボを提供することを目的
とするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は、石英ガラス中の窒素含有量が0.5か
ら20重量％である耐溶損性石英ガラスからなるシ
リコン単結晶引上用ルツボである。 発明の効果 本発明は上記のように構成されているので、ル
ツボを構成する石英ガラス中に窒素−ケイ素結合
が導入され、この窒素−ケイ素結合によつて高密
度で耐溶損性に優れたルツボが得られるものであ
る。 本発明のシリコン単結晶引上用ルツボは、石英
ガラス中の窒素含有量を変化させることにより、
単結晶引上工程においてシリコン単結晶に溶け込
む酸素の量を制御することができる。 この窒素−ケイ素結合を有する本発明のルツボ
は、耐酸および耐アルカリ特性にも優れており、
強度的にも優れているため、シリコン単結晶引上
用ルツボだけでなく、光学ガラス溶融ルツボやそ
の他の化学工業分野にも広く使用できるものであ
る。 本発明者は石英ガラスの密度向上のため鋭意研
究した結果、石英ガラス中の酸素原子を窒素原子
と置き換えて、−Si−Ｏ−Si−を
引上用ルツボに関するものである。 従来の技術 従来から石英ガラスは、半導体工業や化学工業
等で溶融ルツボとして幅広く使用されている。 その中で、シリコン単結晶引上用ルツボとして
使用される場合には、石英ガラスが溶融シリコン
により溶損されることによりSiO混入による酸素
量の制御が困難であつた。 発明が解決しようとする問題点 以上のことから、溶融シリコンに対する耐溶損
性の優れた石英ガラスルツボが望まれていた。 また、従来の石英ガラス製のルツボは、石英ガ
ラス中に微細なクラツクが発生して割れ易いとい
う欠点も有していた。従来の石英ガラスの強度
は、理論強度の約1/200から1/400程度であり、石
英ガラスに強度をもたせるためにアニール等の物
理的強化法を施したり、原料および製品を高純度
にして、不純物が原因で発生する微細なクラツク
を防止していた。 しかし、アニール等による物理的強化法は時間
や熱量などが多くかかるわりには強度の向上はそ
れ程ではなく、あまり効果的なものではなかつ
た。また、原料および製品を高純度にする強化法
にも限界があり、強度向上のための根本的な対策
ではなかつた。このため、従来の石英ガラス製の
ルツボでは、割れによる故障も大きな障害となつ
ていた。 発明の目的 本発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので
あり、耐溶損性に優れて割れにくいシリコン単結
晶引上用石英ガラスルツボを提供することを目的
とするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は、石英ガラス中の窒素含有量が0.5か
ら20重量％である耐溶損性石英ガラスからなるシ
リコン単結晶引上用ルツボである。 発明の効果 本発明は上記のように構成されているので、ル
ツボを構成する石英ガラス中に窒素−ケイ素結合
が導入され、この窒素−ケイ素結合によつて高密
度で耐溶損性に優れたルツボが得られるものであ
る。 本発明のシリコン単結晶引上用ルツボは、石英
ガラス中の窒素含有量を変化させることにより、
単結晶引上工程においてシリコン単結晶に溶け込
む酸素の量を制御することができる。 この窒素−ケイ素結合を有する本発明のルツボ
は、耐酸および耐アルカリ特性にも優れており、
強度的にも優れているため、シリコン単結晶引上
用ルツボだけでなく、光学ガラス溶融ルツボやそ
の他の化学工業分野にも広く使用できるものであ
る。 本発明者は石英ガラスの密度向上のため鋭意研
究した結果、石英ガラス中の酸素原子を窒素原子
と置き換えて、−Si−Ｏ−Si−を
【式】
にして、耐溶損性に優れたものにすることができ
ることを見出だしたものである。 石英ガラス中の窒素含有量を0.5から20重量％
に限定した理由は、窒素含有量が0.5重量％より
も低いと、耐溶損性に何ら変化が現れず耐溶損性
の石英ガラスを得ることができず、また窒素含有
量が20重量％よりも大きいと、石英ガラス中に泡
やクラツクが発生し耐溶損性が劣つてしまうため
である。 石英ガラス中に窒素を含有させるには、例えば
Si3N4やBN等の窒素化合物を窒素雰囲気中で石
英と同時に溶融させる。窒素化合物としては、前
記化合物に限定されるものではなく、石英ガラス
中に0.5から20重量％の窒素を含有させるもので
あれば何でもよい。 以下、実施例を挙げて本発明のシリコン単結晶
引上用ルツボをより具体的に説明する。 実施例 １ タングステンヒーターをもつモリブデン製の炉
に水晶粉と窒化珪素を入れ、一酸化炭素、窒素雰
囲気に置換した後に密閉して炉内を５から10気圧
にする。徐々に炉内温度を上昇させ2200℃に保持
する。数時間後、炉内部のガスを抜き２気圧まで
下げた後、炉の下部から溶融した石英ガラスを取
り出し、自然放冷し、本発明のルツボを構成する
耐溶損性石英ガラスを製造した。この石英ガラス
のブロツクをを酸水素炎で加工して種々のルツボ
を作るのであるが、加工する際に放出される窒素
の量は極く少量（0.5％以下）であつた。 このようにして製造した本発明の耐溶損性石英
ガラスからなるシリコン単結晶引上用ルツボにつ
いて、窒素含有量、耐溶損性および硬度を測定し
た。その結果を第１表に示す。耐溶損性の試験
は、φ20mmの石英ガラスルツボにシリコン10ｇを
入れ、1440℃で数時間（１時間、４時間）溶融し
て、石英ガラスの溶損量を測定することによつて
行つた。また、硬度はビツカース硬度計により測
定した。 実施例 ２ 実施例１と同様の炉に、ケイ砂と窒化ボロンを
入れ、実施例１と同様の方法により本発明の耐溶
損性石英ガラスからなるシリコン単結晶引上用ル
ツボを製造した。 こうして得られた本発明の耐溶損性石英ガラス
からなるシリコン単結晶引上用ルツボについて
も、窒素含有量、耐溶損性および硬度を測定し
た。その結果を第１表に示す。 比較例 比較のために、窒素を含有していない従来の石
英ガラス（比較例１）と、窒素含有量が30重量％
の石英ガラス（比較例２）についても耐溶損性お
よび硬度を測定した。その結果を第１表に示す。 窒素含有量が30重量％のものは、石英ガラス中
に泡が多くクラツクが発生した。
ることを見出だしたものである。 石英ガラス中の窒素含有量を0.5から20重量％
に限定した理由は、窒素含有量が0.5重量％より
も低いと、耐溶損性に何ら変化が現れず耐溶損性
の石英ガラスを得ることができず、また窒素含有
量が20重量％よりも大きいと、石英ガラス中に泡
やクラツクが発生し耐溶損性が劣つてしまうため
である。 石英ガラス中に窒素を含有させるには、例えば
Si3N4やBN等の窒素化合物を窒素雰囲気中で石
英と同時に溶融させる。窒素化合物としては、前
記化合物に限定されるものではなく、石英ガラス
中に0.5から20重量％の窒素を含有させるもので
あれば何でもよい。 以下、実施例を挙げて本発明のシリコン単結晶
引上用ルツボをより具体的に説明する。 実施例 １ タングステンヒーターをもつモリブデン製の炉
に水晶粉と窒化珪素を入れ、一酸化炭素、窒素雰
囲気に置換した後に密閉して炉内を５から10気圧
にする。徐々に炉内温度を上昇させ2200℃に保持
する。数時間後、炉内部のガスを抜き２気圧まで
下げた後、炉の下部から溶融した石英ガラスを取
り出し、自然放冷し、本発明のルツボを構成する
耐溶損性石英ガラスを製造した。この石英ガラス
のブロツクをを酸水素炎で加工して種々のルツボ
を作るのであるが、加工する際に放出される窒素
の量は極く少量（0.5％以下）であつた。 このようにして製造した本発明の耐溶損性石英
ガラスからなるシリコン単結晶引上用ルツボにつ
いて、窒素含有量、耐溶損性および硬度を測定し
た。その結果を第１表に示す。耐溶損性の試験
は、φ20mmの石英ガラスルツボにシリコン10ｇを
入れ、1440℃で数時間（１時間、４時間）溶融し
て、石英ガラスの溶損量を測定することによつて
行つた。また、硬度はビツカース硬度計により測
定した。 実施例 ２ 実施例１と同様の炉に、ケイ砂と窒化ボロンを
入れ、実施例１と同様の方法により本発明の耐溶
損性石英ガラスからなるシリコン単結晶引上用ル
ツボを製造した。 こうして得られた本発明の耐溶損性石英ガラス
からなるシリコン単結晶引上用ルツボについて
も、窒素含有量、耐溶損性および硬度を測定し
た。その結果を第１表に示す。 比較例 比較のために、窒素を含有していない従来の石
英ガラス（比較例１）と、窒素含有量が30重量％
の石英ガラス（比較例２）についても耐溶損性お
よび硬度を測定した。その結果を第１表に示す。 窒素含有量が30重量％のものは、石英ガラス中
に泡が多くクラツクが発生した。
Claims (1)
- １ 石英ガラスの窒素含有量が0.5から20重量％
である耐溶損性石英ガラスからなるシリコン単結
晶引上用ルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14668483A JPS6042244A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | シリコン単結晶引上用ルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14668483A JPS6042244A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | シリコン単結晶引上用ルツボ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042244A JPS6042244A (ja) | 1985-03-06 |
| JPH0135780B2 true JPH0135780B2 (ja) | 1989-07-27 |
Family
ID=15413244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14668483A Granted JPS6042244A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | シリコン単結晶引上用ルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042244A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206329A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Sunao Tsunetomi | 微結晶を起こすガラス製造方法 |
| JPH01172239A (ja) * | 1987-04-24 | 1989-07-07 | Tosoh Corp | 高硬度石英ガラス及びその製造方法 |
| JPH03223136A (ja) * | 1990-01-26 | 1991-10-02 | Shimadzu Corp | オキシナイトライドガラスおよびガラス繊維の製造法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1450123A (en) * | 1973-11-27 | 1976-09-22 | Post Office | Doped vitreous silica |
| JPS5849519B2 (ja) * | 1977-03-17 | 1983-11-04 | 東芝セラミツクス株式会社 | シリコン単結晶引上用石英ガラスルツボ |
| JPS54157779A (en) * | 1978-06-02 | 1979-12-12 | Toshiba Corp | Production of silicon single crystal |
| JPS5832037A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 添加物含有ガラスの製造方法 |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14668483A patent/JPS6042244A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6042244A (ja) | 1985-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |