JPH11273835A - カーボンヒータ - Google Patents
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- JPH11273835A JPH11273835A JP5454898A JP5454898A JPH11273835A JP H11273835 A JPH11273835 A JP H11273835A JP 5454898 A JP5454898 A JP 5454898A JP 5454898 A JP5454898 A JP 5454898A JP H11273835 A JPH11273835 A JP H11273835A
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱量が使用可能な限界を越えたり強度不足
になるまでの消耗時間を拡大して製品寿命を延ばすよう
にする。 【解決手段】 カーボンヒータ４は、四隅にコーナー部
９ａを有した断面形状の電流路９に通電することにより
発熱する。電流路９の少なくとも一面には、一つまたは
二つ以上の溝が形成されている。そして、カーボンヒー
タ４は、黒鉛やＣ／Ｃコンポジット等で作成されてい
る。
になるまでの消耗時間を拡大して製品寿命を延ばすよう
にする。 【解決手段】 カーボンヒータ４は、四隅にコーナー部
９ａを有した断面形状の電流路９に通電することにより
発熱する。電流路９の少なくとも一面には、一つまたは
二つ以上の溝が形成されている。そして、カーボンヒー
タ４は、黒鉛やＣ／Ｃコンポジット等で作成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流路に通電する
ことにより発熱するカーボンヒータに関するものであ
る。
ことにより発熱するカーボンヒータに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のカーボンヒータは、電源容量およ
びカーボンヒータ自身の固有抵抗等を基にして電流路の
断面積（全抵抗）等が求められた後、例えば図１５に示
すように、所定の内径の円筒体５０を黒鉛により均等な
厚みで形成すると共に、この円筒体５０の上端および下
端からスリット５０ａを等間隔で交互に形成することに
よって、これらのスリット５０ａで区切られた部分を所
定の断面積の電流路５１とすることにより作成されてい
る。
びカーボンヒータ自身の固有抵抗等を基にして電流路の
断面積（全抵抗）等が求められた後、例えば図１５に示
すように、所定の内径の円筒体５０を黒鉛により均等な
厚みで形成すると共に、この円筒体５０の上端および下
端からスリット５０ａを等間隔で交互に形成することに
よって、これらのスリット５０ａで区切られた部分を所
定の断面積の電流路５１とすることにより作成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にして作成されたカーボンヒータの電流路５１は、図１
６に示すように、スリット５０ａで区切ることにより四
隅にコーナー部５１ａを有した断面形状となっており、
カーボンヒータへの通電時にコーナー部５１ａがローカ
ルスパークすることによって、コーナー部５１ａから消
耗していくという性質を有している。そして、コーナー
部５１ａの消耗が進行し、図示２点鎖線のように隣接す
るコーナー部５１ａ・５１ａの消耗面５１ｂ・５１ｂ同
士が接合すると、接合した部分に新たなコーナー部５１
ｃが出現することによって、さらに消耗が急速に進行す
るという性質を有している。
にして作成されたカーボンヒータの電流路５１は、図１
６に示すように、スリット５０ａで区切ることにより四
隅にコーナー部５１ａを有した断面形状となっており、
カーボンヒータへの通電時にコーナー部５１ａがローカ
ルスパークすることによって、コーナー部５１ａから消
耗していくという性質を有している。そして、コーナー
部５１ａの消耗が進行し、図示２点鎖線のように隣接す
るコーナー部５１ａ・５１ａの消耗面５１ｂ・５１ｂ同
士が接合すると、接合した部分に新たなコーナー部５１
ｃが出現することによって、さらに消耗が急速に進行す
るという性質を有している。
【０００４】これにより、上記従来のように、均等な厚
みの円筒体５０にスリット５０ａを形成して電流路５１
とした構成では、電流路５１の横断面形状が略長方形状
であり、厚み方向のコーナー部５１ａ・５１ａの間隔が
狭いため、早期に消耗面５１ｂ・５１ｂ同士が接合し、
急速に電流路５１の断面積が減少することによって、カ
ーボンヒータの発熱量が短期間で製品の使用限界を越え
ることになる。さらに、カーボンヒータが反応性の高い
雰囲気で使用された場合には、ローカルスパークによる
消耗に加えて反応による消耗も生じるため、コーナー部
５１ａの消耗が一層顕著となり、発熱量が極めて短期間
で使用可能な限界を越えることになる。また、消耗によ
りカーボンヒータの厚みが薄くなると、カーボンヒータ
の強度が低下するため、カーボンヒータのハンドリング
時や運転時、清掃時における振動等による僅かな負荷で
も簡単に破損し易く、例えば運転時に破損すると、破損
片が汚染物質になってしまうことになる。
みの円筒体５０にスリット５０ａを形成して電流路５１
とした構成では、電流路５１の横断面形状が略長方形状
であり、厚み方向のコーナー部５１ａ・５１ａの間隔が
狭いため、早期に消耗面５１ｂ・５１ｂ同士が接合し、
急速に電流路５１の断面積が減少することによって、カ
ーボンヒータの発熱量が短期間で製品の使用限界を越え
ることになる。さらに、カーボンヒータが反応性の高い
雰囲気で使用された場合には、ローカルスパークによる
消耗に加えて反応による消耗も生じるため、コーナー部
５１ａの消耗が一層顕著となり、発熱量が極めて短期間
で使用可能な限界を越えることになる。また、消耗によ
りカーボンヒータの厚みが薄くなると、カーボンヒータ
の強度が低下するため、カーボンヒータのハンドリング
時や運転時、清掃時における振動等による僅かな負荷で
も簡単に破損し易く、例えば運転時に破損すると、破損
片が汚染物質になってしまうことになる。
【０００５】このように、従来のカーボンヒータは、厚
み方向のコーナー部５１ａ・５１ａの間隔が狭いため、
コーナー部５１ａの消耗により短期間の内に発熱量が使
用可能な限界を越えると共に強度不足となり、結果とし
て製品寿命が短くなっているという問題がある。そこ
で、本発明は、発熱量が使用可能な限界を越えたり強度
不足になるまでの消耗時間を拡大して製品寿命を延ばす
ことができるカーボンヒータを提供しようとするもので
ある。
み方向のコーナー部５１ａ・５１ａの間隔が狭いため、
コーナー部５１ａの消耗により短期間の内に発熱量が使
用可能な限界を越えると共に強度不足となり、結果とし
て製品寿命が短くなっているという問題がある。そこ
で、本発明は、発熱量が使用可能な限界を越えたり強度
不足になるまでの消耗時間を拡大して製品寿命を延ばす
ことができるカーボンヒータを提供しようとするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、四隅にコーナー部を有した断面形状の電
流路に通電することにより発熱するカーボンヒータにお
いて、前記電流路の少なくとも一面に、一つまたは二つ
以上の溝が形成されていることを特徴としている。
に、本発明は、四隅にコーナー部を有した断面形状の電
流路に通電することにより発熱するカーボンヒータにお
いて、前記電流路の少なくとも一面に、一つまたは二つ
以上の溝が形成されていることを特徴としている。
【０００７】上記の構成において、カーボンヒータを使
用した場合には、コーナー部が近接するコーナー部等と
の間でローカルスパークすることにより消耗することに
よって、電流路のコーナー部間の厚みが薄くなってい
く。特に、カーボンヒータの使用環境が反応性の高い雰
囲気であると、ローカルスパークによる消耗に加えて反
応による消耗も生じるため、コーナー部の消耗が一層顕
著となり、コーナー部間の厚みが短期間で薄くなってい
く。そして、コーナー部の消耗が進行すると、コーナー
部の消耗面同士が接合して新たなコーナー部が出現し、
消耗による電流路の断面積の減少が一層顕著に進行する
ことによって、電流路の抵抗値が変化して発熱量が使用
可能な限界を越えることになる。また、コーナー部の消
耗が進行してコーナー部間の厚みが薄くなると、強度不
足も生じることになる。
用した場合には、コーナー部が近接するコーナー部等と
の間でローカルスパークすることにより消耗することに
よって、電流路のコーナー部間の厚みが薄くなってい
く。特に、カーボンヒータの使用環境が反応性の高い雰
囲気であると、ローカルスパークによる消耗に加えて反
応による消耗も生じるため、コーナー部の消耗が一層顕
著となり、コーナー部間の厚みが短期間で薄くなってい
く。そして、コーナー部の消耗が進行すると、コーナー
部の消耗面同士が接合して新たなコーナー部が出現し、
消耗による電流路の断面積の減少が一層顕著に進行する
ことによって、電流路の抵抗値が変化して発熱量が使用
可能な限界を越えることになる。また、コーナー部の消
耗が進行してコーナー部間の厚みが薄くなると、強度不
足も生じることになる。
【０００８】この際、本発明のように電流路の少なくと
も一面に溝が存在すると、電流路の断面積が一定であれ
ば、電流路のコーナー部間の厚みを溝のない場合よりも
厚くすることができる。これにより、消耗面同士の接合
により新たなコーナー部が出現するまでの消耗時間を同
一厚みで形成した場合よりも長くすることができるた
め、結果として製品寿命を延ばすことができる。特に、
反応性の高い雰囲気下で使用したときに、新たなコーナ
ー部が出現するまでの消耗時間を延ばすことができるた
め、製品寿命の延命効果を一層顕著に発揮させることが
できる。また、電流路のコーナー部間が厚くなれば、強
度不足の厚みになるまでの消耗時間も長くすることがで
きるため、この点においても製品寿命を延ばすことがで
きる。
も一面に溝が存在すると、電流路の断面積が一定であれ
ば、電流路のコーナー部間の厚みを溝のない場合よりも
厚くすることができる。これにより、消耗面同士の接合
により新たなコーナー部が出現するまでの消耗時間を同
一厚みで形成した場合よりも長くすることができるた
め、結果として製品寿命を延ばすことができる。特に、
反応性の高い雰囲気下で使用したときに、新たなコーナ
ー部が出現するまでの消耗時間を延ばすことができるた
め、製品寿命の延命効果を一層顕著に発揮させることが
できる。また、電流路のコーナー部間が厚くなれば、強
度不足の厚みになるまでの消耗時間も長くすることがで
きるため、この点においても製品寿命を延ばすことがで
きる。
【０００９】ここで、四隅にコーナー部を有した断面形
状とは、四隅にコーナー部を有していれば、コーナー部
間に挟まれた面が曲面状および平面状の何れであっても
良いことを意味している。即ち、電流路の断面形状は、
電流路の内周側および外周側の面が湾曲した状態になる
ものであっても良いし、平板にスリットを形成して電流
路を作成した場合のように、電流路の各面が平面状にな
るものであっても良い。
状とは、四隅にコーナー部を有していれば、コーナー部
間に挟まれた面が曲面状および平面状の何れであっても
良いことを意味している。即ち、電流路の断面形状は、
電流路の内周側および外周側の面が湾曲した状態になる
ものであっても良いし、平板にスリットを形成して電流
路を作成した場合のように、電流路の各面が平面状にな
るものであっても良い。
【００１０】また、カーボンヒータは、黒鉛の押し出し
材や等方性の黒鉛で形成することができると共に、Ｃ／
Ｃコンポジットで形成することができる。そして、カー
ボンヒータをＣ／Ｃコンポジットで形成した場合には、
コーナー部自体がＣ／Ｃコンポジットにより消耗し難く
なるため、製品寿命を一層延ばすことができる。尚、Ｃ
／Ｃコンポジットは、１Ｄや２Ｄ、３Ｄ以上に炭素繊維
を配列したものを用いることができる。また、カーボン
ヒータの材料は、固有抵抗が５〜３０μΩ・ｍの範囲で
あることがカーボンヒータとしての機能を十分に発揮さ
せることができる点で好ましい。
材や等方性の黒鉛で形成することができると共に、Ｃ／
Ｃコンポジットで形成することができる。そして、カー
ボンヒータをＣ／Ｃコンポジットで形成した場合には、
コーナー部自体がＣ／Ｃコンポジットにより消耗し難く
なるため、製品寿命を一層延ばすことができる。尚、Ｃ
／Ｃコンポジットは、１Ｄや２Ｄ、３Ｄ以上に炭素繊維
を配列したものを用いることができる。また、カーボン
ヒータの材料は、固有抵抗が５〜３０μΩ・ｍの範囲で
あることがカーボンヒータとしての機能を十分に発揮さ
せることができる点で好ましい。
【００１１】さらに、カーボンヒータは、電流路の表面
にガラス状炭素、熱分解炭素または炭化珪素からなる層
が形成されていても良い。そして、このような層を電流
路の表面に形成すると、電流路内部をガラス状炭素等の
層で囲んだ状態にすることができるため、電流路内部の
黒鉛等の材料が脆い等の性質を有していても、黒鉛等の
材料がパーティクルとして飛散して汚染物質になること
を防止することができる。さらに、炭化珪素からなる層
が電流路の表面に形成されていると、上記の汚染物質の
発生の防止の効果に加えて、カーボンヒータの使用環境
が反応性の高い雰囲気であった場合でも、炭化珪素の層
が電流路内部の黒鉛等の材料との反応を遅延させて製品
寿命を延ばすことができる。
にガラス状炭素、熱分解炭素または炭化珪素からなる層
が形成されていても良い。そして、このような層を電流
路の表面に形成すると、電流路内部をガラス状炭素等の
層で囲んだ状態にすることができるため、電流路内部の
黒鉛等の材料が脆い等の性質を有していても、黒鉛等の
材料がパーティクルとして飛散して汚染物質になること
を防止することができる。さらに、炭化珪素からなる層
が電流路の表面に形成されていると、上記の汚染物質の
発生の防止の効果に加えて、カーボンヒータの使用環境
が反応性の高い雰囲気であった場合でも、炭化珪素の層
が電流路内部の黒鉛等の材料との反応を遅延させて製品
寿命を延ばすことができる。
【００１２】尚、ガラス状炭素の層は、フェノール樹脂
等の熱硬化性樹脂を電流路の表面に塗布した後、加熱し
て硬化させた後熱処理して形成することができる。ま
た、熱分解炭素の層は、メタンガス等の炭化水素や炭化
水素化合物を熱分解させた炭素をＣＶＤ法および／また
はＣＶＩ法により電流路の表面に析出させることにより
形成することができる。また、炭化珪素の層は、珪素お
よび炭素を含んだ材料をＣＶＤ法および／またはＣＶＩ
法により電流路の表面に析出させることにより形成する
ことができる。
等の熱硬化性樹脂を電流路の表面に塗布した後、加熱し
て硬化させた後熱処理して形成することができる。ま
た、熱分解炭素の層は、メタンガス等の炭化水素や炭化
水素化合物を熱分解させた炭素をＣＶＤ法および／また
はＣＶＩ法により電流路の表面に析出させることにより
形成することができる。また、炭化珪素の層は、珪素お
よび炭素を含んだ材料をＣＶＤ法および／またはＣＶＩ
法により電流路の表面に析出させることにより形成する
ことができる。
【００１３】上記のカーボンヒータは、ＣＺ装置に好適
に使用することができる。即ち、ＣＺ装置においては、
Ｓｉ原料を溶融してバルク体のＳｉ単結晶を製造する際
にＳｉＯガスが発生し、このＳｉＯガスがカーボンヒー
タのコーナー部を消耗させるため、コーナー部の消耗が
ローカルスパークのみの場合よりも一層顕著に生じてい
る。従って、従来のように全幅が同一厚みで形成された
カーボンヒータをＣＺ装置に使用した場合、カーボンヒ
ータの製品寿命を延ばそうとすると、ＣＺ装置の運転条
件を変更する必要があるが、本発明のようにコーナー部
間を厚くすることができるカーボンヒータであれば、Ｃ
Ｚ装置の運転条件を変更することなく製品寿命を確実に
延ばすことができる。
に使用することができる。即ち、ＣＺ装置においては、
Ｓｉ原料を溶融してバルク体のＳｉ単結晶を製造する際
にＳｉＯガスが発生し、このＳｉＯガスがカーボンヒー
タのコーナー部を消耗させるため、コーナー部の消耗が
ローカルスパークのみの場合よりも一層顕著に生じてい
る。従って、従来のように全幅が同一厚みで形成された
カーボンヒータをＣＺ装置に使用した場合、カーボンヒ
ータの製品寿命を延ばそうとすると、ＣＺ装置の運転条
件を変更する必要があるが、本発明のようにコーナー部
間を厚くすることができるカーボンヒータであれば、Ｃ
Ｚ装置の運転条件を変更することなく製品寿命を確実に
延ばすことができる。
【００１４】尚、本発明のカーボンヒータは、ＣＺ装置
用のカーボンヒータの他、各種金属やセラミックス等の
熱処理用カーボンヒーターに適用することができると共
に、ＨＩＰ処理用のカーボンヒータや、その他の全ての
用途のカーボンヒーターに適用することができる。
用のカーボンヒータの他、各種金属やセラミックス等の
熱処理用カーボンヒーターに適用することができると共
に、ＨＩＰ処理用のカーボンヒータや、その他の全ての
用途のカーボンヒーターに適用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図１４に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る
カーボンヒータは、図４に示すように、Ｓｉ単結晶を製
造するＣＺ装置１に備えられている。ＣＺ装置１は、内
部を真空状態に減圧可能な収容チャンバ２と、収容チャ
ンバ２内に回転可能に設けられ、Ｓｉからなる原料５を
収容するルツボ３と、ルツボ３の周囲に配置され、ルツ
ボ３内の原料５を加熱して溶融させるカーボンヒータ４
と、ルツボ３の上方に配置され、溶融状態の原料５から
Ｓｉの単結晶を引き上げながら成長させてバルク体のＳ
ｉ単結晶６とする駆動装置７とを有している。
図１４に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係る
カーボンヒータは、図４に示すように、Ｓｉ単結晶を製
造するＣＺ装置１に備えられている。ＣＺ装置１は、内
部を真空状態に減圧可能な収容チャンバ２と、収容チャ
ンバ２内に回転可能に設けられ、Ｓｉからなる原料５を
収容するルツボ３と、ルツボ３の周囲に配置され、ルツ
ボ３内の原料５を加熱して溶融させるカーボンヒータ４
と、ルツボ３の上方に配置され、溶融状態の原料５から
Ｓｉの単結晶を引き上げながら成長させてバルク体のＳ
ｉ単結晶６とする駆動装置７とを有している。
【００１６】上記のカーボンヒータ４は、図１に示すよ
うに、黒鉛を円筒形状に形成した円筒体８からなってい
る。円筒体８には、図２に示すように、上端から下端近
傍まで形成された第１スリット８ａと、下端から上端近
傍まで形成された第２スリット８ｂとが等間隔で交互に
全周に形成されている。そして、これらの第１および第
２スリット８ａ・８ｂは、円筒体８を仕切ることによっ
て、上端側から下端側までの間を交互に進行し、一定の
断面積を有すると共に四隅にコーナー部９ａを有した断
面形状の電流路９を形成している。
うに、黒鉛を円筒形状に形成した円筒体８からなってい
る。円筒体８には、図２に示すように、上端から下端近
傍まで形成された第１スリット８ａと、下端から上端近
傍まで形成された第２スリット８ｂとが等間隔で交互に
全周に形成されている。そして、これらの第１および第
２スリット８ａ・８ｂは、円筒体８を仕切ることによっ
て、上端側から下端側までの間を交互に進行し、一定の
断面積を有すると共に四隅にコーナー部９ａを有した断
面形状の電流路９を形成している。
【００１７】また、円筒体８の外周面には、第１および
第２スリット８ａ・８ｂに沿って溝部１０が形成されて
いる。溝部１０は、図３に示すように、電流路９におけ
る幅方向のコーナー部９ａ・９ａ間で挟まれた一面の略
中央部に形成されている。また、この溝部１０による電
流路９の減少分は、溝部１０の幅方向の両側部分に均等
に配分されている。これにより、電流路９は、厚み方向
のコーナー部９ａ・９ａ間の厚みが図１６の一定の厚み
で形成された場合よりも大きな厚みになっており、コー
ナー部９ａ・９ａが消耗したときに、消耗面９ｂ・９ｂ
同士が接合して新たなコーナー部９ｃが出現するまでに
長時間を要することになる。
第２スリット８ａ・８ｂに沿って溝部１０が形成されて
いる。溝部１０は、図３に示すように、電流路９におけ
る幅方向のコーナー部９ａ・９ａ間で挟まれた一面の略
中央部に形成されている。また、この溝部１０による電
流路９の減少分は、溝部１０の幅方向の両側部分に均等
に配分されている。これにより、電流路９は、厚み方向
のコーナー部９ａ・９ａ間の厚みが図１６の一定の厚み
で形成された場合よりも大きな厚みになっており、コー
ナー部９ａ・９ａが消耗したときに、消耗面９ｂ・９ｂ
同士が接合して新たなコーナー部９ｃが出現するまでに
長時間を要することになる。
【００１８】上記の構成において、カーボンヒータ４の
動作について説明する。先ず、図４のＣＺ装置１の電源
容量やルツボ３のサイズ等を基にして原料５を十分に溶
融することができるようにカーボンヒータ４の直径や電
流路９の断面積（全抵抗）、スリット数等を決定する。
この後、電流路９の厚みが限界厚みＬｅ以下とならない
ように溝部１０の深さを決定すると共に、溝部１０によ
る断面積の減少分を溝部１０の幅方向の両側部分に均等
に配分することによって、電流路９の断面形状を上述の
断面積（全抵抗）となるように決定する。そして、図１
に示すように、このようにして決定した仕様のカーボン
ヒータ４を作成する。
動作について説明する。先ず、図４のＣＺ装置１の電源
容量やルツボ３のサイズ等を基にして原料５を十分に溶
融することができるようにカーボンヒータ４の直径や電
流路９の断面積（全抵抗）、スリット数等を決定する。
この後、電流路９の厚みが限界厚みＬｅ以下とならない
ように溝部１０の深さを決定すると共に、溝部１０によ
る断面積の減少分を溝部１０の幅方向の両側部分に均等
に配分することによって、電流路９の断面形状を上述の
断面積（全抵抗）となるように決定する。そして、図１
に示すように、このようにして決定した仕様のカーボン
ヒータ４を作成する。
【００１９】次に、図４に示すように、ＣＺ装置１の収
容チャンバ２内にカーボンヒータ４を設置する。そし
て、ルツボ３にＳｉからなる原料５を投入した後、収容
チャンバ２内を真空状態に減圧した状態でカーボンヒー
タ４への通電を開始し、カーボンヒータ４の発熱により
原料５を溶融させる。この後、溶融状態の原料５の液面
部分を駆動装置７で引き上げることによって、結晶を成
長させてＳｉ単結晶６を製造する。
容チャンバ２内にカーボンヒータ４を設置する。そし
て、ルツボ３にＳｉからなる原料５を投入した後、収容
チャンバ２内を真空状態に減圧した状態でカーボンヒー
タ４への通電を開始し、カーボンヒータ４の発熱により
原料５を溶融させる。この後、溶融状態の原料５の液面
部分を駆動装置７で引き上げることによって、結晶を成
長させてＳｉ単結晶６を製造する。
【００２０】上記のようにしてＳｉ単結晶６の製造を開
始すると、原料５の溶融により収容チャンバ２内にＳｉ
Ｏガスが発生する。ＳｉＯガスは、図３に示すように、
カーボンヒータ４を構成する電流路９のコーナー部９ａ
を主に消耗させることになる。また、コーナー部９ａ
は、隣接するコーナー部９ａとの間でローカルスパーク
することによっても消耗していく。これにより、電流路
９は、コーナー部９ａの存在する幅方向の両端部から徐
々に厚みを減少させる。この際、電流路９は、溝部１０
による断面積の減少分が溝部１０の両側部分に均等に配
分されており、コーナー部９ａの存在する両端部の厚み
が図１６の一定の厚みで形成された場合よりも厚くされ
た状態になっている。これにより、図示二点鎖線のよう
に消耗面９ｂ・９ｂ同士が接合して新たなコーナー部９
ｃが出現するまでの消耗時間が従来よりも長いものとな
る。
始すると、原料５の溶融により収容チャンバ２内にＳｉ
Ｏガスが発生する。ＳｉＯガスは、図３に示すように、
カーボンヒータ４を構成する電流路９のコーナー部９ａ
を主に消耗させることになる。また、コーナー部９ａ
は、隣接するコーナー部９ａとの間でローカルスパーク
することによっても消耗していく。これにより、電流路
９は、コーナー部９ａの存在する幅方向の両端部から徐
々に厚みを減少させる。この際、電流路９は、溝部１０
による断面積の減少分が溝部１０の両側部分に均等に配
分されており、コーナー部９ａの存在する両端部の厚み
が図１６の一定の厚みで形成された場合よりも厚くされ
た状態になっている。これにより、図示二点鎖線のよう
に消耗面９ｂ・９ｂ同士が接合して新たなコーナー部９
ｃが出現するまでの消耗時間が従来よりも長いものとな
る。
【００２１】以上のように、本実施形態のカーボンヒー
タ４は、図１に示すように、四隅にコーナー部９ａを有
した断面形状の電流路９に通電することにより発熱する
ものであり、電流路９の両端部の厚みが中央部よりも厚
く形成された構成にされている。即ち、カーボンヒータ
４は、電流路９に両端部の厚みを増大させるように溝部
１０が形成された構成にされている。
タ４は、図１に示すように、四隅にコーナー部９ａを有
した断面形状の電流路９に通電することにより発熱する
ものであり、電流路９の両端部の厚みが中央部よりも厚
く形成された構成にされている。即ち、カーボンヒータ
４は、電流路９に両端部の厚みを増大させるように溝部
１０が形成された構成にされている。
【００２２】上記の構成によれば、図３に示すように、
溝部１０による断面積の減少分を両端部に配分すること
によって、所定の断面積を維持しながら両端部の厚みを
厚くすることができる。従って、カーボンヒータ４を使
用することによりコーナー部９ａが消耗したときに、消
耗面９ｂ・９ｂ同士の接合により新たなコーナー部９ｃ
が出現するまでの消耗時間を同一厚みで形成した場合よ
りも長くすることができるため、結果として製品寿命を
延ばすことができる。また、電流路９のコーナー部９ａ
・９ａ間が厚くなれば、強度不足の厚みになるまでの消
耗時間も長くすることができるため、この点においても
製品寿命を延ばすことができる。
溝部１０による断面積の減少分を両端部に配分すること
によって、所定の断面積を維持しながら両端部の厚みを
厚くすることができる。従って、カーボンヒータ４を使
用することによりコーナー部９ａが消耗したときに、消
耗面９ｂ・９ｂ同士の接合により新たなコーナー部９ｃ
が出現するまでの消耗時間を同一厚みで形成した場合よ
りも長くすることができるため、結果として製品寿命を
延ばすことができる。また、電流路９のコーナー部９ａ
・９ａ間が厚くなれば、強度不足の厚みになるまでの消
耗時間も長くすることができるため、この点においても
製品寿命を延ばすことができる。
【００２３】尚、本実施形態におけるカーボンヒータ４
は、円筒形状の円筒体８に第１および第２スリット８ａ
・８ｂを形成し、これら第１および第２スリット８ａ・
８ｂに沿って溝部１０を形成することにより構成されて
いるが、これに限定されることはない。即ち、カーボン
ヒータ４は、図５の平板形状の平板体２１や図６の帯形
状の板体２２からなっていても良い。また、溝部１０
は、図７および図８に示すように、三角形状や凹湾曲形
状等であっても良く、さらに図９に示すように、複数本
が並列して形成されていても良い。さらに、溝部１０
は、図１０ないし図１４に示すように、三角形状や凹湾
曲形状等の同一または異なる形状のものが電流路９の少
なくとも一面に、一つまたは二つ以上形成されていても
良い。即ち、図１０に示すような三角形状の溝部１０が
両面に形成された構成や図１１に示すような湾曲形状の
溝部１０が両面に形成された構成、図１２に示すような
複数の溝部１０が両面に形成された構成、図１３に示す
ような三角形状の溝部１０が一方面に形成され、複数の
溝部１０が他方面に形成された構成、図１４に示すよう
な湾曲形状の溝部１０が一方面に形成され、三角形状の
溝部１０が他方面に形成された構成であっても良い。
は、円筒形状の円筒体８に第１および第２スリット８ａ
・８ｂを形成し、これら第１および第２スリット８ａ・
８ｂに沿って溝部１０を形成することにより構成されて
いるが、これに限定されることはない。即ち、カーボン
ヒータ４は、図５の平板形状の平板体２１や図６の帯形
状の板体２２からなっていても良い。また、溝部１０
は、図７および図８に示すように、三角形状や凹湾曲形
状等であっても良く、さらに図９に示すように、複数本
が並列して形成されていても良い。さらに、溝部１０
は、図１０ないし図１４に示すように、三角形状や凹湾
曲形状等の同一または異なる形状のものが電流路９の少
なくとも一面に、一つまたは二つ以上形成されていても
良い。即ち、図１０に示すような三角形状の溝部１０が
両面に形成された構成や図１１に示すような湾曲形状の
溝部１０が両面に形成された構成、図１２に示すような
複数の溝部１０が両面に形成された構成、図１３に示す
ような三角形状の溝部１０が一方面に形成され、複数の
溝部１０が他方面に形成された構成、図１４に示すよう
な湾曲形状の溝部１０が一方面に形成され、三角形状の
溝部１０が他方面に形成された構成であっても良い。
【００２４】また、本実施形態においては、カーボンヒ
ータ４を黒鉛で形成した場合について説明しているが、
Ｃ／Ｃコンポジットで作成されていても良い。そして、
Ｃ／Ｃコンポジットでカーボンヒータ４を形成した場合
には、Ｃ／Ｃコンポジットの消耗のし難さによりコーナ
ー部９ａ自体の消耗を低減することができるため、製品
寿命を一層延ばすことができる。さらに、本実施形態に
おいては、カーボンヒータ４をＣＺ装置１に適用した場
合について説明しているが、これに限定されるものでは
なく、各種金属やセラミックス等の熱処理用カーボンヒ
ータの他、全ての用途のカーボンヒータに適用すること
ができる。
ータ４を黒鉛で形成した場合について説明しているが、
Ｃ／Ｃコンポジットで作成されていても良い。そして、
Ｃ／Ｃコンポジットでカーボンヒータ４を形成した場合
には、Ｃ／Ｃコンポジットの消耗のし難さによりコーナ
ー部９ａ自体の消耗を低減することができるため、製品
寿命を一層延ばすことができる。さらに、本実施形態に
おいては、カーボンヒータ４をＣＺ装置１に適用した場
合について説明しているが、これに限定されるものでは
なく、各種金属やセラミックス等の熱処理用カーボンヒ
ータの他、全ての用途のカーボンヒータに適用すること
ができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、四隅にコーナー部を有した断
面形状の電流路に通電することにより発熱するカーボン
ヒータにおいて、前記電流路の少なくとも一面に、一つ
または二つ以上の溝が形成されている構成である。
面形状の電流路に通電することにより発熱するカーボン
ヒータにおいて、前記電流路の少なくとも一面に、一つ
または二つ以上の溝が形成されている構成である。
【００２６】上記の構成によれば、電流炉の断面積が一
定であるとすると、溝が存在することによって、電流路
のコーナー部間の厚みを溝のない場合よりも厚くするこ
とができる。従って、カーボンヒータを使用することに
よりコーナー部が消耗して厚みを減少させたときに、新
たなコーナー部の出現により発熱量が使用可能な限界を
越える断面積になるまでの消耗時間が溝のない同一厚み
で形成した場合よりも長くなるため、結果として製品寿
命を延ばすことができるという効果を奏する。特に、反
応性の高い雰囲気下で使用したときに、新たなコーナー
部が出現するまでの消耗時間を延ばすことができるた
め、製品寿命の延命効果を一層顕著に発揮させることが
できる。また、コーナー部間が厚くなることによって、
強度不足の厚みになるまでの消耗時間も長くすることが
できるため、この点においても製品寿命を延ばすことが
できるという効果を奏する。
定であるとすると、溝が存在することによって、電流路
のコーナー部間の厚みを溝のない場合よりも厚くするこ
とができる。従って、カーボンヒータを使用することに
よりコーナー部が消耗して厚みを減少させたときに、新
たなコーナー部の出現により発熱量が使用可能な限界を
越える断面積になるまでの消耗時間が溝のない同一厚み
で形成した場合よりも長くなるため、結果として製品寿
命を延ばすことができるという効果を奏する。特に、反
応性の高い雰囲気下で使用したときに、新たなコーナー
部が出現するまでの消耗時間を延ばすことができるた
め、製品寿命の延命効果を一層顕著に発揮させることが
できる。また、コーナー部間が厚くなることによって、
強度不足の厚みになるまでの消耗時間も長くすることが
できるため、この点においても製品寿命を延ばすことが
できるという効果を奏する。
【００２７】また、カーボンヒータは、Ｃ／Ｃコンポジ
ットで作成されていても良く、この場合には、コーナー
部自体がＣ／Ｃコンポジットからなって消耗し難いた
め、製品寿命を一層延ばすことができるという効果を奏
する。
ットで作成されていても良く、この場合には、コーナー
部自体がＣ／Ｃコンポジットからなって消耗し難いた
め、製品寿命を一層延ばすことができるという効果を奏
する。
【００２８】また、カーボンヒータは 電流路の表面に
ガラス状炭素または熱分解炭素からなる層が形成されて
いても良く、この場合には、電流路内部をガラス状炭素
等の層で囲んだ状態にすることができるため、電流路内
部の黒鉛等の材料が脆い等の性質を有していても、黒鉛
等の材料がパーティクルとして飛散して汚染物質になる
ことを防止することができるという効果を奏する。
ガラス状炭素または熱分解炭素からなる層が形成されて
いても良く、この場合には、電流路内部をガラス状炭素
等の層で囲んだ状態にすることができるため、電流路内
部の黒鉛等の材料が脆い等の性質を有していても、黒鉛
等の材料がパーティクルとして飛散して汚染物質になる
ことを防止することができるという効果を奏する。
【００２９】さらに、カーボンヒータは 電流路の表面
に炭化珪素からなる層が形成されていても良く、この場
合には、上記の汚染物質の発生の防止の効果に加えて、
カーボンヒータの使用環境が反応性の高い雰囲気であっ
た場合でも、炭化珪素の層が電流路内部の黒鉛等の材料
との反応を遅延させて製品寿命を延ばすことができると
いう効果を奏する。
に炭化珪素からなる層が形成されていても良く、この場
合には、上記の汚染物質の発生の防止の効果に加えて、
カーボンヒータの使用環境が反応性の高い雰囲気であっ
た場合でも、炭化珪素の層が電流路内部の黒鉛等の材料
との反応を遅延させて製品寿命を延ばすことができると
いう効果を奏する。
【図１】カーボンヒータの斜視図である。
【図２】カーボンヒータの要部斜視図である。
【図３】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図４】ＣＺ装置の概略構成図である。
【図５】カーボンヒータの要部斜視図である。
【図６】カーボンヒータの一部を破断して示す斜視図で
ある。
ある。
【図７】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図８】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図９】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図１０】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図１１】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図１２】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図１３】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図１４】電流路の断面形状を示す説明図である。
【図１５】従来のカーボンヒータの斜視図である。
【図１６】従来の電流路の断面形状を示す説明図であ
る。
る。
１ ＣＺ装置 ２ 収容チャンバ ３ ルツボ ４ カーボンヒータ ５ 原料 ６ Ｓｉ単結晶 ７ 駆動装置 ８ 円筒体 ８ａ 第１スリット ８ｂ 第２スリット ９ 電流路 ９ａ コーナー部 １０ 溝部
Claims (4)
- 【請求項１】 四隅にコーナー部を有した断面形状の電
流路に通電することにより発熱するカーボンヒータにお
いて、 前記電流路の少なくとも一面に、一つまたは二つ以上の
溝が形成されていることを特徴とするカーボンヒータ。 - 【請求項２】 Ｃ／Ｃコンポジットで作成されているこ
とを特徴とする請求項１記載のカーボンヒータ。 - 【請求項３】 前記電流路の表面に、ガラス状炭素また
は熱分解炭素からなる層が形成されていることを特徴と
する請求項１または２記載のカーボンヒータ。 - 【請求項４】 前記電流路の表面に、炭化珪素からなる
層が形成されていることを特徴とする請求項１または２
記載のカーボンヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5454898A JPH11273835A (ja) | 1998-01-26 | 1998-03-06 | カーボンヒータ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1188598 | 1998-01-26 | ||
| JP10-11885 | 1998-01-26 | ||
| JP5454898A JPH11273835A (ja) | 1998-01-26 | 1998-03-06 | カーボンヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273835A true JPH11273835A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=26347406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5454898A Pending JPH11273835A (ja) | 1998-01-26 | 1998-03-06 | カーボンヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11273835A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001072469A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-03-21 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 炭素系発熱体 |
| JP2012051775A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Hitachi Cable Ltd | 発熱体及びこれを用いた結晶成長装置並びに気相成長装置 |
| JP2013540092A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-31 | ジーティーエイティー・コーポレーション | ヒータ、およびヒータのための関連方法 |
| JP2015107896A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 信越半導体株式会社 | 炭化珪素被覆黒鉛部材の製造方法、炭化珪素被覆黒鉛部材、及びシリコン結晶の製造方法。 |
| CN110034048A (zh) * | 2015-03-09 | 2019-07-19 | 纽富来科技股份有限公司 | 加热器以及使用了其的半导体装置的制造装置 |
| JP2023504618A (ja) * | 2019-12-05 | 2023-02-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 固体ヒータ及び製造の方法 |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP5454898A patent/JPH11273835A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001072469A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-03-21 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 炭素系発熱体 |
| JP2012051775A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Hitachi Cable Ltd | 発熱体及びこれを用いた結晶成長装置並びに気相成長装置 |
| JP2013540092A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-31 | ジーティーエイティー・コーポレーション | ヒータ、およびヒータのための関連方法 |
| US10315181B2 (en) | 2010-09-27 | 2019-06-11 | Gtat Corporation | Heater and related methods therefor |
| JP2015107896A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 信越半導体株式会社 | 炭化珪素被覆黒鉛部材の製造方法、炭化珪素被覆黒鉛部材、及びシリコン結晶の製造方法。 |
| CN110034048A (zh) * | 2015-03-09 | 2019-07-19 | 纽富来科技股份有限公司 | 加热器以及使用了其的半导体装置的制造装置 |
| CN110034048B (zh) * | 2015-03-09 | 2023-05-26 | 纽富来科技股份有限公司 | 加热器以及使用了其的半导体装置的制造装置 |
| JP2023504618A (ja) * | 2019-12-05 | 2023-02-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 固体ヒータ及び製造の方法 |
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