JP2008150223A

JP2008150223A - Raw material supply device in pulling down system

Info

Publication number: JP2008150223A
Application number: JP2006337043A
Authority: JP
Inventors: Kazushige Toda; 一重遠田; Akira Onodera; 晃小野寺; Takeshi Ito; 武伊藤; Tsuguo Fukuda; 承生福田; Akira Yoshikawa; 彰吉川
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: JP4807669B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method by which a raw material can be continuously supplied to a pulling down system and a crystal material can be mass-produced. <P>SOLUTION: A raw material supply device 1, constituted of a tubular heating heater 7 which surrounds a tubular part 4b of a raw material supply tube 4 being a feeding passage of a raw material 2 to a crucible 21 of the pulling down system 20 and can heat the raw material 2 by high-frequency induction heating, and a heating coil 9 for high frequency oscillation, which surrounds the heating heater 7, is installed. Thereby, the raw material 2 before being fed to the crucible 21 is pre-heated to a temperature during melting or immediately before melting. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザー、非線形光学、医療用シンチレータ、圧電体、基板、放熱板等に用いられる酸化物、フッ化物、半導体等の単結晶の製造装置に関する。より詳細には、引下法、特にマイクロ引下げ法と呼ばれる迅速溶融材料成長法によって単結晶を製造する際に使用される製造装置に対して、連続的に原材料を供給する原材料供給装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing single crystals such as oxides, fluorides, and semiconductors used in lasers, nonlinear optics, medical scintillators, piezoelectric bodies, substrates, heat sinks, and the like. More specifically, the present invention relates to a raw material supply apparatus that continuously supplies raw materials to a manufacturing apparatus used in manufacturing a single crystal by a pulling method, particularly a rapid melt material growth method called a micro pulling method.

放射線を光に変換する特性を有する所謂シンチレータ結晶としては、例えば酸化物系の結晶として、Ce:LSO、Ce:GSO、BGO等が、またフッ化物系の結晶としてBaF₂、CeF₃、Ce:LuF₃等が知られている。これら結晶を医療用のシンチレータとして用いようとする場合、蛍光強度が高いと共に蛍光寿命が短いことが求められる。このような要求特性を考慮した場合、これまでCeを賦活材とする酸化物系の結晶が有望と考えられていた。これら酸化物系の結晶は、通常CZ法（所謂引上法）によって得られている。しかし、当該方法においては、製造時に2000℃以上の高温となるプロセスが必要となり、当該製造装置の構築に多大なコストを要し、ランニングにも大電力と大量の冷却水が必要であり、また結晶成長に要する時間が長くかかる。このため製造コストが高く、製造方法を含めたトータルプロセスの見直しにより、シンチレータ結晶単価の低減の余地が残されていると考えられる。 As so-called scintillator crystals having the property of converting radiation into light, for example, as oxide crystals, Ce: LSO, Ce: GSO, BGO, etc., and fluoride crystals as BaF ₂ , CeF ₃ , Ce: LuF ₃ etc. are known. When these crystals are used as a medical scintillator, it is required that the fluorescence intensity is high and the fluorescence lifetime is short. In consideration of such required characteristics, oxide-based crystals using Ce as an activator have been considered promising so far. These oxide crystals are usually obtained by the CZ method (so-called pulling method). However, in this method, a process of high temperature of 2000 ° C. or higher is required at the time of manufacturing, and a large cost is required for the construction of the manufacturing apparatus, and a large amount of power and a large amount of cooling water are required for running. It takes a long time for crystal growth. For this reason, the manufacturing cost is high, and it is considered that there is still room for reducing the unit cost of the scintillator crystal by reviewing the total process including the manufacturing method.

ここで、得られる結晶の径は小さいが、結晶成長に要する時間が短く、CZ法と比較して安価に、且つ結晶性に優れた結晶を得る方法として引下げ法が知られている（特許文献１或いは２参照）。本方法においては、溶融材料を保持する坩堝の底面中央部に坩堝内部から外部に至る細孔を設け、該細孔から漏洩する溶融材料に種結晶（以下シードと称する。）を接触させ、溶融材料の結晶化に合わせてシードを引下げることによって溶融材料と同組成から成る単結晶を得ている。即ち、引下げ装置とは、坩堝底部に設けられた孔から流出する溶融材料に対し、保持具に保持されて溶融材料と接触することで溶融材料における結晶方位を定めるシードを溶融材料に接触させ、孔の直下部に固液界面を形成した後、保持具を所定の軸に沿って引き下げることによって溶融材料から結晶材料を得る装置を言う。 Here, although the diameter of the obtained crystal is small, the time required for crystal growth is short, the pulling-down method is known as a method for obtaining a crystal that is cheaper and superior in crystallinity compared to the CZ method (Patent Document) 1 or 2). In this method, a pore extending from the inside of the crucible to the outside is provided in the center of the bottom of the crucible holding the molten material, and a seed crystal (hereinafter referred to as a seed) is brought into contact with the molten material leaking from the pore to melt. A single crystal having the same composition as the molten material is obtained by lowering the seed in accordance with the crystallization of the material. That is, with the pulling device, for the molten material flowing out from the hole provided at the bottom of the crucible, the seed that determines the crystal orientation in the molten material is held in contact with the molten material by being held by the holder and brought into contact with the molten material. An apparatus for obtaining a crystalline material from a molten material by forming a solid-liquid interface immediately below a hole and then pulling down a holder along a predetermined axis.

特開２００１−０８０９９９号公報（特許第３５２１０７０号）JP 2001-080999 A (Patent No. 3521070) 特開平１１−２７８９９４号公報JP 11-278994 A 特開２００３−９５７８３号公報JP 2003-95783 A

しかしながら、現在知られている引下げ装置は開発研究を目的とするものが殆どであり、通常は一回の操作に対応する量の原材料を当該操作毎に貴金属坩堝等に装填し、結晶の作製を行っている。また、当該装置を用いて連続的な結晶作製を行おうとする場合、坩堝に対する材料の投入によって原料溶融材料の温度変化が生じる。具体的には溶融材料の温度が低下することから適切な結晶育成が阻まれてしまっていた。また、原材料の微量供給を連続的に行うことで温度変化を防ぐことも考えられるが、例えば、結晶材料によっては高真空空間が形成可能であって且つ、超高温加熱部を有する容器内においてこれを行う必要があり、実際には連続的な原材料の供給・充填方法を確立することが困難であった。 However, most of the currently known pulling down devices are for development research, and usually a quantity of raw material corresponding to one operation is loaded into a noble metal crucible or the like for each operation to prepare a crystal. Is going. In addition, when continuous crystal production is performed using the apparatus, the temperature of the raw material melted material is changed by introducing the material into the crucible. Specifically, appropriate crystal growth has been hindered because the temperature of the molten material decreases. In addition, it is conceivable to prevent temperature changes by continuously supplying a small amount of raw materials. For example, depending on the crystal material, a high vacuum space can be formed, and this is performed in a container having an ultra-high temperature heating unit. In practice, it was difficult to establish a continuous raw material supply and filling method.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、結晶の育成条件に影響を与えることなく、引下げ装置に対して原材料を連続的に供給することを可能とする原材料供給装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides a raw material supply device capable of continuously supplying raw materials to a pulling device without affecting crystal growth conditions. The purpose is that.

上記課題を解決するために、本発明に係る原材料供給装置は、引下げ装置において溶融材料を保持する坩堝に対して該溶融材料の基となる原材料を供給する、引下げ装置における原材料供給装置であって、貫通孔を有し管形状とされており、原材料を坩堝に対して投入する経路が当該貫通孔に配置され、高周波によって発熱可能な材料からなる加熱ヒータと、該加熱ヒータを囲む螺旋状部分を有し該加熱ヒータに対して高周波を放射可能な加熱コイルと、を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a raw material supply device according to the present invention is a raw material supply device in a pulling device that supplies a raw material that is a basis of the molten material to a crucible that holds the molten material in the pulling device. The heater is made of a material that has a through-hole and is formed in a tube shape, and a path through which the raw material is charged into the crucible is disposed in the through-hole, and can generate heat by high frequency, and a spiral portion that surrounds the heater And a heating coil capable of radiating a high frequency to the heater.

なお、上述した原材料供給装置においては、加熱ヒータにおける貫通孔に挿貫される管状部分を有し且つ該管状部分の一方の端部開口が坩堝に保持される溶融材料の液面近傍に至り、同時に該管状部分の他方の端部開口には原材料が投入可能である材料供給チューブを更に有することが好ましい。また、該原材料供給装置においては、加熱ヒータと、引下げ装置における坩堝及び引下げ装置が有する加熱装置との間に配置される断熱部材を更に有することが好ましい。更には、加熱ヒータと引下げ装置が有する高周波発振コイルとの間に配置される高周波遮断部材を更に有することがより好ましい。 In the raw material supply device described above, the heater has a tubular portion inserted through the through hole, and one end opening of the tubular portion reaches the vicinity of the liquid surface of the molten material held in the crucible, At the same time, it is preferable that the other end opening of the tubular portion further has a material supply tube through which raw materials can be charged. In addition, the raw material supply device preferably further includes a heat insulating member disposed between the heater and the crucible in the pulling device and the heating device included in the pulling device. Furthermore, it is more preferable to further have a high-frequency cutoff member disposed between the heater and the high-frequency oscillation coil included in the pulling device.

本発明によれば、坩堝に対して供給される原材料の温度に対して坩堝内部に保持される材料溶融材料表面からの距離に応じた温度勾配を設け、原材料を選択的に加熱することが可能となる。即ち、坩堝内に保持された材料溶融材料表面と接触する領域に存在する原材料の温度を略選択的に制御し、該供給材料を保持溶融材料とほぼ同じ温度の液体状態として供給することが可能となる。従って、供給された原材料による溶融材料の温度変化を生じせしめることはなく、原材料供給の有無に係らず結晶育成の条件を安定して保つことが可能となる。その結果、原材料の安定的な連続供給が実施可能となり、従来は不可能であった長大な結晶材料を得て当該結晶材料の量産も可能となる。また、本発明によれば、前述した温度勾配を設けることで、粉状、粒状、棒状等種々の形状の原材料であっても、当該形状をほぼ維持した状態でこれを坩堝内に保持された溶融材料表面近傍まで移動させ、該表面近傍或いは表面との接触領域にて原材料を融解可能としている。従って、供給時における原材料の形状に対する制限が非常に小さくなる。 According to the present invention, it is possible to selectively heat the raw material by providing a temperature gradient according to the distance from the surface of the material molten material held in the crucible with respect to the temperature of the raw material supplied to the crucible. It becomes. In other words, it is possible to control the temperature of the raw material existing in the region in contact with the surface of the material melted material held in the crucible substantially selectively, and to supply the feed material as a liquid state having substantially the same temperature as the retained melted material. It becomes. Therefore, the temperature change of the molten material due to the supplied raw material does not occur, and the crystal growth conditions can be stably maintained regardless of whether or not the raw material is supplied. As a result, a stable continuous supply of raw materials can be performed, and a long crystal material that has been impossible in the past can be obtained and the crystal material can be mass-produced. Further, according to the present invention, by providing the above-described temperature gradient, even raw materials having various shapes such as powders, granules, and rods can be held in the crucible while maintaining the shape. The material is moved to the vicinity of the surface of the molten material, and the raw material can be melted in the vicinity of the surface or in a contact area with the surface. Therefore, the restriction on the shape of the raw material at the time of supply becomes very small.

より具体的には、本発明によれば、結晶育成条件を定める加熱系と原材料供給系における材料加熱系との熱的或いは高周波的な相互作用をできるだけ排除する構成としている。従って、供給する原材料の温度の制御と、結晶育成条件を維持する際の温度の制御とを独立して行うことが可能となり、個々の制御を容易且つ確実に行うことが可能となる。 More specifically, according to the present invention, the thermal or high-frequency interaction between the heating system that determines crystal growth conditions and the material heating system in the raw material supply system is eliminated as much as possible. Therefore, it is possible to independently control the temperature of the raw material to be supplied and the temperature at the time of maintaining the crystal growth conditions, and it is possible to easily and reliably perform each control.

また、本発明によれば、原材料に対して直接的に高周波を伝達して発熱させるのではなく、原材料を取り巻くように配置された加熱ヒータを高周波によって発熱させ、当該熱を用いて原材料を加熱することとしている。高周波誘導加熱は、短時間で所望の領域を高温度まで加熱可能であるという利点を有する反面、加熱維持する温度が中途半端な場合、或いは加熱対象が小さい場合には温度制御が困難であるという欠点も有している。本発明のように、加熱ヒータを介在させることにより、原材料を加熱する際の温度制御を好適に行えるという効果も得られる。また、管状の加熱ヒータによって原材料を取り巻いた状態で加熱する構成とすることによって、管の軸方向と垂直な平面での均熱性を高めることが可能となる。また、管形状であることから、該管において特定方向の温度勾配をつけることが容易であり、本発明が目的とする種々の加熱形態を容易に達成することが可能となる。 In addition, according to the present invention, a high frequency is not directly transmitted to a raw material to generate heat, but a heater arranged so as to surround the raw material is heated by high frequency and the raw material is heated using the heat. To do. While high-frequency induction heating has the advantage that a desired region can be heated to a high temperature in a short time, it is difficult to control the temperature when the temperature at which heating is maintained is halfway or when the heating target is small. It also has drawbacks. As in the present invention, by interposing a heater, the effect of suitably controlling the temperature when the raw material is heated can also be obtained. Moreover, it becomes possible to improve the thermal uniformity in a plane perpendicular to the axial direction of the pipe by employing a configuration in which the raw material is heated with a tubular heater. In addition, since it has a tube shape, it is easy to provide a temperature gradient in a specific direction in the tube, and various heating modes aimed by the present invention can be easily achieved.

以下に、本発明の一実施形態に係る原材料供給装置に関して説明する。図１は、該原材料供給装置と、これを適用した引下げ装置とに関して、これらを共に軸方向に切断した状態の概略構成を示している。ここで、本実施形態に係る原材料供給装置の理解を容易なものとするために、当該装置が適用される引き下げ装置について先に述べる。引下げ装置２０は、主たる構成として、坩堝２１、アフターヒータ２３、加熱チューブ２５、ワークコイル２７、ステージ２９、及び支持チューブ３１を有している。当該引き下げ装置２０は、高周波誘導によって材料の加熱、溶融を行っている。高周波は、内部に冷却用の水等を導通可能な金属製のチューブを所定の内径を有するコイル状に形成したワークコイル２７を介して、加熱源等に伝達される。原材料が保持され且つ溶融される坩堝２１は、底面（下端面）が閉止された円筒形状を有しており、カーボン或いは高融点金属（例えば、Re、Ir、W、Ta、Mo、Pt、Rh、或いはこれらの合金）から構成される。 Below, the raw material supply apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 shows a schematic configuration of the raw material supply device and a lowering device to which the raw material supply device is applied, both of which are cut in the axial direction. Here, in order to facilitate understanding of the raw material supply apparatus according to the present embodiment, a lowering apparatus to which the apparatus is applied will be described first. The pulling device 20 includes a crucible 21, an after heater 23, a heating tube 25, a work coil 27, a stage 29, and a support tube 31 as main components. The pulling device 20 heats and melts the material by high frequency induction. The high frequency is transmitted to a heating source or the like through a work coil 27 in which a metal tube capable of conducting cooling water or the like is formed in a coil shape having a predetermined inner diameter. The crucible 21 in which the raw material is held and melted has a cylindrical shape whose bottom surface (lower end surface) is closed, and is made of carbon or a refractory metal (for example, Re, Ir, W, Ta, Mo, Pt, Rh Or an alloy thereof.

なお、本実施形態においては、形状を制御した結晶を得るための装置を対象としていることから、坩堝２１から溶融材料流出に用いられる孔は、育成しようとする結晶径に応じた孔とされている。即ち、坩堝２１の下端面中央には、坩堝内部から坩堝外部に繋がる孔が設けられている。溶融された原材料は、該孔から坩堝外部に引き出されて、所定の条件下において結晶化する。該孔から漏洩する溶融原材料に種結晶を接触させ、これを所定の引き下げ方向に沿って該孔から徐々に離すことにより、所望の繊維状結晶が得られる。坩堝２１はまた、ワークコイル２７と同軸であって且つワークコイル２７の長手方向における中央部分に配置される。なお、当該装置において、坩堝２１内部の原材料が効率的に使用可能となるように、該下端面は、該孔が設けられる中央部が最も凸となる円錐形に形成されている。また、結晶の引き下げ方向は後述する坩堝２１等の軸方向と一致している。 In addition, in this embodiment, since the apparatus for obtaining the crystal | crystallization which controlled the shape is object, the hole used for molten material outflow from the crucible 21 is made into the hole according to the crystal diameter to grow. Yes. That is, in the center of the lower end surface of the crucible 21, a hole that connects the inside of the crucible to the outside of the crucible is provided. The melted raw material is drawn out of the crucible from the hole and crystallized under predetermined conditions. A desired fibrous crystal is obtained by bringing the seed crystal into contact with the molten raw material leaking from the hole and gradually separating it from the hole along a predetermined pulling direction. The crucible 21 is also coaxial with the work coil 27 and is disposed at a central portion in the longitudinal direction of the work coil 27. In the apparatus, the lower end surface is formed in a conical shape with the center portion where the hole is provided being convex so that the raw material inside the crucible 21 can be used efficiently. Further, the crystal pulling direction coincides with the axial direction of the crucible 21 or the like described later.

坩堝２１の下方には、坩堝２１の下端と当接して該坩堝２１を支持する、円筒形状のアフターヒータ２３が配置される。アフターヒータ２３は、坩堝と同様の材料より構成されており、坩堝２１と同軸となるように配置されている。原材料加熱時において、該アフターヒータ２３も高周波誘導によって発熱し、坩堝２１の下端より漏洩する原材料を加熱可能としている。また、アフターヒータ２３の長さは、ワークコイル２７の長手方向において中央部に配置される坩堝２１と該アフターヒータ２３とを当接させて配置した際に、ワークコイル２７における有効加熱領域に該アフターヒータ２３が収容されるように設定されている。該アフターヒータ２３の設置により引き下げ方向における均熱領域が拡大可能となり、結晶育成の条件をより広範なものとすることが可能となる。 Below the crucible 21, a cylindrical after-heater 23 that contacts the lower end of the crucible 21 and supports the crucible 21 is disposed. The after heater 23 is made of the same material as that of the crucible and is arranged so as to be coaxial with the crucible 21. When the raw material is heated, the after-heater 23 also generates heat by high-frequency induction, and the raw material leaking from the lower end of the crucible 21 can be heated. Further, the length of the after heater 23 is such that when the crucible 21 disposed in the center part in the longitudinal direction of the work coil 27 and the after heater 23 are disposed in contact with each other, the effective heating area in the work coil 27 The after heater 23 is set to be accommodated. By installing the after heater 23, the soaking area in the pulling-down direction can be expanded, and the conditions for crystal growth can be made wider.

また、アフターヒータ２３及び加熱チューブ２５は、その下端において、円環状のステージ２９の上面によって支持されている。該ステージ２９は、セラミックス、石英等、加熱に用いる高周波に対して絶縁性を有する材料から構成されている。また、ステージ２９は、下面において、該ステージ２９と同様の材料からなる支持チューブ３１の上端部によって支持されている。これら坩堝２１、アフターヒータ２３、加熱チューブ２５、ステージ２９及び支持チューブ３１は、同軸となるように配置されており、結晶の引き下げ操作は該軸に沿って行われる。当該装置において、高周波によって発熱する主たる構成として加熱チューブ２５が存在する。加熱チューブ２５は、坩堝２１の外径よりも大きな内径を有し且つワークコイル２７の内径よりも小さな外径を有する円筒形状からなり、高周波を導通可能なカーボン或いは高融点金属（例えば、Re、Ir、W、Ta、Mo、Pt、Rh、或いはこれらの合金）から構成されている。該加熱チューブ２５は、坩堝２１を内部側に収容し、且つ外周側にワークコイル２７が存在するようにこれらと同心関係となるように配置される。また、加熱チューブ２５の長さは、ワークコイル２７の長手方向における有効加熱領域から該チューブ２５が僅かにはみ出す程度に設定されている。 Further, the after heater 23 and the heating tube 25 are supported at the lower ends thereof by the upper surface of the annular stage 29. The stage 29 is made of a material having insulating properties against high frequencies used for heating, such as ceramics and quartz. The stage 29 is supported on the lower surface by an upper end portion of a support tube 31 made of the same material as the stage 29. The crucible 21, the after heater 23, the heating tube 25, the stage 29, and the support tube 31 are arranged so as to be coaxial, and the crystal pulling operation is performed along the axis. In the apparatus, a heating tube 25 exists as a main configuration that generates heat by high frequency. The heating tube 25 has a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the crucible 21 and an outer diameter smaller than the inner diameter of the work coil 27, and can be made of carbon or refractory metal (for example, Re, Ir, W, Ta, Mo, Pt, Rh, or alloys thereof. The heating tube 25 is arranged so as to be concentric with the crucible 21 so that the crucible 21 is housed inside and the work coil 27 exists on the outer peripheral side. The length of the heating tube 25 is set such that the tube 25 slightly protrudes from the effective heating region in the longitudinal direction of the work coil 27.

（第一の実施形態）
次に本発明の一実施形態に係る原材料供給装置について説明する。原材料供給装置１は、材料供給ユニット３、加熱ヒータ７、及び加熱コイル９を有している。なお、本実施の形態において、材料供給ユニット３は粒状の原材料２を供給するために構築された構成とする。材料供給ユニット３は材料供給チューブ４とスパイラルチューブ５とを有している。材料供給チューブ４は、所謂漏斗状の形状からなり、上方部分から下方部分に向けて内径が徐々に減じられている円錐形状からなる部分４ａと、円錐形状部と同軸でその底部から連続して鉛直下方に延在する管状部分４ｂとを有する。管状部分４ｂは原材料２が通過可能な内径を有している。また、材料供給チューブ４は、前述した加熱チューブ２５と同様に、高周波を導通可能なカーボン或いは高融点金属（例えば、Re、Ir、W、Ta、Mo、Pt、Rh、或いはこれらの合金）から構成されている。 (First embodiment)
Next, a raw material supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The raw material supply apparatus 1 includes a material supply unit 3, a heater 7, and a heating coil 9. In the present embodiment, the material supply unit 3 is configured to supply the granular raw material 2. The material supply unit 3 includes a material supply tube 4 and a spiral tube 5. The material supply tube 4 has a so-called funnel-like shape, and a conical portion 4a whose inner diameter is gradually reduced from an upper portion toward a lower portion, and a concentric portion that is coaxial with and continuously from the bottom. And a tubular portion 4b extending vertically downward. The tubular portion 4b has an inner diameter through which the raw material 2 can pass. Further, the material supply tube 4 is made of carbon or a high melting point metal (for example, Re, Ir, W, Ta, Mo, Pt, Rh, or an alloy thereof) capable of conducting a high frequency, like the heating tube 25 described above. It is configured.

スパイラルチューブ５は、上述した円錐形状部４ａに対して原材料２を投入する際に、落下等に伴う衝撃を該円錐形状部４ａに与えることを防止するために用いられる。スパイラルチューブ５は、石英等の絶縁体から構成された筒状の材料からなり、特定の領域において螺旋状とされている。該スパイラルチューブ５は略鉛直方向に配置され、原材料２は原材料搬送ユニット３９から該チューブの上方開口部に投入される。原材料２は筒状部内部を鉛直方向に落下するが、螺旋状領域５ａにおいて筒状部内壁によって鉛直方向への落下が妨げられ、鉛直方向への移動速度が低減される。スパイラルチューブ５の下方開口は、材料供給チューブ４の円錐状部４ａの上方開放部近傍に配置されている。原材料２は、スパイラルチューブ５における螺旋状領域５ａを通過することで、移動速度を減速された状態で該チューブの下方開口に達し、低い移動速度を維持した状態で材料供給チューブ４に対して移動する。以上の操作によって、原材料２は、材料供給チューブ４及び事前に材料供給チューブ４まで運ばれて保持された状態にある原材料２に対して過大な衝撃を与えることなく、材料供給チューブ４に対して供給される。 The spiral tube 5 is used to prevent the cone-shaped portion 4a from being subjected to an impact caused by dropping or the like when the raw material 2 is charged into the cone-shaped portion 4a described above. The spiral tube 5 is made of a cylindrical material made of an insulator such as quartz, and has a spiral shape in a specific region. The spiral tube 5 is arranged in a substantially vertical direction, and the raw material 2 is fed from the raw material transport unit 39 into the upper opening of the tube. Although the raw material 2 falls in the vertical direction inside the cylindrical portion, the falling in the vertical direction is prevented by the inner wall of the cylindrical portion in the spiral region 5a, and the moving speed in the vertical direction is reduced. The lower opening of the spiral tube 5 is disposed in the vicinity of the upper open portion of the conical portion 4 a of the material supply tube 4. The raw material 2 passes through the spiral region 5 a in the spiral tube 5, reaches the lower opening of the tube in a state where the moving speed is reduced, and moves relative to the material supply tube 4 while maintaining a low moving speed. To do. By the above operation, the raw material 2 is applied to the material supply tube 4 without giving an excessive impact to the material supply tube 4 and the raw material 2 that has been transported and held in advance to the material supply tube 4. Supplied.

加熱ヒータ７は材料供給チューブ４が軸方向に貫通可能な管状の部材であり、前述した加熱チューブ２５と同様に、高周波を導通可能なカーボン或いは高融点金属（例えば、Re、Ir、W、Ta、Mo、Pt、Rh、或いはこれらの合金）から構成されている。加熱コイル９は、内部に冷却用の水等を導通可能な金属製のチューブを所定の内径を有するコイル状に形成したものからなる。加熱コイル９は、管状の加熱ヒータ７の周囲を囲むように配置される螺旋状の部分を有する。加熱ヒータ７は当該加熱コイル９の内側に配置され、加熱コイル９、加熱ヒータ７及び材料供給チューブ４は同軸となるように配置される。即ち、加熱ヒータ７は、管形状における貫通孔部分が坩堝２１に対する原材料の投入経路となるように配置される。また、材料供給チューブ４も管状部分が該投入経路と一致するように配置される。 The heater 7 is a tubular member through which the material supply tube 4 can penetrate in the axial direction. Similarly to the heating tube 25 described above, carbon or refractory metal (for example, Re, Ir, W, Ta, etc.) capable of conducting high frequency. , Mo, Pt, Rh, or alloys thereof. The heating coil 9 is formed by forming a metal tube capable of conducting cooling water or the like in a coil shape having a predetermined inner diameter. The heating coil 9 has a spiral portion arranged so as to surround the periphery of the tubular heater 7. The heater 7 is disposed inside the heating coil 9, and the heating coil 9, the heater 7, and the material supply tube 4 are disposed so as to be coaxial. That is, the heater 7 is arranged so that the through-hole portion in the tube shape serves as a raw material charging path for the crucible 21. The material supply tube 4 is also arranged so that the tubular portion coincides with the charging path.

本構成において、加熱コイル９に流された高周波により加熱ヒータ７が誘導加熱され発熱する。該加熱ヒータ７が発熱する熱によって、材料供給チューブ４内部に保持された原材料２が加熱される。なお、材料供給チューブ４の下端は坩堝２１内部に保持される溶融材料の表面近傍にたっしており、下方開口によって保持される最下端に位置する原材料２は該溶融材料の表面と接した状態に保持される。また、管状部分４ｂの下方開口には、当該部分を拡大した図２に示すように、原材料流路即ちその内部貫通孔方向に張り出した返し４ｃが設けられている。原材料２が固体状態を維持している場合には、該返し４ｃによって原材料２が下方開口を通過することは不可能とされている。しかし、原材料が状態変化して固体状態で無くなった場合には、原材料２は下方開口を通過して溶融材料の中に投下されることが可能となる。 In this configuration, the heater 7 is induction-heated by the high frequency passed through the heating coil 9 to generate heat. The raw material 2 held inside the material supply tube 4 is heated by the heat generated by the heater 7. Note that the lower end of the material supply tube 4 is in the vicinity of the surface of the molten material held inside the crucible 21, and the raw material 2 located at the lowermost end held by the lower opening is in contact with the surface of the molten material. Retained. Moreover, as shown in FIG. 2 which expanded the said part at the downward opening of the tubular part 4b, the raw material flow path, ie, the return | turn 4c which protruded in the internal through-hole direction is provided. When the raw material 2 is maintained in a solid state, the raw material 2 cannot pass through the lower opening by the barb 4c. However, when the raw material changes state and disappears in the solid state, the raw material 2 can pass through the lower opening and be dropped into the molten material.

供給された原材料２、溶融材料及び育成結晶についての以上に述べた構成中における温度プロファイルを図１において補足として示している。スパイラルチューブ５に投入された原材料２は材料供給チューブ４に達し、該チューブにおける管状部分４ｂに至る。該管状部分４ｂ内部には、坩堝２１内部の溶融材料液状面から上方に積み重ねられた状態で原材料２が保持されている。これら保持状態にある原材料２は加熱ヒータ７からの加熱によって徐々に温度を上昇させていく。その際、溶融材料表面から受ける熱量も加わり、溶融材料表面と接した原材料２がその表面近傍での該溶融材料と略等しい温度T1まで加熱されるように加熱コイル９に流す高周波の電力を調節している。なお、各々のコイルによる温度制御を相互作用なく行うことを目的として、ワークコイル２７に供給される高周波の周波数と加熱コイル９に供給される高周波の周波数とは、互いに異ならせてある。 The temperature profile in the above-described configuration of the supplied raw material 2, molten material and grown crystal is shown as a supplement in FIG. The raw material 2 put into the spiral tube 5 reaches the material supply tube 4 and reaches the tubular portion 4b of the tube. In the tubular portion 4b, the raw material 2 is held in a state of being stacked upward from the molten material liquid surface inside the crucible 21. The raw material 2 in the holding state is gradually raised in temperature by heating from the heater 7. At that time, the amount of heat received from the surface of the molten material is also added, and the high-frequency power supplied to the heating coil 9 is adjusted so that the raw material 2 in contact with the surface of the molten material is heated to a temperature T1 substantially equal to the molten material in the vicinity of the surface. is doing. Note that the frequency of the high frequency supplied to the work coil 27 and the frequency of the high frequency supplied to the heating coil 9 are different from each other for the purpose of performing temperature control by each coil without interaction.

坩堝２１内部では坩堝下方に設けられた孔に近づくに従って溶融材料温度は該溶融材料としての安定化温度である温度T2まで徐々に低下し、更に孔を出た領域においては結晶化温度T3まで低下している。当該領域において溶融材料は結晶化し、繊維状結晶を形成する。アフターヒータ２３によって、当該領域においても温度勾配は小さく保たれており、アフターヒータ２３に囲まれる領域を通り抜けた後、育成結晶の温度は急激に低下する。共晶系の材料は、静止状態でその温度を上昇させた場合、ある温度領域において不安定な状態で固体状態を維持しており、せん断力等の付加によって流動性を有するものが多い。例えば温度T1を原材料におけるこの温度領域に設定することによって、上方からの荷重によって原材料２が返し４ｃによりせん断される作用等により該原材料２が容易に液状化することが可能となる。この場合上方からの荷重が、原材料２としての粒状体が所定の個数積み重なることにより得られるようにすれば、材料供給チューブ４内部に常に所定個の原材料が保持され、且つ更なる原材料２の投下によって最下方に位置する原材料２が液化する状況を得ることが可能となる。 In the crucible 21, the temperature of the molten material gradually decreases to a temperature T 2 that is a stabilization temperature as the molten material as it approaches a hole provided below the crucible, and further decreases to a crystallization temperature T 3 in a region where the hole is left. is doing. In this region, the molten material crystallizes to form fibrous crystals. The temperature gradient is kept small also in the said area | region by the after heater 23, and after passing through the area | region enclosed by the after heater 23, the temperature of the growth crystal | crystallization falls rapidly. Eutectic materials maintain a solid state in an unstable state in a certain temperature range when the temperature is raised in a stationary state, and many materials have fluidity by adding a shearing force or the like. For example, by setting the temperature T1 to this temperature region in the raw material, the raw material 2 can be easily liquefied by the action of returning the raw material 2 by the load from above and being sheared by 4c. In this case, if a load from above is obtained by stacking a predetermined number of granular materials as the raw material 2, a predetermined number of raw materials are always held inside the material supply tube 4, and further raw material 2 is dropped. By this, it becomes possible to obtain a situation in which the raw material 2 located at the lowest position is liquefied.

なお、材料供給チューブ４での原材料の温度を好適に制御するために、加熱コイル９とワークコイル２７との相互作用或いはワークコイル２７から加熱ヒータ７への高周波の伝達を極力避けることが好ましい。従って、加熱コイル９及び加熱ヒータ７をワークコイル２７における高周波が効率的に伝達される領域から避けて配置する必要がある。また、坩堝２１、坩堝２１内部に保持される溶融材料の存在によっても、加熱コイル９及び加熱ヒータ７の下方端部の配置は制限を受ける。このため、加熱ヒータ７と加熱コイル９とを設置可能な位置に単純に配置するだけでは、図１に示す温度プロファイルを構築することは難しい。本実施形態においては、同一内径からなる平行管ではなく、一方の端部に近づくに従って内径が減少する非平行管からなる管状形状の加熱チューブを加熱ヒータ７として用いることとしている。より詳細には、下方端部に近づくに従って、内径が小さくなり、加熱ヒータ７内面と管状部分４ｂ外周面との間隔が小さくなっている。このように、加熱ヒータ７の管径を変化させることにより、所望の温度勾配（温度プロファイル）を得ることが可能となる。 In order to suitably control the temperature of the raw material in the material supply tube 4, it is preferable to avoid the interaction between the heating coil 9 and the work coil 27 or the transmission of high frequency from the work coil 27 to the heater 7 as much as possible. Therefore, it is necessary to arrange the heating coil 9 and the heater 7 away from the region where the high frequency in the work coil 27 is efficiently transmitted. The arrangement of the lower end portions of the heating coil 9 and the heater 7 is also limited by the presence of the crucible 21 and the molten material held inside the crucible 21. For this reason, it is difficult to construct the temperature profile shown in FIG. 1 simply by arranging the heater 7 and the heating coil 9 at positions where they can be installed. In the present embodiment, the heating heater 7 is not a parallel tube having the same inner diameter but a tubular heating tube having a non-parallel tube whose inner diameter decreases as it approaches one end. More specifically, as it approaches the lower end, the inner diameter decreases, and the distance between the inner surface of the heater 7 and the outer peripheral surface of the tubular portion 4b decreases. In this way, it is possible to obtain a desired temperature gradient (temperature profile) by changing the tube diameter of the heater 7.

材料供給チューブ４内部における原材料２の温度を制御する上で、坩堝２１内部に保持される溶融材料及び加熱チューブ２５から受ける熱、或いはワークコイル２７から放射される高周波の影響を極力除去することが好ましい。図１に示した実施形態にたいして、このような熱或いは高周波の影響を抑制する構成を加えた変形例を図３及び図４に示す。図３及び図４は、各々図１と同様の様式にて当該実施形態に係る原材料供給装置及び該装置が適用された引下げ装置を示したものである。なお、図１に示した構成要素と同様の構成要素に関しては同一の参照符号を用いることとし、ここでの説明は省略する。 In controlling the temperature of the raw material 2 in the material supply tube 4, the influence of the molten material held in the crucible 21 and the heat received from the heating tube 25 or the high frequency radiated from the work coil 27 can be removed as much as possible. preferable. FIG. 3 and FIG. 4 show modifications in which a configuration for suppressing the influence of such heat or high frequency is added to the embodiment shown in FIG. 3 and 4 show the raw material supply apparatus according to this embodiment and the pulling-down apparatus to which the apparatus is applied in the same manner as in FIG. It should be noted that the same reference numerals are used for the same components as those shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted here.

図３は、図１に示す構成に加え、加熱ヒータ７及び材料供給チューブ４に保持される原材料２に対して、坩堝２１内部に保持される溶融材料及び加熱チューブ２５から放出される熱を遮断する断熱部材１１を設けた例を示している。該断熱部材１１は、中央に貫通孔１１ａを有する略円盤形状部１１ｂからなり、中央の貫通孔１１ａに対して材料供給チューブ４の管状部分が挿貫される。また、円盤形状部１１ｂの外周部分には、該円盤面に対して垂直な一方向にのみ立ち上がる筒状のカラー部１１ｃが設けられている。該断熱部材１１の円盤形状部１１ｂは、坩堝２１の開口部と加熱コイル９及び加熱ヒータ７との間に配置され、主として坩堝２１から放出される熱の遮断を行う。また、カラー部１１ｃは、主として加熱チューブ２５から放出される熱の遮断を行う。このような断熱部材１１を配置することにより、材料供給チューブ４内部に保持される原材料２の温度をより好適に制御することが可能となる。 In addition to the configuration shown in FIG. 1, FIG. 3 cuts off the heat released from the molten material held in the crucible 21 and the heating tube 25 against the raw material 2 held in the heater 7 and the material supply tube 4. The example which provided the heat insulation member 11 to perform is shown. The heat insulating member 11 includes a substantially disk-shaped portion 11b having a through hole 11a in the center, and the tubular portion of the material supply tube 4 is inserted through the central through hole 11a. In addition, a cylindrical collar portion 11c that rises only in one direction perpendicular to the disc surface is provided on the outer peripheral portion of the disc-shaped portion 11b. The disk-shaped portion 11 b of the heat insulating member 11 is disposed between the opening of the crucible 21 and the heating coil 9 and the heater 7, and mainly blocks heat released from the crucible 21. Further, the collar portion 11c mainly blocks heat released from the heating tube 25. By disposing such a heat insulating member 11, it is possible to more suitably control the temperature of the raw material 2 held inside the material supply tube 4.

図４は、図１に示す構成に加え、加熱ヒータ７及び材料供給チューブ４に保持される原材料２に対して、ワークコイル２７から発せられる高周波を遮断する高周波遮断部材１３を設けた例を示している。該高周波遮断部材１３は、中央に貫通孔１３ａを有する略円盤形状部１３ｂからなり、中央の貫通孔１３ａに対して材料供給チューブ４の管状部分が挿貫される。また、円盤形状部１３ｂの外周部分には、該円盤面に対して垂直な一方向にのみ立ち上がる筒状のカラー部１３ｃが設けられている。該高周波遮断部材１３の円盤形状部１３ｂは、坩堝２１の開口部と加熱コイル９及び加熱ヒータ７との間に配置され、主として坩堝２１の方向から伝達される高周波放の遮断を行う。また、カラー部１３ｃは、主としてワークコイル２７から直接的に伝達される高周波の遮断を行う。このような高周波遮断部材１３を配置することにより、材料供給チューブ４内部に保持される原材料２の温度をより好適に制御することが可能となる。 4 shows an example in which, in addition to the configuration shown in FIG. 1, a high-frequency blocking member 13 that blocks high-frequency waves emitted from the work coil 27 is provided for the raw material 2 held by the heater 7 and the material supply tube 4. ing. The high-frequency cutoff member 13 includes a substantially disk-shaped portion 13b having a through hole 13a at the center, and the tubular portion of the material supply tube 4 is inserted through the central through hole 13a. In addition, a cylindrical collar portion 13c that rises only in one direction perpendicular to the disk surface is provided on the outer peripheral portion of the disk-shaped portion 13b. The disk-shaped part 13 b of the high-frequency cutoff member 13 is disposed between the opening of the crucible 21 and the heating coil 9 and the heater 7, and cuts off high-frequency radiation transmitted mainly from the direction of the crucible 21. Further, the collar portion 13c mainly cuts off the high frequency transmitted directly from the work coil 27. By disposing such a high-frequency cutoff member 13, it is possible to more suitably control the temperature of the raw material 2 held inside the material supply tube 4.

（第二の実施形態）
次に本発明の第二の実施形態について、第一の実施形態と同様の様式にて当該装置を示す図５を用いて説明する。本実施形態は、第一の実施形態と異なり、棒状或いは線状の原材料２ａを対象としている。なお、第一の実施形態における構成要素と同様の構成要素に関しては同一の参照符号を用いることとし、ここでの説明は省略する。本実施形態においては、粒状の原材料を供給するための構成であるスパイラルチューブ５及び材料供給チューブ４に換えて、例えば対向する一対のローラ１５から構成される材料供給ユニット３が用いられる。なお、実際には該ローラ１５を駆動する機構、及び駆動速度を制御する制御系等も該ユニットに含まれるが、これら構成は既知のものであり本発明との本質と直接関係しないことからここでの説明は省略する。該ローラ１５は略棒状の原材料２ａを径方向から対向して該材料を挟持し、所定の速度で該材料を加熱ヒータ７方向に連続的に搬送している。略棒状の原材料２ａは加熱ヒータ７の軸線に沿って搬送され、加熱ヒータ７の軸に沿って坩堝２１方向に運ばれるに従って所定の温度まで加熱される。なお、第一の実施形態と同様に、管形状からなる加熱ヒータ７は該管形状の貫通孔が棒状の原材料を坩堝に投入する際の投入経路と一致するように配置される (Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 showing the apparatus in the same manner as the first embodiment. Unlike the first embodiment, this embodiment is directed to a rod-like or linear raw material 2a. Note that the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted here. In the present embodiment, instead of the spiral tube 5 and the material supply tube 4 that are configured to supply granular raw materials, for example, a material supply unit 3 including a pair of opposed rollers 15 is used. In practice, a mechanism for driving the roller 15 and a control system for controlling the driving speed are also included in the unit. However, these configurations are known and are not directly related to the essence of the present invention. The description in is omitted. The roller 15 opposes the substantially rod-shaped raw material 2a in the radial direction, sandwiches the material, and continuously conveys the material in the direction of the heater 7 at a predetermined speed. The substantially rod-shaped raw material 2 a is transported along the axis of the heater 7, and is heated to a predetermined temperature as it is transported along the axis of the heater 7 toward the crucible 21. As in the first embodiment, the tube-shaped heater 7 is arranged so that the tube-shaped through hole coincides with the charging path when the rod-shaped raw material is charged into the crucible.

本実施形態においては、第一の実施形態と異なり原材料の形状加工が比較的容易である。また、搬送速度を材料供給ユニット３によって原材料２ａの搬送速度を任意に設定することも可能である。しかしながら、用いる材料の熱伝導率によっては坩堝２１内部に保持された溶融材料と接触する領域及びその近傍のみを急激に所定温度まで加熱するという、図１に示した温度プロファイルを得ることが困難となる場合も考えら得る。従って、用いる原材料の特性に応じて、第一の実施形態及び第二の実施形態各々が使い分けられることが好ましい。また、本実施形態においても、第一の実施形態の変形例として示したものと同様に、断熱部材或いは高周波遮断部材を用いることとしても良い。 In the present embodiment, unlike the first embodiment, the shape processing of the raw material is relatively easy. It is also possible to arbitrarily set the conveyance speed of the raw material 2 a by the material supply unit 3. However, depending on the thermal conductivity of the material used, it is difficult to obtain the temperature profile shown in FIG. 1 in which only the region in contact with the molten material held inside the crucible 21 and the vicinity thereof are rapidly heated to a predetermined temperature. It can also be considered. Therefore, it is preferable that each of the first embodiment and the second embodiment is properly used according to the characteristics of the raw material to be used. Also in the present embodiment, a heat insulating member or a high-frequency cutoff member may be used in the same manner as the modified example of the first embodiment.

なお、上述した第一の実施形態において、加熱コイル９は加熱ヒータ７の軸方向長さに対応したものを用いることとしている。しかしながら、本発明の実施形態は当該構成に限定されない。具体的には、加熱コイル９を更に延長し、螺旋状部分の長さを材料供給チューブ４の軸方向長さと略一致させることとしても良い。上述した実施形態の場合、材料供給チューブ４も高周波誘導加熱が可能な材料から構成しており、該チューブを用いて原材料２或いは２ａを予備的に加熱することとしても良い。また、加熱コイル９と加熱ヒータ７との組み合わせのみで好適な加熱条件が得られる場合には、材料供給チューブ４を非導電性の材料から構成することも可能である。また、第二の実施形態においても、加熱コイルを延長し、原材料自身を高周波誘導によって発熱させてある程度の温度まで予備加熱する構成としても良い。なお、この場合、急激な発熱を防止するために、加熱コイルの制御または加熱コイルと材料との距離を適切に設定することが好ましい。 In the first embodiment described above, the heating coil 9 corresponding to the axial length of the heater 7 is used. However, the embodiment of the present invention is not limited to this configuration. Specifically, the heating coil 9 may be further extended so that the length of the spiral portion substantially coincides with the axial length of the material supply tube 4. In the case of the above-described embodiment, the material supply tube 4 is also made of a material capable of high-frequency induction heating, and the raw material 2 or 2a may be preliminarily heated using the tube. Moreover, when a suitable heating condition is obtained only by the combination of the heating coil 9 and the heater 7, the material supply tube 4 can be made of a non-conductive material. Also in the second embodiment, the heating coil may be extended and the raw material itself may be heated by high frequency induction to be preheated to a certain temperature. In this case, in order to prevent sudden heat generation, it is preferable to appropriately set the control of the heating coil or the distance between the heating coil and the material.

また、第一の実施形態において粒状の原材料をスパイラルチューブ５と材料供給チューブ４との組み合わせによって供給することとしている。しかしながら、溶融材料表面或いは材料供給チューブ４の下面に対して大きな衝撃を与えることなく原材料を供給することが可能であれば、これら構成を用いなくとも良い。また、第二の実施形態においては、一対のローラによって構成される材料供給ユニットを例示したが、本発明の実施形態はこれに限定されない。棒状或いは線状の原材料を所定の速度で搬送可能な公知の種々の構成を該構成と置き換えることも可能である。 In the first embodiment, the granular raw material is supplied by a combination of the spiral tube 5 and the material supply tube 4. However, if the raw material can be supplied without giving a large impact to the surface of the molten material or the lower surface of the material supply tube 4, these structures need not be used. Moreover, in 2nd embodiment, although the material supply unit comprised by a pair of roller was illustrated, embodiment of this invention is not limited to this. It is also possible to replace various known configurations capable of conveying rod-shaped or linear raw materials at a predetermined speed.

以上述べた実施形態においては、引下げ装置として所謂アフターヒータを用いた例を示したが、本発明が適用される引下げ装置は当該構成に限定されない。また、上述した実施形態においては雰囲気制御に関しても何ら言及されていない。しかしながら、本発明は、雰囲気制御のための構成を有したもの等、公知の種々の引下げ装置に対して用いることが可能である。また、本発明に係る原材料供給装置は、坩堝等に保持された原材料溶融材料に対して、温度等の保持条件を変化させることなく連続的に原材料を供給することが可能である。従って、従来から知られている所謂引き上げ装置に対する原材料の供給装置としても活用可能と考えられる。 In the embodiment described above, an example in which a so-called after heater is used as the lowering device has been described, but the lowering device to which the present invention is applied is not limited to the configuration. In the above-described embodiment, no mention is made regarding atmosphere control. However, the present invention can be used for various known pulling devices such as those having a configuration for controlling the atmosphere. Moreover, the raw material supply apparatus according to the present invention can continuously supply raw materials to raw material molten materials held in a crucible or the like without changing holding conditions such as temperature. Therefore, it can be used as a raw material supply device for a so-called pulling device that has been conventionally known.

本発明の第一の実施形態に係る原材料供給装置及び該供給装置を適用した引下げ装置に関して、これらの概略構成を軸方向に切断した断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section which cut | disconnected these schematic structures to the axial direction regarding the raw material supply apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention, and the pulling-down apparatus to which this supply apparatus is applied. 図１に示す原材料供給装置における材料供給チューブの先端開口部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the front-end | tip opening part of the material supply tube in the raw material supply apparatus shown in FIG. 図１に示す第一の実施形態に係る構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the structure which concerns on 1st embodiment shown in FIG. 図１に示す第一の実施形態に係る構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the structure which concerns on 1st embodiment shown in FIG. 本発明の第二の実施形態に係る原材料供給装置及び該供給装置を適用した引下げ装置に関して、これらの概略構成を軸方向に切断した断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section which cut | disconnected these schematic structures to the axial direction regarding the raw material supply apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention, and the pulling-down apparatus to which this supply apparatus is applied.

符号の説明Explanation of symbols

１：原材料供給装置、２：原材料、３：材料供給ユニット、４：材料供給チューブ、５：スパイラルチューブ、７：加熱ヒータ、９：加熱コイル、１１：断熱部材、１３：高周波遮断部材、１５：ローラ、２０：引下げ装置、２１：坩堝、２３：アフターヒータ、２５：加熱チューブ、２７：ワークコイル、２９：ステージ、３１：支持ステージ、３９：原材料搬送ユニット
1: raw material supply device, 2: raw material, 3: material supply unit, 4: material supply tube, 5: spiral tube, 7: heater, 9: heating coil, 11: heat insulation member, 13: high frequency blocking member, 15: Roller, 20: Pulling device, 21: Crucible, 23: After heater, 25: Heating tube, 27: Work coil, 29: Stage, 31: Support stage, 39: Raw material transport unit

Claims

引下げ装置において溶融材料を保持する坩堝に対して前記溶融材料の基となる原材料を供給する、引下げ装置における原材料供給装置であって、
貫通孔を有する管形状とされており、前記原材料を前記坩堝に対して投入する経路が前記貫通孔に配置され、高周波によって発熱可能な材料からなる加熱ヒータと、
前記加熱ヒータを囲む螺旋状部分を有し前記加熱ヒータに対して高周波を放射可能な加熱コイルと、を有することを特徴とする原材料供給装置。 A raw material supply device in a pulling device for supplying a raw material that is a base of the molten material to a crucible that holds the molten material in the pulling device,
A heater having a through hole, a path for introducing the raw material into the crucible is disposed in the through hole, and a heater made of a material capable of generating heat by high frequency; and
A raw material supply apparatus comprising: a heating coil having a spiral portion surrounding the heater and capable of emitting a high frequency to the heater.

前記加熱ヒータの前記貫通孔に挿貫される管状部分を有し、前記管状部分の一方の端部開口が、前記坩堝に保持される溶融材料の液面近傍に至り、前記管状部分の他方の端部開口には前記原材料が投入可能である材料供給チューブを更に有することを特徴とする請求項１記載の原材料供給装置。 A tubular portion inserted through the through hole of the heater, wherein one end opening of the tubular portion reaches the vicinity of the liquid surface of the molten material held in the crucible, and the other end of the tubular portion 2. The raw material supply apparatus according to claim 1, further comprising a material supply tube into which the raw material can be put in an end opening.

前記加熱ヒータと、前記引下げ装置における前記坩堝及び前記引下げ装置が有する加熱装置との間に配置される断熱部材を更に有することを特徴とする請求項１記載の原材料供給装置。 The raw material supply device according to claim 1, further comprising a heat insulating member disposed between the heater and the crucible in the pulling device and a heating device included in the pulling device.

前記加熱ヒータと、前記引下げ装置が有する高周波発振コイルとの間に配置される高周波遮断部材を更に有することを特徴とする請求項１記載の原材料供給装置。
The raw material supply apparatus according to claim 1, further comprising a high frequency cutoff member disposed between the heater and a high frequency oscillation coil included in the pulling device.