JP4736163B2

JP4736163B2 - Crucible

Info

Publication number: JP4736163B2
Application number: JP2000203924A
Authority: JP
Inventors: 武彦常深
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: JP2002029885A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，石英からなる内層とカーボン材料からなる外層とを有し，例えば，溶融状態のシリコン（珪素）を保持するルツボに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より，シリコンの製造過程においては，溶融状態のシリコンを保持するためにルツボが使用される。このルツボとしては，石英からなる内層とカーボン材料からなる外層とより形成することが知られている。つまり，耐熱性に優れたカーボン材料を外層に，シリコンに対して熱安定性が高い石英を内層に配設した二重構造タイプのルツボが使用されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のルツボにおいては以下のような問題点がある。
即ち，上記内層である石英と外層であるカーボン材料との熱膨張係数は異なる。そのため，シリコンを溶融させてその温度を高めるために，ルツボを一定の温度に加熱する際，その加熱途中でそれらの熱膨張係数の違い等により，カーボン材料に割れや亀裂等の破壊が発生するおそれがある。
つまり，この破壊は，上記ルツボに急激な加熱を行ったときに，発生することがわかっている。そのため，実際には，ルツボを加熱する速度を遅くして破壊の発生を防止している。それ故，シリコンを昇温するために要する時間が長くなり，生産性を向上させることが困難になっている。
【０００４】
また，上記破壊が発生してしまう原因として，上記カーボン材料が耐熱衝撃性に劣っていることが考えられる。
即ち，ルツボを急激に加熱するときには，カーボン材料には熱衝撃が加わる。上記耐熱衝撃性は，この熱衝撃が加えられたときの破壊の起こりにくさを示す尺度であり，材料の強度，熱伝達率，熱膨張係数等の様々な要因によって決定される。つまり，従来のカーボン材料においては，これらの要因が最適に決定されていないため，上記のごとく割れ，亀裂等の破壊を生じていると考えられる。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，耐熱衝撃性に優れると共に耐久性に優れるルツボを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，石英からなる内層とカーボン材料からなる外層とを有し，溶融状態のシリコンを保持するルツボの製造方法において，
上記外層は，バインダーピッチとニ−ドルコークスを配合し混練してなる混和物を粉砕して得られた成形粉をラバープレス成形し，得られた成形品を還元雰囲気下において焼成した後，黒鉛化処理を行って製造することにより，曲げ強度をＳ［ＭＰａ］，ポアソン比をν［−］，弾性率をＥ［ＧＰａ］，熱膨張係数をα［１０^−６／Ｋ］，熱伝導率をｋ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］，密度をρ［１０^３ｋｇ／ｍ^３］，比熱をｃ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］としたとき，Ｒ＝Ｓ・ｋ・（１−ν）／（Ｅ・α・ρ・ｃ）［Ｋ・ｍ^２／ｓ］で表される熱衝撃破壊抵抗係数Ｒが，０．０８以上であることを特徴とするルツボの製造方法にある。
【０００７】
本発明において最も注目すべきことは，上記外層は，上記熱衝撃破壊抵抗係数Ｒが０．０８以上であるカーボン材料よりなることである。
なお，Ｒの値が０．０８よりも小さくなると，カーボン材料に割れや亀裂等の破壊を生じる可能性があるという問題点がある。
【０００８】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明においては，外層であるカーボン材料の熱衝撃に対する耐熱衝撃性の尺度を熱衝撃破壊抵抗係数Ｒで表す。このＲは，上記のごとく，分母にＥ，α，ρ，ｃを持ち，分子にＳ，ｋ，１−νを持つ式で表される。つまり，Ｒを大きくするには，１つの方法として，Ｅ，α，ρ，ｃを小さく，Ｓ，ｋ，１−νを大きくすればよい。そして，Ｒの値を，０．０８以上とすることにより，上記のごとく，石英とカーボン材料との熱膨張係数が異なっていても，ルツボに急激な加熱を行ったとき，このルツボに割れや亀裂等の破壊を生じることを防止することができる。そのため，本発明によるルツボは，耐熱衝撃性に優れると共に耐久性に優れている。
【０００９】
また，上記の優れた耐熱衝撃性及び耐久性を利用して，ルツボに急激な加熱を行うことができる。そのため，シリコンを昇温するために要する時間が短くなり，シリコンの生産性を向上させることができる。
【００１０】
以上，本発明によれば，耐熱衝撃性に優れると共に耐久性に優れるルツボを提供することができる。
【００１１】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記ルツボは，シリコン単結晶引上げ装置において溶融状態のシリコンを保持するためのルツボであることが好ましい。
上記シリコン単結晶引上げ装置においては，ルツボに急激な加熱を行って，その内部のシリコンを昇温する。そのため，上記耐熱衝撃性に優れたルツボにより，迅速なシリコンの昇温を行うことができる。それ故，上記ルツボをシリコン単結晶引上げ装置に用いることにより，シリコン単結晶体の引上げ処理を効率良く行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるルツボにつき，図１，図２を用いて説明する。
図１に示すごとく，本例におけるルツボ２は，石英からなる内層２１とカーボン材料からなる外層２２とを有し，溶融状態のシリコン３を保持する。
そして，上記外層２２は，曲げ強度をＳ［ＭＰａ］，ポアソン比をν［−］，弾性率をＥ［ＧＰａ］，熱膨張係数をα［１０^−６／Ｋ］，熱伝導率をｋ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］，密度をρ［１０^３ｋｇ／ｍ^３］，比熱をｃ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］としたとき，Ｒ＝Ｓ・ｋ・（１−ν）／（Ｅ・α・ρ・ｃ）［Ｋ・ｍ^２／ｓ］で表される熱衝撃破壊抵抗係数Ｒが，０．０８以上であるカーボン材料よりなる。
【００１３】
以下に，これを詳説する。
上記外層２２に使用するカーボン材料は，バインダーピッチ約３６重量％と，残部平均粒径１５〜２５μｍのコークスとからなる。
そして，以下のような製造方法により外層２２を成形した。
まずは，バインダーピッチ約３６重量％と，残部平均粒径１５〜２５μｍのコークスとを配合し，温度約２４０℃で約５時間混練した。そして，この混練により成形した混和物を，平均粒径が約２５μｍになるように粉砕し，成形紛とした。
【００１４】
次に，この成形紛を，φ５００×５００ｍｍのルツボ状のゴム型に封入し，圧力約１００ＭＰａでラバープレス成形した。これにより，得られた成形品を還元雰囲気下において室温が約１０００℃になるまで１００時間かけて昇温して，焼成した。そして，この焼成を行った成形品に，温度３１００℃で，黒鉛化処理を行った。このようにして，上記ルツボ２の外層２２を成形した。
また，上記内層２１は，石英ガラスよりなる石英ルツボであり，外層２２の内部に配設する。
【００１５】
図２に示すごとく，本例におけるルツボ２は，シリコン単結晶引上げ装置１の内部に配置される。
上記シリコン単結晶引上げ装置１は，その外形が密閉本体１１により形成されており，その内部にルツボ２，回転装置１２，加熱ヒータ１３及びガス整流部１４を有している。回転装置１２は，その上にルツボ２を配置するようになっている。また，加熱ヒータ１３は，ルツボ２の周囲に設けてあり，ルツボ２の周囲よりルツボ２を加熱してその内部に入れたシリコンを昇温して溶融させることができるようになっている。また，ガス整流部１４は，密閉本体１１の内部に不活性ガス１５を供給するために設けられている。
そして，シリコン単結晶引上げ装置１は，加熱ヒータ１３によりルツボ２内のシリコンを溶融させて，シリコン単結晶体を生産するようになっている。
【００１６】
次に，本例の作用効果につき説明する。
本例においては，外層２２であるカーボン材料の熱衝撃に対する耐熱衝撃性の尺度を熱衝撃破壊抵抗係数Ｒで表す。このＲは，上記のごとく，分母にＥ，α，ρ，ｃを持ち，分子にＳ，ｋ，１−νを持つ式で表される。つまり，Ｒを大きくするには，１つの方法として，Ｅ，α，ρ，ｃを小さく，Ｓ，ｋ，１−νを大きくすればよい。
【００１７】
そして，本例のカーボン材料及び製造方法によって，Ｒ＝０．０９０という値を得ることができた。つまり，このようにＲの値を，０．０８以上とすることにより，上記のごとく，石英とカーボン材料との熱膨張係数が異なっていても，ルツボ２に急激な加熱を行ったとき，このルツボ２に割れや亀裂等の破壊を生じることを防止することができる。そのため，本例によるルツボ２は，耐熱衝撃性に優れると共に耐久性に優れている。
また，上記の優れた耐熱衝撃性及び耐久性を利用して，ルツボ２に急激な加熱を行うことができる。そのため，シリコン３を昇温するために要する時間が短くなり，シリコン３の生産性を向上させることができる。
【００１８】
実施形態例２
本例においては，上記実施形態例１における製造方法で製作したルツボ２（発明品１）に加えて，上記と異なる製造方法を用いて製作したルツボ２（発明品２）と，比較のために製作したルツボ２（比較品１）及び（比較品２）を準備し，これらの耐久性を測定した。
【００１９】
（発明品２）
上記外層２２に使用するカーボン材料は，バインダーピッチ約３６重量％と，残部平均粒径１５〜２５μｍのニードルコークスとからなる。
なお，このニードルコークスを使用することにより，黒鉛化処理を行う際に，上記コークスに比べて一層良好な黒鉛の結晶体を得ることができる。
【００２０】
そして，以下のような製造方法により外層２２を成形した。
まずは，バインダーピッチ約３６重量％と，残部平均粒径１５〜２５μｍのニードルコークスとを配合し，温度約２４０℃で約５時間混練する。
そして，上記混練により成形した混和物を，平均粒径が約２５μｍになるように粉砕したものを残部として，それと，この混和物と同一のものを平均粒径が約５μｍになるように粉砕しておいたもの約２０重量％とを配合して，成形紛とする。そして，以下は上記実施形態例１の製造方法と同様の作業を行う。
【００２１】
このようにして成形した外層２２の熱衝撃破壊抵抗係数Ｒは，Ｒ＝０．０９８という値を得ることができた。
また，上記内層２１は，上記実施形態例１に記載のものと同じものを用いた。
【００２２】
（比較品１）
上記外層２２に使用するカーボン材料は，バインダーピッチ約３６重量％と，残部カーボンブラック系骨材とからなる。
また，外層２２の製造方法としては，上記黒鉛化処理を２７００℃とし，その他は上記実施形態例１の製造方法と同様とした。
このようにして成形した外層２２の熱衝撃破壊抵抗係数Ｒは，Ｒ＝０．０６７という値になった。
また，上記内層２１は，上記実施形態例１と同様のものを用いた。
【００２３】
（比較品２）
上記外層２２に使用するカーボン材料は，バインダーピッチ約３６重量％と，残部カーボンブラック系骨材とからなる。
また，外層２２の製造方法としては，上記黒鉛化処理を２８００℃とし，その他は上記実施形態例１の製造方法と同様とした。
このようにして成形した外層２２の熱衝撃破壊抵抗係数Ｒは，Ｒ＝０．０７２という値になった。
また，上記内層２１は，上記実施形態例１と同様のものを用いた。
【００２４】
次に，上記発明品１，２及び比較品１，２を用いて耐久試験を行った。この耐久試験は，シリコン単結晶の引上げをＣＺ法（チョクラルスキー法）を用いて行った。そして，カーボン材料からなる外層２２の使用限界を，原料を入れて単結晶体を引き上げる作業を１回として，使用可能な限界回数を示す使用限界バッチ数により評価した。この結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
同表からわかるように発明品１，２と比較品１，２とでは，Ｒの値の違いに関連して，上記使用限界バッチ数が大きく異なる。つまり，比較品１，２に比べ発明品１，２は，使用限界バッチ数が約１．６〜２．０倍になるということがわかった。それ故，Ｒの値を少なくとも０．０８以上とすれば，耐久性が向上することが明らかになった。
【００２７】
なお，本例における製造方法で成形した外層２２のカーボン材料の性質として，上記弾性率Ｅ［ＧＰａ］は，９≦Ｅ≦１４［ＧＰａ］であることが好ましいことがわかった。弾性率Ｅの値がこの範囲にあることによって，容易に上記熱衝撃破壊抵抗係数Ｒを０．０８以上とすることができる。一方，弾性率Ｅの値がこの範囲から外れると，上記Ｒの値を０．０８以上とするのが難しくなる。
【００２８】
【発明の効果】
上述のごとく，本発明によれば，耐熱衝撃性に優れると共に耐久性に優れるルツボを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，ルツボを示す説明図。
【図２】実施形態例１における，シリコン単結晶引上げ装置を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．シリコン単結晶引上げ装置，
２．．．ルツボ，
２１．．．内層，
２２．．．外層，
３．．．シリコン，[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a crucible having an inner layer made of quartz and an outer layer made of a carbon material and holding, for example, molten silicon (silicon).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, crucibles are used to hold molten silicon during the silicon manufacturing process. It is known that this crucible is formed of an inner layer made of quartz and an outer layer made of a carbon material. In other words, a double structure type crucible is used in which a carbon material with excellent heat resistance is provided in the outer layer and quartz, which is thermally stable against silicon, is provided in the inner layer.
[0003]
[Problems to be solved]
However, the conventional crucible has the following problems.
That is, the thermal expansion coefficients of the quartz as the inner layer and the carbon material as the outer layer are different. Therefore, when the crucible is heated to a certain temperature in order to melt the silicon and raise its temperature, the carbon material may be broken or cracked due to the difference in thermal expansion coefficient during the heating. There is a fear.
That is, it is known that this destruction occurs when the crucible is heated rapidly. Therefore, in practice, the rate of heating the crucible is slowed to prevent the occurrence of destruction. Therefore, it takes a long time to raise the temperature of silicon, and it is difficult to improve productivity.
[0004]
Moreover, it is considered that the carbon material is inferior in thermal shock resistance as a cause of the occurrence of the destruction.
That is, when the crucible is heated rapidly, a thermal shock is applied to the carbon material. The thermal shock resistance is a measure indicating the difficulty of occurrence of the fracture when the thermal shock is applied, and is determined by various factors such as the strength of the material, the heat transfer coefficient, and the thermal expansion coefficient. That is, in the conventional carbon material, since these factors are not optimally determined, it is considered that fractures such as cracks and cracks occur as described above.
[0005]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a crucible having excellent thermal shock resistance and durability.
[0006]
[Means for solving problems]
The invention according to claim 1 is a method of manufacturing a crucible having an inner layer made of quartz and an outer layer made of a carbon material, and holding silicon in a molten state.
The outer layer is formed by rubber-pressing a molding powder obtained by pulverizing an admixture obtained by mixing and kneading binder pitch and needle coke, and firing the obtained molded product in a reducing atmosphere. Is manufactured by performing a heat treatment, bending strength is S [MPa], Poisson's ratio is ν [−], elastic modulus is E [GPa], thermal expansion coefficient is α [10 ⁻⁶ / K], thermal conductivity Is k [W / (m · K)], density is ρ [10 ³ kg / m ³ ], and specific heat is c [J / (kg · K)], R = S · k · (1−ν ) / (E · α · ρ · c) [K · m 2 / s] thermal shock fracture resistance coefficient R which is expressed by, in a method for producing the crucible, characterized in that at least 0.08.
[0007]
What should be noted most in the present invention is that the outer layer is made of a carbon material having a thermal shock fracture resistance coefficient R of 0.08 or more.
If the value of R is smaller than 0.08, there is a problem that the carbon material may be broken such as cracks or cracks.
[0008]
Next, the effects of the present invention will be described.
In the present invention, the thermal shock resistance coefficient R represents a measure of the thermal shock resistance to the thermal shock of the carbon material as the outer layer. As described above, R is represented by an expression having E, α, ρ, c in the denominator and S, k, 1-ν in the numerator. That is, in order to increase R, one method is to decrease E, α, ρ, and c and increase S, k, and 1−ν. By setting the value of R to 0.08 or more, as described above, even if the thermal expansion coefficients of quartz and carbon material are different, when the crucible is heated rapidly, It is possible to prevent breakage such as cracks. Therefore, the crucible according to the present invention is excellent in thermal shock resistance and durability.
[0009]
In addition, the crucible can be rapidly heated using the above-described excellent thermal shock resistance and durability. As a result, the time required to raise the temperature of silicon is shortened, and the productivity of silicon can be improved.
[0010]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a crucible having excellent thermal shock resistance and excellent durability.
[0011]
Next, as in the invention described in claim 3 , the crucible is preferably a crucible for holding molten silicon in a silicon single crystal pulling apparatus.
In the silicon single crystal pulling apparatus, the crucible is rapidly heated to raise the temperature of silicon inside the crucible. For this reason, the temperature of the silicon can be quickly raised by the crucible having excellent thermal shock resistance. Therefore, by using the crucible in a silicon single crystal pulling apparatus, the silicon single crystal pulling process can be performed efficiently.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
A crucible according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the crucible 2 in this example has an inner layer 21 made of quartz and an outer layer 22 made of a carbon material, and holds the molten silicon 3.
The outer layer 22 has a bending strength of S [MPa], a Poisson's ratio of ν [−], an elastic modulus of E [GPa], a thermal expansion coefficient of α [10 ⁻⁶ / K], and a thermal conductivity of k [ W / (m · K)], density is ρ [10 ³ kg / m ³ ], and specific heat is c [J / (kg · K)], R = S · k · (1-ν) / ( E · α · ρ · c) It is made of a carbon material having a thermal shock fracture resistance coefficient R represented by [K · m ² / s] of 0.08 or more.
[0013]
This is described in detail below.
The carbon material used for the outer layer 22 consists of a binder pitch of about 36% by weight and a coke having a balance average particle size of 15 to 25 μm.
And the outer layer 22 was shape | molded with the following manufacturing methods.
First, about 36% by weight of binder pitch and coke having a balance average particle size of 15 to 25 μm were blended and kneaded at a temperature of about 240 ° C. for about 5 hours. Then, the admixture formed by this kneading was pulverized so that the average particle size was about 25 μm to obtain a molding powder.
[0014]
Next, this molding powder was sealed in a crucible-like rubber mold of φ500 × 500 mm, and rubber press molding was performed at a pressure of about 100 MPa. Thereby, the obtained molded product was heated for 100 hours and fired in a reducing atmosphere until the room temperature reached about 1000 ° C. The fired molded article was graphitized at a temperature of 3100 ° C. In this manner, the outer layer 22 of the crucible 2 was formed.
The inner layer 21 is a quartz crucible made of quartz glass, and is disposed inside the outer layer 22.
[0015]
As shown in FIG. 2, the crucible 2 in this example is disposed inside the silicon single crystal pulling apparatus 1.
The silicon single crystal pulling apparatus 1 has an outer shape formed by a sealed main body 11 and has a crucible 2, a rotating device 12, a heater 13, and a gas rectifier 14 inside thereof. The rotating device 12 is arranged with the crucible 2 thereon. The heater 13 is provided around the crucible 2 so that the crucible 2 can be heated from the periphery of the crucible 2 and the silicon contained therein can be heated to melt. The gas rectifying unit 14 is provided to supply the inert gas 15 to the inside of the sealed main body 11.
The silicon single crystal pulling apparatus 1 is configured to produce silicon single crystal by melting the silicon in the crucible 2 by the heater 13.
[0016]
Next, the effect of this example will be described.
In the present example, the thermal shock resistance coefficient R represents a measure of the thermal shock resistance against the thermal shock of the carbon material that is the outer layer 22. As described above, R is represented by an expression having E, α, ρ, c in the denominator and S, k, 1-ν in the numerator. That is, in order to increase R, one method is to decrease E, α, ρ, and c and increase S, k, and 1−ν.
[0017]
And the value of R = 0.090 was able to be obtained with the carbon material and manufacturing method of this example. That is, by setting the value of R to 0.08 or more in this way, even if the thermal expansion coefficients of quartz and carbon material are different as described above, It is possible to prevent the crucible 2 from being broken or broken. Therefore, the crucible 2 according to this example is excellent in thermal shock resistance and durability.
Further, the crucible 2 can be rapidly heated by utilizing the above-described excellent thermal shock resistance and durability. Therefore, the time required for raising the temperature of the silicon 3 is shortened, and the productivity of the silicon 3 can be improved.
[0018]
Embodiment 2
In this example, in addition to the crucible 2 (invention product 1) manufactured by the manufacturing method in the first embodiment, the crucible 2 (invention product 2) manufactured using a manufacturing method different from the above is used for comparison. The manufactured crucibles 2 (Comparative product 1) and (Comparative product 2) were prepared and their durability was measured.
[0019]
(Invention 2)
The carbon material used for the outer layer 22 is composed of about 36% by weight of binder pitch and needle coke having a balance average particle size of 15 to 25 μm.
By using this needle coke, it is possible to obtain a better graphite crystal than the above coke when graphitizing.
[0020]
And the outer layer 22 was shape | molded with the following manufacturing methods.
First, about 36% by weight of binder pitch and needle coke having a balance average particle size of 15 to 25 μm are blended and kneaded at a temperature of about 240 ° C. for about 5 hours.
Then, the mixture formed by the kneading is pulverized so that the average particle diameter is about 25 μm, and the remainder is crushed so that the average particle diameter is about 5 μm. About 20% by weight of the mixture is blended to form a molding powder. The following operations are the same as those in the manufacturing method of the first embodiment.
[0021]
The thermal shock fracture resistance coefficient R of the outer layer 22 molded in this way was able to be obtained as R = 0.098.
The inner layer 21 is the same as that described in the first embodiment.
[0022]
(Comparative product 1)
The carbon material used for the outer layer 22 is composed of a binder pitch of about 36% by weight and the balance carbon black aggregate.
In addition, as a method for manufacturing the outer layer 22, the graphitization treatment was performed at 2700 ° C., and the others were the same as the manufacturing method of the first embodiment.
The thermal shock fracture resistance coefficient R of the outer layer 22 formed in this way was R = 0.067.
The inner layer 21 is the same as that in the first embodiment.
[0023]
(Comparative product 2)
The carbon material used for the outer layer 22 is composed of a binder pitch of about 36% by weight and the balance carbon black aggregate.
In addition, as a method for manufacturing the outer layer 22, the graphitization treatment was performed at 2800 ° C., and the others were the same as the manufacturing method of the first embodiment.
The thermal shock fracture resistance coefficient R of the outer layer 22 formed in this way was R = 0.072.
The inner layer 21 is the same as that in the first embodiment.
[0024]
Next, an endurance test was performed using the above-described

invention products

1 and 2 and

comparative products

1 and 2. In this durability test, the silicon single crystal was pulled using the CZ method (Czochralski method). Then, the use limit of the outer layer 22 made of the carbon material was evaluated based on the use limit batch number indicating the usable limit number, with the operation of pulling up the single crystal as a raw material. The results are shown in Table 1.
[0025]
[Table 1]

[0026]
As can be seen from the table, the number of use limit batches is greatly different between the

invention products

1 and 2 and the

comparison products

1 and 2 in relation to the difference in the value of R. In other words, it was found that the number of use limit batches of

Inventions

1 and 2 was about 1.6 to 2.0 times that of

Comparative Products

1 and 2. Therefore, it has been clarified that durability is improved when the value of R is at least 0.08 or more.
[0027]
In addition, it turned out that it is preferable that the said elasticity modulus E [GPa] is 9 <= E <= 14 [GPa] as a property of the carbon material of the outer layer 22 shape | molded with the manufacturing method in this example. When the value of the elastic modulus E is within this range, the thermal shock fracture resistance coefficient R can be easily set to 0.08 or more. On the other hand, when the value of the elastic modulus E is out of this range, it becomes difficult to set the value of R to 0.08 or more.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a crucible having excellent thermal shock resistance and excellent durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a crucible in Embodiment 1;
FIG. 2 is an explanatory view showing a silicon single crystal pulling apparatus in the first embodiment.
[Explanation of symbols]
1. . . Silicon single crystal pulling device,
2. . . Crucible,
21. . . Inner layer,
22. . . Outer layer,
3. . . silicon,

Claims

石英からなる内層とカーボン材料からなる外層とを有し，溶融状態のシリコンを保持するルツボの製造方法において，
上記外層は，バインダーピッチとニ−ドルコークスを配合し混練してなる混和物を粉砕して得られた成形粉をラバープレス成形し，得られた成形品を還元雰囲気下において焼成した後，黒鉛化処理を行って製造することにより，曲げ強度をＳ［ＭＰａ］，ポアソン比をν［−］，弾性率をＥ［ＧＰａ］，熱膨張係数をα［１０^−６／Ｋ］，熱伝導率をｋ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］，密度をρ［１０^３ｋｇ／ｍ^３］，比熱をｃ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］としたとき，Ｒ＝Ｓ・ｋ・（１−ν）／（Ｅ・α・ρ・ｃ）［Ｋ・ｍ^２／ｓ］で表される熱衝撃破壊抵抗係数Ｒが，０．０８以上であることを特徴とするルツボの製造方法。In a method of manufacturing a crucible having an inner layer made of quartz and an outer layer made of a carbon material and holding molten silicon,
The outer layer is formed by subjecting a molding powder obtained by pulverizing an admixture obtained by mixing and kneading binder pitch and needle coke to rubber press molding, and firing the obtained molded product in a reducing atmosphere. Is manufactured by performing a heat treatment, bending strength is S [MPa], Poisson's ratio is ν [−], elastic modulus is E [GPa], thermal expansion coefficient is α [10 ⁻⁶ / K], thermal conductivity Is k [W / (m · K)], density is ρ [10 ³ kg / m ³ ], and specific heat is c [J / (kg · K)], R = S · k · (1−ν ) / (E · α · ρ · c) [K · m 2 / s] thermal shock fracture resistance coefficient R which is expressed by, a method for producing the crucible, characterized in that at least 0.08.

請求項１において，上記成形粉は，平均粒径が２５μｍになるように粉砕した上記混和物を残部として，平均粒径が５μｍになるように粉砕した上記混和物を２０重量％配合してなることを特徴とするルツボの製造方法。2. The molding powder according to claim 1, wherein the mixture is mixed with 20% by weight of the mixture pulverized to an average particle size of 5 μm, with the balance of the mixture pulverized to an average particle size of 25 μm as the balance. A method for producing a crucible,

請求項１又は２において，上記ルツボは，シリコン単結晶引上げ装置において溶融状態のシリコンを保持するためのルツボであることを特徴とするルツボの製造方法。3. The method for manufacturing a crucible according to claim 1, wherein the crucible is a crucible for holding molten silicon in a silicon single crystal pulling apparatus.