单晶硅提拉用二氧化硅容器及其制造方法技术

本发明专利技术是一种单晶硅提拉用二氧化硅容器，具有直筒部、弯曲部及底部，其容器外侧是由含有气泡的不透明二氧化硅玻璃所构成，容器内侧是由透明二氧化硅玻璃所构成，于至少前述直筒部的内侧表层部分，具有混合二氧化硅层，该混合二氧化硅层中，结晶质二氧化硅粉熔融相与非晶质二氧化硅粉熔融相呈粒状地夹杂。由此，提供一种单晶硅提拉用二氧化硅容器，其可抑制高温下的二氧化硅容器中的硅熔液的液面振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单晶枯提拉用二氧化枯容器及其制造方法
本专利技术是关于一种用于提拉单晶娃的二氧化娃容器及其制造方法。
技术介绍
先前W来，使用如专利文献1和专利文献2所记载的制造方法，来作为单晶娃提拉 用二氧化娃巧巧的制造方法。此等方法是于旋转的模框中投入经高纯度化处理的石英粉， 并成型后，自上部塞入电极，根据对电极施加电压来引起电弧放电，使环境温度上升至石英 粉的烙融温度区域（推断为1800?210(TC左右），从而使石英粉烙融、烧结。然而，于使用 如此制造而成的二氧化娃巧巧时，出现W下的单晶娃的品质上的问题：烙融娃与二氧化娃 巧巧反应而产生一氧化娃（SiO)气体，该气体W气泡（气体泡）的形式被引入至单晶娃中， 生成被称作孔隙或气孔的空隙缺陷等。 尤其，在单晶娃的一般的提拉法也就是柴氏拉晶法（Czoc虹alski Method, CZ法） 中，向被称作巧巧的二氧化娃容器内的烙融娃的烙液面（W下，也简称为液面。）添加晶 种（种晶），然后一边少许缩小晶种的直径一边使其生长（缩颈），然后一边扩大直径一边 制作大直径单晶娃（放肩（化ouldering))，接着一边将大直径单晶娃的直径保持为固定一 边进行提拉（拉起），取出长轴尺寸的单晶娃。进行此提拉时，会产生烙融娃的液面振动的 现象（W下，将此现象简称为液面振动。）。若产生此液面振动，则产生W下问题；无法进 行种晶、缩颈或放肩，或者在提拉（拉起）过程中，部分单晶娃产生多晶化。一般认为，其原 因之一在于产生氧化娃（SiO)气体而导致液面振动。在W专利文献1、2制造而成的二氧化 娃巧巧中，尤其是直径30英寸（75cm)?54英寸（135cm)的大型容器的情况，该种大型容 器用于提拉直径12英寸（30cm)?18英寸（45cm)的大直径单晶娃，由于在该种大型容器 中会W较高频率产生强烈的液面振动，因此需要尽快解决。W下，二氧化娃巧巧与石英巧巧 为同义词。二氧化娃玻璃与石英玻璃也为同义词。 在专利文献3中，示出W下事项：作为不会产生烙融娃的液面振动的石英玻璃巧 巧，将巧巧壁的红外线（in化ared ray, IR)穿透率设为3?30%等。然而，即便使用该种 具有广穿透率范围的物性的大型化石英玻璃巧巧，也无法抑制提拉大直径单晶娃时的液面 振动。 在专利文献4中，示出W下事项：作为不会产生烙融娃的液面振动的石英玻璃巧 巧的制造方法，于制造巧巧时向巧巧内侧的环境中导入水蒸气，而提高巧巧内侧整个表层 中的0H基浓度，对抑制液面振动而言为优选。然而，利用该种制造方法，抑制使用大型化的 石英玻璃巧巧来提拉大直径单晶娃时的液面振动的效果并不充分。此外，巧巧内侧由于娃 烙液所导致的侵蚀（蚀刻）激烈，巧巧的寿命变短。 在专利文献5中，示出W下事项；于单晶娃提拉时的石英玻璃巧巧中，仅使烙融娃 液面附近的石英玻璃巧巧内表面的带状部分为天然石英玻璃，由此可防止液面振动。然而， 此巧巧虽然相较于全合成石英玻璃巧巧，液面振动相对较少，但抑制大直径单晶娃提拉时 的液面振动的效果并不充分。 在专利文献6中，示出W下事项：使气泡含量较多的部分呈带状地分布于烙融娃 的液面附近的石英玻璃巧巧内表面，由此可防止液面振动。然而，虽然此巧巧能够看到一定 程度的液面振动抑制效果，但气泡含量较多的带状部分的由烙融娃所导致的侵蚀（蚀刻） 的量较大，巧巧的寿命会变短。此外，带状部分所包含的气泡被引入单晶娃中的机率变高， 存在经常于单晶娃中生成孔隙或气孔该样的空隙缺陷的问题。 在专利文献7中，示出W下事项：使具有旋转轴对称性的石英玻璃巧巧的气泡含 率、壁厚、穿透率，在整个圆周上为均质，由此可防止烙融娃的液面振动。一般认为，自防止 液面振动的观点而言，使巧巧的各种物性在整个圆周上W旋转轴为基准呈对称且高精度地 进行制造，是根本性的重要事项。然而，要求即便物性产生一定程度的变动，仍可防止该液 面振动。 在专利文献8中，示出W下事项：在烙融娃的液面附近的石英玻璃巧巧内表面，具 备多数个微小凹部，且其下部具备多数个气泡，由此可防止液面振动。然而，此巧巧中存在 W下问题：虽然可抑制单晶娃制造初期的液面振动，但在微小凹部被溶解后，会再次产生振 动。尤其是当提拉复数根单晶娃（多次拉起）时，制造第2根W后的单晶娃时，液面振动会 变得激烈。 在专利文献9中，示出W下事项：对石英玻璃巧巧内表面，进行使用石英粉的喷砂 处理，由此制作带状粗趟面区域，可防止液面振动。然而，在该种巧巧中，虽然可抑制单晶娃 制造时的初期的液面振动，但其效果并不持久。此外，利用1个巧巧来进行多次拉起较为困 难。 在专利文献10中，示出W下事项：利用氨氧焰将二氧化娃粉烙融于石英巧巧内表 面，堆积含有0H基500?1500ppm的二氧化娃玻璃层，由此可防止液面振动。然而此制法 不仅工序变得复杂、成本变高，且液面附近的由于娃烙液所导致的蚀刻较大，因此会产生液 面振动慢慢变得激烈、巧巧寿命变短的缺点。 [001引[现有技术文献] (专利文献） 专利文献1 ;日本特公平4-22861号公报 专利文献2 ;日本特公平7-29871号公报 专利文献3 ;日本特开2000-219593号公报 专利文献4 ;日本特开2001-348240号公报 专利文献5 ;日本专利第4338990号公报 专利文献6 ;日本专利第4390461号公报 专利文献7 :日本特开2010-30884号公报 专利文献8 :日本特开2011-105552号公报 专利文献9 ;国际公开第W02011/158712号小册子 专利文献10 :日本特开2012-17240号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的课题] 本专利技术是鉴于前述问题而完成的，其目的在于提供一种单晶娃提拉用二氧化娃容 器、及该种二氧化娃容器的制造方法，该单晶娃提拉用二氧化娃容器可抑制高温下的二氧 化娃容器中的娃烙液的液面振动。 此外，本专利技术的目的在于提供一种单晶娃提拉用二氧化娃容器、及该种二氧化娃 容器的制造方法，该单晶娃提拉用二氧化娃容器于单晶娃提拉的全部工序中，可抑制高温 下的二氧化娃容器中的娃烙液的液面振动，并且，可抑制单晶娃中的被称作孔隙或气孔的 空隙缺陷的产生。 [解决课题的方法] 本专利技术是为了解决上述问题而完成的，提供一种单晶娃提拉用二氧化娃容器的制 造方法，该单晶娃提拉用二氧化娃容器具有直筒部、弯曲部及底部，该制造方法的特征在于 包含下述工序：制造粒径为10?1000 ym的结晶质二氧化娃粉，来作为第一原料粉；制造 粒径为50?2000 y m的结晶质二氧化娃粉与粒径为50?2000 y m的非晶质二氧化娃粉的 混合粉，来作为第二原料粉；将前述第一原料粉投入至具有旋转对称性的模框的内侧，一边 使该模框旋转一边暂时成型为按照该模框的内壁的特定形状，而于该模框内形成由第一原 料粉所构成的第一暂时成型体；将前述第二原料粉投入至已形成于前述模框内的第一暂时 成型体的内侧和上部的至少任意一者，并将具有由前述第一原料粉所构成的部分和由前述 第二原料粉所构成的部分的第二暂时成型体，使其形状成为按照要制造的二氧化娃容器的 形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，所述单晶硅提拉用二氧化硅容器具有直筒部、弯曲部及底部，所述制造方法的特征在于，包含下述工序：制造粒径为10～1000μm的结晶质二氧化硅粉，来作为第一原料粉；制造粒径为50～2000μm的结晶质二氧化硅粉与粒径为50～2000μm的非晶质二氧化硅粉的混合粉，来作为第二原料粉；将前述第一原料粉投入至具有旋转对称性的模框的内侧，一边使该模框旋转一边暂时成型为按照该模框的内壁的特定形状，而于该模框内形成由第一原料粉所构成的第一暂时成型体；将前述第二原料粉投入至已形成于前述模框内的第一暂时成型体的内侧和上部的至少任意一者，并将具有由前述第一原料粉所构成的部分和由前述第二原料粉所构成的部分的第二暂时成型体，使其形状成为按照要制造的二氧化硅容器的形状，而且，在相当于该要制造的二氧化硅容器的至少直筒部的内侧表层部分的位置，形成为具有由前述第二原料粉所构成的部分；一边使前述模框旋转，一边自前述第二暂时成型体的内侧根据放电加热熔融法进行加热，由此将前述第二暂时成型体中的由前述第二原料粉所构成的部分，作成结晶质二氧化硅粉熔融相与非晶质二氧化硅粉熔融相呈粒状地夹杂的混合二氧化硅层，并且，作成容器外侧是由含有气泡的不透明二氧化硅玻璃所构成，容器内侧是由透明二氧化硅玻璃所构成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.08 JP 2013-080812;2013.04.15 JP 2013-085131. 一种单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，所述单晶硅提拉用二氧化硅容器具有 直筒部、弯曲部及底部，所述制造方法的特征在于，包含下述工序： 制造粒径为10?1000 y m的结晶质二氧化硅粉，来作为第一原料粉； 制造粒径为50?2000 ii m的结晶质二氧化硅粉与粒径为50?2000 ii m的非晶质二氧 化硅粉的混合粉，来作为第二原料粉； 将前述第一原料粉投入至具有旋转对称性的模框的内侧，一边使该模框旋转一边暂时 成型为按照该模框的内壁的特定形状，而于该模框内形成由第一原料粉所构成的第一暂时 成型体； 将前述第二原料粉投入至已形成于前述模框内的第一暂时成型体的内侧和上部的至 少任意一者，并将具有由前述第一原料粉所构成的部分和由前述第二原料粉所构成的部分 的第二暂时成型体，使其形状成为按照要制造的二氧化硅容器的形状，而且，在相当于该要 制造的二氧化硅容器的至少直筒部的内侧表层部分的位置，形成为具有由前述第二原料粉 所构成的部分； 一边使前述模框旋转，一边自前述第二暂时成型体的内侧根据放电加热熔融法进行 加热，由此将前述第二暂时成型体中的由前述第二原料粉所构成的部分，作成结晶质二氧 化硅粉熔融相与非晶质二氧化硅粉熔融相呈粒状地夹杂的混合二氧化硅层，并且，作成容 器外侧是由含有气泡的不透明二氧化硅玻璃所构成，容器内侧是由透明二氧化硅玻璃所构 成。2. 如权利要求1所述的单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，其中，将前述混合二 氧化硅层，形成为包含下述位置：前述所制造的二氧化硅容器的内表面之中，相当于该二氧 化硅容器保持原料硅熔液时的初期的熔液面的内表面上的位置。3. 如权利要求1或2所述的单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，其中，按照以下方 式来形成前述第二暂时成型体：在相当于前述制造的二氧化硅容器的直筒部和弯曲部的内 侧表层部分的位置上，作成具有由前述第二原料粉所构成的部分。4. 如权利要求1至3中的任一项所述的单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，其中， 按照以下方式来形成前述混合二氧化硅层：作成于前述二氧化硅容器的壁厚方向上的厚度 为2謹以上，宽度为100謹以上。5. -种单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，其特征在于，其具有以下工序： 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法来制造二氧化硅容器之后，进一步，于该二 氧化硅容器的内表面之中的未形成前述混合二氧化硅层的内表面的至少一部分上，形成高 纯度二氧化硅玻璃层，对于该二氧化硅玻璃层的杂质元素的浓度，使Li、Na、K分别为50质 量口口13以下，0&、]\%分别为25质量？?13以下，11、0、？6、附、(：11、211、21'、]\1〇、1、？13分别为10 质量ppb以下，该高纯度二氧化硅玻璃层的厚度为200?2000 y m。6. 如权利要求1所述的单晶硅提拉用二氧化硅容器的制造方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：山形茂，
申请(专利权)人：信越石英株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP