(57)【要約】【課題】  黒鉛ヒーターを他の部材で支持または補強するのではなく、さらに黒鉛ヒーター自体の強度を高め、変形を抑止することができる構造の黒鉛ヒーターを提供する。【解決手段】  長手方向に沿って溝３を有し、互いに隣接するように備えられた複数の抵抗発熱部１と、前記抵抗発熱部１と一体的に構成され、前記抵抗発熱部１が直列接続となるように交互に接続する複数の接続部２と、からなる。抵抗発熱部１の抵抗値を高くすることができるので、抵抗発熱部１の数を減らすことができ、黒鉛ヒーターを高強度化する。 【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接するように備えられた複数の棒状の抵抗発熱部と、
前記抵抗発熱部と一体的に構成され、前記抵抗発熱部が直列接続となるように交互に接続する複数の接続部と、
からなる黒鉛ヒーターであって、
前記抵抗発熱部の表面には、長手方向に沿って溝が形成されている
ことを特徴とする黒鉛ヒーター。
【請求項２】
前記記載の黒鉛ヒーターは、前記抵抗発熱部及び給電部が回転対称となるように配設されることにより、環状に構成されることを特徴とする請求項１に記載の黒鉛ヒーター。
【請求項３】
前記記載の黒鉛ヒーターは、前記抵抗発熱部が互いに平行に配設されることにより、筒状に構成されることを特徴とする請求項２に記載の黒鉛ヒーター。
【請求項４】
前記記載の溝は、抵抗発熱部の外周面側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の環状の黒鉛ヒーター。
【請求項５】
前記記載の環状の黒鉛ヒーターは、シリコン単結晶引き上げ装置用であることを特徴とする請求項１〜４に記載の環状の黒鉛ヒーター。
【請求項６】
前記記載の黒鉛ヒーターは、熱膨張係数が３．５×１０−６／Ｋから５．０×１０−６／Ｋの黒鉛からなることを特徴とする請求項５に記載の黒鉛ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は黒鉛ヒーターの発熱部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
黒鉛材は、タングステン材と共に３０００℃超える耐熱性導電材料として知られている。タングステン材は、原子番号１８３．８４の重く硬い金属材料であるのに対し、黒鉛材は、原子番号１２の軽く軟らかい材料である。
タングステン材は、重い金属であるために、地殻付近での存在比率が低く、（クラーク数は２６番目）産地の偏ったレアメタルである。これに対し、炭素は石油、石炭として地中に大量に存在する利用し易い資源である。（クラーク数は１４番目）このため、黒鉛材料は、大きな発熱量を必要とする工業炉等のサイズの大きな加熱源として広く用いられている。
【０００３】
このような、黒鉛材の特徴を利用した黒鉛ヒーターの用途の１つとして、シリコン単結晶引き上げ装置がある。シリコン単結晶引き上げ装置は、不活性雰囲気下（Ａｒ）で多結晶シリコンから単結晶シリコンを成長させる装置である。シリコンは、融点が１４１０℃であるので、大量の多結晶シリコンを溶融させるために装置内に黒鉛ヒーターを備えている。
シリコン単結晶引き上げ装置は、シリコンウエハの大型化に伴って大型化し、発熱源である黒鉛ヒーターもそれに伴って大型化し重量が増加するようになっている。
特許文献１では、黒鉛製のヒーターが、ルツボの加熱中にヒーター自身の重量により変形し、通電が短絡状態を防止するための方法が記載されている。
具体的には、シリコン単結晶引き上げ装置の炉床板上に設けられ、ヒーターに給電する電極によるヒーター支持部位とは別の部位で、ヒーターを支持するヒーター支持具を備え、前記ヒーター支持具が、ヒーター側に配置された耐熱性部材と、炉床板側に配置された電気的絶縁性部材で構成されていることを特徴とするＣＺ結晶製造装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６７８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来技術は、単に黒鉛ヒーターの支持部分を増やすのみである。このような方法には次の問題がある。
・大型化した黒鉛ヒーターの支持部分を増やすことによって、支持具を介して熱が拡散しやすくなり、エネルギー効率が悪くなること。
・支持具を介して黒鉛ヒーターを支持することにより、支持具部分から熱が奪われ、発熱ムラができること。
・ヒーターの下部を支持するので、重力に対抗することができるが、横方向にかかる力には対抗できない。とくに、シリコン単結晶引き上げ装置において融液対流の制御を目的として、シリコン融液に磁場を印加するＭＣＺ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ａｐｐｌｉｅｄ  ＣＺ）法においては、大電流が流れる黒鉛ヒーターに電流の方向と、磁界の方向に直交するローレンツ力が黒鉛ヒーターに加わるため、単に支持具で支えるのみでは黒鉛ヒーターの変形を抑えることはできないこと。
このような理由から、本発明では、黒鉛ヒーターを他の部材で支持または補強するのではなく、さらに黒鉛ヒーター自体の強度を高め、変形を抑止することができる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の黒鉛ヒーターは
（１）互いに隣接するように備えられた複数の棒状の抵抗発熱部と、
前記抵抗発熱部と一体的に構成され、前記抵抗発熱部が直列接続となるように交互に接続する複数の接続部と、
からなる黒鉛ヒーターであって、
前記抵抗発熱部の表面には、長手方向に沿って溝が形成されている
ことを特徴とする。
更に本発明の黒鉛ヒーターの望ましい態様は
（２）前記記載の黒鉛ヒーターは、前記抵抗発熱部及び給電部が回転対称となるように配設されることにより、環状に構成される。
（３）前記記載の黒鉛ヒーターは、前記抵抗発熱部が互いに平行に配設されることにより、筒状に構成される。
（４）前記記載の溝は、抵抗発熱部の外周面側に形成されている。
（５）前記記載の環状の黒鉛ヒーターは、シリコン単結晶引き上げ装置用である。
（６）前記記載の黒鉛ヒーターは、熱膨張係数が３．５×１０−６／Ｋから５．０×１０−６／Ｋの黒鉛からなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、抵抗発熱部に溝を有するので、その分の断面積を小さくすることができ、抵抗発熱部の抵抗が高くなる。このため、黒鉛ヒーター全体の抵抗値を維持するように抵抗発熱部を太く、抵抗発熱部の数を少なくすることができるので、黒鉛ヒーターを高強度化し、変形を防止することができる。さらには、黒鉛ヒーターの抵抗発熱部の長手方向に沿って溝を有しているので、表面付加密度を小さくすることができ、抵抗発熱部から効率良く熱エネルギーを放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施例１の黒鉛ヒーターの斜視図。
【図２】図２は実施例２の黒鉛ヒーターの平面図。
【図３】図３は実施例３の黒鉛ヒーター示し、（ａ）は、平面図、（ｂ）は正面図。
【図４】図４は、比較例１の黒鉛ヒーターの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の黒鉛ヒーターは、
長手方向に沿って溝を有し、互いに隣接するように備えられた複数の抵抗発熱部と、
前記抵抗発熱部と一体的に構成され、前記抵抗発熱部が直列接続となるように交互に接続する複数の接続部と、からなる。
黒鉛は、どのようなものを利用しても良く、特に限定されないが、等方性黒鉛材を用いることが好ましい。等方性黒鉛材は、素材から黒鉛ヒーターを削り出す際に、取り方向による物性差の影響を受けにくいので、得られる黒鉛ヒーターの全抵抗値の誤差を小さくすることができる。等方性黒鉛材としては、特に限定されないが、例えば、イビデン（株）製ＥＴ−１０、Ｔ−５などの等方性黒鉛材を利用することができる。
【００１０】
黒鉛材料は、固有抵抗が８〜２０μΩｍのセラミックからなる導体材料である。黒鉛材料は、靱性を有していないので、黒鉛ヒーターとして使用する場合には、フィラメントなどの形態ではなく構造体を形成し、更に交互にスリットを入れることによって全体の抵抗が高くなるよう調整し使用される。
スリットを入れることによって、黒鉛ヒーターには、互いに隣接するように備えられた複数の棒状の抵抗発熱部と、前記抵抗発熱部と一体的に構成され、前記抵抗発熱部を直列接続となるように交互に接続する複数の接続部が形成される。このように構成された黒鉛ヒーターは、隣接する抵抗発熱部は、電流の向きが互いに逆方向になり、全体として電流は交互に向きを変えながら流れ、黒鉛ヒーターを発熱させる。
【００１１】
本発明の接続部は、抵抗発熱部と一体的に構成されている。一体的に構成されるとは、隣接する２つの抵抗発熱部を互いに強固に接続されていることを示す。接続部が抵抗発熱部を強固に接続しているので、黒鉛ヒーターは全体として構造体を形成することができ、その全体形状を保持することができる。これに対し、棒状の抵抗発熱部と、金属線を紐状に編んだ金属接続体により構成されるヒーター集合体では、個々の抵抗発熱部を支持しなければ、ヒーターの全体形状をすることが出来ないので、一体的に構成されているとはいえない。
一体的に構成される接続部は、とくにその接続方法は限定されない。黒鉛の同一ブロックから削りだして黒鉛ヒーターを形成する場合、接続部と抵抗発熱部とは、連続した同一の素材により形成される。同一のブロックから形成する場合の他にも、黒鉛ヒーターは全体として構造体を構成することができれば、接着手段または締結手段により抵抗発熱部を相互に接続し接続部を形成しても良い。
【００１２】
接続部とは、抵抗発熱部に流れる電流の向き変える部分を示す。接続部が抵抗発熱部と同一の材料で連続的に構成される場合、接続部と抵抗発熱部との間には、明確な境界を持たないが、接続部は抵抗発熱部に流れる電流の向き変える部分を少なくとも含んでいればよく、黒鉛ヒーターの形状により適宜判断される。
接続部に接着層を含んでなる場合には、抵抗発熱部は、接着層を介して電気的に接続される。
接続部には締結手段を含んでなる場合には、接触部を有し、ボルトなどの締結手段により、圧力が加えられ、隣接する抵抗発熱部を電気的に接続する。
【００１３】
接着層は、炭素系接着層からなることが望ましい。炭素系接着層は、炭素からなるので電流を流すことができ、別途抵抗発熱部との導通を形成する必要がない。炭素系接着層は、炭素系接着剤を硬化、焼成することによって得ることができる。炭素系接着剤は、炭素系接着剤を硬化、焼成することにより炭素化するものであれば良く、例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、ポリビニルアルコール、コプナ樹脂などが挙げられる。
本発明の抵抗発熱部には、長手方向に沿って、溝が形成されていることを特徴とする。抵抗発熱部は、両端が接続部によって直列接続で接続されているので、長手方向に沿って電流が流される。本発明の抵抗発熱部には、長手方向に沿って溝が形成されているので、抵抗発熱部の断面積を小さくし、抵抗発熱部の抵抗を大きくすることができる。
【００１４】
黒鉛ヒーター全体の抵抗値を設計するためには、抵抗発熱部の１単位と、抵抗発熱部の数を考慮する。１つの抵抗発熱部の抵抗値が高くなると、黒鉛ヒーター全体の抵抗が高くなるので、抵抗発熱部の数を減らすことができる。このため、本発明の抵抗発熱部の長手方向に沿って溝を有する黒鉛ヒーターは、溝のない黒鉛ヒーターに対し、抵抗発熱部の数を少なくすることができる。このため、本発明の黒鉛ヒーターの個々の抵抗発熱部は、太く構成することができるのでたわみにくく変形のしにくい黒鉛ヒーターを提供することができる。
【００１５】
本発明の黒鉛ヒーターは、抵抗発熱部及び給電部が回転対称となるように配設された環状の黒鉛ヒーターであることが好ましい。抵抗発熱部及び給電部が回転対称となるように配設することによって、使用時に歪みの発生が偏ることなく対称に変形させることができる。黒鉛ヒーターが偏ることなくの変形するので、他の部材との短絡を防止することができる。抵抗発熱部及び給電部が回転対称に配設された環状に構成された黒鉛ヒーターは、給電部より左右に電流が分割され他の給電部に向かって電流が流れるように使用される。給電部が２つの場合、２つの給電部をつなぐ２系統の並列の抵抗回路が構成される。給電部が３つの場合、３つの給電部をつなぐ３系統の抵抗回路がデルタ接続となる抵抗回路が構成され、三相交流電源で好適に利用することができる。給電部の数は、４個以上であっても黒鉛ヒーターを構成することができる。
なお、回転対称とは、一つの図形を一定軸のまわりに一定の角度だけ回転移動しても変わらない性質を指す。この一定軸を対称軸といい、回転の際の一定角度が１８０度・１２０度・９０度等の場合をそれぞれ２回軸・３回軸・４回軸などと呼ぶ。
【００１６】
本発明の黒鉛ヒーターは、抵抗発熱部が互いに平行に配設された筒状の黒鉛ヒーターであることが好ましい。抵抗発熱部に溝が形成されると、表裏で表面の形状が異なる。表裏で表面の形状が異なると、表裏で輻射効率の相違（形状係数が異なる）、内部応力のかかり方の相違から、表裏で非対称な力が加わりやすくなる。筒状の黒鉛ヒーターは、溝のある側が、同じ方向を向かず、少しずつ向きが変わり、互いに非対称な力を打ち消し合うことができるので、変形を少なくすることができる。
具体的には、平面ヒーターの片面に溝が形成されている場合、表裏の温度差、表裏の応力差から、表裏で応力分布のアンバランスが生じ、凸状など、非対称な変形が生じやすいのに対し、筒状の黒鉛ヒーターの場合、中心軸（対称軸）に対し等しく各部位が変形する性質を有しているので、局所的に変形が生じることなく、他の部材と接触し短絡しにくくすることができる。
【００１７】
本発明の筒状の黒鉛ヒーターの溝は、筒状の黒鉛ヒーターを構成する抵抗発熱部の外側面に形成されていることが望ましい。筒状の黒鉛ヒーターは、ホットゾーン側の内側面の方が高温に曝される。黒鉛は、高温で使用すると、雰囲気中の反応性ガス、黒鉛の昇華によって、少しずつ減肉していく。溝の形成された側は凹凸があり、表面積が大きいので、溝を外側面に形成し、内側面には、溝を形成しないようにすることによって黒鉛ヒーターの消耗を抑え、長期間使用できるようにすることができる。
【００１８】
本発明の環状の黒鉛ヒーターは、シリコン単結晶引き上げ装置用であることが好ましい。シリコン単結晶引き上げ装置内では、石英ガラスと、シリコンが反応し、装置内で反応性の高いＳｉＯガスが生成される。ＳｉＯガスは、黒鉛と反応しＳｉＣを形成する。式（１）
ＳｉＯ＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ↑      式（１）
本発明の黒鉛ヒーターをシリコン単結晶引き上げ装置で使用すると、式（１）の反応が黒鉛ヒーターの表面で起こり、抵抗発熱部の表面に炭化珪素の層が形成される。抵抗発熱部の表面に溝が形成されていると、高強度の炭化珪素の層が立体的に形成できるので、抵抗発熱部は、硬く高強度の層で覆われたシェル構造をとる。また、形成される炭化珪素の層は溝に沿って様々な方向を向いているので、珪化による反応膨張、炭化珪素の層との熱膨張差によって反りが発生しても、互いに相殺され全体の反りを小さく抑えることができる。このため、黒鉛ヒーターの反り、変形を小さくすることができる。
【００１９】
本発明の黒鉛ヒーターは、熱膨張係数が３．５〜５．０×１０−６／Ｋの黒鉛からなることが好ましい。黒鉛が転化して形成された炭化珪素の層の熱膨張係数は、４．０×１０−６／Ｋであるので、発生する熱応力及び熱歪みを小さくすることができる。
【実施例】
【００２０】
以下に抵抗発熱部１、本発明に係る実施例について、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
図１は実施例１の黒鉛ヒーターの斜視図、図２は実施例２の黒鉛ヒーターの平面図、図３は実施例３の黒鉛ヒーターを示し、（ａ）は、平面図、（ｂ）は正面図を示す。図４は、比較例１の黒鉛ヒーターの斜視図を示す。
実施例１は、２つの給電部４を、１つの直列回路でつなぐ平面状の黒鉛ヒーターを示す。抵抗発熱部１には、長手方向に沿って溝３が形成されている。
実施例２は、２つの給電部４を、２つの直列回路でつなぐ平面かつ環状の黒鉛ヒーターを示す。２つの直列回路は、並列回路を形成している。抵抗発熱部には、長手方向に沿って溝３が形成されている。
実施例３は、２つの給電部４を、２つの直列回路でつなぐ筒状の黒鉛ヒーターを示す。２つの直列回路は、並列回路を形成している。抵抗発熱部１には、長手方向に沿って溝３が形成されている。
比較例１は、２つの給電部４を、１つの直列回路でつなぐ平面状の黒鉛ヒーターを示す。抵抗発熱部１には、溝が形成されておらず、実施例１に対し溝がないことが異なっている。
【００２１】
＜実施例１＞
実施例１は、２つの給電部４を、５つの抵抗発熱部１と、４つの接続部２でつないでいる平面状の黒鉛ヒーターである。５つの抵抗発熱部１は、互いに平行になるように配置され、接続部２で、電流の向きが反転するように折り返される。
本実施例の黒鉛ヒーターの厚さ（Ｔ）は１０ｍｍ、抵抗発熱部１の長さ（Ｌ）は２００ｍｍ、抵抗発熱部１の幅（Ｗ）は、３０ｍｍである。抵抗発熱部１には、長手方向に沿って更に接続部２まで延びる溝３が、片側主面に形成されている。溝３は、抵抗発熱部１の幅方向の中央に形成されている。溝３は、深さ７．５ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ１６０ｍｍである。
本実施例の黒鉛ヒーターは、イビデン（株）製等方性黒鉛材、ＥＴ−１０を切削加工することによって得ることができる。等方性黒鉛材を切削加工して得られるので、電流の流れる経路では、固有抵抗値はほぼ一定値であり、局所的に発熱しやすい箇所は存在しない。
【００２２】
＜比較例１＞
比較例１は、２つの給電部４を、７つの抵抗発熱部１と、６つの接続部２でつないでいる平面状の黒鉛ヒーターである。６つの抵抗発熱部１は、互いに平行になるように配置され、接続部２で、電流の向きが反転するように折り返される。
本比較例の黒鉛ヒーターの厚さ（Ｔ）は１０ｍｍ、抵抗発熱部１の長さ（Ｌ）は２００ｍｍ、抵抗発熱部１の幅（Ｗ）は、２１ｍｍである。抵抗発熱部１には溝３は形成されておらず、表裏ともフラットである。
本実施例の黒鉛ヒーターは、イビデン（株）製等方性黒鉛材、ＥＴ−１０を切削加工することによって得ることができる。等方性黒鉛材を切削加工して得られるので、電流の流れる経路では、固有抵抗値はほぼ一定値であり、局所的に発熱しやすい箇所は存在しない。
【００２３】
以下に実施例１と,比較例１の抵抗値について説明する。計算を簡略化するために抵抗値は、それぞれ０として算出を行う。
実施例１の１つの抵抗発熱部１の抵抗値をＲ１、比較例１の１つの抵抗発熱部１の抵抗値をＲ２,それぞれの接続部２の抵抗値を０としたとき、実施例１の黒鉛ヒーターの抵抗値は５Ｒ１、比較例１の黒鉛ヒーターの抵抗値は７Ｒ２、である。
実施例１は、比較例１の全抵抗と同等に設計するために、１つの抵抗発熱部１Ｒ１の抵抗値は
Ｒ１＝（７／５）Ｒ２            式（２）
である。すなわち、実施例１の抵抗発熱部１の断面積は、比較例１の断面積の５／７とすることにより、全抵抗を同一にすることができる。
なお、実施例１の抵抗発熱部１の幅は、比較例１の約７／５であるので、実施例１の溝３は、抵抗発熱部１の幅と厚さの積の５２／７２すなわち約５０％の断面積の溝３を形成することにより抵抗値を同等にすることができる。
実際には、実施例１の抵抗発熱体の断面積は１５０ｍｍ２、比較例１の抵抗発熱体の断面積は２１０ｍｍ２であり、実施例１の抵抗発熱体の断面積は、比較例１の抵抗発熱体の断面積の約７１％である。同一の素材から製作すると実施例１の抵抗発熱体の抵抗値は、比較例１の抵抗発熱体の抵抗値の１．４倍となる。実施例１では、５本の抵抗発熱体を組み合わせ、比較例１では７本の抵抗発熱体を組み合わせるので、全体抵抗はほぼ同等となる。
実施例１の抵抗発熱部１の溝３は、幅方向の中央に形成されているので、溝３が形成されても抵抗発熱部１の断面二次モーメントへ与える影響は小さくすることができる。また、接続部の数が同等の全体抵抗を持つ比較例１よりも少ないので、実施例１では、同等の全体抵抗値を持つ比較例１よりも黒鉛ヒーターを変形しにくくすることができる。
【００２４】
＜実施例２＞
実施例２は、２つの給電部４を、２４本の抵抗発熱部１と、２２本の接続部２でつないでいる平面かつ環状の黒鉛ヒーターである。２４本の抵抗発熱部１は、互いに平面上に配置され、接続部２で、電流の向きが反転するように折り返される。
２４本の抵抗発熱部１は、１２本ずつに２組に分けられ、それぞれ直列に接続され、２つの給電部４を結ぶ２系統の直列回路が形成される。
黒鉛ヒーター全体としては、２回軸を有する回転対称であり、給電部を除くと、１２回軸を有する回転対称である。
抵抗発熱部１の片方の主面には、抵抗発熱部１の長手方向に沿って溝３が形成されている。長手方向に沿って溝３が形成されているので、２４本の溝３は放射状に形成される。
本実施例の黒鉛ヒーターは、イビデン（株）製等方性黒鉛材、ＥＴ−１０を切削加工することによって得ることができる。等方性黒鉛材を切削加工して得られるので、電流の流れる経路では、固有抵抗値はほぼ一定値であり、局所的に発熱しやすい箇所は存在しない。
実施例２では、詳細な比較をおこなわないが、実施例１と同様に溝の無い同等の全体抵抗を持つ黒鉛ヒーターよりも変形しにくくできると考えられる。
【００２５】
＜実施例３＞
実施例３は、２つの給電部４を、１６本の抵抗発熱部１と、１４本の接続部２でつないでいる筒状の黒鉛ヒーターである。１６本の抵抗発熱部１は、互いに平行となるように配置され、接続部２で、電流の向きが反転するように折り返される。
１６本の抵抗発熱部１は、８本ずつに２組に分けられ、それぞれ直列に接続され、２つの給電部４を結ぶ２系統の直列回路が形成される。
黒鉛ヒーター全体としては、２回軸を有する回転対称であり、給電部を除くと、８回軸を有する回転対称である。
【００２６】
抵抗発熱部１の外側には、抵抗発熱部１の長手方向に沿って溝３が形成されている。長手方向に沿って溝３が形成されているので、１６本の溝３は互いに平行であり回転対称に配置される。
本実施例の黒鉛ヒーターは、イビデン（株）製等方性黒鉛材、ＥＴ−１０を切削加工することによって得ることができる。等方性黒鉛材を切削加工して得られるので、電流の流れる経路では、固有抵抗値はほぼ一定値であり、局所的に発熱しやすい箇所は存在しない。
実施例３では、詳細な比較をおこなわないが、実施例１と同様に溝の無い同等の全体抵抗を持つ黒鉛ヒーターよりも変形しにくくできると考えられる。
【００２７】
本実施例の黒鉛ヒーターは、非酸化雰囲気の７００〜３０００℃の高温炉にて使用される。この発熱体を用いる高温炉の内部はアルゴン、窒素ガスなどの不活性ガスの雰囲気で使用することができる。高温炉の内部の雰囲気はこれらのガスに限定されず、各種不活性ガス、還元性ガスの他、真空であっても良い。
【００２８】
本実施例の黒鉛ヒーターの用途は、どのようなものでも良いが、シリコン単結晶引き上げ装置の黒鉛ヒーターに好適に利用することができる。
シリコン単結晶引き上げ装置内では、石英ガラスと、シリコンが反応し、装置内で反応性の高いＳｉＯガスが生成される。ＳｉＯガスは、黒鉛と反応し、ＳｉＣを形成する。
溝３の形成された黒鉛ヒーターは、抵抗発熱部１の表面に炭化珪素の層が形成される。抵抗発熱部１の表面に溝３が形成されていると、高強度の炭化珪素の層が立体的に形成できるので、抵抗発熱部１は、硬く高強度の層で覆われたシェル構造をとる。また、形成される炭化珪素の層は溝３に沿って様々な方向を向いているので、珪化による反応膨張、炭化珪素の層との熱膨張差によって反りが発生しても、互いに相殺され全体の反りを小さく抑えることができる。このため、黒鉛ヒーターの反り、変形を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１．抵抗発熱部
２．接続部
３．溝
４．給電部
１０．黒鉛ヒーター
【図１】
2014062004.tif 000003
【図２】
2014062004.tif 000004
【図３】
2014062004.tif 000005
【図４】
2014062004.tif 000006