(57)【要約】【課題】気相成長容器の耐久性及び信頼性を高め、高効率で気相成長法による析出を行なう。【解決手段】被処理体を収容し、処理ガスを導入して前記被処理体に該処理ガスの反応により析出する物質を気相成長させるために使用される気相成長用反応容器において、  耐衝撃性及び剛熱衝撃性を備える外管と、耐熱性及び耐腐食性を備える内管とからなる二重管構造であり、前記外管と前記内管との間の空間が気密に保持されるとともに、前記空間が非酸化性ガス雰囲気に保持されることを特徴とする気相成長用反応容器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容し、処理ガスを導入して前記被処理体に該処理ガスの反応により析出する物質を気相成長させるために使用される気相成長用反応容器において、
耐衝撃性及び耐熱衝撃性を備える外管と、耐熱性及び耐腐食性を備える内管とからなる二重管構造であり、前記外管と前記内管との間の空間が気密に保持されるとともに、前記空間が非酸化性ガス雰囲気に保持されることを特徴とする気相成長用反応容器。
【請求項２】
前記外管がＮｉ基、Ｆｅ基またはＣｏ基の耐熱合金からなり、かつ前記内管が炭素質またはセラミック質からなることを特徴とする請求項１記載の気相成長用反応容器。
【請求項３】
前記内管の表面が封止処理されていることを特徴とする請求項２記載の気相成長用反応容器。
【請求項４】
前記外管が、非酸化性ガスの導入口及び排気口を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の気相成長用反応容器。
【請求項５】
前記被処理体を載置する試料台が、前記処理ガスを導入するガス導入口と、前記処理ガスを前記反応容器外に排気するガス排気口とを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の気相成長用反応容器。
【請求項６】
前記ガス導入口と前記ガス排気口とが共有化されるとともに、略均等に分散配置されていることを特徴とする請求項５記載の気相成長用反応容器。
【請求項７】
前記気相成長が、反応容器内に処理ガスを導入し、所定時間保持した後、排気を行なうサイクルを所定回数繰り返し行なうパルスＣＶＩ法により行なわれることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の気相成長用反応容器。
【請求項８】
反応容器内に被処理体を配置し、前記反応容器を加熱しながら処理ガスを導入して前記被処理体に処理ガスの反応により析出する物質を気相成長させる気相成長方法において、
外管と内管とからなる二重構造の反応容器を用い、処理中、前記外管と前記内管との間に形成された空間を非酸化性ガス雰囲気に保持することを特徴とする気相成長方法。
【請求項９】
前記処理ガスに四塩化珪素ガス、メタンガス及び水素を用いるとともに、前記非酸化性ガスにアルゴンガスを用いることを特徴とする請求項８記載の気相成長方法。
【請求項１０】
前記反応容器内に処理ガスを導入し、所定時間保持した後、排気を行なうサイクルを所定回数繰り返し行なうことを特徴とする請求項８または９記載の気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置に使用される気相成長用反応容器、並びに前記気相成長用反応容器を用いて行なう気相成長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気相成長法は、被処理体を収容した反応容器に処理ガスを導入し、熱分解反応により被処理体上に処理ガスに由来する反応生成物を析出させる方法であり、種々の用途に使用されている。気相成長法の一つとして、多孔質基材を被処理体とし、その気孔内部を含めてセラミックスや炭素、金属等の各種物質を析出させる気相化学含浸法（ＣＶＩ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）が知られている。このＣＶＩ法は、処理ガスを多孔質基材の気孔内部にまで送り込み、多孔質材の骨格にも処理ガスに由来する反応生成物を析出させる方法である。
【０００３】
ＣＶＩ法は、析出プロセスの形式により、減圧ＣＶＩ、強制流型ＣＶＩ、パルスＣＶＩ等に分類される。減圧ＣＶＩは、反応容器内を減圧にすることで、気体の拡散速度を増加させ、気孔内部への物質輸送を促進させる方法である。強制流型ＣＶＩは、多孔質基材にガスを流通させ、強制的に気孔内に処理ガスを導入し、生成ガスを排出する方法である。パルスＣＶＩ法は、反応容器の減圧と昇圧とを短周期で繰り返し行い、間歇的に処理ガスを気孔内部に供給し、生成ガスを排出する方法である。中でも、ガス供給・排出の形式から、パルスＣＶＩ法は、多孔質基材内部への均質成膜性に優れることが知られている。
【０００４】
但し、パルスＣＶＩ法では、反応容器が減圧と昇圧とを繰り返し受けるため、反応容器には特に耐圧性が要求される。従来は、石英ガラス製の反応容器が使用されているが（特許文献１、特許文献２参照）、石英ガラスは１０００℃以上で軟化変形するので、反応温度１０００℃以上を必要とする材料を析出させることはできない。特に装置を大型化した場合に、軟化変形の問題が大きくなる。また、石英ガラスは衝撃や過荷重により、簡単に脆性破壊するという欠点を持つ。
【０００５】
１０００℃以上の反応温度を実現するために、石英ガラスの代わりに、ＳｉＣ等の耐熱セラミックスを用いる方法も考えられる。しかし、大型のセラミック部品は、セラミックが持つ脆性ゆえに、強度の保証が難しい。また、生産性を上げるために、反応容器の急速昇温、急速冷却を行おうとすると、セラミックスの耐熱衝撃性の弱さが問題になる。
【０００６】
石英ガラスやセラミックスの代わりに、耐熱金属で反応管を作成することも考えられるが、この場合、耐食性が問題となる。例えばインコネル等Ｎｉ基の耐熱合金を使用した場合、Ｓｉを含む処理ガスに高温で接触させると、その表面にＮｉ−Ｓｉ系の金属間化合物が生成する。Ｎｉ−Ｓｉ系の金属間化合物で融点の最も低いのはＮｉＳｉで、その共融点は９７０℃である。そのため、反応容器の温度を９７０℃以上に上げると、液相ＮｉＳｉによる、Ｎｉ基合金の侵食が進み、最悪の場合には腐蝕孔が開く。Ｎｉ基以外の耐熱合金にも、Ｎｉが含まれているので同様の問題が発生する。
【０００７】
また、炭素質の反応管を金属製の密閉容器に収め、密閉容器内に収めたヒータで炭素質反応管を加熱する構成の反応容器（特許文献３参照）や、更に炭素質反応管の表面をガス不透過性のＳｉＣで被覆して反応管の気密性を向上させた反応容器（特許文献４参照）も知られている。しかし、特許文献３の反応容器では、（１）冷却速度が遅い：密閉容器内に、反応管、ヒータ、断熱材が収められているので、熱容量が大きく冷めにくい、（２）試料の取り出しが頻繁である：試料が２重の密閉容器に収められているので、２つ以上のフランジを外さないと試料を取り出せない、という問題がある。また、特許文献４の反応容器では、ＳｉＣ被覆炭素管の信頼性に問題がある。実施例には５０回の運転に耐えたとあるが、例えば、急速冷却を行なうことで、ＳｉＣ層に亀裂が入れば、炭素質反応管の酸化が急激に進む危険がある。また、取り扱い上の不注意で、工具等を反応管にぶつけると、ＳｉＣ層が脱落し、やはり炭素質反応管の酸化が進む。パルスＣＶＩ法では、使用する処理ガスとして水素を使用することが多く、リークすると爆発の危険が高く、ＳｉＣ被覆炭素管は管理が難しく、実用的でない。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−９１９６３号公報
【特許文献２】特開平８−１８８４８９号公報
【特許文献３】特開平６−３４５５６９号公報
【特許文献４】特開平６−５７４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、従来の反応容器には耐久性に問題があり、反応容器のメンテナンスや交換のための費用が製造コストを高めている。また、パルスＣＶＩ法においては、処理ガスの導入−保持−排気サイクルが短いほど処理効率は高まるが、反応容器の耐久性のためにおのずと限度がある。
【００１０】
本発明は上記のような状況に鑑みてなされたものであり、気相成長用容器の耐久性及び信頼性を高め、高効率で気相成長法による析出を行なうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、下記に示す気相成長用反応容器及び気相成長方法を提供する。
（１）被処理体を収容し、処理ガスを導入して前記被処理体に該処理ガスの反応により析出する物質を気相成長させるために使用される気相成長用反応容器において、
耐衝撃性及び耐熱衝撃性を備える外管と、耐熱性及び耐腐食性を備える内管とからなる二重管構造であり、前記外管と前記内管との間の空間が気密に保持されるとともに、前記空間が非酸化性ガス雰囲気に保持されることを特徴とする気相成長用反応容器。
（２）前記外管がＮｉ基、Ｆｅ基またはＣｏ基の耐熱合金からなり、かつ前記内管が炭素質またはセラミック質からなることを特徴とする上記（１）記載の気相成長用反応容器。
（３）前記内管の表面が封止処理されていることを特徴とする上記（２）記載の気相成長用反応容器。
（４）前記外管が、非酸化性ガスの導入口及び排気口を備えることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の気相成長用反応容器。
（５）前記被処理体を載置する試料台が、前記処理ガスを導入するガス導入口と、前記処理ガスを前記反応容器外に排気するガス排気口とを備えることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の気相成長用反応容器。
（６）前記ガス導入口と前記ガス排気口とが共有化されるとともに、略均等に分散配置されていることを特徴とする上記（５）記載の気相成長用反応容器。
（７）前記気相成長が、反応容器内に処理ガスを導入し、所定時間保持した後、排気を行なうサイクルを所定回数繰り返し行なうパルスＣＶＩ法により行なわれることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか１項に記載の気相成長用反応容器。
（８）反応容器内に被処理体を配置し、前記反応容器を加熱しながら処理ガスを導入して前記被処理体に処理ガスの反応により析出する物質を気相成長させる気相成長方法において、
外管と内管とからなる二重構造の反応容器を用い、処理中、前記外管と前記内管との間に形成された空間を非酸化性ガス雰囲気に保持することを特徴とする気相成長方法。
（９）前記処理ガスに四塩化珪素ガス、メタンガス及び水素を用いるとともに、前記非酸化性ガスにアルゴンガスを用いることを特徴とする上記（８）記載の気相成長方法。
（１０）前記反応容器内に処理ガスを導入し、所定時間保持した後、排気を行なうサイクルを所定回数繰り返し行なうことを特徴とする上記（８）または（９）記載の気相成長方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の気相成長用反応容器は、二重構造で、処理中に非酸化性ガス雰囲気に維持されるため耐久性が高まる。また、この気相成長用反応容器を用いることにより、効率良く気相成長を行なうことができ、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の気相成長用反応容器（以下、「反応容器」という）を示す断面図及びＡ部分の拡大図である。図示されるように、反応容器３０は、内管３１と外管３２との二重構造になっている。内管３１は、処理ガスと接触するために耐食性を有する必要があり、炭素材料で形成することが好適である。内管３１に加工するには、黒鉛の押出し材やＣＩＰ材を所定形状に切削する方法が一般的である。
【００１５】
尚、押出し材は、ミリオーダーの黒鉛粒子とコールタールピッチ等のバインダーとを混合してなる混捏物を押出プレスにて成形して得られる。また、ＣＩＰ材は、粒径が１０〜１００μｍオーダーの微細な黒鉛粒子とバインダーとの混捏物粉をゴムケースに充填し、気密シールした後、圧力媒体（水や油）が貯留された高圧容器内に入れ、圧力媒体を加圧し、圧力媒体を介してゴムケース内の混捏物粉を成形したものである。ＣＩＰ材は、圧力媒体を通じて全方向から均一に加圧されるため、黒鉛粒子はランダムに配向し、人造等方性黒鉛とも称される。また、ＣＩＰ材は黒鉛粒子が微細であることから、気孔サイズが小さく、ガスが透過し難いという特性があり、反応容器の材料として好ましい。
【００１６】
また、内管３１は、炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックス製とすることもできる。
【００１７】
また、より気体透過性を下げるために、内管３１の表面に封止処理を施すことが好ましい。この封止処理は、例えば、内管３１にフェノール樹脂を塗布して含浸させ、乾燥した後、真空または非酸化性雰囲気中で１０００℃程度の温度で焼成してフェノール樹脂を炭化させればよい。尚、フェノール樹脂は炭化に際して２分の１以下に収縮して気孔が残存するおそれがあるため、目止処理は複数回にわたり行なうことが好ましい。
【００１８】
一方、外管３２は、加熱装置により直接加熱されるため、耐熱合金、例えばインコネル等のＮｉ基合金製とすることが好適である。
【００１９】
上記の内管３１と外管３２とは気密構造とされる。気密構造とするには、例えばＡ部分の拡大図に示すような構造とすることができる。即ち、外管３２の下端には、外周面から垂直に突出した後、外周面と平行に垂下するフランジ３２ａが形成されており、内管３１の外周面との間でリング状の空所を形成する。内管３１は、その下端に僅かに突出するフランジ３１ａが形成されており、外管３２のフランジ３２ａとの隙間をゴムパッキン３３でシールする。また、内管３１と外管３２のフランジ３２ａとの空所には、第１の押えリング３６がＯリング３５を介在させて収容され、更に第１の押えリング３６の内部には小径の第２の押えリング３７が収容され、両押えリング３６，３７はリング固定ボルト３８により外管３２のフランジ３２ａに固定される。そして、外管３２のフランジ３２ａを反応容器の下部フランジ３９に、Ｏリング４０を介して固定ボルト４１で固定することにより、Ｏリング３５と第１の押えリング３６とが圧縮され、反応容器３０は気密構造となる。
【００２０】
また、下部フランジ３９は、処理ガスの導入及び排気を行なう通気口４２が形成されており、通気口４２を塞ぐように、被処理体４３を載置する炭素製の試料台４５が固定されている。試料台４５には、処理ガスの導入及び排気を行なう通気口４６を備えるが、この通気口４６は、下部フランジ３９の通気口４２に連通する本管４６ａと、本管４６ａと連通して試料台４５の周壁に等間隔で複数設けられた開口に達する枝管４６ｂとで構成される。このような通気口４６により、処理ガスが枝管４６ｂを通じて試料台４５の複数箇所から放出され、処理ガスが早期に内管３１の全体に拡散する。また、排気も枝管４６ｂを通じて複数箇所で行なわれるため、排気効率も高まる。
【００２１】
試料台４５には、通気口４６の周囲を空洞とし、空洞にセラミックウール等からなる断熱材４７を配置してもよい。気相成長法では、加熱されている反応容器の内部温度を下げないように、処理ガスを加熱してから反応容器に導入することがあるが、試料台４５を断熱構造にすることにより、加熱された処理ガスが試料台４５を通過しても温度低下を起こすことがなくなる。
【００２２】
内管３１と外管３２との間には、析出を行なう期間、具体的には反応容器３０の加熱開始から加熱終了までの期間、非酸化性ガスを流通させる。ガスの供給及び排気は、外管３２の適所に導入口４７及び排気口４８を設ければよい。これにより、内管３１から微量の処理ガスが漏れても、処理ガスが反応容器３０から排除されるため、爆発を起こす危険性がなくなる。非反応性ガスとしては、アルゴンガスの他、窒素ガスを用いることができる。
【００２３】
本発明の反応容器３０は上記の如く構成されるが、高温で処理ガスと接触する部分が炭素質またはセラミック質の内管３１であるから、処理ガスに対する耐性に優れる。内管３１は炭素質またはセラミック質であるため、高温の大気と接触すると容易に酸化するので、単独では使用できず、簡単に脆性破壊するが、耐熱合金からなる外管３２で覆うことにより内管３１の酸化の問題は解決される。また、内管３１は外管３２によって力学的に保護されており、取り扱いミスにより割れるおそれもない。もし、何らかの原因で反応中に内管３１が破壊して処理ガスが漏洩しても、外管３２により爆発を防ぐことができる。更には、炭素質またはセラミック質の内管３１及び耐熱合金製の外管３２は、石英ガラスやセラミックスに比べて、耐熱衝撃性に優れるため急熱と急冷が可能であり、処理時間を短縮することができるという利点も有する。
【００２４】
本発明の反応容器３０はこのような利点を有し、一般的な気相成長法に使用することができるが、耐久性が要求されるパルスＣＶＩ法への適用において特にその効果を発揮する。以下に、本発明の反応容器３０を用いたパルスＣＶＩ法について、被処理体に炭化珪素を析出させる場合を例示して説明する。
【００２５】
図２はパルスＣＶＩ装置の主要部を示す概略図であり、処理ガス発生装置１０から本発明の反応容器３０に供給し、処理ガスを反応容器３０に所定時間保持した後、反応容器３０を排気する構成となっている。
【００２６】
処理ガス発生装置１０は、例えば液化四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）を貯蔵したバブリングタンク１１を備え、ここへ水素ガス（Ｈ２）を供給してバブリングさせ、原料ガスとなる四塩化珪素ガスを発生させる。水素ガスのガスボンベにはレギュレータＲＧ５、流量計ＦＭ５及びエアオペレーバルブ（以下、「バルブ」という）Ｖ５が連結しており、流量や供給時期が制御される。発生した四塩化珪素ガスは、手動流量調整バルブＮＶ１で流量調整され、処理ガス貯留容器２０に送られる。処理ガスの処理ガス貯留容器２０への供給はバルブＶ６で制御される。
【００２７】
尚、流量調整バルブＮＶ１は、圧力遮断弁として機能し、その開度を適度に絞ることで、四塩化珪素の発生量が安定する。圧力遮断弁が無い場合、バブリングタンク１１の圧力は処理ガス貯留容器２０の圧力と連動してパルス的に変動することがあり、例えば、バブリングタンク１１の圧力が下がると原料ガスの発生量が所定量より増えるようになる。そこで圧力遮断弁を設け、これを適度に絞ると、バブリングタンク１１の圧力変動が抑えられ、原料ガスの発生量が安定する。
【００２８】
また、処理ガス貯留容器１０には、その他の原料ガスとなるメタン（ＣＨ４）、水素ガス（Ｈ２）、パージガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）が供給される。尚、図中のＶ２〜Ｖ４はバルブ、符号ＲＧ２〜ＲＧ４はレギュレータ、ＦＭ２〜ＦＭ４は流量計である。この処理ガス貯留ガス２０において、各原料ガスの混合を安定して行なう。
【００２９】
処理ガス貯留容器２０は、バルブＶ７を介して反応容器３０に接続しており、試料台４５の通気口４６を通じて処理ガスを反応容器３０に供給する。
【００３０】
反応容器３０は、加熱装置５０により加熱される。加熱装置５０は、例えばクレーン等により吊り上げ、移動できる構成とすることが好ましい。処理後、反応容器３０は冷却されるが、通常は、加熱装置５０に収容したまま加熱装置５０を降温することで反応容器３０の冷却を行なっている。そこで、クレーンで加熱容器５０を吊り上げて反応容器３０を外気に曝すことにより、冷却時間を大幅に短縮することができるようになる。その際、反応容器３０は二重構造であり、外管３２のみが固定されているため、急速冷却しても内管３１と外管３２との熱膨張差による熱応力は発生せず、破壊等を起こすことがない。本発明の反応容器３０はこのような利点を併せ持つ。
【００３１】
また、反応容器３０には、処理中、内管３１と外管３２との間に非酸化性ガスであるアルゴンガス（Ａｒ）が供給される。
【００３２】
更に、反応容器３０は、バルブＶ８を介して排気ガス貯留容器６０に接続しており、排気ガス貯留容器６０の後段に真空ポンプ７０が接続している。排気ガス貯留容器６０は、反応容器３０からの排気ガスを一時保持するために使用される。また、真空ポンプ７０の排ガスはガス処理装置８０で無害化処理が施される。
【００３３】
気相成長の工程は、従来のパルスＣＶＩ法に従うことができ、先ず、被処理体４３を試料台４５に載置し、反応容器３０、加熱装置５０をセットする。
【００３４】
次いで、バルブＶ８以外を閉じて系内を真空引きし、所定の圧力となった後加熱装置５０を通電して反応容器３０を加熱する。それと同時に、バルブＶ１を開いて反応容器３０の内管３１と外管３２との空間にアルゴンガスを供給し、更にバルブＶ９を開く。
【００３５】
次いで、バルブＶ８を閉じ、バルブＶ４及びバルブＶ７を開いて水素ガスを処理ガス貯留容器２０及び反応容器３０に流通させた後、バルブＶ７を閉じ、反応容器３０内に水素ガスを所定時間保持する。保持後、バルブＶ８を開いて反応容器３０内を排気する。この処理ガスの導入及び排気を所定回数繰り返し、クリーニングを行なう。
【００３６】
次いで、以下の操作を行ない被処理体４３への析出を行なう。先ず、バルブＶ７、バルブＶ８を閉じ、バルブＶ３、バルブＶ４、バルブＶ５及びバルブＶ６を開いて処理ガス貯留容器２０に各原料ガスを供給する。原料ガスの供給が安定した後、バルブＶ７を開いて処理ガスを反応容器３０に供給する。しかる後、バルブＶ７を閉じて処理ガスを反応容器３０内に保持する。保持時間としては０．２〜１０秒が一般的である。所定時間保持した後、バルブＶ８を開いて反応容器３０内を排気する。この処理ガスの導入及び排気を所定回数繰り返し行ない、被処理体４５に炭化珪素を析出させる。そして、バルブＶ３、バルブＶ４、バルブＶ５及びバルブＶ６を閉じ、バルブＶ７を開いて析出処理が完了する。尚、流量調整バルブＮＶ１は、予め開度を調整しておき、処理中は固定する。
【００３７】
析出完了後、水素ガスを流通させた後、系内の真空引きを行ない、その後、加熱装置５０の通電を停止して反応容器３０を冷却する。冷却に際して、加熱装置５０を吊り上げて反応容器３０と離間させても良い。冷却後、バルブＶ１を閉じて反応容器３０の二重管の隙間へのアルゴンガスの供給を停止する。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明する。
【００３９】
メカニカルカーボン製の人造等方性黒鉛材（密度１．７ｇ／ｃｍ３）を用いて、外径１７０ｍｍ、内径１５０ｍｍ、長さ４１０ｍｍの内管を作製した。この内管には、更に、気体透過性を抑えるために、下記の目止処理を施した。
【００４０】
先ず、大日本インキ化学工業製のフェノール樹脂（フェノライトＪ−３２５）とエタノールとを１：１で混合して溶液を調製し、内管のシール部を除く外面全面に塗布して含浸させ、９０℃で１０時間乾燥してから、電気炉に入れ、真空中、１５℃／ｍｉｎ（但し１５０〜５００℃までは５℃／ｍｉｎ）の昇温速度で１１００℃まで昇温し、３０分保持して焼成した。次いで、スラリーを内管の両面に塗布し、同様の処理を２回行なった。
【００４１】
また、外径１９０ｍｍ、内径１８０ｍｍ、長さ５６０ｍｍのインコネル６０１製の外管３２を作製した。そして、内管と外管とで二重構造の反応容器とした。尚、気密構造にするために、図１に示すような連結構造とした。この反応容器の内容積は約９Ｌである。
【００４２】
そして、図２に示すように、作製した反応容器と、容量約３２Ｌの処理ガス貯留容器とを用い、図２に示すような配管にてパルスＣＶＩ装置を構築した。
【００４３】
被処理体として、寸法８０×８０×４０ｍｍで、気孔径約１ｍｍの炭素質スポンジ（ウレタン発泡体にフェノライトＪ−３２５を含浸・液切り・乾燥してから、１０００℃の非酸化雰囲気で炭化させたもの）を、反応容器の試料台に設置した。そして、原料ガスに、ＳｉＣｌ４、ＣＨ４、Ｈ２、パージガスにＡｒを用い、炭化珪素の析出を行なった。
【００４４】
先ず、反応容器を真空引きし、内管と外管をパージするためにＡｒガスを１Ｌ／ｍｉｎ（０℃標準状態換算）流しながら、１１００℃に昇温した。
【００４５】
次いで、処理ガス貯留容器及び反応容器を真空引きした状態で、モル流量で、Ｈ２：１．３４ｍｏｌ／ｍｉｎ、ＣＨ４：０．６ｍｏｌ／ｍｉｎ、ＳｉＣｌ４；０．６ｍｏｌ／ｍｉｎとなるように各原料ガス供給量及びＳｉＣｌ４の発生量を調整した。尚、流量調整バルブＮＶ１（ｓｗａｇｅｌｏｋ  ＳＳ−８ＲＳ４）の開度は、全閉から２回転ほど開いた位置とした。この開度は予備実験で、バブリングタンクの圧力が変動しないように調整した結果である。
【００４６】
析出に際し、先ず、処理ガス導入用のバルブ（図２のバルブＶ７）を閉じてから、排気用のバルブ（図２のバルブＶ８）を２．１秒開いて、反応容器の排気を行った（ＳＴＥＰ１）。次に、バルブＶ８を閉じてから、バルブＶ７を０．３秒開いて、処理ガス貯留容器に滞留した処理ガスを反応容器に導入した（ＳＴＥＰ２）。次に、バルブＶ７を閉じて、反応容器を封じた状態に０．６秒間保持した（ＳＴＥＰ３）。次に、ＳＴＥＰ１に戻った。このＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ３に至る工程を１パルスとし、３０００パルスの運転を行った。約１００パルスで系の圧力バランスがとれ、反応容器のパルス圧は、最高圧７５ｋＰａ  ａｂｓ、最低圧１０ｋＰａ  ａｂｓとなった。
【００４７】
所定のパルス運転が終了してから、加熱容器に収容したまま反応容器を真空引きしつつ冷却を行なった。１時間後に、反応容器の温度が５００℃まで低下した時点で、加熱装置をクレーンで吊り上げて離間させ、反応容器の冷却を引き続き行なった。約１時間で反応容器の温度は約８０℃まで低下した。尚、比較のために、加熱装置の離間を行わずに冷却した場合、約８０℃まで冷却するのに、約６時間を要した。即ち、２重構造の反応容器を用い、加熱装置の離間を行なうことで、冷却時間は４時間短縮した。
【００４８】
被処理体を取り出し、Ｘ線回折法で析出物を調べたところ、β−ＳｉＣであった。ＳｉＣの析出により、処理前のかさ密度０．０１４ｇ／ｃｍ３が０．０２８ｇ／ｃｍ３まで上昇した。
【００４９】
また、同条件で２０バッチの運転を行ったが、外管の腐蝕、内管の破壊等のトラブルは一切発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の気相成長用反応容器の構成を示す図である。
【図２】本発明の気相成長用反応容器を用いて気相成長法を実施するための装置の一例（パルスＣＶＩ装置）の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
３０  反応容器
３１  内管
３２  外管
４３  被処理体
４５  試料台
４６  通気口
４７  断熱材
【図１】
2006124831.tif 000003
【図２】
2006124831.tif 000004