[发明专利]碳电极及石英玻璃坩埚的制造方法

说明书

本发明为一种碳电极，其用于用以制造石英玻璃坩埚的电弧放电，其中，至少在所述碳电极的长度方向的距进行所述电弧放电的前端部50mm～130mm的范围内，在所述碳电极的表面上形成有凹部图案及凸部图案中的至少任意一种。由此，提供一种在石英玻璃坩埚的制造中能够抑制硅粉在碳电极上凝聚的碳电极。

技术领域

本发明涉及一种碳电极，还涉及一种使用该碳电极制造石英玻璃坩埚的方法。

背景技术

以往，用作单晶半导体材料的基板的单晶硅能够通过在石英玻璃坩埚中熔融多晶硅，并使其在晶种上晶体生长而制造，即通过所谓的提拉法而制造。所述制造方法中使用的石英玻璃坩埚根据制造方法的不同而有几个种类，就实用性而言，使用半透明石英玻璃坩埚，该坩埚通过沿着可旋转的中空的模具的内周表面填充二氧化硅粉末(原料石英粉)，一边使该模具旋转一边通过使用了碳电极的电弧放电而将二氧化硅粉末加热熔融的石英玻璃坩埚的制造方法得到。所述半透明石英玻璃坩埚具有分散大量气泡以使热的分布均匀的优点，同时具有强度高于其他坩埚且可制造任意大小的坩埚的优点。

以往，即使使用上述半透明石英玻璃坩埚来使单晶硅生长，在该过程中也存在结晶化不稳定，结晶化率(多晶成为单晶的比例)下降的问题。作为其原因之一，可列举出：作为原料的二氧化硅的升华成分凝结、滴落而形成的微气泡聚集体引起热膨胀，使内周表面部分剥离，剥离的石英碎片混入熔融硅中等。为了解决这样的问题，提出了将坩埚的内表面加热熔融而形成透明层、或者具有使熔融的二氧化硅粉末飞散而形成的厚透明层的石英玻璃坩埚的制造方法。然而，所述制造方法均无法充分地去除微气泡聚集体，并不是能够以良好的结晶化率提拉单晶硅的石英玻璃坩埚。此外，在上述加热熔融工序中，会因二氧化硅及其所含有的微量杂质的选择性蒸发及凝结、或者伴随碳电极消耗的所含灰分的飞散等而在所得到的的坩埚的内表面产生污染，即使使用高纯度原料，也无法制作与之相称的内表面。因此，即使使用高纯度原料，也无法得到充分的抑制晶体缺陷的效果。

为了解决上述问题，提出了专利文献1中记载的石英玻璃坩埚的制造方法。该方法为在将二氧化硅粉末供给至可旋转的上部开口模具，沿着模具的内周表面形成二氧化硅粉末填充层后，从内部进行加热熔融的石英玻璃坩埚的制造方法中，用具有2个以上的孔的盖体覆盖模具的开口部，同时经由孔一边对模具内的高温气体气氛进行换气一边进行加热熔融的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平08-026759号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

制造石英玻璃坩埚时，通过熔融二氧化硅原料而产生的硅粉附着于碳电极并凝聚，由此落在石英玻璃坩埚的内表面。若该落下物直接熔融及凝固的部分在坩埚的内表面积中所占的比例大，则单晶硅提拉成绩(单晶化率等)差。

近年来，随着制造的石英玻璃坩埚的口径大型化至24英寸、28英寸、32英寸(1英寸为2.54cm)，熔融电功率也随之大功率化，熔融中产生的硅粉增加，因此仅以专利文献1的方法无法充分防止凝聚的硅粉所导致的落下物。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种在石英玻璃坩埚的制造中能够抑制硅粉在碳电极上凝聚的碳电极。

解决技术问题的技术手段

本发明为了解决上述技术问题而进行，其提供一种碳电极，所述碳电极用于用以制造石英玻璃坩埚的电弧放电，所述碳电极的特征在于，至少在所述碳电极的长度方向的距进行所述电弧放电的前端部50mm～130mm的范围内，在所述碳电极的表面上形成有凹部图案及凸部图案中的至少任意一种。