способ получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла
Классы МПК: | C03B20/00 Способы, специально предназначенные для изготовления изделий из кварца или плавленого кремнезема |
Автор(ы): | Василенко Ю.И., Лермонтов М.И., Меликесов В.А., Митрофанов В.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Подольский химико-металлургический завод" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-21 публикация патента:
10.12.1996 |
Использование: производство полупроводниковых материалов, технология получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла. Сущность изобретения: поддерживают соотношение хлорида кремния, кислорода и водорода в процессе газопламенного гидролиза хлоридов кремния, равным 1:(2-3):(10-13) и соотношение рабочей поверхности струй хлорида кремния и кислородных струй, равным 1:(3-5). 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла путем напыления на вращающуюся оправку диоксида кремния, полученного в процессе окисления хлоридов кремния в пламени кислородно-водородной горелки и последующего спекания, отличающийся тем, что напыление ведут при соотношении хлорида кремния, кислорода и водорода, равном 1:2-3 10-13 и соотношении рабочей поверхности струй хлорида кремния и кислородных струй, равном 1:3-5.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла, которые могут быть использованы в производстве полупроводниковых материалов. Известен способ получения изделий из высокочистого кварцевого стекла осаждением на вращающуюся или аксиально перемещающуюся оправку полученного в результате парофазного гидролиза летучего галоида в пламени кислородно-водородной горелки диоксида кремния (1). Недостаток известного решения невысокая скорость осаждения SiO2 и недостаточная плотность полученной заготовки. наиболее близким изобретением к заявленному является способ получения тиглей из синтетически особо чистого кварцевого стекла путем напыления на вращающуюся оправку диоксида кремния, полученного в процессе окисления хлоридов кремния в пламени кислородно-водородной горелки, и последующего спекания (2). Недостаток этого изобретения низкая производительность и степень осаждения SiO2. Малая степень осаждения приводит к значительным затратам сырья и основных материалов, загрязнению окружающей среды вредными продуктами реакции, к повышению себестоимости конечного изделия. Немаловажным фактором в плане снижения себестоимости изделий является производительность процесса напыления. Технический результат изобретения увеличение выхода годной продукции и снижение ее себестоимости. Технический результат достигается тем, что в способе получения тиглей из синтетически особо чистого кварцевого стекла путем напыления на вращающуюся оправку диоксида кремния, полученного в процессе окисления хлоридов кремния в пламени кислородно-водородной горелки, и последующего спекания, напыление ведут при соотношении хлорида кремния, кислорода и водорода, равном 1:(2-3): (10-13) и соотношении рабочей поверхности струй хлорида кремния и кислородных струй, равном 1:(3-5). Процесс смешения носит диффузионный характер, а степень полноты реакции, как правило, определяется контактной поверхностью агентов, поэтому с увеличением поверхности контакта водяного пара и хлорида обеспечивается протекание диффузионных процессов и процессов синтеза, что сдвигает соотношение компонентов в сторону снижения расхода хлоридов кремния. Для осуществления изобретения используют кислородно-водородную горелку внешнего смешения, представленную на чертеже. Горелка содержит восемь водородных каналов 1, окруженных коаксиально 8-ю каналами кислорода 2. Через центральный многосопловый распределитель 3 подают парогазовую смесь (SiCl4 + О2). Величина рабочей боковой поверхности струй парогазовой смеси 4 зависит от количества сопел и их диаметра, что определяет полноту реакции синтеза SiO2 и степень его осаждения на оправке. Боковую поверхность окислительную струй 5 определяют из формулы
Sпгс



где p-3,14,
dO2 внешний диаметр кольцевого зазора кислородного канала;
dпгс диаметр сопла ПГС;
n количество сопел;
l расстояние от торца горелки до поверхности оправки. Конкретный пример осуществления изобретения. В кислородно-водородную горелку, имеющую 9 каналов подачи парогазовой смеси (SiCl4 + O2) диаметром 1,8 мм каждый, 8 кислородных кольцевых каналов со средним диаметром 8,5 мм и столько же каналов водорода диаметром по 6 мм, установленную на расстоянии 150 мм от поверхности оправки напыления, подают парогазовую смесь со скоростью истечения 0,07 моль/мин




SiCl4:O2:H2 1:3:11
Время напыления 180 мин. Вес напыленной заготовки N 2560 г. Расход SiCl4 на 1 заготовку 17,2 кг. Таким образом, скорость напыления составила 2560/180 14,2 г/мин. Степень осаждения диоксида кремния (2560/17,2


Класс C03B20/00 Способы, специально предназначенные для изготовления изделий из кварца или плавленого кремнезема