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公開番号2025029490
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023134195
出願日2023-08-21
発明の名称黒鉛電極、電極装置及び電極
出願人信越石英株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C03B 20/00 20060101AFI20250227BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】加工コストを削減しつつ、従来の黒鉛電極と同じように使用できる黒鉛電極、を提供する。
【解決手段】石英るつぼを製造するためのアーク放電に用いられる黒鉛電極であって、前記黒鉛電極は、黒鉛電極本体と、前記黒鉛電極本体から突出した接続部とを具備し、該接続部を介して前記黒鉛電極に通電するための電極装置に接続可能であり、前記接続部は、打ち込みにより前記電極装置に接続される形状であることを特徴とする黒鉛電極。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
石英るつぼを製造するためのアーク放電に用いられる黒鉛電極であって、
前記黒鉛電極は、黒鉛電極本体と、前記黒鉛電極本体から突出した接続部とを具備し、該接続部を介して前記黒鉛電極に通電するための電極装置に接続可能であり、
前記接続部は、打ち込みにより前記電極装置に接続される形状であることを特徴とする黒鉛電極。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記黒鉛電極の前記接続部の形状は、前記黒鉛電極本体側の直径が先端側より大きい略円錐台形状であることを特徴とする請求項１に記載の黒鉛電極。
【請求項３】
前記接続部は、高さが１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、高さ方向に１°以上５°以下のテーパー形状を有するものであることを特徴とする請求項２に記載の黒鉛電極。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の黒鉛電極を保持することができる電極装置であって、前記黒鉛電極の前記接続部に接続する穴形状の保持部を有することを特徴とする電極装置。
【請求項５】
前記電極装置の外径に対する前記保持部の内径の比が４０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の電極装置。
【請求項６】
前記電極装置の材質として金、銀、銅及びアルミニウムの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項４に記載の電極装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の黒鉛電極と前記電極装置を接続したものであることを特徴とする電極。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒鉛電極、電極装置及び電極に関し、特に、石英るつぼを製造するためのアーク放電に用いられる黒鉛電極及び電極装置並びにそれらを接続した電極に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
単結晶半導体材料の基板として用いられるシリコン単結晶の多くは、シリコン多結晶を石英るつぼ中で溶融し、それを種結晶に接触させた後に結晶成長させて製造するといういわゆるチョクラルスキー法によって製造されている。このシリコン単結晶の製造方法に用いられる石英るつぼは、その製造方法によって幾通りかの種類がある。実用的には、回転可能な中空の型の内周面に沿って二酸化ケイ素粉末（原料石英粉）を充填し、該型を回転させながら二酸化ケイ素粉末を、黒鉛電極を用いたアーク放電により加熱溶融して製造した石英るつぼが用いられている。石英るつぼを製造するためのアーク放電に用いられる黒鉛電極については、多くの態様が開示されている（例えば、特許文献１～特許文献５）。
【０００３】
この黒鉛電極は、通電するための電極装置（例えば銅製のもの）と接続されて用いられる（特許文献１～特許文献５参照）。接続方法としては、通常、黒鉛電極に雄ネジ、電極装置に雌ネジを設けて螺合させることが行われており、これにより、黒鉛電極は電極装置に接続される。
【０００４】
図２に、黒鉛電極を電極装置に螺合する場合の模式図を示した。図２（ａ）に示したように、黒鉛電極１１１には、黒鉛電極本体１１２に、雄ネジ形状が形成された接続部１１４が設けられている。黒鉛電極本体１１２の外形は円柱型等、種々の形状がある。
【０００５】
また、図２（ｂ）に示したように、電極装置１２１には、黒鉛電極１１１の接続部１１４のネジに螺合可能な雌ネジ形状が形成された保持部（凹形状の凹結合部）１２６が形成されている。電極装置１２１の外形は円柱型等、種々の形状がある。黒鉛電極１１１と電極装置１２１は、図２（ｃ）に示したように、接続部１１４と保持部１２６で螺合し、接続され、電極１３１を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平８－３４６２８号公報
特開２０１６－１１２３８号公報
特開２０１０－１８０１２３号公報
特開２０１７－６５９６２号公報
特開２００３－９２１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来、黒鉛電極は電極装置と螺合方式で接続されていた。しかしながら、螺合方式は黒鉛の加工費用が高く、黒鉛電極の生産コストを増加させ、ひいては石英るつぼの生産コストを増加させる要因になっていた。
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、加工コストを削減しつつ、従来の黒鉛電極と同じように使用できる黒鉛電極、及び、そのような黒鉛電極と接続する電極装置、並びに、そのような黒鉛電極と電極装置を接続した電極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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、石英るつぼを製造するためのアーク放電に用いられる黒鉛電極であって、前記黒鉛電極は、黒鉛電極本体と、前記黒鉛電極本体から突出した接続部とを具備し、該接続部を介して前記黒鉛電極に通電するための電極装置に接続可能であり、前記接続部は、打ち込みにより前記電極装置に接続される形状であることを特徴とする黒鉛電極を提供する。
【００１０】
本発明の黒鉛電極は打ち込みにより電極装置に接続される形状の接続部を有するものであるので、加工が容易であり、そのため、ネジ山を有する従来の黒鉛電極よりも加工コストを削減できる。また、本発明の黒鉛電極は打ち込みにより電極装置と接続できるので、石英るつぼを製造する実際の使用の場面では、従来の黒鉛電極と同じように使用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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