JPS6041848B2 - 高温拡散炉 - Google Patents
高温拡散炉Info
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- JPS6041848B2 JPS6041848B2 JP13406977A JP13406977A JPS6041848B2 JP S6041848 B2 JPS6041848 B2 JP S6041848B2 JP 13406977 A JP13406977 A JP 13406977A JP 13406977 A JP13406977 A JP 13406977A JP S6041848 B2 JPS6041848 B2 JP S6041848B2
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Links
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高温にて動作可能な拡散炉に関する。
たとえば電力用トランジスタ、サイリスタ等の製造にお
ける拡散酸化には一般に長時間作業が多くこの短縮が強
く望まれている。作業時間の短縮によつて生産量が増え
、生産量を一定とすれば設備が少くて済むが、拡散炉は
大量に使用されることが多いため、消費電力の低減は大
きな利点となる。さて本発明では拡散に要する時間は拡
散温度を高くできれば短縮できることおよび拡散炉の一
般的な使用においても炉のヒートアップ（Ｈｅａｔｕｐ
）およびクールダウン（Ｃｏｏｌｄｏｗｎ）を早く行え
ば常時所定の温度に炉を保つ必要はなく、作業中のみ昇
温保持すればよいこと（これはライニングコストの低減
になる）に着目して炉を構成した。
ける拡散酸化には一般に長時間作業が多くこの短縮が強
く望まれている。作業時間の短縮によつて生産量が増え
、生産量を一定とすれば設備が少くて済むが、拡散炉は
大量に使用されることが多いため、消費電力の低減は大
きな利点となる。さて本発明では拡散に要する時間は拡
散温度を高くできれば短縮できることおよび拡散炉の一
般的な使用においても炉のヒートアップ（Ｈｅａｔｕｐ
）およびクールダウン（Ｃｏｏｌｄｏｗｎ）を早く行え
ば常時所定の温度に炉を保つ必要はなく、作業中のみ昇
温保持すればよいこと（これはライニングコストの低減
になる）に着目して炉を構成した。
以下図面によつて説明する。図１は従来の拡散炉の構造
例図で、１は石英製プロセチユーブ（反応管）、２はア
ルミナ製ライナーチューブ（均熱管）、３は加熱用ヒー
タ、４は断熱材、５は炉体または炉の外被である。
例図で、１は石英製プロセチユーブ（反応管）、２はア
ルミナ製ライナーチューブ（均熱管）、３は加熱用ヒー
タ、４は断熱材、５は炉体または炉の外被である。
熱処理物は反応管１の一端から出し入れし、ｌｂは排気
ポンプ等に導かれる排気口である。従来はこのようにヒ
ータ３として金属発熱体（商品名ニクロム、カンタル等
）を使用した抵抗加熱式炉が用いられているが、金属発
熱体の最高使用温度は１３７５℃であつて電気炉として
常用できるのは約１２８００Ｃが限度である。
ポンプ等に導かれる排気口である。従来はこのようにヒ
ータ３として金属発熱体（商品名ニクロム、カンタル等
）を使用した抵抗加熱式炉が用いられているが、金属発
熱体の最高使用温度は１３７５℃であつて電気炉として
常用できるのは約１２８００Ｃが限度である。
このため深い拡散や厚い酸化膜を得ようとすれは長時間
炉を動作させることが必要で、生産量の制限、電力費の
増大等の問題がある。本発明は上記の欠点を取除いたも
ので、図２および図３はそれぞれ本発明を実施した拡散
炉の構造例概要図である。
炉を動作させることが必要で、生産量の制限、電力費の
増大等の問題がある。本発明は上記の欠点を取除いたも
ので、図２および図３はそれぞれ本発明を実施した拡散
炉の構造例概要図である。
これらの図において１は石英Ｊ製反応管、３ａは１〜３
分割補助ヒータ、６はシリコンカーバイト （炭化ケイ
素、以下ＳｉＣと略記する）を用いた均熱管、７は端子
、８は変圧器、９は電源、１０は電源入力制御器（サイ
リスタ使用）、１１はＳｉＣ製反応管で、第３図は第２
図に丁おける石英反応管１を省き、ＳｉＣ製均熱管で兼
用するように構成したものである。図２および図３から
明らかなように本発明の炉においてはＳｉＣ均熱管６ま
たはＳｉＣ反応管１１を主発熱体とし、その外部に金属
発熱体を用いた補助発熱体３ａを配置することが特徴で
、これらを用いて精密な温度制御および温度分布制御を
行うことによつて、従来の金属発熱体を使用した電気炉
に比べてより高温を短時間に得ることができる。その理
由および方法を次に説明する。ＳｌＣは低温状態では抵
抗値が高くしかも抵抗温度係数は負で（金属抵抗よりは
小さいが）あるため、これを発熱体として使用するには
初期に高電圧を与えて発熱させ次に除々に印加電圧を下
げてゆく手順が必要て、この制御には複雑な装置が必要
になるという欠点があつた。
分割補助ヒータ、６はシリコンカーバイト （炭化ケイ
素、以下ＳｉＣと略記する）を用いた均熱管、７は端子
、８は変圧器、９は電源、１０は電源入力制御器（サイ
リスタ使用）、１１はＳｉＣ製反応管で、第３図は第２
図に丁おける石英反応管１を省き、ＳｉＣ製均熱管で兼
用するように構成したものである。図２および図３から
明らかなように本発明の炉においてはＳｉＣ均熱管６ま
たはＳｉＣ反応管１１を主発熱体とし、その外部に金属
発熱体を用いた補助発熱体３ａを配置することが特徴で
、これらを用いて精密な温度制御および温度分布制御を
行うことによつて、従来の金属発熱体を使用した電気炉
に比べてより高温を短時間に得ることができる。その理
由および方法を次に説明する。ＳｌＣは低温状態では抵
抗値が高くしかも抵抗温度係数は負で（金属抵抗よりは
小さいが）あるため、これを発熱体として使用するには
初期に高電圧を与えて発熱させ次に除々に印加電圧を下
げてゆく手順が必要て、この制御には複雑な装置が必要
になるという欠点があつた。
本発明では金属発熱体を用いた補助ヒータ３ａを設け、
最初補助ヒータ３ａに通電してある温度までＳｉＣ管６
または１１を昇温させた後、抵抗値が低下したＳｌＣ管
に電力を投入して容易に高温を得られるようにしている
。ＳｉＣ管では最高２０００′Ｃまで得られるが、シリ
コンＳｉの融点が１４２０℃であるから炉内温度は１４
００℃前後が望ましく、この程度の温度に維持できれば
拡散工程の所要時間は著しく短縮できる。図４は本発明
による炉の温度特性で、横軸の１は炉軸に沿つた炉の入
口端よりの距離、Ｔ１はＳｉＣ主ヒータの温度、ＴＯは
炉内の所要温度を示している。ＴＯとＴ１の差ΔＴＥ，
ΔＴＯは分割ヒータ３ａの各ヒータが分担して上昇させ
なければならない温度である。なお主ヒータの温度をＴ
。まで上げることは容易であつてこの場合には分割ヒー
タ３ａの中央のヒータは省いてよいことは明らかである
が、前記のように初期の電力を節減したり、作業中のみ
昇温するなどの利点を活用するには一般に必要である。
図５は本発明の炉の温度制御装置の構成例図で、温度を
制御すべき各ヒータに熱電対のような温度検出器１３と
その出力によつて電力制御器（たとえばサイリスタ）１
０を制御する温度自動制御器１２を設けて、あらかじめ
定められた温度制御を行わせることが可能なことはよく
知られているので説明は省略する。
最初補助ヒータ３ａに通電してある温度までＳｉＣ管６
または１１を昇温させた後、抵抗値が低下したＳｌＣ管
に電力を投入して容易に高温を得られるようにしている
。ＳｉＣ管では最高２０００′Ｃまで得られるが、シリ
コンＳｉの融点が１４２０℃であるから炉内温度は１４
００℃前後が望ましく、この程度の温度に維持できれば
拡散工程の所要時間は著しく短縮できる。図４は本発明
による炉の温度特性で、横軸の１は炉軸に沿つた炉の入
口端よりの距離、Ｔ１はＳｉＣ主ヒータの温度、ＴＯは
炉内の所要温度を示している。ＴＯとＴ１の差ΔＴＥ，
ΔＴＯは分割ヒータ３ａの各ヒータが分担して上昇させ
なければならない温度である。なお主ヒータの温度をＴ
。まで上げることは容易であつてこの場合には分割ヒー
タ３ａの中央のヒータは省いてよいことは明らかである
が、前記のように初期の電力を節減したり、作業中のみ
昇温するなどの利点を活用するには一般に必要である。
図５は本発明の炉の温度制御装置の構成例図で、温度を
制御すべき各ヒータに熱電対のような温度検出器１３と
その出力によつて電力制御器（たとえばサイリスタ）１
０を制御する温度自動制御器１２を設けて、あらかじめ
定められた温度制御を行わせることが可能なことはよく
知られているので説明は省略する。
以上のように本発明の炉は従来の拡散炉に比べて高温が
得られるので、拡散に要する時間が短縮され、電力費の
低減と設備の効率向上従つて小形化が実現できるなど工
業上の効果は明白である。
得られるので、拡散に要する時間が短縮され、電力費の
低減と設備の効率向上従つて小形化が実現できるなど工
業上の効果は明白である。
図１は従来の拡散炉の構造例図、図２および図３はそれ
ぞれ本発明を実施した炉の構造例図、図４はその温度特
性図、図５は本発明の炉の温度制御装置の構成例図であ
る。 １・・・・・・反応管、２・・・・・・均熱管、３・・
・・・・ヒータ、３ａ・・・・・・分割ヒータ、４・・
・・・・断熱材、５・・・・・・炉の外囲、６・・・・
・・ＳｉＣを用いた均熱管、７・・・・・・端子、８・
・・・・・変圧器、９・・・・・・電源、１０・・・・
・・電力制御器、１１・・・・・・ＳｉＣを用いた反応
管、１２・・・・・温度自動制御器、１３・・・・・・
温度検出器。
ぞれ本発明を実施した炉の構造例図、図４はその温度特
性図、図５は本発明の炉の温度制御装置の構成例図であ
る。 １・・・・・・反応管、２・・・・・・均熱管、３・・
・・・・ヒータ、３ａ・・・・・・分割ヒータ、４・・
・・・・断熱材、５・・・・・・炉の外囲、６・・・・
・・ＳｉＣを用いた均熱管、７・・・・・・端子、８・
・・・・・変圧器、９・・・・・・電源、１０・・・・
・・電力制御器、１１・・・・・・ＳｉＣを用いた反応
管、１２・・・・・温度自動制御器、１３・・・・・・
温度検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通電によつて加熱されるシリコンカーバイト製管を
炉の主発熱体とし、その外側に金属製発熱体よりなる補
助ヒータを配置し、両発熱体にそれぞれ与える電力を加
減することによつて上記管内の温度を所要の高温度に維
持することを特徴とする高温拡散炉。 ２ シリコンカーバイト製管の内部に熱処理物を収める
石英製炉心管を設けたことを特徴とする特許請求範囲第
１項記載の高温拡散炉。 ３ シリコンカーバイト製管をその内部に熱処理物を収
めるように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の高温拡散炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13406977A JPS6041848B2 (ja) | 1977-11-10 | 1977-11-10 | 高温拡散炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13406977A JPS6041848B2 (ja) | 1977-11-10 | 1977-11-10 | 高温拡散炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5467764A JPS5467764A (en) | 1979-05-31 |
| JPS6041848B2 true JPS6041848B2 (ja) | 1985-09-19 |
Family
ID=15119641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13406977A Expired JPS6041848B2 (ja) | 1977-11-10 | 1977-11-10 | 高温拡散炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041848B2 (ja) |
-
1977
- 1977-11-10 JP JP13406977A patent/JPS6041848B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5467764A (en) | 1979-05-31 |
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