抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚及其制备方法技术

本发明专利技术的抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚包括天然石英砂熔制气泡层、天然石英砂熔制透明层、合成石英砂熔制透明层、诱发结晶层，所述天然石英砂熔制气泡层为抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚的最外层，天然石英砂熔制透明层位于天然石英砂熔制气泡层的内侧，合成石英砂熔制透明层位于天然石英砂熔制透明层的内侧，所述诱发结晶层位于天然石英砂熔制透明层、合成石英砂熔制透明层之间。石英坩埚中的硅料在熔融后，硅料的液面高于诱发结晶层的下端且低于诱发结晶层的上端。在高温作用下，诱发结晶相粉末将合成石英砂熔制透明层由玻璃态转变为晶体态。在引晶过程中可显著减少硅液与石英坩埚反应释放一氧化硅气体，抑制硅液面抖动。

【技术实现步骤摘要】
抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚及其制备方法
本专利技术涉及单晶硅生产设备
，尤其涉及一种抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚及其制备方法。
技术介绍
单晶硅的拉制分为以下几个主要步骤，装硅料、检漏、化料、引晶、放肩、等径、收尾、冷却。装硅料、检漏、化料、引晶都在石英坩埚中进行。其中，引晶过程为通过向石英坩埚的硅熔体中引入具有特定晶向的籽晶，使固液界面的原子不断从液相转化为固相，通过边旋转边以一定速度向上提拉籽晶，使晶体开始生长，由于籽晶在插入熔体时，受到热应力和表面张力会产生位错，为防止籽晶中的位错延伸到晶体中，需引出直径为3-5mm，长度约200mm以上的细颈，以消除结晶位错，建立无位错生长状态。细颈在提拉过程中，若硅液面抖动严重，很容易造成细颈脱离硅液面造成引晶中断导致无法引晶。电子级单晶硅拉制采用合成石英坩埚，合成石英坩埚由外侧天然石英砂和内侧合成石英砂熔制而成，合成石英砂杂质含量少，熔制后合成石英层中杂质气泡较少且化学活性较高，表面硅液与合成石英层反应剧烈产生大量一氧化硅气体，气体释放造成硅液面剧烈抖动而无法引晶，导致拉晶无法进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：包括天然石英砂熔制气泡层、天然石英砂熔制透明层、合成石英砂熔制透明层、诱发结晶层，所述天然石英砂熔制气泡层为抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚的最外层，天然石英砂熔制透明层位于天然石英砂熔制气泡层的内侧，合成石英砂熔制透明层位于天然石英砂熔制透明层的内侧，所述诱发结晶层位于天然石英砂熔制透明层、合成石英砂熔制透明层之间，在高温状态下，所述诱发结晶层能够促使与诱发结晶层相邻的合成石英砂熔制透明层由玻璃态转变为晶体态。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：包括天然石英砂熔制气泡层、天然石英砂熔制透明层、合成石英砂熔制透明层、诱发结晶层，所述天然石英砂熔制气泡层为抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚的最外层，天然石英砂熔制透明层位于天然石英砂熔制气泡层的内侧，合成石英砂熔制透明层位于天然石英砂熔制透明层的内侧，所述诱发结晶层位于天然石英砂熔制透明层、合成石英砂熔制透明层之间，在高温状态下，所述诱发结晶层能够促使与诱发结晶层相邻的合成石英砂熔制透明层由玻璃态转变为晶体态。


2.如权利要求1所述的抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：所述诱发结晶层包括诱发结晶相粉体，诱发结晶相粉体附着在天然石英砂熔制透明层上，诱发结晶层为环状且位于石英坩埚的上端。


3.如权利要求2所述的抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：所述诱发结晶相粉体包括钙、镁、锶、钛、钡、锆、铝元素的单质或化合物中的任意一种，或是钙、镁、锶、钛、钡、锆、铝元素的单质或化合物中的多种。


4.如权利要求2所述的抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：所述诱发结晶相粉体的粒径为1nm～1000nm。


5.如权利要求4所述的抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：所述诱发结晶相粉体的表面浓度为0.1*10-6mol/cm2～1*10-6mol/cm2。


6.如权利要求1所述的抑制引晶硅液面抖动的石英坩埚，其特征在于：所述天然石英砂熔制气泡层的厚度占石英坩埚总壁厚的1%～80%，所述天然石英砂熔制透明...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，李卫，李常国，何玉鹏，邓红，
申请(专利权)人：宁夏富乐德石英材料有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64