[發(fā)明專(zhuān)利]一種單晶用高純石英坩堝及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811065794.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108977879B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石剛;毛炳全
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江美晶新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B15/10
• 分類(lèi)號(hào): C30B15/10;C30B29/06
• 代理公司: 杭州中成專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種單晶用高純石英坩堝，包括坩堝本體；其特征在于，所述坩堝本體包括坩堝側(cè)壁以及坩堝底部；所述坩堝側(cè)壁上部具有平行于其橫截面的環(huán)形三層結(jié)構(gòu)，坩堝本體其余部分為雙層結(jié)構(gòu)；

從坩堝本體端口往下0.05H～0.3H高度范圍內(nèi)為所述三層結(jié)構(gòu)，其中，H為坩堝本體端口至底端的距離；所述三層結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次為透明石英層、氣泡過(guò)渡石英層與不透明石英層；三層結(jié)構(gòu)中，透明石英層中Al含量為1～20ppb，氣泡過(guò)渡石英層中Al含量為1～20ppm，不透明石英層中Al含量為20~30ppm；透明石英層的氣泡率低于0.01%，氣泡過(guò)渡石英層的氣泡率在0.01%～0.1%；透明石英層厚度為1～2mm，氣泡過(guò)渡石英層厚度為2～3mm；

所述雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為透明石英玻璃層，外層是含有氣泡的的不透明石英玻璃層；雙層結(jié)構(gòu)中，外層的不透明石英玻璃層內(nèi)的Al含量為20～30ppm。

2.一種單晶用高純石英坩堝的制備方法，其特征在于，

所述坩堝本體包括坩堝側(cè)壁以及坩堝底部；所述坩堝側(cè)壁上部具有平行于其橫截面的環(huán)形三層結(jié)構(gòu)，坩堝本體其余部分為雙層結(jié)構(gòu)；

從坩堝本體端口往下0.05H～0.3H高度范圍內(nèi)為所述三層結(jié)構(gòu)，其中，H為坩堝本體端口至底端的距離；所述三層結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次為透明石英層、氣泡過(guò)渡石英層與不透明石英層；三層結(jié)構(gòu)中，透明石英層中Al含量為1～20ppb，氣泡過(guò)渡石英層中Al含量為1～20ppm，不透明石英層中Al含量為20~30ppm；透明石英層的氣泡率低于0.01%，氣泡過(guò)渡石英層的氣泡率在0.01%～0.1%；透明石英層厚度為1～2mm，氣泡過(guò)渡石英層厚度為2～3mm；

所述雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)層為透明石英玻璃層，外層是含有氣泡的的不透明石英玻璃層；雙層結(jié)構(gòu)中，外層的不透明石英玻璃層內(nèi)的Al含量為20～30ppm；

該單晶用高純石英坩堝的制備步驟為：

（1）制備雙層結(jié)構(gòu)：將石英砂倒入到旋轉(zhuǎn)的模具中，值得注意的是：模具端口向下的局部范圍內(nèi)，不要倒入石英砂；采用高溫電弧法熔融所述的石英砂，通過(guò)熔制過(guò)程中抽真空的方式，形成不透明石英玻璃層和透明石英玻璃層；

（2）利用成型機(jī)，先將最外層Al含量20~30ppm的石英砂甩到旋轉(zhuǎn)的未倒入石英砂部位的石墨模具中，接著將Al含量為1~20ppm的合成石英砂甩到最外層石英砂上，最后將Al含量為1~20ppb的高純合成石英砂甩到整個(gè)模具石英砂上，形成第三層；

（3）采用高溫電弧法熔融上述的兩層及三層結(jié)構(gòu)，從而形成單晶用高純石英坩堝。