[發明專利]CCZ連續拉晶坩堝及涂層方法

在審

• 申請號: 201910312944.5
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110029395A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 李德建;王會敏;何京輝;王東;顏超;路鵬;劉欽;李增衛;何志國;陳陽
• 申請（專利權）人: 邢臺晶龍電子材料有限公司;GTAT知識產權有限責任公司
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B29/06;C04B41/85
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 趙寶琴

本發明提供了一種CCZ連續拉晶坩堝及涂層方法，屬于半導體材質制備技術領域，包括外坩堝和坩堝內環，外坩堝用于容納待熔融的硅料；坩堝內環設置于外坩堝內，下端與外坩堝內壁相抵，其內部形成用于晶體生長的生長空間，其外部與外坩堝之間形成用于容納硅料的加料空間，坩堝內環上設有用于熔融的硅料進入生長空間的通料孔。本發明提供的CCZ連續拉晶坩堝及涂層方法，能夠延長坩堝使用壽命，提高單晶硅質量。

技術領域

本發明屬于半導體材料制備技術領域，更具體地說，是涉及一種CCZ連續 拉晶坩堝及該坩堝的涂層方法。

背景技術

目前，單晶拉棒技術正在從多次裝料拉晶(RCZ)向連續拉晶(CCZ)過渡。 CCZ可有效降低單晶拉棒的時間、坩堝成本和能耗，并且CCZ產出晶棒電阻率 更加均勻、分布更窄，品質更高。CCZ還需要壽命達到500小時的高品質的石 英坩堝，而現有的直拉法用坩堝和多次裝料拉晶用的坩堝的使用壽命和質量均 不能滿足連續拉晶的需求，因此需要對坩堝進行進一步的改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種CCZ連續拉晶坩堝，以解決現有坩堝壽命短、 不能很好適應連續拉晶技術、單晶硅質量差等技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種CCZ連續拉晶坩堝， 包括：

外坩堝，用于容納待熔融的硅料；

坩堝內環，設置于所述外坩堝內，下端與所述外坩堝內壁相抵，其內部形 成用于晶體生長的生長空間，其外部與所述外坩堝之間形成用于容納硅料的加 料空間，所述坩堝內環上設有用于熔融的硅料進入所述生長空間的通料孔。

進一步地，所述外坩堝的底部為下凹的弧形面，所述坩堝內環的下端與所 述弧形面相抵，且所述坩堝內環與所述外坩堝同軸。

進一步地，所述弧形面的弧度為R100-R500。

進一步地，所述外坩堝的底部和其側壁的相交處為弧形過渡面。

進一步地，所述弧形過渡面的弧度為R80-R150。

進一步地，所述外坩堝的厚度為10mm-15mm，所述坩堝內環的厚度在 8mm-15mm之間。

進一步地，所述坩堝內環的高度低于所述外坩堝的高度，高度差為 5mm-15mm。

進一步地，所述外坩堝的內壁和所述坩堝內環的內外壁分別均勻涂有涂層。

進一步地，所述涂層的材質為鋇元素，或者至少包含鋇元素的化合物，坩 堝表面涂層量為2g/㎡-10g/㎡。

本發明的另一目的在于提供一種坩堝的涂層方法，包括：

清洗，對坩堝進行清洗，采用氫氟酸與硝酸進行配置清洗液，配比在1:5 至2:1之間；

烘干，對清洗后的坩堝進行烘干；

噴涂，采用化學藥劑對坩堝表面進行涂層，所述化學藥劑為鋇元素，或者 至少包含鋇元素的化合物，坩堝表面涂層量為2g/㎡-10g/㎡。

本發明提供的CCZ連續拉晶坩堝的有益效果在于：與現有技術相比，本發 明CCZ連續拉晶坩堝，具有外坩堝和坩堝內環，外坩堝和坩堝內環之間為加料 空間，坩堝內環內為晶體生長空間，硅料在加料空間熔融，經坩堝內環上的通 料孔進入坩堝內環內，進行晶體生長，熔料和拉晶同時進行，且加料空間和生 長空間隔開，剛加入的硅料不會進入生長空間，因此晶體的生長空間熔料均勻、 溫度溫度，能夠制作電阻率更加均勻、分布更加集中的晶棒；也能夠減少和避 免熔料中的雜質進入生長空間，減少單晶硅的缺陷，提高單晶硅的質量，因此 兼具少子壽命高、位錯密度低和低成本等優勢。

同時，涂層對CCZ連續拉晶壽命起到延長作用，合理的噴涂量可延長坩堝 在高溫拉晶過程中時間，最大限度延長坩堝使用壽命。