一种石英玻璃坩埚及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石英玻璃坩埚，所述石英玻璃坩埚包括坩埚基体，坩埚基体的内表面上涂敷有理论厚度0.2~2.0mm的透明涂层1和理论厚度0.2~2.0mm的透明涂层2，透明涂层1是通过熔融合成石英砂制备得到，透明涂层2是通过熔融将氮化硅掺杂入石英砂2得到的混合物制备得到，所述的氮化硅的质量为石英砂2的质量的5~50%，所述石英砂2为合成石英砂或天然石英砂与合成石英砂以任意比例的混合。本发明提供的石英玻璃坩埚在提拉单晶硅的使用过程中，能够获得比较稳定的拉晶进程，得到较高的单晶产率，拉晶阶段熔融硅熔体表面不会发生抖动，石英坩埚内表面无方石英斑点出现。并且工艺简单，操作方便；生产过程采用自动化操作自动完成。

主权项

一种石英玻璃坩埚，所述石英玻璃坩埚包括坩埚基体，其特征在于所述石英玻璃坩埚的坩埚基体的内表面上涂敷有内表面透明涂层，所述内表面透明涂层由理论厚度0.2～2.0mm的透明涂层1和理论厚度0.2～2.0mm的透明涂层2组成，其中透明涂层1是通过熔融石英砂1制备得到，所述石英砂1为合成石英砂；透明涂层2是通过熔融将氮化硅掺杂入石英砂2得到的混合物制备得到，所述的氮化硅的质量为石英砂2的质量的5～50％，所述石英砂2为合成石英砂或天然石英砂与合成石英砂以任意比例的混合；所述透明涂层1和透明涂层2按下列方式组成内表面透明图层：透明涂层1涂敷于坩埚基体的全部内表面，透明涂层2涂敷于透明涂层1的全部表面、透明涂层1的底部表面或透明涂层1的壁部表面；所述坩埚基体是由天然石英砂熔融制得；所述透明涂层1涂敷于坩埚基体的全部内表面，透明涂层2涂敷于透明涂层1的全部表面、透明涂层1的底部表面或透明涂层1的壁部表面的石英玻璃坩埚按照以下方法制得：天然石英砂放入旋转的坩埚模具中，在离心力作用下所述天然石英砂形成坩埚状，然后在坩埚模具上方的电极通入强电流形成2000℃以上的高温状态的电弧，缓慢的将天然石英砂融化并形成坩埚基体，待坩埚基体熔融成型后，通过投料装置将石英砂1以100～200g/分钟的速度均匀投入到坩埚基体的全部内表面，在坩埚基体的全部内表面熔融形成透明涂层1，投料结束并熔融完成后，调整投料装置的投料位置，将石英砂2与氮化硅掺杂混合得到的混合物以100～200g/分钟的速度均匀投入到透明涂层1的全部表面、透明涂层1的底部表面或透明涂层1的壁部表面，在透明涂层1的全部表面、透明涂层1的底部表面或透明涂层1的壁部表面熔融形成透明涂层2，所述混合物中，氮化硅的质量是石英砂2的质量的5～50％，投料结束并熔融完成后，冷却后取出，即制得所述透明涂层1涂敷于坩埚基体全部内表面，透明涂层2涂敷于透明涂层1的全部表面、透明涂层1的底部表面或透明涂层1的壁部表面的石英玻璃坩埚；所述石英砂1的质量用量m1以预计透明涂层1的厚度b1和预计涂敷的面积S1，按照公式m1＝K1×S1×b1×ρ1计算得到，其中K1为不同尺寸直径坩埚经验系数，K1＝1.5～2.0，ρ1为石英砂1的密度，所述预计透明涂层1的厚度b1为0.2～2.0mm；所述石英砂2与氮化硅掺杂混合得到的混合物的质量用量m2以预计透明涂层2的厚度b2和预计涂敷的面积S2，按照公式m2＝K2×S2×b2×ρ2计算得到，其中K2为不同尺寸直径坩埚经验系数，K2＝1.5～2.0，ρ2为石英砂2与氮化硅掺杂混合得到的混合物的密度，所述预计透明涂层2的厚度b2为0.2～2.0mm。