一种坩埚包括外部元件和内部元件。外部元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端。内部元件包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底。所述圆锥体以相对于竖直轴线的第二锐角从所述坩埚的所述顶端径向向外下降至所述坩埚的所述底端。所述内部元件包括：所述圆柱体的基底部分，其利用密封剂附接到所述外部元件的所述第一部分，以在所述外部元件的内部和所述内部元件的外部之间形成中空模具。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于铸造近净形(NNS)硅锭的坩埚相关申请的交叉引用本申请要求于2018年5月24日提交的美国专利申请No.15/988,126的优先权。以上引用的申请的全部公开内容通过引用合并于此。
本公开总体上涉及铸造锭，并且更具体地涉及用于铸造近净形(NNS)硅锭的坩埚。
技术介绍
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。用于处理半导体晶片和制造半导体器件的主要设备的关键室部件是使用多晶硅材料制造的。大多数室部件具有环形和圆形板的形状。方形石英坩埚用于铸造多晶硅(Mc-Si)。由方形Mc-Si锭生产最终室部件需要几个额外的处理步骤。这些用于制造室零件的标准方法由于多个处理步骤、处理过程中涉及的时间以及成型过程中浪费的材料而成本很高。
技术实现思路
一种用于形成锭的坩埚包括：具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具。所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成所述锭。所述中空模具的所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端。所述中空模具的所述圆锥形外壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的顶端。所述锐角防止所述锭开裂。在其他特征中，所述锐角大于零且小于或等于15度。在其他特征中，所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁由石英制成；以及所述圆锥形外壁的内部和所述圆锥形内壁的外部涂覆有氮化硅。在其他特征中，所述锭长600mm。在其他特征中，所述固体材料还包含掺杂剂。在其他特征中，所述坩埚还包括：至少一个加热器，其设置在所述圆锥形外壁的周围，以加热装载在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间的所述固体材料的块，所述坩埚还包括：冷却装置，其设置在所述中空模具的所述底端附近，以冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间形成的熔融液体。所述坩埚还包括：与所述中空模具相关联的至少一个温度传感器，以感测所述中空模具的内容物的温度。所述坩埚还包括：控制器，其基于感测到的所述温度控制所述至少一个加热器和所述冷却装置，以由所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。在还有的其他特征中，一种坩埚包括外部元件和内部元件。外部元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端。内部元件包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底。所述圆锥体以相对于竖直轴线的第二锐角从所述坩埚的所述顶端径向向外下降至所述坩埚的所述底端。所述内部元件包括：所述圆柱体的基底部分，其利用密封剂附接到所述外部元件的所述第一部分，以在所述外部元件的内部和所述内部元件的外部之间形成中空模具。在其他特征中，所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成锭。在其他特征中，所述密封剂包括氮化硅和液体的混合物，所述混合物被烘烤以在所述外部元件和所述内部元件之间形成密封。在其他特征中，所述内部元件被配置成当在所述中空模具中形成锭后从所述坩埚的所述顶端沿向下方向向所述内部元件施加力时与所述外部元件分离，以释放所述锭而不会破坏所述锭。在其他特征中，所述坩埚还包括附接到所述内部元件的顶端的杆，以通过在所述中空模具中熔化固体材料并通过在所述中空模具中冷却熔融的所述材料而在所述中空模具中形成锭之后，将所述内部元件从所述坩埚的所述顶端向下推动，以使所述内部元件与所述外部元件脱离。在其他特征中，所述杆由石墨或钼制成。在其他特征中，所述内部元件和所述外部元件由石英制成；以及所述外部元件的所述内部和所述内部元件的所述外部涂覆有氮化硅。在其他特征中，所述锭长600mm。在其他特征中，所述固体材料包含掺杂剂。在其他特征中，所述坩埚进一步包括：至少一个加热器，其设置在所述外部元件周围，以加热装入所述中空模具中的固体材料的块。所述固体材料包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷。所述坩埚还包括：冷却装置，其设置在所述中空模具的所述底端附近，以冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中形成的熔融液体。所述坩埚还包括：至少一个温度传感器，其与所述中空模具相关联以感测所述中空模具的内容物的温度。所述坩埚还包括：控制器，其基于感测到的温度控制所述至少一个加热器和所述冷却装置，以从所述中空模具中的所述熔融液体形成锭。在还有的其他特种中，一种用于形成锭的方法包括：形成具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具。所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端。所述圆锥形外壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的顶端。所述方法还包括被构造成将包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料容纳在所述中空模具中。所述方法还包括熔化在所述中空模具中的所述固体材料。所述方法还包括冷却在所述中空模具中的熔融的所述材料，以形成所述锭。所述锐角防止所述锭开裂。在其他特征中，所述锐角大于零且小于或等于15度。在其他特征中，所述方法还包括由石英形成所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁；以及用氮化硅涂覆所述圆锥形外壁的内部和所述圆锥形内壁的外部。在其他特征中，所述方法还包括形成长600mm的所述锭。在其他特征中，所述方法还包括添加掺杂剂到所述固体材料中。在其他特征中，所述方法还包括：围绕所述圆锥形外壁加热，以熔化装载在所述中空模具中的所述固体材料的块，所述固体材料的块在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间。所述方法还包括：从所述中空模具的所述底端冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间形成的熔融液体。所述方法还包括：感测所述中空模具的内容物的温度。所述方法还包括：基于感测到的所述温度控制所述加热和所述冷却，以由所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。在还有的其他特征中，一种形成坩埚以形成锭的方法包括形成外部元件，该外部元件具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端。该方法还包括形成内部元件，该内部元件包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底。所述圆锥体以相对于竖直轴线的第二锐角从所述坩埚的所述顶端径向向外下降至所述坩埚的所述底端。所述方法还包括形成所述内部元件，所述内部元件包括：所述圆柱体的基底部分，其利用密封剂附接到所述外部元件的所述第一部分，以在所述外部元件的内部和所述内部元件的外部之间形成中空模具。在其他特征中，所述方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于形成锭的坩埚，该坩埚包括：/n具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具，所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成所述锭；/n其中，所述中空模具的所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端；/n其中，所述中空模具的所述圆锥形外壁以相对于所述竖直轴线的所述锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的所述顶端；以及/n其中，所述锐角防止所述锭开裂。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180524 US 15/988,1261.一种用于形成锭的坩埚，该坩埚包括：
具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具，所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成所述锭；
其中，所述中空模具的所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端；
其中，所述中空模具的所述圆锥形外壁以相对于所述竖直轴线的所述锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的所述顶端；以及
其中，所述锐角防止所述锭开裂。
2.根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述锐角大于零且小于或等于15度。
3.根据权利要求1所述的坩埚，其中：
所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁由石英制成；以及
所述圆锥形外壁的内部和所述圆锥形内壁的外部涂覆有氮化硅。
4.根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述锭长600mm。
5.根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述固体材料还包含掺杂剂。
6.根据权利要求1所述的坩埚，其进一步包括：
至少一个加热器，其设置在所述圆锥形外壁的周围，以加热装载在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间的所述固体材料的块；
冷却装置，其设置在所述中空模具的所述底端附近，以冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间形成的熔融液体；
与所述中空模具相关联的至少一个温度传感器，以感测所述中空模具的内容物的温度；以及
控制器，其基于感测到的所述温度控制所述至少一个加热器和所述冷却装置，以由所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。
7.一种坩埚，其包括：
外部元件，其具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端；和
内部元件，其包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底，所述圆锥体以相对于所述竖直轴线的第二锐角从所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣，哈尔斯·斯里瓦戴恩，伊戈尔·佩道斯，维杰·尼西亚纳森，
申请(专利权)人：希尔福克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。