【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单晶硅制造设备，具体而言，涉及一种石英坩埚及其制备方法与应用。
技术介绍
1、石英坩埚是czochralski法(简称“cz法”)拉制单晶硅棒的重要辅件。石英坩埚作为硅料的载体有着不可替代的作用。在cz法制备硅单晶工艺中，石英坩埚起到盛放多晶硅原料以及导热和热场控制等作用。石英坩埚的性能对单晶硅的产出起到关键性作用。
2、为满足生产需求，石英坩埚通常由外层气泡层和内层透明层构成，内层透明层直接接触硅液，外层气泡层接触石墨坩埚，起到均匀导热作用。在制备单晶硅过程中，硅的熔点约为1420℃，为使硅完全熔化为硅液，坩埚内熔料的温度一般设置为1500~1600℃。该温度下石英材料会发生软化，并在重力或者与硅液的相互作用逐渐发生变形，影响拉出的单晶硅质量，甚至会导致单晶硅拉晶失败。此外，在长时间、高温使用的过程中，变形后的石英坩埚与石墨坩埚直接接触，高温下发生化学反应产生co等气体，这些气体会向坩埚内部扩散，导致坩埚发生鼓包等严重问题。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种石英坩埚及其制备方法与应用，以解决或改善上述技术问题。
2、本专利技术可这样实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种石英坩埚的制备方法，其包括以下步骤：采用等离子体增强化学气相沉积方式，于石英坩埚本体的外表面制备碳化硅保护层；
4、碳化硅保护层的制备条件包括：射频功率为100w~200w，腔体温度为460℃～
5、在可选的实施方式中，碳化硅保护层具有以下特征中的至少一种：
6、特征一：碳化硅保护层的总厚度为0.1μm~500μm；
7、特征二：碳化硅保护层的致密度不低于99%。
8、在可选的实施方式中，碳化硅保护层的层数为多层，单层碳化硅保护层的厚度为0.1μm~125μm。
9、在可选的实施方式中，石英坩埚本体包括由外至内依次设置的气泡层和透明层。
10、在可选的实施方式中，气泡层的厚度为2mm~30mm，和/或，透明层的厚度为1.2mm~10mm。
11、在可选的实施方式中，气泡层中含有第一石英砂，透明层中含有第二石英砂；
12、第一石英砂的粒径大于第二石英砂的粒径，且第一石英砂的纯度不高于第二石英砂的纯度。
13、在可选的实施方式中，第一石英砂的粒径为120μm~300μm；第二石英砂的粒径为50μm~170μm。
14、在可选的实施方式中，石英坩埚的制备方法还包括：于石英坩埚本体的内表面制备含钡涂层；
15、含钡涂层的厚度不超过10μm。
16、第二方面，本专利技术提供一种石英坩埚，其经前述实施方式任一项的制备方法制备而得。
17、第三方面，本专利技术提供一种如前述实施方式的石英坩埚在制备单晶硅中的应用。
18、本专利技术的有益效果包括：
19、本专利技术创造性地提出了采用等离子体增强化学气相沉积方式，按特定的条件于石英坩埚本体的外表面制备碳化硅保护层的方案。制备的碳化硅涂层使用温度较高，既能提升石英坩埚使用时的支撑性能，避免其在使用过程中塌陷，又能抑制石英坩埚中气泡层中的石英与石墨坩埚反应产生气体，进而避免了该部分co气体向石英坩埚内部扩散导致坩埚鼓包等问题。
20、具有上述碳化硅涂层的石英坩埚在长时间拉晶时能够保证起形状不塌陷，同时有效阻止反应气体引起的鼓包，有利于制备出性能良好的硅棒。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用等离子体增强化学气相沉积方式，于石英坩埚本体的外表面制备碳化硅保护层；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅保护层具有以下特征中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅保护层的层数为多层，单层碳化硅保护层的厚度为0.1μm~125μm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述石英坩埚本体包括由外至内依次设置的气泡层和透明层。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述气泡层的厚度为2mm~30mm，和/或，所述透明层的厚度为1.2mm~10mm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述气泡层中含有第一石英砂，所述透明层中含有第二石英砂；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一石英砂的粒径为120μm~300μm；所述第二石英砂的粒径为50μm~170μm。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：于所述石英坩埚本体的内表
9.一种石英坩埚，其特征在于，经权利要求1~8任一项所述的制备方法制备而得。
10.一种如权利要求9所述的石英坩埚在制备单晶硅中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种石英坩埚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用等离子体增强化学气相沉积方式，于石英坩埚本体的外表面制备碳化硅保护层；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅保护层具有以下特征中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅保护层的层数为多层，单层碳化硅保护层的厚度为0.1μm~125μm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述石英坩埚本体包括由外至内依次设置的气泡层和透明层。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述气泡层的厚度为2mm~30mm...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，李洪操，周勇，吴伟华，陶飞，方志远，王洋洋，
申请(专利权)人：浙江美晶新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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