[发明专利]石英坩锅脱模阻隔剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石英坩锅脱模阻隔剂及其使用方法，主要在于使用的氮化硅中β相的比例大于60%。

背景技术

随着绿能的发展，目前使用最广泛、转换效率最高者为多晶硅太阳能，在原料的生长上，是将高纯度的多晶硅原材粉末放到耐高温的坩锅中熔融，控制特定条件使其晶粒成长，冷却后，将多晶硅从坩锅中取出，再进行切割。

将多晶硅从坩锅中取出的过程中，为了能够确保多晶硅的完整，通才采用的坩锅为石英坩锅，此外，通常在坩锅的内表面涂布一层脱模层，以利分离石英坩锅及多晶硅，该脱模层通有有机脱模剂及无机脱模剂两类，有机脱模剂通常为有机硅产品，又称为硅油，但是有易导致封胶在成形时产生缺陷，进而影响产品的良率的缺点；而无机硅目前最常用的为氮化硅(Si₃N₄)，通常采用>95%的α-Si₃N₄，α-Si₃N₄具有良好的烧结特性脱模效果，但是若应用在高温脱模剂领域，由于α相在1300℃以上，结构稳定性较差，开始逐渐转变为高温稳定相─β相，此时相变化伴随的体积变化将产生较多的缺陷，甚至分解脱氮，容易使得石英坩锅中的氧或是金属杂质会以扩散的方式进入多晶硅中，这都可能导致多晶硅后续制程时发生电性、物性、化性的差异。

为了能够从原材料的性质稳定，因而需要一种耐高温、高温稳定，并具有阻隔、氧、杂质的脱模剂。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种石英坩锅脱模阻隔剂，主要用于成长多晶硅，包含99wt%以上的氮化硅(Si₃N₄)，以及小于1wt%的杂质，又在氮化硅(Si₃N₄)中，β相的氮化硅(Si₃N₄)所占的比例为60～99%。由于β相为六方最密堆栈结构，在1300℃以上结构稳定不易分解，且β相能在高温时，保持既有的晶体结构，减少高温时发生晶体转变所造成的体积变化，使得脱模层较不易崩裂，同时能够防止石英坩锅的氧，或是金属杂质扩散至多晶硅中。

本发明的另一目的是提供一种石英坩锅脱模阻隔剂的使用方法。该方法包含一混合步骤、至少一喷涂步骤以及一成膜步骤，混合步骤是将多个脱模阻隔剂的粉末与水充分混合，并经过震荡后形成一悬浮溶液，其中脱模阻隔剂的粉末包含99wt%以上的氮化硅(Si₃N₄)，以及小于1wt%的杂质，又在氮化硅(Si₃N₄)中，β相的氮化硅(Si₃N₄)所占的比例为60%～99%，且其粒径在1.8μm～4.2μm，且脱模阻隔剂的粉末占悬浮溶液的20wt%～50wt%。

喷涂步骤是将该悬浮溶均匀喷涂在一石英坩锅的表面。成膜步骤进行烘烤，将石英坩锅的表面的水分去除，而使所述脱模阻隔剂的粉末在该石英坩锅的表面形成一脱模层。

本发明的特点主要在于，藉由采用高含量的β相的氮化硅(Si₃N₄)，而能在高温时，具有稳定的结构，而使得脱模层不易分解；且高含量的β相的氮化硅(Si₃N₄)，能在高温时，保持既有高温稳定相的晶体结构，减少低温稳定的α相在高温时发生晶体转变所造成的体积变化，使得脱模层较不易崩裂。同时也避免了石英坩锅中的杂质扩散至多晶硅中，达到良好的脱模及阻隔效果。

附图说明

图1为本发明石英坩锅脱模阻隔剂的使用方法。

其中，附图标记说明如下：

S1石英坩锅脱模阻隔剂的使用方法

S10混合步骤

S20喷涂步骤

S30成膜步骤

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。