[发明专利]硅锭凝固用坩埚及其制造方法

权利要求书

1.能用于从熔融硅凝固硅锭的坩埚，其特征在于所述坩埚在其内表面上至少部分地涂覆有外层，所述外层是分层堆垛的形式，每个分层具有从5到150μm变化的厚度，并且由下述这样的材料形成，所述材料通过热分解聚硅氮烷和/或聚硅氧烷获得并且在其中结合了尺寸从50nm到200μm变化的无机颗粒。

2.权利要求1所述的坩埚，其特征在于所述无机颗粒的尺寸从500nm到50μm变化，优选从0.8μm到10μm变化。

3.权利要求1或2所述的坩埚，其特征在于所述无机颗粒选自硅颗粒，其任选地进行表面氧化，氮化硼颗粒，氮化硅颗粒，碳化硅颗粒，氧碳化硅颗粒，二氧化硅颗粒，氧碳氮化硅颗粒，碳氮化硅硼颗粒，以及它们的混合物。

4.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于所述无机颗粒与形成包含它们的该一个或多个分层的材料具有相同的化学性质。

5.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于该外层包含2-8个分层，尤其是4-6个分层，所述分层是叠置和邻接的。

6.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于分层的厚度从10μm到50μm变化。

7.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于通过热分解聚硅氮烷和/或聚硅氧烷获得的材料基于碳化硅、氮化硅、二氧化硅、氧碳氮化硅和/或氧碳化硅。

8.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于构成所述层的一个或多个分层、甚至是所有的分层由如下的材料形成：所述材料通过热分解聚硅氮烷而获得，所述材料尤其是至少部分地为无定形的形式，其中结合了无机颗粒。

9.前个权利要求所述的坩埚，其特征在于所述无机颗粒是氧碳化硅颗粒。

10.权利要求8所述的坩埚，其特征在于所述无机颗粒是主要由二氧化硅形成的颗粒。

11.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于构成所述层的所有分层由同一种材料形成。

12.权利要求1-10任一项所述的坩埚，其特征在于所述层的至少两个分层由不同材料形成。

13.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于形成该外层的一个或多个分层甚至是所有的分层是非并合的瓦片的形式。

14.前个权利要求所述的坩埚，其特征在于分层的所述瓦片的侧向间距为0.1μm-50μm，特别是0.1μm-20μm，更特别是0.5μm-10μm，优选为0.5μm-5μm。

15.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于该外层具有范围从10到500μm，尤其是范围从50到300μm并且优选范围从100到200μm的厚度。

16.上述权利要求任一项所述的坩埚，其特征在于它由致密陶瓷基材构成，例如由碳化硅、氮化硅或者二氧化硅制成，或者由多孔基材构成，例如由石墨制成，任选地涂覆有不渗透层(例如由碳化硅制成)。

17.在能用于从熔融硅凝固硅锭的坩埚的内表面上形成高纯度防粘涂层的方法，其特征在于所述涂层经由如下方式获得：

·(a)根据如下处理形成至少一个分层，所述处理包括：

(1)至少一次以下步骤序列：

(i)使所述坩埚的内表面与溶液接触，所述溶液包含至少一种聚硅氮烷和/或至少一种聚硅氧烷，并且还包含颗粒材料，其颗粒具有的尺寸从50nm到200μm变化，颗粒材料/聚硅氮烷和/或聚硅氧烷比例范围从10％到70％体积，优选范围从40％到50％体积；

(ii)所述溶液通过热处理进行缩合交联；并且

(iii)任选地，在空气中在范围从270℃到700℃的温度下预热解；

(2)在高于700℃的温度下在受控温度和气氛下热解至少1小时，并且任选地；

(3)氧化退火；然后

·(b)在步骤(a)中形成的分层上叠置一个或多个相继的分层，每个分层通过重复至少一次以下的步骤序列形成：步骤(i)，(ii)和任选的(iii)，之后是步骤(2)和任选的步骤(3)。

18.前个权利要求所述的方法，其特征在于至少一个所述分层的形成包括预热解步骤(iii)。