[发明专利]CCZ连续拉晶坩埚及涂层方法

说明书

本发明提供了一种CCZ连续拉晶坩埚及涂层方法，属于半导体材质制备技术领域，包括外坩埚和坩埚内环，外坩埚用于容纳待熔融的硅料；坩埚内环设置于外坩埚内，下端与外坩埚内壁相抵，其内部形成用于晶体生长的生长空间，其外部与外坩埚之间形成用于容纳硅料的加料空间，坩埚内环上设有用于熔融的硅料进入生长空间的通料孔。本发明提供的CCZ连续拉晶坩埚及涂层方法，能够延长坩埚使用寿命，提高单晶硅质量。

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，更具体地说，是涉及一种CCZ连续 拉晶坩埚及该坩埚的涂层方法。

背景技术

目前，单晶拉棒技术正在从多次装料拉晶(RCZ)向连续拉晶(CCZ)过渡。 CCZ可有效降低单晶拉棒的时间、坩埚成本和能耗，并且CCZ产出晶棒电阻率 更加均匀、分布更窄，品质更高。CCZ还需要寿命达到500小时的高品质的石 英坩埚，而现有的直拉法用坩埚和多次装料拉晶用的坩埚的使用寿命和质量均 不能满足连续拉晶的需求，因此需要对坩埚进行进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CCZ连续拉晶坩埚，以解决现有坩埚寿命短、 不能很好适应连续拉晶技术、单晶硅质量差等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种CCZ连续拉晶坩埚， 包括：

外坩埚，用于容纳待熔融的硅料；

坩埚内环，设置于所述外坩埚内，下端与所述外坩埚内壁相抵，其内部形 成用于晶体生长的生长空间，其外部与所述外坩埚之间形成用于容纳硅料的加 料空间，所述坩埚内环上设有用于熔融的硅料进入所述生长空间的通料孔。

进一步地，所述外坩埚的底部为下凹的弧形面，所述坩埚内环的下端与所 述弧形面相抵，且所述坩埚内环与所述外坩埚同轴。

进一步地，所述弧形面的弧度为R100-R500。

进一步地，所述外坩埚的底部和其侧壁的相交处为弧形过渡面。

进一步地，所述弧形过渡面的弧度为R80-R150。

进一步地，所述外坩埚的厚度为10mm-15mm，所述坩埚内环的厚度在 8mm-15mm之间。

进一步地，所述坩埚内环的高度低于所述外坩埚的高度，高度差为 5mm-15mm。

进一步地，所述外坩埚的内壁和所述坩埚内环的内外壁分别均匀涂有涂层。

进一步地，所述涂层的材质为钡元素，或者至少包含钡元素的化合物，坩 埚表面涂层量为2g/㎡-10g/㎡。

本发明的另一目的在于提供一种坩埚的涂层方法，包括：

清洗，对坩埚进行清洗，采用氢氟酸与硝酸进行配置清洗液，配比在1:5 至2:1之间；

烘干，对清洗后的坩埚进行烘干；

喷涂，采用化学药剂对坩埚表面进行涂层，所述化学药剂为钡元素，或者 至少包含钡元素的化合物，坩埚表面涂层量为2g/㎡-10g/㎡。

本发明提供的CCZ连续拉晶坩埚的有益效果在于：与现有技术相比，本发 明CCZ连续拉晶坩埚，具有外坩埚和坩埚内环，外坩埚和坩埚内环之间为加料 空间，坩埚内环内为晶体生长空间，硅料在加料空间熔融，经坩埚内环上的通 料孔进入坩埚内环内，进行晶体生长，熔料和拉晶同时进行，且加料空间和生 长空间隔开，刚加入的硅料不会进入生长空间，因此晶体的生长空间熔料均匀、 温度温度，能够制作电阻率更加均匀、分布更加集中的晶棒；也能够减少和避 免熔料中的杂质进入生长空间，减少单晶硅的缺陷，提高单晶硅的质量，因此 兼具少子寿命高、位错密度低和低成本等优势。

同时，涂层对CCZ连续拉晶寿命起到延长作用，合理的喷涂量可延长坩埚 在高温拉晶过程中时间，最大限度延长坩埚使用寿命。