[发明专利]多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层及其制备方法与应用在审
申请号: | 201911342349.2 | 申请日: | 2019-12-23 |
公开(公告)号: | CN110952136A | 公开(公告)日: | 2020-04-03 |
发明(设计)人: | 朱堂龙;吴永龙;余佳佳;王宇湖 | 申请(专利权)人: | 苏州纳迪微电子有限公司 |
主分类号: | C30B28/06 | 分类号: | C30B28/06;C30B29/06 |
代理公司: | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人: | 范晴;顾天乐 |
地址: | 215000 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 多晶 铸锭 石英 坩埚 复合 涂层 及其 制备 方法 应用 | ||
一种多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层及其制备方法与应用,属于陶瓷材料技术领域。该多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层包括同步烘干后烧结在坩埚表面的氧化硅层和氮化硅层,氧化硅层作为粘结层连接氮化硅层与多晶硅铸锭石英坩埚。本发明中氮化硅层致密度高,能够降低采用多晶硅铸锭石英坩埚制造的硅铸锭的氧含量,减少红区,提高硅铸锭的利用率。
技术领域
本发明涉及的是一种陶瓷材料领域的技术,具体是一种多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层及其制备方法与应用。
背景技术
目前,多晶硅铸锭过程中,为了避免硅铸锭与石英坩埚直接接触而引入杂质,都会用直接氮化法、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和低压化学气相沉积(LPCVD)法在石英坩埚上涂上一层涂层,最为普遍的就是刷涂或者喷涂一层氮化硅涂层,但是氮化硅涂层不易烧结,坩埚杂质容易渗进物料中。例如公开(公告)号为CN103506263B的中国专利申请,在石英坩埚表面喷涂硅溶胶,氮化硅的涂层,但是得不到致密的涂层。
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明由此而来。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足,提出了一种多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层及其制备方法与应用,氮化硅层致密度高,能够降低采用多晶硅铸锭石英坩埚制造的硅铸锭的氧含量,减少红区,提高硅铸锭的利用率。
本发明涉及一种多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层,包括同步烘干后烧结在坩埚表面的氧化硅层和氮化硅层,氧化硅层作为粘结层连接氮化硅层与多晶硅铸锭石英坩埚。
所述氧化硅层采用混合浆料一烘干后烧结而成,混合浆料一按重量比例包括:10%-20%硅溶胶、25%-60%硅微粉、10%-20%片状氧化硅、5%-10%水溶性聚合物和15%-45%去离子水。
所述釉层采用混合浆料二烘干后烧结而成,混合浆料二按重量比例包括:30%-50%氮化硅、15%-25%硅溶胶和30%-50%去离子水。
所述硅溶胶D50粒径为10-90nm,优选20nm,30mn,50nm,60nm,纯度为99.999%-99.9999%。
所述硅微粉D50粒径为0.5-5μm,优选0.5μm,1μm,2μm,3μm,4μm,5μm,纯度为99.999%-99.9999%。
所述片状氧化硅D50粒径为5-20μm,优选5μm,10μm,15μm,20μm,纯度为99.999%-99.9999%。
所述水溶性聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、纤维素醚中至少一种。
所述氮化硅D50粒径为3.6μm。
本发明涉及一种多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1,按比例将硅溶胶、硅微粉、片状氧化硅、聚乙二醇加入到去离子水中,搅拌混合30-120min得到混合浆料一;之后采用混合浆料一刷涂坩埚,厚度控制在0.5-0.7mm,自然晾干备用;
S2,按比例将氮化硅、硅溶胶加入去离子水中,搅拌混合30-120min,得到混合浆料二;之后采用混合浆料二涂刷经步骤S1处理的坩埚,厚度控制在0.1-0.2mm,自然晾干;
S3,将经步骤S2处理的坩埚加热烘干,再在抽真空条件下高温烧结,在多晶硅铸锭石英坩埚表面形成复合涂层。
优选地,所述烘干温度为100-130℃。
优选地,所述烧结温度为1100-1300℃,升温速率1-10℃/min,烧结时间1-10h。
本发明涉及一种多晶硅铸锭石英坩埚,在坩埚内侧表面设有多晶硅铸锭石英坩埚复合涂层。
技术效果
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