[发明专利]用于铸造近净形(NNS)硅锭的坩埚

权利要求书

1.一种用于形成锭的坩埚，该坩埚包括：

具有圆锥形内壁和圆锥形外壁的中空模具，所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成所述锭；

其中，所述中空模具的所述圆锥形内壁以相对于竖直轴线的锐角从所述中空模具的顶端径向向外下降至所述中空模具的底端；

其中，所述中空模具的所述圆锥形外壁以相对于所述竖直轴线的所述锐角从所述中空模具的所述底端径向向外上升到所述中空模具的所述顶端；以及

其中，所述锐角防止所述锭开裂。

2.根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述锐角大于零且小于或等于15度。

3.根据权利要求1所述的坩埚，其中：

所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁由石英制成；以及

所述圆锥形外壁的内部和所述圆锥形内壁的外部涂覆有氮化硅。

4.根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述锭长600mm。

5.根据权利要求1所述的坩埚，其中，所述固体材料还包含掺杂剂。

6.根据权利要求1所述的坩埚，其进一步包括：

至少一个加热器，其设置在所述圆锥形外壁的周围，以加热装载在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间的所述固体材料的块；

冷却装置，其设置在所述中空模具的所述底端附近，以冷却通过加热所述固体材料的所述块而在所述中空模具中在所述中空模具的所述圆锥形内壁和所述圆锥形外壁之间形成的熔融液体；

与所述中空模具相关联的至少一个温度传感器，以感测所述中空模具的内容物的温度；以及

控制器，其基于感测到的所述温度控制所述至少一个加热器和所述冷却装置，以由所述中空模具中的所述熔融液体形成所述锭。

7.一种坩埚，其包括：

外部元件，其具有第一部分和第二部分，所述第一部分在所述坩埚的底端处是水平的，而所述第二部分以相对于竖直轴线的第一锐角从所述坩埚的所述底端径向向外上升至所述坩埚的顶端；和

内部元件，其包括圆锥体与圆柱体，所述圆柱体在所述圆锥体的基底，所述圆锥体以相对于所述竖直轴线的第二锐角从所述坩埚的所述顶端径向向外下降至所述坩埚的所述底端，利用密封剂将所述圆柱体的基底部分附接到所述外部元件的所述第一部分，以在所述外部元件的内部和所述内部元件的外部之间形成中空模具。

8.根据权利要求7所述的坩埚，其中，所述中空模具被构造成容纳包含硅、碳化硅或非氧化物陶瓷的固体材料，所述固体材料被熔化并冷却以形成锭。

9.根据权利要求7所述的坩埚，其中，所述密封剂包括氮化硅和液体的混合物，所述混合物被烘烤以在所述外部元件和所述内部元件之间形成密封。

10.根据权利要求7所述的坩埚，其中，所述内部元件被配置成当在所述中空模具中形成锭后从所述坩埚的所述顶端沿向下方向向所述内部元件施加力时与所述外部元件分离，以释放所述锭而不会破坏所述锭。

11.根据权利要求7所述的坩埚，其还包括附接到所述内部元件的顶端的杆，以通过在所述中空模具中熔化固体材料并通过在所述中空模具中冷却熔融的所述材料而在所述中空模具中形成锭之后，将所述内部元件从所述坩埚的所述顶端向下推动，以使所述内部元件与所述外部元件脱离。

12.根据权利要求11所述的坩埚，其中，所述杆由石墨或钼制成。

13.根据权利要求7所述的坩埚，其中：

所述内部元件和所述外部元件由石英制成；以及

所述外部元件的所述内部和所述内部元件的所述外部涂覆有氮化硅。

14.根据权利要求8所述的坩埚，其中，所述锭长600mm。