[发明专利]抗软化氮化硅梯度掺杂石英坩埚制备方法

摘要

一种抗软化氮化硅梯度掺杂石英坩埚制备方法，将粉状高纯石英通过手工或机构布料装置均匀散布于旋转的石墨基体上作为石英坩埚底料。布料完成后送入三相电弧炉内，利用三相石墨电极通电后产生的高温弧光来加热熔化物料，熔炼温度保持在2000℃以上，待熔化料层达到一定厚度并不存在明显边界层时，停止加热并自然冷却至室温。通过调整石英粉和氮化硅粉的含量和分布制备的力学性能和软化点不同的梯度石英/氮化硅复合石英坩埚，具有较高的强度，同时提高石英坩埚的软化点，可防止石英坩埚在使用过程中出现变形,可以在制备单晶硅过程中重复使用。

主权项

一种抗软化氮化硅梯度掺杂石英坩埚制备方法，其特征在于：以石英为主原料，在其内侧进行氮化硅掺杂，其中靠近坩埚内部为氮化硅层，外部为石英层,中间是石英/氮化硅过渡层，在氮化硅掺杂过程中将石英粉和氮化硅粉分层布料，在制作石英坩埚的装料过程中，将石英粉和氮化硅粉按定量配比进行分层布料，通过调整石英粉和氮化硅粉的含量呈梯度分布，既使氮化硅含量由内至外逐渐降低，具体的制备方法如下，配料：将氮化硅粉与石英粉按氮化硅粉 + 石英粉进行掺杂；梯度布料：先将石英粉撒布在电弧炉内衬旋转的石墨基体上作为底料，然后分别将配好的氮化硅粉 + 石英粉的混合料依次均匀散布在石英粉底料上，最后在料层的最内侧布一层氮化硅粉；电弧炉熔炼：布料结束后，送入电弧炉进行熔炼；使熔炼室温度达到2000℃以上，使物料充分熔化，逐渐降低电压电流直至弧光熄灭后停止供电，坩埚随炉冷却10钟将其取出；倒棱和抛光：待坩埚充分冷却后，先在切边机上切掉顶部多余部分，接着对坩埚进行倒棱和抛光；超声波清洗：用高纯水超声波清洗冷却后的坩埚表面污渍；高压清洗：再用高压清洗机对坩埚彻底清洗；成品检验：烘干后经过检验合格成为成品。