中國(guó)粉體網(wǎng)訊  2022年8月2日，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布了一項(xiàng)名稱(chēng)為“石英玻璃坩堝及其制造方法”的專(zhuān)利，這項(xiàng)專(zhuān)利的申請(qǐng)人是日本勝高股份有限公司。

本發(fā)明提供一種能夠抑制棕環(huán)的剝離而提高單晶硅的成品率的石英玻璃坩堝及其制造方法。

研究背景

在基于CZ法進(jìn)行的單晶硅的制造中使用石英玻璃坩堝。在石英玻璃坩堝內(nèi)對(duì)硅原料進(jìn)行加熱而使其熔化，并將籽晶浸漬于該硅熔液中，一面旋轉(zhuǎn)坩堝一面逐漸提拉籽晶以使單晶生長(zhǎng)。為了以低成本制造半導(dǎo)體器件所需的高品質(zhì)單晶硅，需要在一次提拉工序中提高單晶成品率，因此需要一種能夠經(jīng)受長(zhǎng)期使用且形狀穩(wěn)定的坩堝。

近年來(lái)，隨著單晶硅的口徑增大，單晶的提拉作業(yè)時(shí)間變得非常長(zhǎng)。若石英玻璃坩堝的內(nèi)表面與1400C以上的硅熔液長(zhǎng)期接觸，則會(huì)與硅熔液反應(yīng)而結(jié)晶化，出現(xiàn)被稱(chēng)為棕環(huán)的褐色的環(huán)狀的方石英(cristobalite)。棕環(huán)內(nèi)沒(méi)有方石英層，或者即便有也是非常薄的層，但隨著操作時(shí)間的延長(zhǎng)，棕環(huán)的面積不斷擴(kuò)大，相互融合，且持續(xù)生長(zhǎng)，最終其中心部被浸蝕而成為不規(guī)則的玻璃溶出面。若出現(xiàn)該玻璃溶出面，則單晶硅容易發(fā)生位錯(cuò)，從而使單晶成品率變差。因此，期望一種不易產(chǎn)生棕環(huán)、即便產(chǎn)生棕環(huán)也不易生長(zhǎng)的石英玻璃坩堝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制棕環(huán)的剝離而提高單晶硅的成品率的石英玻璃坩堝及其制造方法。

石英玻璃坩堝的制造方法流程圖

本申請(qǐng)發(fā)明人等針對(duì)棕環(huán)的產(chǎn)生、生長(zhǎng)及剝離的機(jī)制反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)為了抑制棕環(huán)的剝離，重要的是盡量減少棕環(huán)的產(chǎn)生個(gè)數(shù)，使所產(chǎn)生的棕環(huán)穩(wěn)定地生長(zhǎng)，通過(guò)調(diào)整坩堝的內(nèi)表面附近的Na、K、Ca在深度方向上的分布，能夠?qū)崿F(xiàn)棕環(huán)的產(chǎn)生個(gè)數(shù)的降低及穩(wěn)定的生長(zhǎng)。

本發(fā)明是基于這種技術(shù)見(jiàn)解而完成的，本發(fā)明的單晶硅提拉用石英玻璃坩堝的特征在于：Na、K、Ca的合計(jì)濃度在從內(nèi)表面起的深度方向上的分布的峰值存在于比所述內(nèi)表面更深的位置。根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制發(fā)生在坩堝的內(nèi)表面的棕環(huán)核的產(chǎn)生。因此，能夠抑制棕環(huán)的生長(zhǎng)及剝離而提高單晶硅的成品率。

參考來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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